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马斯克为谁生产家用电池储能系统

放大字体 缩小字体 发布日期:2017-07-24  来源:东方早报  作者:刘远举
[摘要]以纯电动车闻名的美国特斯拉,5月1日发布了全新产品家用电池储能系统(Power wall)。Power wall包含可充电的特斯拉锂电池包、液态热量控制系统和一套接受太阳能逆变......
 
  以纯电动车闻名的美国特斯拉,5月1日发布了全新产品家用电池储能系统(Power wall)。Power wall包含可充电的特斯拉锂电池包、液态热量控制系统和一套接受太阳能逆变器派分指令软件。Power wall安装于家庭的墙壁上,与当地电网或家庭太阳能发电系统连接,实现转移负荷、电力备份以及太阳能发电自给。目前,Power wall分为普通家庭7千瓦时和10千瓦时两个版本,未来将推出公共用电级别、容量达100千瓦时的Powerpack。

  Power wall可以在优惠电价时存储电力,而在用电高峰时输出电力,让用户不承担高峰电价,节省成本。实际上,节省成本只是表象,背后是电力行业的特殊形态。用电需求是典型有高峰与低谷的需求,通常高峰用电是低谷时期的两倍。与之相对应的是,传统的火力、水力发电,不能像汽车那样随开随关,为了保持高峰的稳定,发电厂即便在用电低谷时候也必须开机,这也是低谷时段优惠电价的由来,但即便如此,还是有一部分电力被浪费掉了。而且,高峰用电的稳定需求,会显著加剧污染物的排放。所以,有专业人士呼吁,一般民用电的稳定是缺乏经济效率与环保效率的,所以,政府应该教育民众接受用电的不稳定。虽然从纯学理角度,这种说法是正确的,但是,这显然是不可实现的。

  从商业角度讲,处于竞争中的供电公司必然是迎合客户需求的,不能稳定供电的供电公司,在市场上会被消费者抛弃。试想消费者正在看NBA或者正与女朋友视频聊天,突然,停电了,消费者会接受这样的电力公司吗?其次,对居民而言,污染并不重要,重要的是不直接污染到自己。用电稳定的不经济、不环保,不会在民众的考虑之中。在民主社会中,政府只能接受居民的这种不理性,即使从经济与环境角度来说,稳定居民用电是缺乏效率的,但企业与政府也不得不这样做。政府唯一的选择就是满足民众的需求,甚至补贴电力市场。

  除了传统电力市场存在这种波峰与低谷的供需错位,新能源技术的局限性,也加大了电力供给的波动性。

  风电发电量,靠天吃饭,有可能在短时间内暴跌90%。以美国德州西北地区的风力发电为例,就有过4000兆瓦发电能力在短时间内消失的情况。为了应对这个暴跌,保障老百姓(603883,股吧)供电,就须让许多火电机组提前几小时开启到50%以上持续运行,时刻准备着应付风力发电的暴跌,但是,这种持续50%的运行却是低效的,污染排放量巨大。

  风力如此,太阳能也是如此。太阳能发电,白天发电,晚上不能发电,即使在白天,也是不稳定的,遇上阴雨天气发电能力下降,中午收集的太阳能也比清晨与傍晚多很多。

  目前,整个欧洲的光伏装机容量为81GW,德国光伏装机容量则达到了38GW,占德国发电量的6%。2015年3月20日,欧洲出现日食。日食开始时,德国的太阳能发电暴跌70%,太阳能发电入网功率减少1.2万兆瓦,而日食结束后时间接近正午,入网功率又可能增加1.9万兆瓦。这相当于十多座大型核电站的总装机容量突然接入电网,对电网带来严重冲击。德国政府在日食前提醒民众预备好收音机、手电等应急物品,以备可能出现的突然停电。有趣的是,如果日食当天,德国多云或下雨,日照情况变化不大,电网则将不会受到太大影响。最终,欧洲电力商好几个月的准备并没白费,德国最终顺利度过日食带来的电网冲击。

  美国能源信息公司Opower的一位研究员兼作家Barry Fischer表示,“当欧洲和其他地区要扩大它们的可再生能源装机容量的时候,这次日食带来的挑战很有可能就像是一种更为普通的现象”。

  所以,不管是传统的电力供给,还是新能源技术,都需要市场寻找一种高效率的储能技术,以匹配、缓冲发电与用电之间的矛盾。特斯拉的Power wall可看作一次最新的努力。所以,马斯克的愿景符合电力系统的大方向。不过,目前来看,Power wall并不能经济的实现这个需求。

  特斯拉表示,该公司的7千瓦时Power wall能够每天循环,而10千瓦时系统可以每周循环,但特斯拉没有给出总寿命的数据。目前尚不清楚Power wall可以实现多少次充放电循环。此前,特斯拉退出的Roadster用的是钴酸锂电池,寿命比较短,而特斯拉电动车用的则是松下为其定制的三元NCA(镍钴铝)锂电池,比钴酸锂电池寿命更长。有专业人士在博客上测试类似NCA电池,充1700次左右,还有70%的容量。有理由相信,Power wall的电池的数据比NCA更好。

  但是,虽然比竞争对手的价格低廉很多,但在经济上仍难说是合算的。

  应用材料公司(Applied Materials)前首席技术官、研究人员温弗里德霍夫曼指出,对于初始安装成本为400美元/千瓦时、效能为80%,同时可以充放电5,000个循环的锂电池系统而言,储存电力的平均成本将为15美分/千瓦时。而根据美国能源部的数据,美国平均零售电价为12.5美分/千瓦时。如果是太阳能发电,这个成本更高一些,特斯拉的姐妹公司SolarCity按15美分一度收费。显然,太阳能所发的电,再加上一次存储转化,最高能达到30美分,这显然是一个不可接受的高价。

  但无论如何,特斯拉需要这个产品。

  首先,特斯拉公司需要新产品来提振市场预期。拉斯·特维德在《金融心理学》中这样总结:“第一项基本原理,市场走在前面。”这也就是说,市值不但是与当下业绩相关,也与未来业绩相关,是未来业绩的预先实现。所以,资本市场的表现,不仅是基于业绩的,也是基于未来技术的。

  资本市场会很敏锐的发现新业务、新产品未来的预期,并将之变为资本市场上的用脚投票。正因为如此,Google要做无人驾驶,因为基于搜索市场的预期已经被资本市场发掘并反映在市盈率中。同样的,特斯拉带来的预期已经反映在了市盈率上,而且,财务数据并不太好,所以,特斯拉公司需要新产品来给资本市场讲一个新故事。据业内人士估计,到2020年,Power wall会为特斯拉带来额外的每股100美元的价值。

  另一方面,特斯拉公司建造的Gigafactory超级锂电池工厂,产量巨大。规模效应能有效地降低电池价格,从而降低特斯拉电动车的价格。但是,特斯拉必须每年卖出50万辆电动汽车才能够消化掉电池工厂的正常产能,从而获得规模效应,降低电动车的价格。如果市场需求低于预期,这一超级工厂将面临开工不足的问题,而一旦开工不足,锂电池成本就很难下降,降低电动汽车价格的企图也会变成空谈。所以,特斯拉需要一个新产品来消耗Gigafactory超级锂电池工厂的产能。

  实际上,技术发展也需要这个产品。

  从整个生命周期看,Power wall消耗的能源与碳排放未必会低,制造、使用、废弃过程中带来的污染也可能远超“超临界电厂”和热电厂在用能过程中带来的污染和排放。不过,不管是电池的效率、寿命、成本,还是降低产品全周期内的污染与能源消耗—很多时候,这些问题就是一个硬币的不同面—都得在不断的发展中才能解决,而不断的发展,则需要资金的投入,需要不断的销售、生产循环。所以,从商业推动技术发展的角度去看Power wall,不难发现其意义所在。

  在马斯克之前,储能行业早已有分布式发电和储能的概念,但这仅仅是小圈子中的概念,大众不接受,不消费,投入资金少,仅仅是一个概念。随着Power Wall的发布,这种概念成为时尚,这就使得,甚至仅仅在回收成本的边界上,也有很多人愿意购买。培养了需求,提高了公司估值、吸引更多资本进入、研究和关注储能领域,于是,一个良性的循环就形成了。

  退一步讲,即便power wall不经济,但比起同类竞争产品,已经有价格与成本优势。美国地广人稀,即便在目前,偏远、不发达、供电不稳定地区,也有着现实的需求。据国外媒体报道,马斯克称,市场对于Power wall的反应非常疯狂,在不到一周的时间内,Power wall家用储能电池的预订量已达3.8万个,而面向企业商用的PowerPack电池组的预订量为2500个订单,每个订单包括10个电池组,因此总计为2.5万个。这个预定量,预计要到2016年上半年才能消化完。

  (作者系上海金融与法律研究院研究员)
 
 
 
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