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電池儲能技術商品化應用趨勢研究

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出版作者 林維林等
出版單位 工研院IEK
出版日期 2009/10/31
出版類型 產業報告
所屬領域 新興能源
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摘要

隨著能源問題日益嚴重,電能儲存技術開發也愈來愈受到重視。電池儲能主要分成定置型儲能與動力型儲能兩種型式,在定置型儲能發展趨勢上,先進國家已提出再生能源併入電網時程,配合並網儲能之電池技術仍處於發展與競爭階段。對於偏遠地區或電網無法普及之處,離網型的儲能系統則會隨再生能源發電裝置的普及而提升安裝量。

在動力型儲能部份,各國主要發展重心為電動汽車與車用電池相關研發或推廣上,鋰電池在此應用領域已經成為汽車生產大國的策略性投資產業,不論是在技術研發與生產擴充上都有大規模的投資。

目前發展中的儲能技術包括鋰電池儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超級電容儲能、氫能儲能等。鋰電池儲能和飛輪儲能技術目前已有商品化產品,並持續朝效率更高、儲能容量更大的新一代技術發展。壓縮空氣儲能、超級電容儲能和氫能儲能則是未來中、長期發展的大規模儲能技術。

本專題將針對功率範圍在1kW~1MW之間的定置型儲能與動力型儲能系統,探討國外最新儲能應用趨勢、技術發展與市場機會,包括分析定置型儲能(Stationary Energy Storage)的備用電力儲能(UPS)、風力發電與太陽能發電,以及動力型儲能(Power Energy Storage)的電動手工具及電動汽機車等,提出2015年以前的市場規模及技術發展趨勢。

目錄

====章節目錄====

第一章 緒 論 1-1

 第一節 研究目的 1-1

 第二節 研究方法與範圍 1-2

 第三節 研究架構 1-5

 第四節 研究限制 1-7

第二章 電池儲能的應用趨勢與潛在市場分析 2-1

 第一節 電池儲能應用說明 2-1

 第二節 主要國家儲能發展計畫 2-10

 第三節 電池儲能潛在市場分析 2-15

第三章 電池儲能技術發展趨勢 3-1

 第一節 已成熟之儲能技術 3-1

 第二節 發展中之儲能技術 3-9

 第三節 其他儲能技術 3-18

 第四節 電池技術比較 3-21

第四章 各種儲能應用特性及其電池技術商品化分析 4-1

 第一節 一般電池儲能系統的特性需求 4-1

 第二節 各種儲能應用之需求分析 4-3

 第三節 電池技術商品化關鍵因素 4-10

第五章 台灣電池產業發展現況 5-1

 第一節 台灣電池產業發展現況 5-1

 第二節 技術能力分析 5-10

 第三節 台灣電池產業機會與未來佈局策略 5-17

第六章 結論與建議 6-1

 第一節 結論 6-1

 第二節 建議 6-6

參考文獻 7-1

====圖目錄====

圖1-1 1kW~1MW之電池儲能系統 1-2

圖1-2 儲能系統分類及應用範圍 1-3

圖1-3 儲能技術系統功率及放電時間 1-4

圖1-4 研究架構 1-6

圖2-1 儲能系統與電池適用性分析 2-3

圖2-2 不同電池的能量密度及功率密度特性比較 2-8

圖2-3 日本再生能源併入電網之規劃時程 2-11

圖2-4 全球UPS市場 2-17

圖2-5 全球UPS用之蓄電池市場 2-17

圖2-6 再生能源發電系統儲能 2-18

圖2-7 全球太陽能累計裝置量 2-21

圖2-8 全球太陽能發電系統離網之儲能市場 2-21

圖2-9 全球風力發電裝置量 2-22

圖2-10 全球小型風力發電儲能市場 2-23

圖2-11 全球電動車市場預估 2-26

圖2-12 全球電動車用電池市場預估 2-26

圖2-13 全球電動二輪車市場規模預估 2-29

圖2-14 全球電動二輪車用鋰電池市場規模預估 2-30

圖2-15 全球電動手工具電池儲能市場 2-32

圖3-1 模擬各充放電模式產生失效模式 3-3

圖3-2 鈉硫電池的儲能應用分佈情況 3-7

圖3-3 動力電池儲能的放電速率(C-rate)分析 3-10

圖3-4 松下電池第二世代高容量鋰鎳鈷鋰電池(NCR 185650)極板

構造圖 3-13

圖3-5 Sony高容量鋰電池技術發展roadmap 3-15

圖3-6 電池之能量密度與功率密度比較 3-22

圖3-7 電池之重量與體積能量密度比較 3-23

圖3-8 儲能系統之充放電時間比較 3-24

圖3-9 儲能系統之能源回復效率比較 3-25

圖3-10 儲能系統之成本比較 3-26

圖5-1 鋰電池產業供應鏈關係 5-4

圖5-2 鋰電池供應鏈與附加價值分析 5-5

圖5-3 我國鋰電池產業鏈及廠商 5-6

圖5-4 我國電動二輪車鋰電池技術能力分析 5-15

圖5-5 我國電動二輪車動力電池模組佈局方向 5-24

====表目錄====

表2-1 電池技術發展現況 2-2

表2-2 再生能源儲能需求 2-6

表2-3 美國DOE儲能計畫 2-10

表2-4 日本儲能技術發展藍圖(2008-2015) 2-12

表2-5 主要國家電動車與車用電池推動計畫 2-13

表2-6 UPS產業市場成長驅力及阻力之因素 2-16

表2-7 再生能源市場成長驅力及阻力之因素 2-20

表2-8 電動車市場成長驅力及阻力之因素 2-25

表2-9 電動二輪車市場成長驅力及阻力之因素 2-28

表2-10 電動手工具市場成長驅力及阻力之因素 2-31

表2-11 全球儲能市場規模 2-33

表3-1 各類鉛酸電池特性需求比較表 3-2

表3-2 再生能源鉛酸電池失效分析 3-4

表3-3 美國車用鋰離子電池研發目標 3-11

表3-4 日本的車用電池研發策略 3-12

表3-5 松下電池三個世代鋰電池比較分析 3-14

表3-6 液流電池性能表 3-16

表3-7 各種儲能技術之應用及其優缺點 3-26

表4-1 內燃機汽車與電動車使用成本比較 4-8

表4-2 定置型電池儲能技術之替代關係 4-11

表4-3 太陽能系統儲能技術商品化指標 4-12

表4-4 太陽能系統儲能需求與電池技術商品化指標效能關係 4-14

表4-5 風力發電系統儲能技術商品化指標 4-15

表4-6 風力發電系統儲能需求與電池技術商品化指標效能關係 4-17

表4-7 動力型儲能與電池符合程度 4-19

表4-8 電動二輪車儲能技術商品化指標 4-20

表4-9 電動二輪車技術商品化指標與電池儲能系統效能關係 4-21

表5-1 電池儲能廠商發展現況 5-1

表5-2 太陽能發電儲能系統之技術雷達圖 5-11

表5-3 風力發電儲能系統之技術雷達圖 5-12

表5-4 電動二輪車電池組目標價格及技術突破目標 5-14

表5-5 電動二輪車電池組目標價格與技術進展分析 5-14

表5-6 再生能源儲能電池之發展 5-18

表5-7 台灣再生能源儲能電池之產業機會及優勢 5-19

表5-8 未來鋰電池技術發展趨勢 5-21

表5-9 出光興業公司開發之全固態電解質材料特性 5-23

表5-10 我國在筆記型電池模組的成功經驗 5-25

章節檔案下載
第一章 緒 論
6
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第二章 電池儲能的應用趨勢與潛在市場分析
33
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第三章 電池儲能技術發展趨勢
25
0 元/點
第四章 各種儲能應用特性及其電池技術商品化分析
23
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第五章 台灣電池產業發展現況
24
0 元/點
第六章 結論與建議
8
0 元/點
第七章 參考文獻
3
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