全球儲能電站發(fā)展現狀

        始于2014年的全球原油價(jià)格風(fēng)暴，至今仍未平復。其使得石油輸出國的財政赤字暴漲;石油消費國迎來(lái)機遇;伊核問(wèn)題出現新轉機，也讓人們再次體味到石油那足以撬動(dòng)全球經(jīng)濟的巨大能量。

事實(shí)上，就能源行業(yè)來(lái)說(shuō)，新的技術(shù)完全可以在一夜之間“顛覆”全球。以水力壓裂法為例，其開(kāi)創(chuàng )了一場(chǎng)“頁(yè)巖革命”，使得當下的石油行業(yè)發(fā)生了巨變。同樣，儲能技術(shù)也具有極大的潛能，足以改變全球經(jīng)濟形勢的發(fā)展。

眾所周知，太陽(yáng)能和風(fēng)能用來(lái)發(fā)電，并不一定能趕上用電高峰期，因此可再生能源的利用長(cháng)期受到儲能問(wèn)題的困擾。釋放可再生能源的潛力，關(guān)鍵就在于儲能技術(shù)。如果像日本和沙特等主要依靠化石能源的國家，大力消減石油消費，轉用太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電，并配以適當的儲能技術(shù)，那么每天就可抵消全球400萬(wàn)桶的原油使用量。這個(gè)數據等同于全球石油消費的4.5%，也相當于引發(fā)了原油價(jià)格風(fēng)暴所增加的石油產(chǎn)量。

另外，儲能技術(shù)展現出環(huán)保效益也十分驚人。其可以讓太陽(yáng)能和風(fēng)能完全取代煤炭和天然氣。就像水力壓裂法基于石油行業(yè)一樣，應用到電網(wǎng)上的儲能技術(shù)會(huì )讓全球經(jīng)濟出現一次飛躍?；ㄆ煦y行的研究結果顯示，到2030年應用到全美電網(wǎng)上的儲能技術(shù)所產(chǎn)生的商業(yè)影響就可為美國每年增加4000億美元的稅收。

當然，美好的前景也需要輔以巨大的投資。以電動(dòng)車(chē)為例，其中電池的造價(jià)占整車(chē)造價(jià)的1/3，技術(shù)的一次次革新也會(huì )讓生產(chǎn)成本一次次降低，最終使電動(dòng)車(chē)和燃油汽車(chē)相差無(wú)幾。如果算上改造傳統汽車(chē)以達到尾氣排放標準所需的費用，電動(dòng)汽車(chē)的造價(jià)會(huì )更低。艾迪技術(shù)咨詢(xún)公司預計，到2024年新型電動(dòng)車(chē)的銷(xiāo)售量可以增長(cháng)3倍達到每年1000萬(wàn)輛，銷(xiāo)售額可達1790萬(wàn)億美元。

在提及對電動(dòng)車(chē)的市場(chǎng)預測時(shí)，僅僅是“如果”和“可能”，會(huì )讓很多政策評論家和企業(yè)觀(guān)察家產(chǎn)生質(zhì)疑。而如今，中美兩國對電動(dòng)車(chē)的前景進(jìn)行了一場(chǎng)“豪賭”，在過(guò)去不到5年的時(shí)間里已經(jīng)投入了數以?xún)|計的美元，兩國都誓要在2015年前實(shí)現100萬(wàn)輛電動(dòng)車(chē)在路上的壯舉。這一目標現在來(lái)看仿佛是在“吹牛”一般：截至2014年底，中美兩國共銷(xiāo)售電動(dòng)車(chē)總量不足35萬(wàn)輛;著(zhù)名的特斯拉公司2014年12月的銷(xiāo)售數據也僅為4.7萬(wàn)輛。

僅對電池而言，生產(chǎn)成本居高不下，儲能效率不盡如人意，都讓人們對可再生能源的熱情陷入谷底。美好的前景需要科學(xué)的進(jìn)步來(lái)支撐，儲能技術(shù)也需要政府政策的支持。

高效的電池

同其他重大的技術(shù)相比，電池的發(fā)展是相當緩慢的。首塊蓄電池是1800年瓦特發(fā)明的;1859年普蘭特發(fā)明了鉛酸蓄電池，后者如今仍在燃油汽車(chē)上廣泛使用;直到1991年索尼公司才生產(chǎn)第一塊商用鋰電池。

如今，“超級電池”的難題還是要解決如何安全地使鋰離子在電池中高速往復運動(dòng)，且電池的造價(jià)要合理。在電池的發(fā)展過(guò)程中，大部分進(jìn)步來(lái)自于商業(yè)蓄電池的制造商和電動(dòng)車(chē)制造商。成功的車(chē)載電池必須要克服幾個(gè)大障礙：讓汽車(chē)行駛得更遠，使汽車(chē)提速更快，電池的壽命要更長(cháng)，并且永遠不會(huì )起火，價(jià)格還要更合理。

現代技術(shù)還無(wú)法滿(mǎn)足所有這些標準，特斯拉似乎滿(mǎn)足了其中大部分，但是成本卻沒(méi)有滿(mǎn)足要求，所以它只能占有高檔消費市場(chǎng)。離開(kāi)政府的支持，這一步是不可能實(shí)現的。2009年美國總統奧巴馬曾承諾，從他上任的第一天起到2015年前，美國要拿到全球蓄電池市場(chǎng)份額的40%。作為刺激經(jīng)濟增長(cháng)的一部分，他一下子投入24億美元，用來(lái)研發(fā)蓄電池和電動(dòng)車(chē)，為此在過(guò)去的幾年中美國能源部每年都要劃撥5000萬(wàn)美元。奧巴馬還對購買(mǎi)電動(dòng)車(chē)的用戶(hù)給予每臺7500美元的津貼。

其他國家也采取了類(lèi)似的措施。法國、挪威、西班牙和英國，也都對購買(mǎi)電動(dòng)車(chē)實(shí)行免稅政策，韓國更是對每購買(mǎi)一臺電動(dòng)車(chē)補貼1.35萬(wàn)美元，日本要求2020年前日產(chǎn)汽車(chē)中電動(dòng)車(chē)要達到半數，并免除一切稅款。

降低價(jià)格

今年，日本東北電力公司正計劃在電網(wǎng)上使用世界最大的儲電設備，該公司在仙野市建設一臺40兆瓦的儲電設備用來(lái)儲存太陽(yáng)能和風(fēng)能所發(fā)電力。東芝公司出售的這臺設備相當于每千瓦時(shí)花費5000美元，行業(yè)分析師認為這個(gè)價(jià)格是太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電與傳統發(fā)電競爭價(jià)格的20倍。好消息是，用于電網(wǎng)的大型儲電設備正在降價(jià)，預計到2020年可實(shí)現每千瓦時(shí)230美元到500美元。那時(shí)，儲電技術(shù)將達到一個(gè)轉折點(diǎn)，在電網(wǎng)上可以同煤電、油氣發(fā)電展開(kāi)競爭。

無(wú)論人們如何渴望能源存儲的實(shí)質(zhì)性發(fā)展，全球污染仍不能很快地完全摒棄化石燃料發(fā)電。目前，在澳大利亞、德國、意大利、葡萄牙、西班牙和美國南部，太陽(yáng)能發(fā)電已經(jīng)實(shí)現了無(wú)補貼競爭，但這是離網(wǎng)用電與電網(wǎng)購電相互搭配。如果這些地方的太陽(yáng)能發(fā)電配備儲能設備，實(shí)現完全依靠可再生能源，那么其用電成本將高于電網(wǎng)。

法維翰咨詢(xún)公司預測，未來(lái)10年內，亞洲將在電網(wǎng)用儲能技術(shù)上實(shí)現一次大飛躍，這得益于基礎設施的布局。美國在可再生能源發(fā)電儲電方面也不甘示弱，加州政府表示，在2022年前，1300兆瓦的儲電設施將完成安裝。愛(ài)迪生公司將以特哈查比市為試點(diǎn)，為5000個(gè)風(fēng)力發(fā)電機組安裝32千瓦的電能存儲設施。

贏(yíng)家和輸家

在每一次能源變革中，必定會(huì )出現贏(yíng)家和輸家，儲能技術(shù)發(fā)展的最大受害者就是煤電，石油則是另一個(gè)輸家。也有人說(shuō)，儲能市場(chǎng)的發(fā)展只不過(guò)是補貼政策所造成的虛假現象。?？松梨诠驹硎?，儲電設備的發(fā)展前景十分黯淡，到2040年可再生能源仍將面臨如今的困擾，即電池價(jià)格昂貴和并網(wǎng)難。該公司斷言，到那時(shí)太陽(yáng)能、風(fēng)能和生物燃料發(fā)電合起來(lái)也只能供應不到全球發(fā)電總量的4%，也就是說(shuō)儲能在電網(wǎng)中幾乎沒(méi)有發(fā)展余地。

美國前能源部長(cháng)朱棣文曾公開(kāi)表示，公用電力設施和化石燃料發(fā)電將無(wú)法繼續保證電力公司的盈利模式。他認為，發(fā)電廠(chǎng)很快就會(huì )被分布式發(fā)電所替代，10年內美國居民將為儲電設備支付1萬(wàn)到1.2萬(wàn)美元，同時(shí)有80%的時(shí)間退出電網(wǎng)用電。這種分布式發(fā)電系統一般可以節省在用電高峰所付電費的1/4。

在儲能技術(shù)上，電動(dòng)車(chē)制造商一直被公認為在技術(shù)方面具有優(yōu)勢，所以他們也會(huì )成為大規模儲電并網(wǎng)的先行者。簡(jiǎn)單而言，特斯拉公司的熱賣(mài)車(chē)型OneModelS其85千瓦的電池容量可以?xún)Υ孀銐蚱胀彝?天半所用的電量。分析家認為，在用電低谷時(shí)為電池充電，到用電高峰時(shí)電池可以滿(mǎn)足家庭用電。摩根史坦利投資公司預測，到2028年將有390萬(wàn)輛特斯拉電動(dòng)車(chē)行駛在美國公路上，這一龐大的隊伍可為8%的美國家庭每天充電一個(gè)小時(shí)。

特斯拉在制造能力上還要先行一步，以滿(mǎn)足對電網(wǎng)充電器的需求。他們已經(jīng)開(kāi)始在內華達州里諾市附近投資50億美元建設充電器制造廠(chǎng)。這個(gè)被稱(chēng)為“千兆工廠(chǎng)”的巨無(wú)霸，旨在到2020年使世界鋰離子電池的供應量翻一番。此舉引起華爾街極大的反響，摩根史坦利投資公司十分看好該計劃，“看到特斯拉已經(jīng)建成的巨無(wú)霸工廠(chǎng)，我們相信，沒(méi)有人能找到合適的詞語(yǔ)，稱(chēng)贊特斯拉在為儲能技術(shù)大幅降價(jià)上所做的巨大貢獻。”

在路上

上世紀90年代末和本世紀前10年，似乎看不到什么電動(dòng)車(chē)的前景和希望：通用汽車(chē)公司放棄了他們的第一個(gè)電動(dòng)車(chē)計劃;大有希望的豐田普銳斯也只是混合動(dòng)力車(chē)型。而到2014年底情況卻急轉直下：特斯拉的成功崛起;尼桑的Leaf純電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)售破3萬(wàn)輛。

盡管否定者一直存在，但儲能技術(shù)的發(fā)展正在慢慢步入正軌。樂(lè )觀(guān)派認為，電池、電動(dòng)車(chē)和可再生能源必將取得商業(yè)成功，不過(guò)目前這還是理論上的預言，折射出的是股票分析師的線(xiàn)性思維。

事實(shí)上，一個(gè)獨立技術(shù)的進(jìn)步并不等同于該領(lǐng)域整體的進(jìn)步。中美兩國的科學(xué)家正以滿(mǎn)腔熱情投入到那些政府所支持的項目中，希望他們能夠提出具有顛覆性和突破性的建議。從地緣政治、環(huán)境和經(jīng)濟上的巨大收益來(lái)考量，政府應該繼續擴大投資，支持儲能技術(shù)的研究。我們需要營(yíng)造出一個(gè)良好的環(huán)境，讓年輕的研究者們明白，進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域就意味著(zhù)可以獲得長(cháng)期的支持。此外，我們也希望研究者和科學(xué)家們走出成功的老路，將世界引入全新的能源時(shí)代。