随着全球能源日渐短缺，加上环保意识兴起，各国正逐年提升如太阳能(PV)、风力等绿色能源的采用比例，希望藉此取得永续的能源供应，并降低由火力发电、核能发电等传统电力所造成的环境冲击。其中，太阳能发电系统的建置成本，相对于风力发电机组要低廉许多，并可结合住家用电设备达成自发自用，因此近年来普遍受到各国政策的大力支持。
然而，在系统普及率逐步提升后，大量太阳能系统电力并入电网将带来不小的冲击，甚至造成传统电厂必须采间歇发电，因此各国政策开始趋向推动以分散式太阳能发电结合储能系统的方式，使储能应用市场迅速扩大。
缓解电网压力 分散式PV储能应用兴起
工研院产经中心能源研究组专案经理暨产业分析师王孟杰表示，虽然整体储能系统的市场与太阳能相比仍然不大，但在德国政府提出每年约6,500万美元的补贴资金推动下，储能系统市场于2014年已开始显着成长，并将可能使其他国家相继跟进；未来随着欧洲市场对储能需求的增加，加上日本既有市场，预估平均每年会有25~27%的成长率(图1)。
图1 2013～2018年住宅用储能系统市场规模分析 资料来源：Navigant、工研院IEK(10/2014)
事实上，太阳能发电因产能不高，过去即有搭配储能系统的方案；然而，受到价格优渥的趸购费率(FiT)制度影响，让PV系统拥有者趋向于全电卖回，使得搭配储能系统的方案停滞不前。
近来，随着FiT制度成功扩大了PV技术的市场接受度，安装量大幅攀升的结果导致各国在财政、电力网路与再生能源政策上造成一定冲击。例如，因再生能源发电有季节性与时间性，同时FiT制度要求优先收购再生能源电力，让传统电厂必须扮演调节供电的角色，增加采取间歇发电的机会，因而使得营运成本提高。
为解决电网负载问题，可帮助再生能源储存电力、平衡电网电压的储能系统近期又开始受到重视，有助于改善电厂须间歇性发电的问题。另一方面，因净计量(Net Metering, NEM)制度逐渐被采用，使中国大陆、德国、美国以及加拿大都开始减少地面电厂的比例，日本与英国也将朝此方向前进。上述情形使得发电模式逐渐由过去的集中式渐渐转变为分散式，并刺激住宅与商用建筑导入PV系统，连带也增加了再生能源使用储能系统的机会。
王孟杰认为，储能系统市场虽然有逐渐扩大的现象，但并不会如同过去PV般呈现爆发性成长，主要原因在于现阶段系统成本仍高，且相关补助机制尚未完善，加上发电机制还是以集中式发电为主，因此未来必须提升分散式发电的比例，才会持续提升储能系统的使用率。
此外，王孟杰也强调，过去再生能源主要着重在发电，但最终完成型态并非只是发电而已，而是要电网、储能、发电与需求管理等领域的相互搭配。现在储能应用已开始受到重视，因此PV自发自用可说是迈入完成型态的第一步。
综观上述，储能系统结合PV有助于一般大众减少尖峰时段或季节用电，进而节省电费支出；然而，现阶段储能设备因费用高昂导致难以普及，遂使系统商推出租赁方案，并搭配相关补助政策，以推动储能设备需求持续成长。
推动PV节能应用 租赁式储能方案商机热
工研院产经中心能源研究组绿能产品研究部产业分析师杨翔如表示，许多国家有时间电价与季节电价制度，其价格于尖峰时段可能达到离峰的两倍之多，在此背景下，使储能需求渐渐被纳入PV自发自用的一环(图2)。但动辄上万美元的储能设备与每月仅节省几十美元的金额相比，仍难以受到主流市场青睐，因此如第三方所有权(Third Party Ownership, TPO)这类由系统商出租系统租给用户的方案便逐渐兴起。
图2 储能系统使用效益 资料来源：工研院IEK(10/2014)
据了解，用于PV的储能系统目前营运模式可分为购买、租赁与异业结合(如建案、电动车)三种模式。购买是由系统商提供解决方案，并强调量身订做，但初期成本较高，且投资回收时间约为10?15年。而异业结合是藉由搭配高售价的固定资产如房屋、电动车等贩售，除了可提升附加价值之外，若能得到特定政策补助，整体而言较为有利。
不过，上述两种方案仅适用于资金充裕的族群，除非透过高额的政策补助否则普及量相当有限。对此，杨翔如认为，租赁模式适用于多数想节省电费但又不愿意负担大笔初期安装投资的消费者，因此可能是未来发展的趋势(图3)；而系统商方面虽然资金水位需求较高，但可藉由携手金融业者承担融资功能的方式，以低头款或零头款来刺激安装意愿。
图3 储能设备租贷前后之电费支出比较 资料来源：工研院IEK(10/2014)
举例来说，日本OneEnergy所推出的10年期蓄电池租赁方案，每月仅须支付租金约3,000－5,000日圆，于10年期满后约可省下50%的电池购买成本。另外德国DZ-4同样推出10年期租赁方案，其方案每年预估可为用户省下1,930欧元，同时期满后用户投报率估计达到128.6%。
此外，政策推动也是一大影响，杨翔如强调，因储能设备目前价格仍然很高，须配合政策提供补助或优惠，如日本推行绿色投资减税，使储能设备金额可100%折旧，同时，其国内各地区对于蓄电池设备普遍补助设备金额的三分之一到二分之一，或是优惠贷款等。另一方面，德国在2013年起，由德国复兴信贷银行(KFW)提供每年2,500万欧元补助储能设备，于30千瓦(kW)以下之PV系统每件最高补助可达600欧元/kW。
值得注意的是，因分散式太阳能发电系统搭配储能系统的应用快速兴起，刺激储能电池需求同步水涨船高；其中，磷酸铁锂电池不仅具备锂电池体积与能量密度的优势，更拥有高度安全性，因而成为储能系统开发商的新宠。
提升PV储能系统安全 磷酸铁锂电池受瞩目
UL产品安全事业工程部专案经理翁文俊表示，储能设备普遍采用铅酸电池或锂电池，而锂电池本身即具有重量轻、寿命长、充电时间短、能量密度高以及低自放电等优点；其中，磷酸铁锂电池又拥有更好的安全性，因此近来渐受关注。
据了解，目前储能系统主要采用的电池包含铅酸电池以及锂电池。铅酸电池的成本较低，同时因发展历史较久相对也较为安全；然而，其具有许多缺点，如高污染、体积大、寿命较短、充电时间长、能量密度低等。
不过，锂电池虽然具有上述优势，但成本也相对较高，尤其是其危险性为应用上最大的隐忧，过去已引发过不少火灾事件。同时，该电池须符合的法规要求较多，包含北美的美国国家标准机构(ANSI)、日本的日本工业标准(JIS)以及国际电工委员会(IEC)等标准规范。
翁文俊进一步指出，储能系统除了电池特性的考量之外，最具影响力的依然是成本。磷酸铁锂电池目前虽成本比较高，但藉由普及率的提升以及化学材料研发，未来几年成本将有机会降到目前的一半左右。
此外，翁文俊强调，电池所扮演的角色，在于可增加再生能源的发电比例，并可避免如工厂或学校采用契约容量时，因用电量超出而遭受罚款，近来这一部分的应用正呈现上升趋势。同时，电池可增加发电系统的稳定度，甚至是如同不断电系统(UPS)般当作紧急电源来使用。
另一方面，UL着眼于台湾在电池外销方面的能力，具备广大的电池检测市场，因此已于今年3月在林口龟山成立大电池检测实验室，针对电动汽/机车、储能设备等电池应用，以协助台湾厂商提升产品安全。
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