電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè)（次世代自動(dòng)車(chē)）雖然消耗電池的數(shù)量甚高，但是在基礎(chǔ)建設(shè)尚未成熟且周邊延伸產(chǎn)業(yè)尚未成形之際，于近五年內(nèi)仍舊難以大規(guī)模普及；反觀儲(chǔ)能電池（蓄電池）產(chǎn)業(yè)除可搭配著再生能源做應(yīng)用，也可單獨(dú)使用作為緊急備用電力系統(tǒng)，未來(lái)的市場(chǎng)需求可期。根據(jù)日本METI預(yù)估（圖一），全球儲(chǔ)能系統(tǒng)需求將隨著智能城市的興起而成長(zhǎng)，以日本市場(chǎng)而言，因?yàn)闉?zāi)害所促成的城鎮(zhèn)再造機(jī)會(huì)，將更加速落實(shí)新型態(tài)能源應(yīng)用的進(jìn)程，預(yù)估將在2012年開(kāi)始在日本市場(chǎng)會(huì)有明顯的成長(zhǎng)需求，未來(lái)五年更會(huì)快速擴(kuò)展至全球各主要城鎮(zhèn)地區(qū)。
圖一 電池應(yīng)用發(fā)展期程
Source:METI2011
緊急備用儲(chǔ)能系統(tǒng)在效益與保障間權(quán)衡
“緊急備用電力”顧名思義是在于單純的電力備份，因此在早期的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，大多是以經(jīng)濟(jì)效益來(lái)做首要考量。但是發(fā)展至今，備用電源在使用的概念上已經(jīng)有很大的改變，除了作為備用之外，在民生與工業(yè)用途上，也分別發(fā)展出不同的電力調(diào)配功能。
在工業(yè)用途上，其主要的功效在于爭(zhēng)取足夠的緩沖時(shí)間為主，以確保工業(yè)電腦能有足夠的時(shí)間關(guān)機(jī)，以減少電力中斷造成的自動(dòng)化生產(chǎn)損失。在目前的應(yīng)用面上，包括各種生產(chǎn)制造機(jī)臺(tái)，都有這類(lèi)型的備用電力配置設(shè)計(jì)。另外在基地臺(tái)建置部分，使用獨(dú)立電源也可免除因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)有限的復(fù)蓋率，所產(chǎn)生的電力窘境。甚至目前在當(dāng)紅的云端產(chǎn)業(yè)發(fā)展上，屬于高耗電的直流服務(wù)器，需要儲(chǔ)能電池做為緊急備用之外，也可借由直流分電盤(pán)的設(shè)置與電池的搭配，將電力轉(zhuǎn)換效率發(fā)揮到最高，免除耗電效率低落所產(chǎn)生的熱處理，因而需要再額外增加一筆主動(dòng)散熱的電力支出。
在民生用途上，備用電力的大多與住宅建筑結(jié)合應(yīng)用居多，因?yàn)槠潆娏οβ瘦^小且使用時(shí)間較短，因此系統(tǒng)設(shè)置有較多機(jī)會(huì)與再生能源做設(shè)計(jì)結(jié)合；至于商業(yè)大樓的部分則以延續(xù)電力為其主要考量，以經(jīng)濟(jì)以及續(xù)航力為訴求，因此大多以燃油發(fā)電機(jī)作為緊急備用電力來(lái)源。
緊急備用電力配置往功能與實(shí)用作延伸
當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)做為單一的緊急備用途，無(wú)論是在經(jīng)濟(jì)效益以及使用頻率都難以在民生用途上快速普及，也因此開(kāi)發(fā)廠商開(kāi)始在儲(chǔ)能電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)中改以透過(guò)電力的流動(dòng)創(chuàng)造出離尖峰的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而將儲(chǔ)能電池系統(tǒng)不僅具備緊急備用的用途，更兼具有實(shí)用的經(jīng)濟(jì)節(jié)能性。
以下圖（圖二）為例，電池系統(tǒng)在模組連結(jié)上，可與市電電網(wǎng)做連結(jié)，提供電力在離峰與尖峰之間作為電力需求緩沖，同時(shí)也可與再生能源結(jié)合，讓電力來(lái)源可以兼具獨(dú)立性與環(huán)保性。
圖二 手機(jī)電源充電與補(bǔ)充的需求情境
Source:EnergyTrend2012
創(chuàng)能、節(jié)能與儲(chǔ)能的完美搭配
一個(gè)完整的新式再生能源系統(tǒng)，在過(guò)去來(lái)說(shuō)大部分所見(jiàn)是節(jié)能與創(chuàng)能模組相結(jié)合，例如太陽(yáng)能搭配LED路燈即是一例，往往忽略掉儲(chǔ)存系統(tǒng)的優(yōu)化與延伸，因此大多選用效能較低的鉛酸電池做為其過(guò)渡的搭配組合。
再生能源可與高效率儲(chǔ)能電池作良好的搭配，然而目前的太陽(yáng)能系統(tǒng)大多是以并網(wǎng)的方式存在，原因在于現(xiàn)行的電力系統(tǒng)并不適合大規(guī)模電力反饋的機(jī)制，且在升降電壓過(guò)程的電力回收效率也并不理想。因此大規(guī)模的太陽(yáng)能系統(tǒng)大多是設(shè)計(jì)架設(shè)在發(fā)電廠周遭，以減少其他的電力系統(tǒng)困擾。
事實(shí)上，太陽(yáng)能、發(fā)光二極管以及電池都是直流電驅(qū)動(dòng)的元件，因此當(dāng)創(chuàng)能、節(jié)能以及儲(chǔ)能系統(tǒng)整合成為一個(gè)系統(tǒng)的時(shí)候（圖三），電力使用效率將能夠達(dá)到最高。然而，在目前的電力結(jié)構(gòu)上，因?yàn)榭剂康桨l(fā)電成本以及電力傳輸?shù)牧鲃?dòng)性，大部分的電力來(lái)源仍以交流電為主，使得大城市地區(qū)在三種模組系統(tǒng)的整合應(yīng)用仍十分少數(shù)，而偏遠(yuǎn)地區(qū)受限于電力普及等問(wèn)題，會(huì)因?yàn)楸憷躁P(guān)系而犧牲成本考量，采用創(chuàng)能節(jié)能儲(chǔ)能三種模組結(jié)合的整合式裝置架構(gòu)。
圖三 完整的綠色能源系統(tǒng)搭配
Source:EnergyTrend2012
日本于災(zāi)后的省思與因應(yīng)
對(duì)于日本而言，能源獨(dú)立，已是刻不容緩的事情。2011年日本福島大地震之后，核災(zāi)的問(wèn)題讓日本開(kāi)始重視再生能源的實(shí)際應(yīng)用，2012年第一季度甚至開(kāi)始計(jì)劃關(guān)閉所有核電廠，而太陽(yáng)能將會(huì)是未來(lái)的重要發(fā)電方式之一。
目前來(lái)說(shuō)，日本年度太陽(yáng)能需求約在3.6GW，未來(lái)在2020年將計(jì)劃提升至28GW（圖四），以日本的太陽(yáng)能電網(wǎng)屬性來(lái)說(shuō)，大多是走向分布式發(fā)電，而非美國(guó)此類(lèi)集中式的方式。分布式太陽(yáng)能系統(tǒng)的精神意涵，在于現(xiàn)地生產(chǎn)在地使用，因此在太陽(yáng)能以及儲(chǔ)能系統(tǒng)在搭配上將有可能以家用為單位進(jìn)行推廣。連帶的使其系統(tǒng)設(shè)計(jì)將更有機(jī)會(huì)將輕巧的儲(chǔ)能系統(tǒng)導(dǎo)入到生活之中。
圖四 日本再生能源未來(lái)規(guī)劃
Source:Energytrend2012
日本建筑的變革維新
地震對(duì)于日本所帶來(lái)的影響，除了是對(duì)于天災(zāi)預(yù)防所促成的警惕以外，對(duì)核能所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題也讓整體能源產(chǎn)業(yè)面臨到重新思考的地步。對(duì)于東北地區(qū)而言，所產(chǎn)生的災(zāi)害是全面性的，也因此讓日本期待新一波的造鎮(zhèn)精神能夠落實(shí)于重建區(qū)（圖五）。
過(guò)去的再生能源系統(tǒng)的搭配大多是建置在獨(dú)棟式建筑，此類(lèi)建筑無(wú)論是空間或者面積都較為具有彈性，然而舊式的配電設(shè)備難以做大幅度的變動(dòng)，換句話說(shuō)再生能源在導(dǎo)入上仍有其限制。當(dāng)新式建筑與配電系統(tǒng)重新規(guī)劃之際，再生能源導(dǎo)入則變得更能發(fā)揮其獨(dú)立能源的特點(diǎn)。同時(shí)個(gè)別建筑在電力設(shè)計(jì)的改變也將能夠塑造出城鎮(zhèn)等級(jí)的能源管理，讓電力供應(yīng)能夠在特定區(qū)域內(nèi)互通有無(wú)進(jìn)，讓創(chuàng)造閑置能源的家庭電力能夠支援正在耗電的區(qū)域，達(dá)成能源分享的目的。
圖五 日本儲(chǔ)能電池發(fā)展
Source:EnergyTrend2012
