伊莉討論區

標題: [廉價風能將煤趕盡殺絕？煤礦轉生成為抽蓄儲能場][科技新報][2017-4-4] [打印本頁]

作者: viccheng 時間: 2017-4-7 09:41 AM 標題: [廉價風能將煤趕盡殺絕？煤礦轉生成為抽蓄儲能場][科技新報][2017-4-4]

https://technews.tw/2017/04/04/how-to-make-electricity-in-a-disused-coal-mine/
廉價風能將煤趕盡殺絕？煤礦轉生成為抽蓄儲能場
作者藍弋豐 | 發布日期 2017 年 04 月 04 日
為了減少二氧化碳排放，許多先進國家力推政策補貼，發展綠能取代燃煤，不過，隨著風能成本快速下降，如今即使沒有政策補貼，風能也能與燃煤堂堂競爭，因而可能將燃煤發電趕盡殺絕。但是煤礦也不是只能就這樣成為廢棄礦坑，在綠能發展增加儲能需求下，德國與美國都正在發展利用廢棄煤礦的技術，將煤礦「轉生」成為抽蓄水力發電的儲能設施。

2017 年 3 月，穆迪（Moody’s Investors Service）發表新綠能報告「報酬基礎風能發電為可再生能源添加新動能」（Rate-Basing Wind Generation Adds Momentum to Renewables），認為即使歐巴馬的潔淨能源計畫（Clean Power Plan）即將遭到川普終結，仍然不影響風能橫掃全美，可能消滅高達 56 吉瓦（Gigawatt）發電容量的燃煤發電廠。

該報告的共同作者指出，如今推動綠能的動力，已經不是環境理由，而是純然的經濟因素，雖然對消費者來說，有更廉價的潔淨能源來源是件好事，但電力公司並不是因為出於善心才前進風能，而是因為發展綠能更有成本效益。

報告檢視當前美國中西部與大平原區，扣除德州與伊利諾斯州的 15 個州，總共 87 吉瓦發電容量的燃煤電廠，發現其中有 56 吉瓦發電容量的電廠，將面臨風能的嚴峻挑戰，據穆迪報告指出，大平原區的風能平均電力採購價格，為每度電 0.2 美分，相當於每度電 0.6 元新台幣，相對的，燃煤發電的平均營運成本，含燃料成本、營運與維護成本，以及資本成本，總計每度電約為 0.3 美分，相當於 0.9 元新台幣。

扣除美國對風能的 PTC 補貼後，大平原區風能平均電力價格將從每度電 0.2 美分回到 0.4 美分，然而，風能成本持續下降，燃煤成本卻正在上升，在這兩股趨勢下，穆迪認為，即使沒有政策補貼，雙方成本很快就會黃金交叉。

在經濟因素推動下，許多電力公司不僅積極淘汰燃煤發電廠，更加速把風能納入其報酬基礎中，例如在科羅拉多州，Xcel Energy 宣布將於 2018 年斥資 10 億美元投資興建 600 百萬瓦（megawatt）發電容量的風場。當風能越來越普及，由於營運成本上的考量，電力公司在自有風能與燃煤發電廠之間，會優先選擇變動成本較低的自有風能資源，使得燃煤發電廠的利用率下降，容量因數也因此下降，容量因數下降將導致單位發電成本相對上升，使得燃煤發電在競爭態勢上更為不利。

過去認為受限於風能的所謂不穩定性，電網中風能比例有上限，但隨著風力預測能力逐漸提升，以及其他風能產業技術的進步，如今這越來越不是問題，中陸獨立電網（Midcontinent Independent System Operator，MISO）與明尼蘇達州商業部合作研究指出，只需升級明尼蘇達州現有的輸電系統，就能支援高達 40% 的可再生能源比率，不過再高就需要搭配儲能設施等技術。

當風能在經濟上殲滅燃煤的那一天到來，現有的煤礦又將何去何從？「轉生」化身為能源儲存裝置，可能是出路之一。

能將環境破壞減至最低

德國北萊茵西伐利亞州 Prosper-Haniel 煤礦自 1856 年開始開採，經歷 160 年歲月，預定要於 2018 年關閉，不過州長不打算讓這座煤礦「鞠躬盡瘁」，關閉後還要繼續利用它，將把整座礦坑注水，打造成一座 200 百萬瓦的抽蓄水力發電裝置，做為電網能源儲存裝置，可供電給 40 萬用戶，支援該州 2025 年可再生能源佔用電 30% 的目標。

北萊茵西伐利亞州是德國人口最多的一州，貢獻全國五分之一的經濟產出，發電量佔德國總發電量的三分之一，也是許多德國大電力公司的總部所在，包括意昂（E.ON）、萊茵西伐利亞電力（RWE）、英諾吉（Innogy）、Steag、Uniper 等。目前該州電力大多來自於燃煤發電廠，不過在德國全力發展綠能的基本國策，以及風能拉低批發電價使得德國燃煤電廠同樣受到威脅之下，北萊茵西伐利亞州與煤礦的關係有了奇妙的轉變。

在風能壓低批發電價的情況下，德國燃煤電廠也同樣步上一一關門大吉之路，目前計劃有 27 座燃煤與燃氣電廠即將關閉，關閉電廠的總發電容量達 6.6 吉瓦，相當於 1,300 萬戶家庭用電，當燃煤電廠吹起熄燈號，煤礦也只能跟著荒廢，然而，風能大量灌入電網，也提升了能源儲存的需求，使得舊煤礦有了轉生的機會。

Prosper-Haniel 煤礦深達 1,200 公尺，礦坑總長度達 26 公里長，改造過後，將可注入 100 萬立方公尺的水，在礦坑底部安裝渦輪，利用礦坑深度產生的上下位能差距，改造成為抽蓄水力發電能源儲存裝置。

無獨有偶的，美國人也想到一樣的辦法。維吉尼亞州也正規劃要利用廢棄煤礦坑，轉用為抽蓄水力發電能源儲存裝置。維吉尼亞州煤礦坑在過去十年來關閉了數十座，地方政府因而陷入財政收入斷炊，預算短缺，連學校資金都捉襟見肘，也影響其他政府業務，這樣的蕭條情況，是川普大力主張恢復煤礦業的原因。

然而即使川普將歐巴馬的減碳政策全盤廢除，當風能已經與燃煤成本黃金交叉，將大舉殲滅燃煤發電時，煤礦坑的復興之夢也只能幻滅，不過，煤礦坑可在新能源時代發揮新的作用。為了整合風能、太陽能，產生龐大能源儲存需求，讓煤礦坑有了新生。

目前抽蓄水力發電仍然是人類儲存能源成本最低的選項之一，抽蓄水力發電儲能的好處是，水抽到高處以位能儲能，能源不會像電池一樣逐漸衰退，而發電時能取回 85% 能源，回收率也算不錯，唯一的缺點是，能源密度太低，要儲存一顆 AA 電池的電量，就得將 100 公斤水提升 10 公尺高。這表示，若要以抽蓄水力發電為國家的主要能源儲存規劃，那必須要建設非常多水壩，以創造大量儲水空間，這與現在的保存自然的環保意識相衝突。

使用已經破壞環境的礦坑來當作抽蓄水力發電的上下池，不僅可節省建設水壩的預算，也能將環境破壞減至最低，在明尼蘇達州，曾研究將已廢棄鐵礦坑改建為抽蓄水力發電能源儲存裝置，不過，鐵礦坑的鐵銹可能會威脅到設備的疑慮，煤礦坑較無此一問題。維吉尼亞州以外，加州也正在做類似嘗試。

煤礦坑用於抽蓄水力發電還有一些有待驗證之處，包括必需位於穩定的地質，以免灌水後發生崩塌，礦坑中的鐵含量多少以下才適合，以及新技術總是需要經過一定學習曲線，才能知道最終成本為何。不過美國產煤州、郡對這項技術抱持樂觀態度，每座「轉生」的煤礦坑，預計可提供 10~15 個高收入工作，還能為地方創造額外稅收，解決地方失業與財政的燃眉之急。

美國中西部煤礦大州，經常也是風能大州，若煤礦坑都能轉生為抽蓄水力發電能源儲存裝置，來支援風能，走入死胡同的煤礦產業與產煤區域，可說有了意想不到的新生機會。
---------------------------------------------------------------------------
把礦坑拿來裝水和再生能源合作，好像是個不錯的方法，川普的方法即救不了石化燃料，也救不了失業率。

作者: milkmilk1102 時間: 2017-4-8 04:29 AM

風力發電只能是替代選項之一
但是效能絕比不上火力發電
癡人說夢

作者: manwithdeath 時間: 2017-4-8 10:20 AM

把轉換率算進去,結果發電量也只是杯水車薪

作者: nenewu 時間: 2017-4-8 04:54 PM

沒風哪有能,風能要取代煤炭還很早吧

作者: a9a9a8a1 時間: 2017-4-11 08:01 PM

我真心認為風能只能小部分使用
要供給給工業用電根本不太可能

作者: 情天碧海 時間: 2017-4-12 10:57 PM

李遠哲大師反核時也說太陽能過幾年就比核能便宜了，結果過了好幾年了
這些太陽能與風力廠商的業姵文，聽聽就好，不要當真

作者: kgwdm 時間: 2017-4-12 11:36 PM

風能環保什麼的沒有問題。但是風能的發電量和穩定程度遠遠不能和火電或者核電相比。差的不是一個數量級

作者: 皁峻節 時間: 2017-4-13 12:00 AM

說真的比較有希望的還是核融合阿，最乾淨的能源阿

作者: a5720104 時間: 2017-4-26 08:31 AM

台灣的風能要取代煤炭
還有相當長的路要走呢
恐怕不少人有生之年都看不到

作者: ben6705 時間: 2017-4-26 08:42 AM

既然電己不缺,為什麼一到夏天就說缺電要調電價?
風能便宜,電價能不能降個50%?
風不用錢,煤要錢買,為什麼電價還是高?

作者: win2by2 時間: 2017-4-26 08:56 AM

風能很好

可是目前每座約1E

問題是維修維護問題

在國外用得好好的

在台灣恨快就壞了

歡迎光臨伊莉討論區 (http://m.eyny.com/)