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如何儲存再生能源?3 分鐘認識樣貌多變的儲能系統

2022.08.12
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環境資訊中心/文:陳文姿

手機晚上回家充電,隔天幾乎就能使用一整天;電動車充電一次,續航力超過 300 公里;跳電時,不斷電系統可以讓電腦繼續運作半小時。這些都是生活常見的儲能應用。它們靠蓄電池儲存能量,屬於電化學儲能。

政府制定 2025 年再生能源達發電占比 20%,考量光電跟風電都有間歇性,儲能系統的建置目標也上調到 2025 年 1.5 GW。這裡所指的儲能系統大多是定置型儲能,外觀像貨櫃,內部由許多的電池組跟機櫃組成。

電池是我們最孰悉的儲能方式,但目前全台最大的儲能系統其實是一座水庫!大家常去觀光的日月潭水庫是「抽蓄型」水力電廠,擁有上下 2 座水池。電網供電充裕時,把下池的水抽到較高的上池,靠重力位能儲存能量;需要用電時,上池放水到下池,就可以推動發電機產生電力。

儲能的樣貌非常多變,利用大型冰水主機夜間製冰儲冰,白天再調配融冰及主機運轉可以提供冷氣,或利用壓縮空氣技術,在用電少的時段,將空氣壓縮到洞穴或天然鹽洞,等需要發電時,再將空氣放出來推動發電機發電。科學家也嘗試利用岩石冷熱差異儲能、用大型陀螺(飛輪)充電高速旋轉儲存動能。

儲能的研發仍持續前進,朝更高效率、儲存更久、容量更大、更環保方面追求,將得來不易的再生能源儲存下來。儲能的樣貌未來也可能再添變化,但都希望讓我們使用的能源更加潔淨。

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全文轉載自環境資訊中心,原文標題:【探探儲能】樣貌多變的儲能

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一場大地震,紐西蘭首都找到掌握氣候變遷的秘密武器

2022.08.09
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《看不見的城市》裡,馬可波羅向忽必烈描述他旅程中一對建於湖畔的孿生城市法卓達(Valdrada),以湖面為界,一個佇立湖畔,一個倒映湖底,它們鉅細靡遺的描繪對方,複製對方,兩座城市相依為命,目光相接。

這樣的城市確實存在。

未來城市@天下/編譯・王茜穎

在紐西蘭首都威靈頓,實體的海灣城市與虛擬世界的「數位孿生」(Digital Twin)共生共存,並在彭博基金會(Bloomberg Philanthropies)2021 年全球市長挑戰賽中,從全球 99 國、631 座城市的角逐中勝出。

來自政府與非政府組織的實時數據——遍布城市的物聯網感測器、地理空間、基礎設施、櫛比鱗次的建築、繁忙的交通、單車的移動、閒置的停車位、污染、溫度、天氣——化身成栩栩如生的 3D 模型,在虛擬世界裡,複製出 444 平方公里的威靈頓地景,猶如照鏡的雙生子。

水晶球能讓你看見未來,而在替身的孿生城市裡,威靈頓市府能藉由模擬,在拍板定案前,預見新政或建設對真實世界的衝擊和影響。

現在,威靈頓市府計畫用數位孿生來解決本世紀最大的難題:氣候變遷。

利用數位孿生城市,視覺化氣候變遷的衝擊,建立互動模型,更直觀的溝通,促使更多市民、社區、利害相關人參與氣候規劃及行動,與氣候科學家一同探索可能的解方,以達成 2050 年零碳首都的目標。

「作為一個位於氣候變遷高危險區的沿海城市,基礎建設、企業和住家幾乎無處可遷,我們必須在未來 2 至 3 年內提出有科學證據的氣候因應決策,回應市議會宣佈的氣候與生態危機。」威靈頓數位創新團隊負責人漢密爾頓(Julia Hamilton)在新聞稿中說。

「我們需要新的工具和參與方法,讓每個人都了解氣候變遷的影響,並共同打造一個具有氣候韌性的城市。」漢密爾頓說,同時表示威靈頓未來將開放數位孿生的程式碼,嘉惠其他沿海城市。

這些改變,是一場地震「震」出來的。

威靈頓數位孿生計畫負責人奧丹(Sean Audain)上數位孿生粉絲俱樂部(Digital Twin Fan Club)Podcast 暢談威靈頓的數位轉型歷程。

數位孿生連著 3 年被國際顧問公司顧能(Gartner)選入全球十大科技趨勢,但奧丹在節目中坦承儘管市府也在推,「我們從未真正清楚認知何為數位孿生城市,我們覺得它就是那些被定義的東西之一」。

「許多的旅程都是由地震、瘟疫和各種人類苦難而推動的。沒有烏雲,何來一線光明。」他笑。

2016 年 11 月 14 日半夜,紐西蘭發生了一場 7.8 級的大地震,震央在首都南方 95 公里的凱庫拉,方圓 180 公里內產生 21 個斷層,震波一路向北撼動首都。威靈頓市府面臨強風暴雨,港口受損,交通中斷。

「中斷期間,我們說現在就是對的時間,」他們將 3D 模型放上雲端平台,安裝到行動裝置,市府檢查員開始掃街,3 天內實時評估全市 1,600 多棟的商業與住宅建築;而且實際勘查前,即知建物概況,該從何著手。源源不絕的數據上傳至雲端,結合城市場景,計算出建物周圍的安全區域,繪出合理的封鎖範圍。

「一位前來探視災區的部長跑到我們總部興師問罪:你們為何還沒有封鎖城市?你們會害死人!」奧丹回憶。

他們帶著部長在數位孿生城市裡虛擬飛行,一條街、一條街地給他看不同建物各自的受損狀況,說明封鎖城市特定區域的理由,以及抗辯為何封鎖整個都心是不必要的。細緻的決策,避免了生命、經濟、後勤、人民流離失所的中斷和巨大損失。逼真的孿生城市場景,讓決策者、工程師、地質學家、經濟學家等能在直觀、熟悉的世界裡,快速定位,理解問題,專注討論,並快速做出決策。

分秒必爭的災後搶救時刻,各單位得以在數位孿生的平台上齊頭並進,「告訴我建物狀況的同一套資訊,一面傳給經濟部門,了解地震對商業的衝擊,另一面傳給福利團隊,評估有多少人需要我們的協助,有何需求,涉及哪些利害相關人。」

「那是我們初次意識到數位孿生能做什麼。」奧丹說。不只是奧丹,其他人也目睹了數位孿生的潛力,「他們從極度懷疑變成極為自信,這可能是我見過最有力的政治干預。」

去年百年一遇的疫情中,數位孿生城市再次發揮作用。

「整合政府的數據,我們即可了解假設某個地區出現確診,該區的屬性是什麼,以及我們須採取何種策略來控制。」奧丹解釋。他們根據前線救災的 NGO 的回報資訊,在城市哪個區域,協助了多少人,市民的回應是什麼,即時評估何處需要更多投入。

封城期間,城市南方沿海一帶多次出現大規模確診案例,市府不得不進行疏散,如何保持社交泡泡,安全疏散人潮,成為市府一大難題。

奧丹說:「我們利用數位孿生模擬,因為我們過去從未有這樣的經驗。透過數位孿生城市彩排,意味著我們至少對於可能會碰到什麼狀況有基本的概念,也得以模擬交通調度。我們在對的地方安排了足量的接駁工具,思考如何解決排隊等問題。」

經歷地震、瘟疫的考驗,數位孿生給了威靈頓不畏犯錯和反覆實驗的機會,如同奇異博士從 1400 萬種可能的未來中探出一線生機,也許人類也能從中窺見對抗極端氣候的答案。

全文轉載自未來城市@天下,原文標題:一場大地震,威靈頓找出掌握氣候變遷秘密武器:數位孿生城市

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