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特斯拉掀起绿色储能革命?

作者:祖小檬,张郁 发表于:2015-05-19 特斯拉掀起绿色储能革命?

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作者:张郁

以新概念车制造而受人瞩目的电动汽车巨头特斯拉,五一期间又借助其新推出的Tesla Energy子品牌,及其所涵盖的两种用途的储能电池产品,成为“绿色储能技术”主题的重要催化剂。

特斯拉这两款电池产品包括家用的Powerwall,分为10kWh、7kWh两个不同的型号。以及可用于商业和工业领域的Powerpack,由多个容量为100千瓦时的电池模块组成,且可以集成并适于各种规模的项目中使用。

该公司希望借此能从根本上改变全世界的用电方式,并推动可再生能源的普及。其中最吸引人的理念在于:搭建以清洁能源使用为主,减少对化石燃料依赖的绿色生态系统。

单凭风电与太阳能发电无法向世界提供足够的洁净能源。这两种能源的性质本身就决定了它们生产环境的变化莫测,且无法完全把控。因此要实现其真正潜能,需要利用其他技术。利用智能电网及设备更有效地管理需求是一种解决方法。而业内人士认为最具革命性潜能的能源技术,则是电力储存。

据美国某研究公司预计,美国的能源储存也就是蓄电池市场将由2012年的2亿美元井喷式增长到2017年的190亿美元。目前这个市场的参与者不多,近期通用电气宣布加大蓄电池开发的投资,法国的道达尔、德国的西门子这只是通过支持新近公司发展蓄电池,但没有直接参与,还有破产电动车制造商柯达转型为蓄电池公司。总体来说,参与者寥寥无几。

特斯拉CEO埃隆·马斯克宣称,自家的这两款商品将会改变储能管理的玩法。随着储能产业化程度提高,先行一步的特斯拉就会占尽优势。

不仅是“特大号充电宝”

先来看看特斯拉被称为储能墙的产品到底是什么?顾名思义,它是可以安装在家中墙上的特大号电池,可以为整个房屋供电,包括电视、空调、电灯等。

特斯拉家用用电系统(Powerwall Home Battery)是一款家用级可充放式锂电池,提供两个版本:可以储存10度电的Powerwall Home Battery主要用于作应急电源使用,而可以储存7度电的Powerwall Home Battery主要供家庭日常生活使用。

这套供电将会像平常我们家用的热水器一样挂在墙上,体积并不是很大,提供10年质保,可以通过拼接扩大容量,两款最大容量可达到63度电和90度电。电力墙持续电量2kW,峰值电量3kW,充放电能效92%。

同时特斯拉还提供了一套工业版电源系统Powerpack,这可以视作电力墙的加大版,可以储存100度电,并可以进步扩大为500度电乃至1万度电。目前美国加州的沃尔玛超市已经在试用这套系统。

简单说,两款产品都是可充放式的锂电池。既可以在平时通过太阳能板储能充电,也可以通过接入普通电网充电,还能在家中达到用电高峰时,化身为一块巨大的充电宝。

此次展示的特斯拉Powerwall家用墙式电池除了巨大的锂电池组之外,还包括液态热能控制系统和随时可接收太阳能逆变器信号调度的软件,当然还得配合一块安装在屋顶的太阳能板使用,其存储的能源可以完全来自于太阳能。

特斯拉给出的理想状态是,当电池接入到当地电网后,可随时将多余电量在用电高峰期输入电网,同时用户还可以灵活支配,必要时从电网将之前输出的电能取回。这一方面可有效缓解电网波峰时期的压力,同时也为消费者节约了大量的用电成本。如果愿意,用户甚至可以不再使用电网的服务。

虽然没有重点介绍这个功能,但是从马斯克的介绍来看,它可以连接到网络,传输所有数据给用户,而且它会配合特斯拉的软件产品使用,提供实时的反馈,并且可以通过软件和顾客进行沟通。听起来,它甚至会和SolarCity设备的数据打通。

如果你感兴趣,也可以看看它的其他参数:

持续电量:2kW

峰值电量:3kW

充放电能效:〉92%

运行温度范围:零下20度至零上50度

卖电池,新领域入场券

显而易见的是,两块电池只是能源储存的组成部分,至少从目前透露的信息来看,还未能织成整张智能电网。在储能电池之外,特斯拉还有不少问题没有揭晓答案。畅想一下,作为一家血液中流淌着互联网基因的创业公司,特斯拉再整点WIFI控制、APP通知这些功能,应该也是迟早的事。

由于一个能源储存系统涉及的部分众多,合作成为了最终让整个家庭能源管理顺利实施的关键因素。整个能源储存工业在不断转型,随着新的化学电池被开发出来,新的工业玩家涉足该领域。在这样一个复杂的环境里,合作变得至关重要,这样消费者的需求才有可能达成。

马斯克本人也意识到了这点,家用电池的三家渠道合作方包括: Treehouse、SolarEdge以及Green Mountain Power;而与其进行工业和商业储能电池的合作者,更是多达8家。一家独揽全部环节,在现代创业生态中不是一个好想法。只有合作才能帮助创业者熬到市场真正成熟的那一天。如此看来,马斯克深谙此道。

难怪有评论说,特斯拉不是一个真正的汽车制造公司,它实质是一个电池制造公司,至少碰巧制造了电动汽车而已。

将电池卖给国内家庭、商业公司和电力公共事业公司看起来是要和汽车公司相背离。但对于特斯拉而言,这一举措却非常有意义。一辆电动汽车和通过输电网络驱动的汽车同样环保。并且如果特斯拉的电池产业传播开来的话,它们可以帮助公共事业公司更好地利用不一致的可再生资源,比如风能和太阳能。随着对可再生资源需求的上升和加大,不管是通过强制命令还是消费欲望,电力公司都希望使用电池产业来帮助维持一个一致的资本流动,而特斯拉很好地满足了电力公司的这一需要。

总之,如果对汽车的需求量变少的话,特斯拉将需要进入新的产业领域,而售卖电池的这一举措可能就是其进入新领域的入场券。

大胃特斯拉或面对价格战

虽然马斯克表示美国需要1.6亿个使用太阳能的工业版Powerpack,9亿个可以取代全球化石能源电力系统,20亿个可以使全球所有电力、交通、取暖使用清洁能源。全球已有20亿辆车,“证明人类可以生产20亿个相当复杂的产品,因此20亿个电源是可行的,意识到这一点很重要。”

而且有专家表示如果特斯拉的计划能够成功将会引发真正的新能源革命。因为特斯拉能源技术的核心价值不在发电技术本身,而在改变传统集中发电、集中供电方式;集中供电方式将逐渐被减少,“能源自由”将改变人类生活方式。甚至将深刻影响城市设计和建筑设计,部分电站大坝将被爆破清除,部分核电站或将废弃。

但仍然有很多评论质疑特斯拉产品一贯高昂的价格,Powerwall家用储能电池按能量分为7kWh和10kWh两种,售价分别为3000美元和3500美元。

美国劳伦斯伯克利国家实验室主任文卡特·斯里尼瓦桑(Venkat Srinivasan)认为,一些热衷于环保主义的消费者可能会选择特斯拉生产的相似家庭电池组。但是,特斯拉需要让这些电池成为主流之前,需要将销售价格下调75%左右。他称:“巨大的竞争将导致价格下跌。”

事实上,包括Sungevity和Sunrun的几家公司都在计划为拥有太阳能电池板的家庭消费者提供电池系统,而且他们的价格与特斯拉相比有着极强的竞争力。一些更大的用户,包括Sunverge Energy、Stem和Greencharge Networks等在内,也都提供由LG Chem和三星等公司生产的锂离子电池,而且这些产品具有多种价位供用户选择。另外一些公司也出售所谓的流电池产品,这些流电池可以普遍应用于像公共水电气事业机构这样的巨型公司。

加州电力研究中心的能源存储专家哈拉什·卡马斯(Haresh Kamath)表示:“现在,已经有如此多的公司在拼命角逐事实上根本还不存在的市场。特斯拉笃定自己能够生产出对消费者具有吸引力的产品——就像苹果生产iPhone一样。”卡马斯还称,特斯拉需要销售8块家庭电池系统才能达到一辆特斯拉汽车的一块电池组。

但也有人对此并不认同,他们认为作为小容量家庭储能产品而言,这一容量单价远低于欧美市场目前同类产品的价格,在家用储能市场启动较早的德国和澳洲市场,同类产品的容量单价可高达800-1500 美元/kWh。用电方面,粗略估算折合人民币含税价大约为0.71-1.04 元每度电。在美国考虑峰谷电价和储能补贴的情况下,价格相对较低。

面向企业、公用事业的企业级储能电池则为100kWh 以上(通过能量墙拼装可以达到500kWh,甚至超过10MWh)。包括沃尔玛、亚马逊和零售商Target 等非公用事业在内的企业客户已与特斯拉达成了企业级储能电池应用项目合作意向,其中最为典型的是亚马逊,其云计算部门AWS 已经启动了一项针对特斯拉最新Tesla Energy品牌储能电池的试点项目,规模达4.8 兆瓦时。

不管怎样,特斯拉的新技术面临着众多的挑战,就像加利福尼亚州萨克拉门托城市公用事业区的技术业务负责人马克·拉乌逊所说,特斯拉使用的锂离子技术现在看上去很好,主要是因为这种技术能够相对快速地吸收和释放电力,能够通过许多充电和排放网络,不会失败。不过:“我并不认为特斯拉的这种技术就是无法超越的,事实上,一直有许多的创新技术不断涌现。”

本文来源:企业观察报

 

小电池如何催化大机会

作者:祖小檬,张郁停电,绝对是现代人的噩梦之一。哪怕仅有几个小时,都会令束手无策的普通用户和企业抓狂。所以,月初特斯拉CEO伊隆·马斯克发布的特斯拉能源产品方案推出后反响热烈。

这并不出乎马斯克的预料,在不久前的公司业绩发布会上,他就曾表示,“市场对特斯拉电池产品的需求超乎想象”。

市场的反应印证了他的看法。据彭博社消息,电池产品发布的头一个礼拜,Powerwall和PowerPack就已经拿下了8亿美元的订单。其中Powerwall家用储能电池预订量已达3.8万个(总价约合1.79亿美元),而面向企业商用的PowerPack电池组的订单量为2500个(总价约合6.25亿美元)。这个数量已足够特斯拉忙上一阵子了。对此,马斯克表示,公司要用一年的时间来消化现有的订单,预计2016年上半年的时候能够达到基本满足消费者需求的水平。

锂电产业持续吸睛

锂电产业在上一轮新能源汽车领域中已备受瞩目,特斯拉的电池方案无疑将会使其中长期内在储能领域独占鳌头。

招商证券分析师认为,“特斯拉涉足储能市场可能类似于2014年在新能源汽车领域掀起的热潮,具有事件催化剂作用。”

据他测算,1GWh的锂电容量储能对应需要600吨碳酸锂,每年按新增100GW计算,如果有10%采用了锂电储能,则需要10GWh的锂电容量,对应需要6000吨碳酸锂。

中国有色金属工业协会锂业分会的统计数据也显示,2014年中国工业级和电池级碳酸锂产量达到4.07万吨,若新增6000吨的需求,对锂电市场将带来巨大影响。

国金证券分析师接受记者采访时表示,从技术路线的角度看,特斯拉在储能产品上仍然选择锂电的原因,一方面是从消化其在建的电池工厂未来的巨大电池产能的角度考虑。另一方面从应用场景的角度,无论是对体积相对敏感的家庭用户,还是以调频应用为主的美国电力公司用户,能量密度更高、更适合高倍率充放电(功率型应用)的锂电都是更理想的技术路线选择。

然而,在新能源接入、电网、大用户削峰填谷等对体积不敏感,而对成本更敏感的能量型应用场景中,其他更为廉价的储能技术路线(如铅碳电池)仍有望凭借成本优势成为主流选择。

事实上,电网公司也是储能产业的一个潜在的巨大客户。为缓解高峰期的用电负担,电网需要庞大的储能电站来解决用电的峰谷问题。相较于目前处在观望期、分散的家庭用户,这一市场同样值得重视。

或催化传统电业市场

显然,可再生能源与电力储存技术结合,开辟了社区和个人电力自给自足的诱人前景。用太阳能电池板或风机发电,用蓄电池储电,居民家庭可以大幅度降低对电网的依赖。

目前,大规模采用储电技术成本太高,但居民储电技术解决方案已在市场上出现,例如英国Moixa开发的储电技术。德国政府甚至每年设立5000万欧元的补助金,专门帮助居民购买储电电池。

但造价仍然是最大障碍,德国环境咨询委员会的朱丽娅·赫丁称:“目前,购买储电设备更多是一种基于感情做出的决定,而不是出于经济原因——人们喜欢能源自给自足的想法。储电技术会改变整个游戏规则,但我们现在还不到时候。”

EY咨询公司的本·沃伦则认为:“储电市场看上去就跟当年的光伏太阳能市场一样,在未来三到五年,电力储存成本将大大降低,速度很快。”这将对消费者、大型电力公司以及电网运行商产生深刻的影响。“很快地也会发展到电网电力需求大幅减少的地步。”智囊机构英国公共政策研究所的吉米·奥尔德里奇说。

巴莱克银行的研究估计,到2018年,美国有20%的电力用户可以从太阳能和储电设施得到电力,价格与从电网供电的价格一样。“我们认为在未来10年太阳能电力加上储电技术可能重新构筑电力行业的组织及监管构架。”事实上,这种威胁是巨大的。花旗银行估计,按照现有的形势,发达国家电力公司的市场会缩减超过50%。

有些电力企业注意到这一点。去年年底,德国电力巨头E.On公司老板宣布,该公司正在退出化石燃料和核电业务,转而集中发展可再生能源,并宣布电力公司传统的经营模式“分崩离析”。

沃伦说,随着越来越多的电力服务企业能够满足客户用来生产和储存自己的电能所需要的一切,电力公司会发现,“集中发电与配电已丧失未来”。

电能储存为Imergy电力系统公司的比尔·沃特金斯所称的“能源民主化”铺平了道路,在这一体制下消费者不再受大型电力公司的束缚,能够生产自己使用的电力,而除了设备成本外,这种电力实际上是免费的。

假如真有这样一天,大型发电与国家电网也不会一夜之间消失,但是,许多个人与社区将有权选择自己的供电安排。

能源互联网的关键点

被奉为汽车界“苹果”的特斯拉,这家硅谷起家的互联网气质的明星企业,每个举动都备受关注。

和苹果一样,特斯拉也面临着电池续航能力不足的麻烦。谁都不愿面对车开到半路没电了的尴尬。特斯拉显然也意识到了这一点,电池计划只是他们解决方案中的一环。

为此,马斯克通过其持有的分布式光伏企业(Solarcity)、电动车和储能设备的结合,打造了一个极富代表性的能源互联网的闭环生态圈,为其他企业提供了一次成熟的探索借鉴。

能源互联网是在传统电网的基础上,综合运用先进的电力电子技术, 信息技术和智能管理技术, 将大量由分布式能量采集装置, 分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络节点互联起来, 以实现信息和能量的双向流动。电网、清洁能源、微网、电动汽车等一系列应用,都要靠储能设备作为其中协调的关键环节。

今年3 月,中共中央和国务院联合下发的《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》要求积极发展融合先进储能技术、信息技术的微电网和智能电网技术。国家发改委和国家能源局联合下发的《关于改善电力运行、调节促进清洁能源多发满发的指导意见》要求加快电力需求侧管理平台开发建设,帮助用户实现用电精细化,为减少电网峰谷差提供技术支持。同两会以来持续升温的“互联网+”对照,显然,能源互联网及储能设备将赢得政策面的持续关注。

清洁、安静、美观——特斯拉电池优势显而易见,而能否完全颠覆人们使用和储存能源的方式而成为下一个行业标志?现在判断可能为时过早,但作为对于电动汽车之外业务的尝试,特斯拉的确成功地引起了市场的注意。

本文来源:企业观察报

 

 

 

 

 

 

 

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