電池不足恃！太陽能熱利用技術助澳洲渡過能源黑夜

澳洲向再生能源轉型的速度日益加快，但儲能問題卻如陰雲般逼近。一旦煤炭和化石天然氣退出能源系統，我們將需要更多長時間的儲能方式，才能安然度過黑夜。此外，我們還得尋找更新、更好的方法，為工業生產過程提供熱能。再生能源在白天能提供大部分的熱能，但要滿足工業夜間的用熱需求，就必須依賴能源儲存技術。

太陽能熱利用技術有潛力同時解決長時間儲能和工業供熱問題，然而在澳洲，它卻一直被大多數人忽視。不過，這種情況即將改變。

澳洲聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）的《再生能源儲存路線圖》指出，要滿足澳洲的能源儲存需求，尤其是夜間的需求，各個領域都需要多種技術的配合。太陽能熱利用技術將是其中重要的一環。

單靠電池是不夠的。電池適合短時間儲能，從幾分鐘到一兩個小時不等。但如果要覆蓋8到12小時的用電需求，就需要大量的電池，成本也會高得驚人。而太陽能熱利用技術在大規模長時間儲能方面具有成本效益，還能帶來其他好處。

澳洲能源市場運營商（AEMO）認為，4到12小時的儲能是「未來十年最迫切的公用事業規模需求」。隨著煤炭發電量的下降，這是「應對太陽能和風能輸出日間大幅波動，以及滿足消費者需求，包括在極端天氣下的需求」所必需的。

大多數人都知道鋰離子電池（化學儲能）和抽水蓄能（機械儲能），但對熱能儲存卻瞭解不多。這部分是因為人們擔心成本和工程難度。然而，隨著全球各地興建越來越多的聚光太陽能熱發電廠（僅中國就有30座正在建設中），相關的技術知識也在不斷積累。

澳洲超過80%的能源使用涉及熱過程，現有的大部分化石燃料熱過程都可以用再生熱能儲存來替代。CSIRO的路線圖發現，熱能儲存是一種成本相對較低、應用多樣的解決方案，包括公用事業規模的發電、再生燃料生產和工業過程供熱。

在公用事業規模的發電方面，到2050年，8小時儲能成本最低的技術是利用聚光太陽能熱發電的熱能儲存，成本略高於每兆瓦時100澳元，而鋰離子電池為每兆瓦時140澳元，抽水蓄能約為每兆瓦時155澳元。對於2050年的24小時儲能技術，熱能儲存的成本仍然最低，為每兆瓦時99澳元，而抽水蓄能為每兆瓦時145澳元，使用太陽能光伏和風能的電網充電式電熱能儲存為每兆瓦時150澳元。

短時間儲能在至少兩小時，甚至可能長達四小時的時間內，仍可能是鋰離子電池的天下。聚光太陽能熱發電利用反射鏡將陽光轉化為熱能，這些熱能通常會被儲存起來。

儲存的熱能可以在白天或晚上的任何時間按需使用，用於產生蒸汽發電，或為工業過程提供熱能/蒸汽。該系統通常可以執行6到24小時，這意味著聚光太陽能熱發電可以全天候、按需提供連續的電力和/或工藝熱能，還能同時發電和儲熱。

儲存的熱能通常在夜間使用。中國、西班牙、美國、南美、非洲和中東部署的聚光太陽能熱系統一般都有超過10小時的儲能能力，能夠在夜間產生再生能源電力和熱能。

聚光太陽能熱發電也是一種同步技術，因為它使用傳統的旋轉渦輪機（與燃煤發電廠使用的相同）。這為電網提供了急需的系統強度和頻率服務。事實上，當燃煤發電廠關閉時，聚光太陽能熱發電技術可以繼續提供必要的系統服務。

雖然全球已經部署了100多座聚光太陽能熱發電廠，總發電量達到7吉瓦時，但該技術在澳洲尚未大規模應用。隨著Vast Solar公司在奧古斯塔港建設一座30兆瓦的聚光太陽能熱發電廠（部分得到聯邦政府的支援），這種情況很快就會改變。

該專案將具備10小時的熱能儲存能力，主要在夜間發電並輸入電網。此外，該專案還將提供再生能源熱能和電力，每年生產超過7000噸的綠色（再生）甲醇。（甲醇是數百種消費品和工業產品，如油漆、地毯、織物、建築材料和液體燃料的重要化學原料。）

我們現在就需要開始建設長時間的能源儲存系統，這樣在太陽不照耀、風不吹的時候，我們才能有安全可靠的電力供應。我們還需要用再生能源替代用於工業過程供熱的化石燃料。礦業、工業、交通、農業和家庭等各個領域都需要安全、可靠且價格合理的再生能源。對許多領域來說，這種需求在夜間尤為迫切，因此儲能技術至關重要。