2030全球能源轉型的電池儲能需求展望
各國邁向2030年再生能源三倍目標，儲能是確保電網可靠性的重要投資。2023～2030年全球電池儲能設置需求從85 GW提高到1,200 GW。IEA估計2030年併網級儲能的發電均化成本可與單循環燃氣發電機組競爭；此外，時間電價普及或尖離峰電價費率設計變革，也將提高電力用戶投資表後儲能的效益。
國際能源總署(IEA)在2024年4月發布世界能源展望特別報告-電池和可靠的能源轉型 (Batteries and Secure Energy Transition) [1]。各國邁向2030年再生能源三倍目標(主要是建置太陽光電、風力間歇性再生能源)，電池儲能能夠讓各國能源轉型下的電網具備可靠性。
圖1是2015~2023年全球在各種終端應用的鋰電池容量。2015~2023年鋰電池應用增長有九成來自電動車；另一個成長是電池儲能需求，包含併網級儲能(utility scale)、表後儲能(behind-the-meter)、離網儲能(off-grid)。2023年電池儲能容量增加90 GWh，其中併網級儲能(utility scale)占65%、表後儲能(behind-the-meter)占35%。
圖2是2030年不同情境下全球再生能源電力裝置容量與儲能容量。2023年全球電池儲能功率達到85 GW，在淨零情境(NZE)再生能源成長三倍下，2023～2030年儲能容量需要增加6倍，主要增長來自電池儲能，包含併網級儲能(utility scale)、表後儲能(behind-the-meter)，估計2030年全球電池儲能功率達到1200 GW。
圖3是電池儲能在電力系統的服務。電池儲能在表前(front-of-the-meter)可提供電力系統輔助服務(ancillary services)、應用在光儲案場(renewables integration)、應用在電網瓶頸(congestion relief) 或延後輸配電網投資(T&D upgrade deferral)。電池儲能在電力用戶的表後(behind-the-meter)可穩定電力品質、或設計為停電時重要設備設施的的備援電力，也可以提升用電場所資產的使用價值，例如用戶端太陽光電自發自用的價值、降低時間電價的流動電費。
IEA在報告中估計電池儲能系統的設置成本將長期逐漸下降，提高電池儲能的投資效益。圖4顯示，在大多數情況下(圖4右圖)，2030年併網級儲能的發電均化成本在尖峰時間可與單循環燃氣發電機組競爭(IEA報告內文係指open-cycle gas turbines)。
在電力用戶端的表後儲能，另一股驅力是時間電價的普及或時間費率設計變革，以及長期電價水準走高或走低。圖5左圖是2020～2030年政策情境下表後儲能成本變化。由於各國推動再生能源及可靠電網，通常會搭配擴大電力用戶採用時間電價等配套措施，這將提高表後儲能的價值。
目前業者可以設置併網級電池儲能，在台電電力交易市場提供輔助服務。2030年我國再生能源電力占比預計達到24.7% [2]，電力系統的輔助服務需求將增加。隨著電池成本長期降低，以及碳定價和電價費率長期增加的前提下，電力用戶投資表後儲能的效益可望提高。對製造業電力用戶而言，可以從以下三方面來評估表後儲能的效益，做出投資決策：
1. 降低契約容量的節省基本電費效益：
主要用電設備是批次式生產的製造業者，可使用工廠過去的15分鐘電力負載，模擬電池儲能系統在不同電池容量和充放電功率的最適契約容量，據此估計節省基本電費效益。
2. 表後儲能透過需量反應資源在電力交易市場提供輔助服務的效益：
某些製造業製程具備需量反應資源，藉由表後電池儲能可加強需量反應資源的效能(快速輸出指定功率)和可靠(輸出功率穩定)，可參加台電電力交易市場提供輔助服務，輔助服務收益可望高於需量反應負載管理措施的電費折扣。
3. 為用電場所帶來更佳電力品質、或採用尖峰時間可變時間電價時降低流動電費的效益：
例如某些用電設備可容許電壓變動較窄，或者生產製程可彈性移轉用電時間而採用尖峰時間可變之時間電價，表後儲能可以設計來穩定特定設備供電電壓，或者表後儲能在台電指定的尖峰時間放電，以降低流動電費。
資料來源：工業節能服務網
[1] IEA 2024. Batteries and Secure Energy Transitions. World Energy Outlook Special Report, International Energy Agency. April 2024.
[2] 經濟部2024，112年度全國電力資源供需報告，2024年7月。
