锂电池价格正在快速下降,随着全球大规模量产锂电池的 Gigafactory 产能将逐渐开出,未来供给量与价格都还将更有利,开启了许多应用可能性。意大利国家电力公司(Enel)也展开新尝试,推出特制的锂电池能源储存装置,进军交通领域,要用来协助俄罗斯铁道公司(Russian Railways)提升运量。
在铁路运输大多数电力化的时代,要提升列车的运量,相对就要提升机电系统的供电能力,而列车行驶并非持续使用一定的电力,起步时耗用大量电力,稳定行驶时只用少量电力,进站前刹车时可刹车回电,突然要用大量电力,突然不用,甚至突然回电,电网都必须吸收因应,当运量更大,将对电网造成更大的负担。因此,若铁路路网计划大幅提升运量,电网往往也必须做出相对应的升级,使总体成本飙升。
义电于 2018 年 5 月,在俄罗斯圣彼得堡举办的圣彼得堡国际经济论坛,和俄罗斯铁道签约,提供一个新想法,就是以能源储存来缓冲列车造成的电网负担,如此一来,增加运量也不用跟着更新电网,将可节省大量成本。义电表示双方合作,主要是在俄罗斯全国铁路系统,安装许多创新的能源储存系统,并表示这是电池科技首次应用于铁路领域。
义电此次计划将透过旗下先进服务部门义电 X(Enel X),以及义电和俄罗斯铁道总裁 Grigory Berezkin 个人拥有的 ESN 集团共同成立的子公司铁道电力系统供应商俄能铁(RusEnergoSbyt)进行,义电认为这项专案有助于多元化储能事业,进军更多不同的专业领域市场。
计划会使用锂电池,将于 2018 年底开始,于俄罗斯铁道的实验室测试,先以单一电池在控制下的环境测试操作,测试完成上线后,电池储能系统将安装于铁道下,而非列车;以义电 X 的软件监控铁道网上特定区段的用电情况,若是用电超过电网供电最大限度,就从电池先汲取电力,有助于在用电尖峰时刻仍能维持列车平稳运作,也因此缩短列车班距。
目前在列车的应用,往往是采用氢燃料电池,而非锂电池,如加拿大安大略正测试应用氢燃料电池于其 GO Transit 电车系统;机电大厂西门子(Siemens)与氢燃料电池技术大场巴拉德动力系统(Ballard Power Systems)也正合作打造氢燃料电池列车,阿尔斯通(Alstom)的氢燃料电池列车 Coradia iLint 则将在 2021 年于英国运行。
列车采用氢燃料电池而非锂电池的主要考量,是储存等量能源时,比起锂电池,高压氢气瓶的体积重量相对更小更轻,列车有充足的空间可储放高压氢气瓶,采用氢燃料电池供电,加上在列车自备氢燃料,铁道整体设计可省去机电系统,将大为节省兴建成本。
但若是已经完工的电气化铁路,无所谓从一开始就完全免除机电系统,考量还可把储能装置装在铁道这端,而非列车,就没有体积重量的障碍。德国能源储存设备制造商 Stornetic,即采用储能装置相对重量最重的技术之一,以飞轮储能协助铁道运作;针对刹车回电,则有应用超级电容的案例。
当前铁路应用锂电池的案例还相当少,但安装于铁道端的概念,回避了体积重量问题,加上成本下降,开拓了锂电池的应用空间,义电如今采用锂电池科技来协助俄罗斯铁道因应每年 4% 的运量成长,若此案例成功,锂电池可望大举进军铁路领域,开拓另一个新市场区块。
- Enel’s Lithium-Ion Battery Plan for Russian Railways
(首图来源:Flickr/Artem Svetlov CC BY 2.0)
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