全球儲(chǔ)能電站當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀

始于2014年的全球原油價(jià)格風(fēng)暴，至今仍未平復(fù)。其使得石油輸出國的財(cái)政赤字暴漲;石油消費(fèi)國迎來機(jī)遇;伊核問題出現(xiàn)新轉(zhuǎn)機(jī)，也讓人們?cè)俅误w味到石油那足以撬動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)的巨大能量。

事實(shí)上，就能源行業(yè)來說，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，其開創(chuàng)了一場(chǎng)“頁巖革命”，使得當(dāng)下的石油行業(yè)發(fā)生了巨變。同樣，儲(chǔ)能技術(shù)也具有極大的潛能，足以改變?nèi)蚪?jīng)濟(jì)形勢(shì)的發(fā)展。

眾所周知，太陽能和風(fēng)能用來發(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(zhǎng)期受到儲(chǔ)能問題的困擾。釋放可再生能源的潛力，關(guān)鍵就在于儲(chǔ)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(fèi)，轉(zhuǎn)用太陽能和風(fēng)能發(fā)電，并配以適當(dāng)?shù)膬?chǔ)能技術(shù)，那么每天就可抵消全球400萬桶的原油使用量。這個(gè)數(shù)據(jù)等同于全球石油消費(fèi)的4.5%，也相當(dāng)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(chǔ)能技術(shù)展現(xiàn)出環(huán)保效益也十分驚人。其可以讓太陽能和風(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(yīng)用到電網(wǎng)上的儲(chǔ)能技術(shù)會(huì)讓全球經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)一次飛躍。花旗銀行的研究結(jié)果顯示，到2030年應(yīng)用到全美電網(wǎng)上的儲(chǔ)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(dāng)然，美好的前景也需要輔以巨大的投資。以電動(dòng)車為例，其中電池的造價(jià)占整車造價(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)車和燃油汽車相差無幾。如果算上改造傳統(tǒng)汽車以達(dá)到尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)所需的費(fèi)用，電動(dòng)汽車的造價(jià)會(huì)更低。艾迪技術(shù)咨詢公司預(yù)計(jì)，到2024年新型電動(dòng)車的銷售量可以增長(zhǎng)3倍達(dá)到每年1000萬輛，銷售額可達(dá)1790萬億美元。

在提及對(duì)電動(dòng)車的市場(chǎng)預(yù)測(cè)時(shí)，僅僅是“如果”和“可能”，會(huì)讓很多政策評(píng)論家和企業(yè)觀察家產(chǎn)生質(zhì)疑。而如今，中美兩國對(duì)電動(dòng)車的前景進(jìn)行了一場(chǎng)“豪賭”，在過去不到5年的時(shí)間里已經(jīng)投入了數(shù)以億計(jì)的美元，兩國都誓要在2015年前實(shí)現(xiàn)100萬輛電動(dòng)車在路上的壯舉。這一目標(biāo)現(xiàn)在來看仿佛是在“吹牛”一般：截至2014年底，中美兩國共銷售電動(dòng)車總量不足35萬輛;著名的特斯拉公司2014年12月的銷售數(shù)據(jù)也僅為4.7萬輛。

僅對(duì)電池而言，生產(chǎn)成本居高不下，儲(chǔ)能效率不盡如人意，都讓人們對(duì)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)步來支撐，儲(chǔ)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(dāng)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(jí)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(fù)運(yùn)動(dòng)，且電池的造價(jià)要合理。在電池的發(fā)展過程中，大部分進(jìn)步來自于商業(yè)蓄電池的制造商和電動(dòng)車制造商。成功的車載電池必須要克服幾個(gè)大障礙：讓汽車行駛得更遠(yuǎn)，使汽車提速更快，電池的壽命要更長(zhǎng)，并且永遠(yuǎn)不會(huì)起火，價(jià)格還要更合理。

現(xiàn)代技術(shù)還無法滿足所有這些標(biāo)準(zhǔn)，特斯拉似乎滿足了其中大部分，但是成本卻沒有滿足要求，所以它只能占有高檔消費(fèi)市場(chǎng)。離開政府的支持，這一步是不可能實(shí)現(xiàn)的。2009年美國總統(tǒng)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(jì)增長(zhǎng)的一部分，他一下子投入24億美元，用來研發(fā)蓄電池和電動(dòng)車，為此在過去的幾年中美國能源部每年都要?jiǎng)潛?000萬美元。奧巴馬還對(duì)購買電動(dòng)車的用戶給予每臺(tái)7500美元的津貼。

其他國家也采取了類似的措施。法國、挪威、西班牙和英國，也都對(duì)購買電動(dòng)車實(shí)行免稅政策，韓國更是對(duì)每購買一臺(tái)電動(dòng)車補(bǔ)貼1.35萬美元，日本要求2020年前日產(chǎn)汽車中電動(dòng)車要達(dá)到半數(shù)，并免除一切稅款。

降低價(jià)格

今年，日本東北電力公司正計(jì)劃在電網(wǎng)上使用世界最大的儲(chǔ)電設(shè)備，該公司在仙野市建設(shè)一臺(tái)40兆瓦的儲(chǔ)電設(shè)備用來儲(chǔ)存太陽能和風(fēng)能所發(fā)電力。東芝公司出售的這臺(tái)設(shè)備相當(dāng)于每千瓦時(shí)花費(fèi)5000美元，行業(yè)分析師認(rèn)為這個(gè)價(jià)格是太陽能和風(fēng)能發(fā)電與傳統(tǒng)發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)價(jià)格的20倍。好消息是，用于電網(wǎng)的大型儲(chǔ)電設(shè)備正在降價(jià)，預(yù)計(jì)到2020年可實(shí)現(xiàn)每千瓦時(shí)230美元到500美元。那時(shí)，儲(chǔ)電技術(shù)將達(dá)到一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在電網(wǎng)上可以同煤電、油氣發(fā)電展開競(jìng)爭(zhēng)。

無論人們?nèi)绾慰释茉创鎯?chǔ)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，太陽能發(fā)電已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無補(bǔ)貼競(jìng)爭(zhēng)，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能發(fā)電配備儲(chǔ)能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)完全依靠可再生能源，那么其用電成本將高于電網(wǎng)。

法維翰咨詢公司預(yù)測(cè)，未來10年內(nèi)，亞洲將在電網(wǎng)用儲(chǔ)能技術(shù)上實(shí)現(xiàn)一次大飛躍，這得益于基礎(chǔ)設(shè)施的布局。美國在可再生能源發(fā)電儲(chǔ)電方面也不甘示弱，加州政府表示，在2022年前，1300兆瓦的儲(chǔ)電設(shè)施將完成安裝。愛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(jī)組安裝32千瓦的電能存儲(chǔ)設(shè)施。

贏家和輸家

在每一次能源變革中，必定會(huì)出現(xiàn)贏家和輸家，儲(chǔ)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，儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展只不過是補(bǔ)貼政策所造成的虛假現(xiàn)象。埃克森美孚公司曾表示，儲(chǔ)電設(shè)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)太陽能、風(fēng)能和生物燃料發(fā)電合起來也只能供應(yīng)不到全球發(fā)電總量的4%，也就是說儲(chǔ)能在電網(wǎng)中幾乎沒有發(fā)展余地。

美國前能源部長(zhǎng)朱棣文曾公開表示，公用電力設(shè)施和化石燃料發(fā)電將無法繼續(xù)保證電力公司的盈利模式。他認(rèn)為，發(fā)電廠很快就會(huì)被分布式發(fā)電所替代，10年內(nèi)美國居民將為儲(chǔ)電設(shè)備支付1萬到1.2萬美元，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(tǒng)一般可以節(jié)省在用電高峰所付電費(fèi)的1/4。

在儲(chǔ)能技術(shù)上，電動(dòng)車制造商一直被公認(rèn)為在技術(shù)方面具有優(yōu)勢(shì)，所以他們也會(huì)成為大規(guī)模儲(chǔ)電并網(wǎng)的先行者。簡(jiǎn)單而言，特斯拉公司的熱賣車型One　Model　S其85千瓦的電池容量可以儲(chǔ)存足夠普通家庭3天半所用的電量。分析家認(rèn)為，在用電低谷時(shí)為電池充電，到用電高峰時(shí)電池可以滿足家庭用電。摩根史坦利投資公司預(yù)測(cè)，到2028年將有390萬輛特斯拉電動(dòng)車行駛在美國公路上，這一龐大的隊(duì)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，以滿足對(duì)電網(wǎng)充電器的需求。他們已經(jīng)開始在內(nèi)華達(dá)州里諾市附近投資50億美元建設(shè)充電器制造廠。這個(gè)被稱為“千兆工廠”的巨無霸，旨在到2020年使世界鋰離子電池的供應(yīng)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(jì)劃，“看到特斯拉已經(jīng)建成的巨無霸工廠，我們相信，沒有人能找到合適的詞語，稱贊特斯拉在為儲(chǔ)能技術(shù)大幅降價(jià)上所做的巨大貢獻(xiàn)。”

在路上

上世紀(jì)90年代末和本世紀(jì)前10年，似乎看不到什么電動(dòng)車的前景和希望：通用汽車公司放棄了他們的第一個(gè)電動(dòng)車計(jì)劃;大有希望的豐田普銳斯也只是混合動(dòng)力車型。而到2014年底情況卻急轉(zhuǎn)直下：特斯拉的成功崛起;尼桑的Leaf　純電動(dòng)車銷售破3萬輛。

盡管否定者一直存在，但儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展正在慢慢步入正軌。樂觀派認(rèn)為，電池、電動(dòng)車和可再生能源必將取得商業(yè)成功，不過目前這還是理論上的預(yù)言，折射出的是股票分析師的線性思維。

事實(shí)上，一個(gè)獨(dú)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)家正以滿腔熱情投入到那些政府所支持的項(xiàng)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(jì)上的巨大收益來考量，政府應(yīng)該繼續(xù)擴(kuò)大投資，支持儲(chǔ)能技術(shù)的研究。我們需要營造出一個(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)域就意味著可以獲得長(zhǎng)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。