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馬斯克的夢想:用電池給全世界供電

2015-05-04 10:03:59 騰訊科技
        5月3日,《連線》雜志本周刊文稱,特斯拉周四發布了一系列電池產品。該公司希望,這樣的電池能從根本上改變全世界的用電方式,并推動可再生能源的普及。

以下為文章全文:

伊隆·馬斯克(ElonMusk)希望向你推銷電池,而他并不在意你是否使用電動汽車。本周四晚,馬斯克公布了旨在向全世界提供電力的“特斯拉能源”計劃。這樣做很合理。特斯拉目前正在美國內華達州的沙漠中建設“超級電池工廠”。該公司計劃將新版本的ModelS電池提供給居民用戶、商業用戶和供電公司。

這款被稱作“Powerwall家用電池”的產品可以提供7千瓦時或10千瓦時的電力,而用戶可以將來自太陽能發電的電力保存在這些電池中。如果愿意,用戶甚至可以不再使用電網的服務。此外,特斯拉也將面向小企業提供這款產品。

對于大企業,特斯拉提供了一款名為Powerpack的產品,能保存100千瓦時的電力。這將幫助企業更多地使用可再生能源,避免高峰時間段較高的電費,以及在電網停電時繼續維持運營。特斯拉也計劃向供電公司提供大容量電池,幫助這些公司優化對需求的響應,增加對可再生能源的使用。

馬斯克表示:“我們的目標是從基礎改變全世界使用能源的方式,并實現極大的規模。”

“恰好的市場”

正如此前對汽車產業的做法類似,馬斯克希望變革能源行業。今天,發電與用電緊密相關。發電廠不會儲存已產生的電力,而是直接將電力上網。因此,發電廠在任何時刻都會按照最大需求去發電。EnergyStorageAssociation執行主管馬特·羅伯茨(MattRoberts)將這樣的情況稱作“恰好的市場”。當你打開一盞燈時,發電廠需要增加電力生產,從而制造出所需的更多電力。

這種模式的一大問題在于,整個電力系統必須能滿足最大需求,例如當夏天所有人都打開空調時。這意味著,電力系統的發電量通常會遠超過實際需要。羅伯茨估計,美國電力系統的發電量比實際需求多30%至40%。

因此,供電公司通常會基于峰值能耗向大客戶收取費用。盡管峰值耗電并不會持續太長時間,但發電廠必須在所有時刻為這樣的需求做好準備。這帶來了巨額成本。

這種模式的另一大問題在于,無法適應用戶和監管部門對可再生能源的需求。發電廠可以持續燒煤或天然氣,也可以讓水力發電機按需要運轉,但它們無法按照用戶需求去操縱太陽光或風力。為了讓可再生能源真正有效,它們需要找到一種方式保存電力,并在用戶需要時提供電力。

電池可以實現這樣的功能。因此羅伯茨表示,所有人都想要使用電池。“這將改變我們所有人做生意的方式。”

儲電帶來的機會

GTMResearch高級能源存儲分析師拉威·曼哈尼(RaviManghani)表示,能源存儲的概念于70年代左右提出,但直到21世紀00年代,這一領域一直沒有太大的發展。過去10年中,市場對可再生能源的需求出現提升,而太陽能面板和鋰離子電池技術有了長足的發展。這吸引了許多公司來到這一市場。

曼哈尼表示,電池效率目前每年能提升約8%。IHSTechnology太陽能和能源存儲研究經理薩姆·威爾金森(SamWilkinson)表示,未來2到3年內,電池價格預計將下降50%。這部分是由于特斯拉的推動。而只要技術仍有發展空間,那么這一領域就值得一試。

根據威爾金森的說法,能源存儲市場分為3大部分:供電公司、商業用戶和居民用戶。

以供電公司的規模來看,龐大的電池可以被納入電網,從而平衡電力供需,使整個系統更具靈活性、效率更高。未來,發電工作將可以從大型發電廠逐漸轉移至羅伯茨所說的“虛擬電廠”,即遍布美國全國的太陽能和風力發電裝置,它們可以把產生的電力保存在連入電網的電池中。

商業用戶可以自行建設電池組,從而減小對電網的依賴,尤其是在高峰時間段。在這樣的時間段里,電價通常更高。威爾金森表示,你將可以“明顯節約電費賬單”。居民用戶也將從電池的部署中受益。目前,美國有數萬家庭已在屋頂安裝了太陽能面板,而其中許多是SolarCity的用戶。他們通過太陽能發電來降低電費賬單,但在夜間和雨天,他們仍需要像其他人一樣通過電網取電。在引入電池之后,他們可以存儲額外的電力。

不過,這些用戶可能并不希望存儲當前不使用的電力。這是由于,許多人可以選擇將電力上網,從而從供電公司處獲得報酬。這樣的電力上網價在各地有所不同。不過在大部分情況下,這一報酬與他們隨后為用電(例如在晚間)而支付的費用沒有太大不同。因此,安裝大型電池并沒有經濟效益:用戶可以出售用不完的電力,隨后在需要時購買更多。

曼哈尼表示,美國20多個州的供電公司正在探索可變的費率結構,以改變現狀。不過對用戶來說,在可以售電并獲得報酬的情況下,自己保存電力并沒有太大的吸引力。

威爾金森指出,以居民用戶的太陽能發電量來看,“從經濟角度來說儲存電力并不合理。這更多地與能源儲備和能源安全有關,或是滿足用戶的某些心理,例如希望實現電力的自給自足。”

不過,盡管一些用戶可能希望獲得電力儲備,或是實現能源自給,但過高的電池成本使得這樣的目標不切實際。但威爾金森表示,如果前期安裝成本足夠低,或者用戶可以通過向電網提供服務而獲得收入,那么安裝電池將會被認為是一筆不錯的買賣。

特斯拉的計劃

重達220磅(約合100千克)的Powerwall可以安裝在墻上,從而便于家庭用戶使用。這款產品只有6英寸(約合15厘米)厚,并有著多種配色。特斯拉提供了10年的質保。容量10千瓦時的版本價格為3500美元,而7千瓦時的版本價格為3000美元。這款產品連接至互聯網,集成了交直流轉換器。目前,Powerwall已經開放訂購,經銷商將負責幫助用戶安裝。特斯拉預計,這款產品將于夏季晚些時候發貨。

馬斯克表示,安裝這一電池將給用戶帶來許多方便。如果電網停電,用戶仍然可以維持電力供應。用戶可以在電價較低的晚間給電池充電。電子行業咨詢師、IEEE會員斯圖·利珀夫(StuLipoff)表示,通常情況下,美國家庭每天用電約30千瓦時。因此,在電網停電時,Powerwall也不能堅持太長時間。不過,這款產品仍可以帶來很大幫助。

馬斯克表示,在美國,用戶通常需要以批發價向電網出售電力,但在使用電力時支付的是零售價。因此,安裝電池“有著巨大的經濟合理性”。在美國國外,例如德國,這樣做將更有意義,因為向電網售電的價格要遠遠低于用電價格。

特斯拉此次還推出了容量更大的Powerpack,其尺寸和形狀類似一臺電冰箱。如果企業用戶不滿意Powerwall的容量,那么可以使用Powerpack,從而避免峰值電費,并在發生自然災害、電網供電中斷時維持電力供應。塔吉特和JacksonFamilyWines已決定測試這款產品。

供電公司需要更多的電力。因此,Powerpack的容量將是“無限可擴展”的。馬斯克表示,用戶可以將盡可能多的Powerpack堆疊在一起。已有多家公司與特斯拉展開合作,其中包括南加州愛迪生公司。你需要20億臺這樣的電池,才能將整個世界轉向可再生能源。目前,全球道路上行駛的小汽車和卡車也有著這么多的數量。

如果特斯拉是正確的,那么居民用戶和企業用戶將可以通過儲電來節約電費。其他人也將從中受益。在這樣的世界中,已經老化的電網將不必再承受巨大的壓力。此外,我們無需燃燒化石燃料,而只要利用太陽能,即可給汽車提供動力。




責任編輯: 李穎

標簽:馬斯克,電池產品