雜誌精選》汰役廢電池重生 虛擬電廠點亮偏鄉

任國光（左）帶領團隊在小林社區以汰役電池打造虛擬電廠，建構低碳社區。（圖/ 遠見提供）

小林村因八八風災滅村震驚全臺，但如今在中科院飛彈專家的加持下，小林社區成爲汰役電池再利用的典範。《遠見》團隊直擊，憑藉能源技術，南臺灣偏鄉的重生之路。

今年，303全臺大停電那一夜，日光小林社區，這個歷經八八風災劫後重生的部落，在南臺灣的獻肚山腳下，兀自發亮。

「鄰居們很羨慕，連着幾次全臺大停電，唯獨我們這兩排住戶的燈始終亮着，不受影響，」日光小林社區發展協會理事長姚水福揚起嘴角，興奮地指着屋頂上光燦燦的太陽能板；以及藏在社區入口處，長約20呎的貨櫃。

貨櫃裡的儲能與智慧能源管理系統，是社區不斷電的秘密。有別於傳統的分散式電網，它有個「虛擬電廠」的新潮名字，更是低碳生活的解方。

日光小林社區虛擬電廠的推手，是低調的國家中山科學研究院飛彈火箭研究所綠能小組。

貨櫃屋藏電池，猶如社區虛擬電網

這天，頂着盛夏炙陽，小組負責人——飛彈所副所長任國光打開貨櫃，親自揭開虛擬電廠的神秘面紗。

貨櫃屋被一整排串接的電池模組牆，隔成兩大空間。一邊是可視化的智慧能源管理系統，猶如社區裡的虛擬電廠。哪一戶出遠門，暫時不用電？誰家缺電，需要即時從社區電網中調配、輸電？在電腦螢幕上，統統一目瞭然。若白天發電量充沛，暫時不用電的那戶，還能回饋到電網，轉供公共空間使用。這些電力，都可透過智慧能源系統，緊急調度與流轉。

貨櫃另一頭，是由一顆顆電池模組，串接、並聯成容量約100kWh儲能系統牆。這是虛擬電廠最關鍵的一環，能將日間太陽能發電儲存下來，隨時調度。

小林社區供電自給自足，成爲汰役電池 再利用典範。（圖/ 遠見提供）

小林社區如何變身能源自主社區？臺灣飛彈專家，爲何跑去偏鄉蓋虛擬電廠？

事實上，低碳浪潮驅動下，再生能源已是不可逆的趨勢。但靠天發電，時晴時雨，亦是再生能源的致命傷。要解決這個致命傷，儲能與虛擬電廠（智慧能源管理平臺）是關鍵，也是各國積極開發，攸關國安的技術與產業。

臺灣啓動分散式智慧能源與低碳能源自主社區，關鍵轉折，始於一個滅村災難。2009年初秋，臺灣遇上百年浩劫八八風災。474人活埋，共681人死亡，高雄甲仙小林部落滅村畫面震驚全臺。

臺灣傳統集中式電網，每遇颱風、豪雨，高壓電塔一受損，各地斷電消息頻傳。脆弱電網，頻頻讓臺灣陷入能源孤島危機。

能源即國安戰略，中科院接下挑戰

「對任何國家來說，能源都是國安戰略問題，」任國光回憶，在當時中科院院長張冠羣與經濟部技術處支持下，中科院飛彈所啓動一連串以再生能源搭配儲能，打造「分散式微電網」的計劃。

其實，臺灣第一個「零碳社區」金門東坑，就是中科院飛彈所科學家團隊一手開發打造的。

2012年，中科院打造20呎貨櫃移動式儲能系統原型。貨櫃上有太陽能板，裡頭有150度的儲能電池，以及可雙向整合調度太陽能、風力與市電的智慧能源管理系統。

位處輸配電網邊陲，但日照、風力等再生能源充足的金門，是計劃落地首選。

任國光表示，一直以來，金門仰賴柴油發電，不僅每度電力的發電成本高達十多元，更面臨嚴重空污。

2014年，中科院在金門東坑社區架起陸域風機與太陽能屋頂，成功打造可調度250度電，供30戶人家用電需求的虛擬電廠。同時，卻也發現儲能電池成本過高，難以複製推廣的挑戰。

「當時鋰電池儲能系統，每度電建置成本高達800美元，相當於新臺幣2至3萬，」任國光分析，每戶人家日常用電約10度至15度，光是家戶儲能電池就要30多萬元，這還未加計社區公用儲能系統的成本。

電池成本降不下來，微電網儲能系統與虛擬電廠的推廣將窒礙難行。爲克服電池昂貴問題，任國光與團隊又鑽入汰役電池再利用的研究。

看上電動車用電池，因爲得符合高功率、快速充放電的嚴苛標準，一旦電池衰老，容量降至80％以下，就得淘汰。任國光分析，這些電池回收光是倉儲價格，每公斤要價110元，對車廠負擔不小。若能再次利用，延長電池生命週期，既解決儲能新電池成本過高，也能降低廢電池處理費用與衝擊。

團隊找上電動車納智捷與電動巴士廠商立凱合作，但收集自四面八方的每一顆廢電池，各自的生命歷程與「健康」情況都大不同，如何檢測，篩選出健康的汰役電池？工程浩大，挑戰不小。

任國光還原當時，團隊先將每個電池模組，拆解成一顆顆小電芯，逐一量測電壓、判斷化學反應，是否還能承受儲能系統的應用？經過健檢後，篩選出健康情形一致，再重組串接成電池模組。

但最關鍵的，仍是落地驗證。

日光小林村日照超過十小時，再生能源充沛，加上位處偏鄉，建置高壓電塔、變電站等集中式輸配電網費用驚人，成了團隊實踐分散微電網最佳場域。

中科院飛彈所綠能團隊初步徵求15戶自願戶，每戶建置3kW太陽能板，以及汰役電池打造的6～10kWh家用儲能系統，社區並搭配100kWh儲能貨櫃調度。耗時三年，記錄汰役電池重組後，讓充放電的大數據與參數臻於完善。

車用電池再利用，儲能成本降至1／3

結果讓團隊很振奮。「我們證明，汰役電池用於儲能確實可行，」任國光分析，汰役車用電池仍有約80％容量，用於儲能，可再充放電一千次至容量剩40％再淘汰。「電池生命週期延長三年，儲能成本大幅降至1∕3。」

任國光分析，透過「叢集式家戶型儲電系統管控技術」「社區儲電系統電力穩定技術」「電力調度技術」系統解方 ，不僅讓日光小林社區供電自給自足，每戶10度，15戶是150度，一年可發綠電將近5萬度。甚至，「企業用電大戶缺綠電，我們也想替社區申請綠電相關標章，轉供綠電。」

近兩年，減碳壓力下，儲能需求大增，電池大漲又缺貨。加上未來電動車普及，多部車同時充放電，恐衝擊電網，急需儲能系統緩解電網壓力。任國光透露，確實很多廠商前來詢問。

除了測試系統對電動車V2G雙向餽電反應，任國光也正積極在中科院區打造低碳生活圈，「我們自己開發的電動巴士底盤與三電系統，已在院區試行一段時間；我們也幫院內的超商建置汰役電池儲能系統。」

「事實上，我還有個夢想，」登上小林村與大愛村制高點，任國光指着眼前千戶村莊說，「這裡的日照得天獨厚，但受限太陽能躉售制度與臺電饋線容量，僅20％住戶裝置太陽屋頂，很可惜。」

「如果家家戶戶都裝上太陽能板與儲能系統，這區不但供電自給自足，未來還能緩解臺電大電網壓力，甚至緊急救援電網，」任國光一臉殷切地說。

本文作者：林鳳琪

(本文摘自《遠見雜誌6月號432期》)

《遠見雜誌6月號432期》