馬斯克用一塊電池打破了新能源僵局

十年后，我們開燈關(guān)燈的場景，與我們父輩甚至祖輩所處的時(shí)代也許并無二致，但其背后的供電系統(tǒng)將截然不同。今天我們所使用的電力來自于大型集中式發(fā)電站，但十年后，它可能來自你鄰居家的太陽能電池板。這些電能存儲(chǔ)在你車庫里的大型電池中，你下班回到家后即可使用。

輸電網(wǎng)絡(luò)建成至今已有一個(gè)多世紀(jì)，如今它正迎來有史以來最大的變革。以往，電力生產(chǎn)和分發(fā)的控制權(quán)被電力公司牢牢掌控，但未來它將分散到我們每一個(gè)人手中。

這場變革波及甚廣，普通居民、創(chuàng)業(yè)公司以及擁有數(shù)十年歷史的老牌電力公司都牽涉其中。但要說到其中最具遠(yuǎn)見卓識(shí)，以及收益最多的，還要數(shù)特斯拉的CEO埃隆·馬斯克。除了大眾所熟知的特斯拉電動(dòng)汽車，馬斯克還推出了太陽能屋頂發(fā)電系統(tǒng)，以及家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)Powerwall。

特斯拉家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)Powerwall

在這場電力網(wǎng)絡(luò)的變革中，馬斯克不過剛剛邁出了幾小步，但影響十分深遠(yuǎn)。他正在努力搭建一個(gè)“人人可以發(fā)電，人人可以用電”，同時(shí)家家戶戶(甚至電力公司)擁有大型儲(chǔ)能電池的新型電力網(wǎng)絡(luò)。這些大型儲(chǔ)能電池可以在電力富余時(shí)存儲(chǔ)電能，供電力緊張時(shí)使用。

太平洋煤氣電力公司的電網(wǎng)創(chuàng)新主管Vivek Narayanan對此描述道：“我們正在努力擺脫傳統(tǒng)的單向電力網(wǎng)絡(luò)，朝著未來電網(wǎng)進(jìn)發(fā)。”

“零緩沖”的電力網(wǎng)絡(luò)

通常我們會(huì)在汽車油箱里的油耗盡之前補(bǔ)充燃料，但電力網(wǎng)絡(luò)的工作方式與此不同。每年的不同季節(jié)，每天的不同時(shí)段，我們對于電力的需求都在不斷變化。以英國為例，很多人會(huì)在肥皂劇《EastEnders》結(jié)束后燒開水泡茶，導(dǎo)致電力需求激增。電力運(yùn)營商必須隨時(shí)調(diào)整，以確保電力供應(yīng)與用戶的需求保持平衡。

再以一個(gè)日常生活場景為例：很多人會(huì)在銀行賬戶中儲(chǔ)蓄，以備不時(shí)之需;但電力運(yùn)營商并沒有這樣的“儲(chǔ)蓄賬戶”，面對電力需求的波動(dòng)，他們沒有任何緩沖余地。而這正是替代能源的瓶頸所在。

煤電、水力發(fā)電和核能發(fā)電通常能產(chǎn)生穩(wěn)定的電力輸出，其他發(fā)電方式——比如越來越常見的天然氣發(fā)電，供電部門也可以在用電高峰期時(shí)開啟，以保證電力供應(yīng)。但替代能源，尤其是太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電，只有在有陽光和風(fēng)的情況下才能工作。這就使得供需匹配難以實(shí)現(xiàn)，晚上你下班回到家后正準(zhǔn)備開燈，太陽能發(fā)電系統(tǒng)卻早已停止了工作。

不久前，美國總統(tǒng)特朗普在白宮宣布退出《巴黎協(xié)定》，引發(fā)軒然大波。美國能源基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)踐總監(jiān)Jonathan Mir表示：“特朗普政府無視全球氣候變暖，仍然試圖復(fù)興煤電，但天然氣價(jià)格暴跌已經(jīng)宣示了煤電時(shí)代的終結(jié)。”可再生能源一旦變得比化石能源發(fā)電更便宜，用新型電力取代煤電便是水到渠成的事情。

儲(chǔ)能電池打破僵局

Eos儲(chǔ)能公司的首席執(zhí)行官M(fèi)ichael Oster指出：“我們今天使用的電力網(wǎng)絡(luò)，是以能滿足最極端的用電情況為標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的。如果我們擁有電力存儲(chǔ)系統(tǒng)，那么只需要建設(shè)能滿足平均用電需求的電力網(wǎng)絡(luò)就夠了。”

電力存儲(chǔ)系統(tǒng)的問世將削弱傳統(tǒng)電力運(yùn)營商的重要性。以特斯拉的Powerpack電力存儲(chǔ)系統(tǒng)為例，它可以為數(shù)百戶人家提供足夠的電力。不過這些電力存儲(chǔ)系統(tǒng)并不便宜。一個(gè)兆瓦級的Powerpack可以供750個(gè)家庭使用4小時(shí)，同時(shí)其成本也高達(dá)180萬美元。不過，與升級傳輸線和其他設(shè)備的成本相比，它們還是很便宜的。

太平洋煤氣電力公司在薩克拉門托以北50英里的一個(gè)變電站，安裝了容量為2000千瓦時(shí)的電池，這塊電池足以供375個(gè)家庭使用4小時(shí)。2000千瓦時(shí)是一個(gè)什么概念呢?大致相當(dāng)于33輛雪佛蘭Bolt電動(dòng)汽車，或者36400臺(tái)13英寸MacBook Pro筆記本電腦的電池容量總和。

記者了解到，還有兩個(gè)更大容量的Powerpack系統(tǒng)也已經(jīng)投入使用。其中一個(gè)位于夏威夷，容量高達(dá)52兆瓦時(shí)——相當(dāng)于870輛雪佛蘭Bolt;另一個(gè)則位于南加利福尼亞州，容量為80兆瓦時(shí)——相當(dāng)于1330雪佛蘭Bolt。

特斯拉位于夏威夷考艾島的太陽能設(shè)施

特斯拉認(rèn)為，其電池工廠Gigafactory將在2018-2020年間實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，屆時(shí)能將電池的成本再壓縮30%。Mir指出，太陽能和風(fēng)能在價(jià)格下降后便開始流行開來，電力存儲(chǔ)也將遵循同樣的規(guī)律。

電網(wǎng)級的電力存儲(chǔ)系統(tǒng)對電力公司來說很有價(jià)值，但特斯拉志不在此。它希望向家庭用戶銷售價(jià)值5500美元的Powerwall 2，據(jù)特斯拉宣稱，這樣一塊電池可以供普通兩居室家庭使用一整天。據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，如果將安裝費(fèi)用計(jì)算在內(nèi)，Powerwall 2的成本高達(dá)7000美元。

Mir認(rèn)為這樣的電池對大多數(shù)人來說并不經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，難以在市場推廣。Regulatory Assistance Project高級顧問吉姆·拉扎爾(Jim Lazar)認(rèn)為，儲(chǔ)能電池有用武之地，但前提是它能變得更加便宜。在美國，有許多由電力公司控制的熱水器和制冰空調(diào)，它們會(huì)在非高峰用電時(shí)段工作。拉扎爾認(rèn)為，價(jià)值5500美元的Powerwall存儲(chǔ)的能量還沒有這些價(jià)值500美元的熱水器多。

未來更加經(jīng)濟(jì)

不過，隨著能源價(jià)格的變化，這一局面有可能發(fā)生變化。

目前，大多數(shù)屋頂太陽能電池板的用戶僅需要為超出產(chǎn)生部分的電力付費(fèi)——這種方案被稱作凈計(jì)量。這意味著，如果你使用的電能與你家的太陽能電池產(chǎn)生的電能一樣多，就無需支付任何費(fèi)用。這對消費(fèi)者來說自然是一樁好消息，但電力公司可不這么認(rèn)為。

美國已經(jīng)有40個(gè)州出臺(tái)了凈計(jì)量政策，但這導(dǎo)致了電力公司和太陽能用戶間的摩擦。為了更好地調(diào)整用電高峰期的用電成本，加州等地正在修改凈計(jì)量率和相關(guān)法規(guī)。

凈計(jì)量政策的廢除和調(diào)整可能會(huì)促使人們購買大型電池，用于儲(chǔ)存家庭產(chǎn)生的電能，供用電高峰時(shí)段使用。這一做法正變得越來越普遍，最終可能會(huì)讓儲(chǔ)能電池更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。南加利福尼亞州愛迪生先進(jìn)能源儲(chǔ)存集團(tuán)高級經(jīng)理Loic Gaillac預(yù)計(jì)，如果凈計(jì)量率和相關(guān)法規(guī)發(fā)生變化，家庭電力存儲(chǔ)將迎來爆發(fā)式增長。

隨著數(shù)以百萬的家庭開始使用電力存儲(chǔ)系統(tǒng)，傳統(tǒng)電力公司面臨著兩個(gè)選擇：要么主動(dòng)適應(yīng)，要么被時(shí)代淘汰。拉扎爾指出，“這種演變不可避免，同時(shí)也很必要。”

當(dāng)然，電力網(wǎng)絡(luò)的變革之路也很坎坷，但馬斯克這樣的企業(yè)家們正在奮力前行。如今，太陽能屋頂和特斯拉電動(dòng)汽車已經(jīng)走進(jìn)了我們的生活，相信全新的電力網(wǎng)絡(luò)也已經(jīng)離我們不遠(yuǎn)了。