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以生命週期觀點探討電化學儲能單元之應用

為了解決parking墊片的問題，作者蔡文碩 這樣論述：

近年來，再生能源發展相當迅速，國內積極推動相關政策以促進能源結構的轉型，包含太陽能、風力等相關能源政策，其目的在於推廣再生能源利用，以達到改善環境品質，並帶動相關產業發展。由於再生能源相對於傳統非再生能源較不穩定，進而需強化儲能單元之發展以解決穩定供能需求。本研究依循ISO14040規範之生命週期評估方法(Life cycle assessment, LCA)，探討三元鋰電池(NCM)與釩液流電池(VRFB)之潛在環境衝擊影響。研究中使用Simapro 8.5作為評估工具，並選用常見環境衝擊評估方法，包含CML 2 baseline 2000 (CML 2)、ReCiPe與累積能源需求(Cu

mulative energy demand, CED)等指標進行量化分析與比較。由標準化環境衝擊分析結果得知，三元鋰電池係以電池芯為主要環境衝擊來源(1.42E-10 mPt, 72.2%)，而電池製造過程所消耗之電力亦是其來源之一(2.96E-11 mPt, 14.7%)，加上台灣電力結構多以非再生能源為主，可能導致在能源需求衝擊較為顯著。釩液流電池係以電解液為主要環境衝擊來源，也是累積能源需求較大的部分，其主要原因在於構造特性上電解液質量佔比大；而釩液流電池內薄膜與墊片組成中含有四氟乙烯(C2F4)，則造成顯著之臭氧層耗用潛能(Ozone depletion potential, ODP

)環境衝擊影響。當考量電池使用階段所導致之容量衰減結果中，可得知放電深度對於三元鋰電池之環境衝擊結果的影響，當以較深的放電深度(Depth of discharge, DoD)運行，即使循環次數較少，但仍因可提供較大電力總輸出量(throughput)而具有相對較好的環境友善度。而在評估電池永續性上，當以CML 2與ReCiPe兩者方法中的資源耗用潛能指標作為評估依據，結果顯示銅與鉻金屬在兩者方法中皆有顯著的耗用潛能，其原因在於分析方法對於此兩種金屬之特徵化因子較大，亦可能為金屬共同開採所衍生的重複計算。本研究結果可作為未來相關電化學儲能單元研究中，環境友善度提升之參考，如三元鋰電池可考慮正極

塗層之比例以對電池續航力所反應之環境衝擊影響；釩液流電池由於電解液是主要衝擊來源，其來源在評估此電池更為重要。