臺灣博碩士論文加值系統

2015年12月12日聯合國達成「巴黎協議」（Paris Agreement），未來聯合國裡各國將共同防止全球暖化危機，全球將從化石燃料的傳統經濟型態轉成再生及潔淨能源的新經濟模式，再生能源的發展需搭配儲能系統才能發揮最大功效。未來智慧型電網是儲能系統結合微電網並整合再生能源的應用，其中家用儲能也智慧電網裡重要一環。
本研究利用能源均化成本(LCoE)評估家用儲能電池的成本目標，評估是否可以廣泛裝設的經濟性指標。再依據各國經濟性參數和電池技術能力參數不同條件下，用投資回報率(ROI)方式估算回收期限和購買投資報酬率，提出先進國家裝設儲能系統成本效益分析，最後利用敏感度分析找出對成本效益影響最大的參數。
評估結果以儲能電池能源均化成本(LCoE)來看，2015~2017年LCOE價格約0.2 (USD/KWh)比大部分先進國家的平均電價低，已有經濟效益，除了美國電價高於儲能電池LCOE，約在2019~2020年儲能電池LCOE在0.13~0.15(USD/KWh)才會接近電價。各國在50%~70%家庭平均用電量下裝置儲能電池建議容量為德國約4.61~6.45(KWh)、英國5.93~8.31(KWh)、義大利3.66~5.13(KWh)、日本7.71~10.79(KWh)、美國17.13~23.98(KWh)。保固10年內各國在2016~2027年間在儲能電池單位價格變化下，預估ROI為德國55~366%、英國1~202%、義大利21~262%、日本0~199%、美國-51~47%。

The United Nations reached a "Paris agreement" at December 12, 2015. All members of the United Nations will jointly prevent the global warming crisis in the future. The global traditional economic model of fossil fuels will be changed to a new model of renewable and clean energy. Energy Storage System plays a key role to maximize the effect of renewable energy development. Smart Grid is the combination and integration of the energy storage system and micro-grid renewable energy applications. Household energy storage system is also an important part of smart grid.
In this study, I would like to use “Levelized Cost of Energy (LCoE)” to evaluate the cost targets of household energy storage system to see if it could be widely adopted in the market. Further, with considering each countries’ economic conditions and each technique capability of batteries, I use “Return on investment (ROI)” to estimate the payback period and rate of payback on household energy storage system installation. And then propose the Cost-Benefit analysis on household energy storage system installation in advanced countries. In the end, I use sensitivity analysis to identify the greatest impact on the parameters of the cost-effectiveness.
Base on the analysis result of LCoE trend, 0.2 (USD / KWh) in AD 2015~2017 is lower than the average electricity price in most of the advanced countries except from US. Thus, it does have economic benefits to install the energy storage system in those area. However, till AD 2019~2020, the LCoE will reach 0.13 ~ 0.15 (USD / KWh) level that finally close to the average electricity prices in US. Base on the assumption of 50% to 70% of everage household electricity consumption, the recommend installation capacity of household energy storage system would be as below. 4.61 ~ 6.45 (KWh) in Germany. 5.93 ~ 8.31 (KWh) in UK. 3.66 ~ 5.13 (KWh ) in Italy. 7.71 ~ 10.79 (KWh) in Japan. 17.13 ~ 23.98 (KWh) in US. With considering 10-years-warranty and price down trend of the energy storage system in 2016~2027, the estimated ROI of each advanced country is as below. 55~366% in Germany. 1~202% in UK. 21~262% in Italy. 0~199% in Japan. -51~47% in US.

第壹章 緒論 1
第一節 研究背景與動機 1
第二節 研究目的 4
第三節 研究方法 6
第四節 研究流程與架構 6
第五節 相關文獻探討 8
第貳章 全球先進國家家用儲能市場分析 12
第一節 太陽能光電系統介紹 12
第二節 家用儲能電池系統介紹 14
第三節 主要先進國家儲能系統之市場分析 17
第參章 研究方法 21
第一節 儲能電池參數解釋及定義 21
第二節 儲能電池能源均化成本(LCOE)評估方法 24
第三節 投資回報率（ROI）評估方法 25
第肆章 成本效益分析與敏感度分析 27
第一節 先進國家儲能電池能源均化成本 (LCOE)評估結果 27
第二節 儲能電池裝設容量效益最佳化分析 30
第三節 先進國家儲能系統裝設成本效益(ROI)評估結果 33
第四節 敏感度分析 39
第五節 各國敏感度綜合性分析 47
第伍章 結論與建議 54
第一節 研究結論 54
第二節 研究貢獻 55
第三節 研究限制與建議 56
參考文獻 57

一、中文部分
1.王孟傑(2015)。儲能設備成為太陽光電永續發展之關鍵？。台北市:財團法人工業技術研究院產業經濟與趨勢研究中心。
2.代倩、段善旭、蔡濤、陳天錦、黃羚(2014)。電動汽車充換電站的成本效益模型及敏感性分析。電力系統自動化期刊，第38卷第24期，41G47。
3.林明村(2013)。建置太陽光電發電系統結合銀行融資之投資效益研究。中華大學營建管理學系碩士論文，新竹市。
4.金虹、衣進(2012)。當前儲能市場和儲能經濟性分析。儲能科學與技術期刊，第1 卷第2 期。
5.周旭輝、徐柏喬、楊帥(2015)。儲能系列報告。大陸:海通證券。
6.韋光華(2010)。綠色能源—發電與儲能。科學發展期刊，451期，26~31。
7.施華(2009)。社區發展太陽能發電系統之成本效益評估。國立交通大學工學院產業安全與防災學碩士論文，新竹市。
8.郭乃頊(2012)。熱泵熱水系統生命週期評估與淨能源分析之整合研究。 國立政治大學國家發展研究所碩士論文，台北市。
9.陳冠妏(2013)。台灣小型風力發電之成本效益分析。中原大學國際經營與貿易學系碩士論文，桃園市。
10.張金、焦東昇、王小君、朱潔、和敬涵、與鞏超(2014年)。基於梯級利用電池的儲能系統經濟運行分析。電網技術，第38卷第9期，2551-2555。
11.黃智賢(2011)。太陽相關能源的機會與挑戰--從地震海嘯引發福島核電事故談起。光學工程，第114期，1~8。
12.傑里米.里夫金(2013)。第三次工業革命：世界經濟即將被顛覆，新能源與商務、政治、教育的全面革命。台北市:經濟新潮社。
13.婁素華、易林、吳耀武、侯婷婷、楊育豐(2015)。基於可變壽命模型的電池儲能容量優化配置。電工技術學報，第30卷第4期，265-271。
14.楊顯整(2010)。太陽光電系統與設置條件評估簡介。新北市:財團法人台灣綠色生產力基金會。
15.鄭婉真(2012)。家用儲能市場發展趨勢分析。台北市:財團法人工業技術研究院產業經濟與趨勢研究中心。
16.廖桓暉(2013) 。台灣住宅部門需量反應方案與散式供電系統之整合研究。國立中興大學應用經濟學系碩士論文，台中市。
17.蔡玫亭(2013)。再生能源躉購政策下台灣離岸風力發電投資效益評估研究。國立中興大學高階經理人碩士在職專班碩士學位論文，台中市。
18.劉玉章、曾育貞、呂永方、沈錦昌、鍾人傑(2015)。電網級儲能技術未來發展趨勢與應用。化工期刊，第62卷第3期。
19.劉玉章、曾育貞、呂永方、沈錦昌、鍾人傑(2015)。電網級儲能技術研發現況與進展。臺灣能源期刊，第2卷第2期，169~190。
20.戴德炫(2010)。綠色能源之風力發電機成本效益評估研究: 以春風發電機示範系統為例。國立交通大學工學院專班永續環境科技專班碩士論文，新竹市。
21.簡惠貞(2014)。巴黎氣候公約會議進展暨因應氣候變遷後續規畫作為。台北市:行政院環保署溫室氣體減量管理辦公室



二、英文部分
1.Hamby, D. M. (1995). A comparison of sensitivity analysis techniques. Health physics, 68(2), 195-204.
2.Ilja Pawel(2014). The cost of storage - how to calculate the levelized cost of stored energy (LCOE) and applications to renewable energy generation. ScienceDirect Energy Procedia, Volume 46, 68–77.
3.Johannes Weniger, Tjarko Tjaden, Volker Quaschning(2014). Sizing of residential PV battery systems. ScienceDirect Energy Procedia, Volume 46, 78–87.
4.Johannes Weniger, Tjarko Tjaden, Volker Quaschning(2013). Sizing and grid integration of residential PV battery systems. University of Applied Sciences, Wilhelminenhofstr. 75a, 12459 Berlin, Germany.
5.Maik Naumann, Ralph Ch. Karl, Cong Nam Truong, Andreas Jossen, Holger C. Hesse(2015). Lithium-ion battery cost analysis in PV-household application. ScienceDirect Energy Procedia, Volume 73, 37–47.
6.Shuchun Li, Hongwen He , Yong Chen, Min Huang, Chunhua Hu(2015). Optimization Between the PV and the Retired EV Battery for the Residential Microgrid Application. ScienceDirect Energy Procedia, Volume 75, 1138 – 1146.
7.The International Renewable Energy Agency(2015). BATTERY STORAGE FOR RENEWABLES: MARKET STATUS AND TECHNOLOGY OUTLOOK. Abu Dhabi United Arab Emirates: IRENA


三、網頁部分
1.三星SDI(2016)。Energy Storage System。 Samsung SDI。 2016.02.10，取自: http://www.samsungsdi.com/ess/index.html
2.拓墣產業研究所(2013)。鋰電池市場扶搖直上 儲能系統整合智慧型電網為主流。拓墣產業研究所。2016.01.18，取自: http://www.topology.com.tw/DataContent/release
3.能源局(2015)。智慧電網好哥們─「儲能技術」。經濟部能源局。2016.03.30，取自: http://energymonthly.tier.org.tw/outdateorder.asp?ReportIssue=201501
4.台灣電力公司(2016)。各國電價比較。台灣電力公司網站。2016.03.25，取自: http://www.taipower.com.tw/content/new_info/new_info-d16.aspx?LinkID=14
5.Emily(2015)。澳洲政府推動住宅能源儲存，儲能產業如虎添翼。Energytrend。2016.02.25，取自: http://pv.energytrend.com.tw/news/20151019-12382.html
6.Anne Fischer(2015).Trends in Residential Solar Energy Storage.SOLAR NOVES TODAY. 2016.01.20，取自: http://www.solarnovus.com/trends-in-residential-solar-energy-storage_N8433.html