產業趨勢報告｜儲能技術及鋰電池未來發展方向
儲能是先將電力轉化為能量的其他形式存放在實體系統中，需要時再釋放。目前已發展出多種儲能技術，依據能量轉換方式可分為『物理』、『電磁』、『電化學』等三大類，各技術特性如表1所列。抽蓄水力為『物理』類蓄電的一種，是目前發展最成熟且成本最低的儲能技術；自1882年在瑞士蘇黎世設立第一座抽蓄水力站起，至今已經有超過百年的應用歷史。它設置地點須具備豐富且穩定供應的水源，但近幾年多項水庫新建案面臨生態與環境爭議而被擱置，導致2016年以來全球抽蓄水力儲電設施建置量僅成長0.6%，相較於全球儲電設施年成長率達9%，抽蓄水力雖然仍為占比最高儲電方式，但市佔率已逐年下降，在2021年占比首次低於90%。
表一、主要儲能技術比較表
資料來源：Applied Energy；智璞產業趨勢研究所整理2022/08
受益全球能源轉型，鋰電池是當前市場擴張最快的儲能技術
根據中國大陸CNESA發布的《2022儲能產業研究白皮書》指出，截至2021年底，新型儲能技術累計裝置量為25.4 GW，年增67.7%，其中以鋰電池市占率達90.9%為最高，其次是壓縮空氣的2.3%與鉛酸電池的2.2%，如圖二所示，顯示鋰電池是當前市場擴張最快的儲能技術。2021年全球新增運轉的儲能系統裝置量達18.3 GW，年增185%，其中新型儲能技術占10.2 GW，是2020年的2.2倍。
圖一、2021年全球新型儲能累積安裝量之占比(總量209.4 GW)
資料來源：CNESA；智璞產業趨勢研究所整理2022/08
使用壽命、能量密度與成本將成為鋰電池未來發展重點
鋰離子電池正極是鋰與不同金屬的複合氧化物，如磷酸鐵鋰(LFP)，鈦酸鋰(LTO)，錳酸鋰(LMO)，鈷酸鋰(LCO)、鎳鈷錳酸鋰(NMC)、鎳鈷鋁酸鋰(NCA)等，負極材料主要為石墨或鈦酸鋰，電解質使用LiPF6、Li[N(CF3SO2)2]等鋰鹽有機溶液。表一顯示各類鋰電池主要應用領域與代表性製造商。因使用正極材料不同，在不考慮電池系統設計影像下，成本、體積能量密度、重量能量密度、充放電速率、充放電循環使用壽命、安全性、可使用溫度區間各有優劣勢(圖二為各類鋰電池性能比較)。。在眾多材料中以磷酸鐵鋰、鈦酸鋰兩種電池使用壽命較長，而鎳鈷錳酸鋰與鎳鈷鋁酸鋰電池優點是能量密度較高，且能利用量產技術降低成本，目前分別為製造商技術研發重心，預計將在未來脫穎而出成為主要材料。
圖二、各類鋰電池性能比較
資料來源：Breakthrough Batteries-Powering the Era of Clean Electrification；智璞產業趨勢研究所整理2022/08
表二、各類鋰電池主要應用領域與代表性製造商
資料來源：Breakthrough Batteries-Powering the Era of Clean Electrification；智璞產業趨勢研究所整理2022/08
