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        儲能電站的全球發展現狀分析

        Time:2016-07-11 08:40:20
        儲能電站的全球發展現狀分析
         始于2014年的全球原油價格風暴,至今仍未平復。其使得石油輸出國的財政赤字暴漲;石油消費國迎來機遇;伊核問題出現新轉機,也讓人們再次體味到石油那足以撬動全球經濟的巨大能量。
          事實上,就能源行業來說,新的技術完全可以在一夜之間“顛覆”全球。以水力壓裂法為例,其開創了一場“頁巖革命”,使得當下的石油行業發生了巨變。同樣,儲能技術也具有極大的潛能,足以改變全球經濟形勢的發展。
          眾所周知,太陽能和風能用來發電,并不一定能趕上用電高峰期,因此可再生能源的利用長期受到儲能問題的困擾。釋放可再生能源的潛力,關鍵就在于儲能技術。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,轉用太陽能和風能發電,并配以適當的儲能技術,那么每天就可抵消全球400萬桶的原油使用量。這個數據等同于全球石油消費的4.5%,也相當于引發了原油價格風暴所增加的石油產量。
          另外,儲能技術展現出環保效益也十分驚人。其可以讓太陽能和風能完全取代煤炭和天然氣。就像水力壓裂法基于石油行業一樣,應用到電網上的儲能技術會讓全球經濟出現一次飛躍;ㄆ煦y行的研究結果顯示,到2030年應用到全美電網上的儲能技術所產生的商業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。以電動車為例,其中電池的造價占整車造價的1/3,技術的一次次革新也會讓生產成本一次次降低,最終使電動車和燃油汽車相差無幾。如果算上改造傳統汽車以達到尾氣排放標準所需的費用,電動汽車的造價會更低。艾迪技術咨詢公司預計,到2024年新型電動車的銷售量可以增長3倍達到每年1000萬輛,銷售額可達1790萬億美元。
          在提及對電動車的市場預測時,僅僅是“如果”和“可能”,會讓很多政策評論家和企業觀察家產生質疑。而如今,中美兩國對電動車的前景進行了一場“豪賭”,在過去不到5年的時間里已經投入了數以億計的美元,兩國都誓要在2015年前實現100萬輛電動車在路上的壯舉。這一目標現在來看仿佛是在“吹牛”一般:截至2014年底,中美兩國共銷售電動車總量不足35萬輛;著名的特斯拉公司2014年12月的銷售數據也僅為4.7萬輛。
          僅對電池而言,生產成本居高不下,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的進步來支撐,儲能技術也需要政府政策的支持。
          高效的電池
          同其他重大的技術相比,電池的發展是相當緩慢的。首塊蓄電池是1800年瓦特發明的;1859年普蘭特發明了鉛酸蓄電池,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,且電池的造價要合理。在電池的發展過程中,大部分進步來自于商業蓄電池的制造商和電動車制造商。成功的車載電池必須要克服幾個大障礙:讓汽車行駛得更遠,使汽車提速更快,電池的壽命要更長,并且永遠不會起火,價格還要更合理。
          現代技術還無法滿足所有這些標準,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市場。離開政府的支持,這一步是不可能實現的。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份額的40%。作為刺激經濟增長的一部分,他一下子投入24億美元,用來研發蓄電池和電動車,為此在過去的幾年中美國能源部每年都要劃撥5000萬美元。奧巴馬還對購買電動車的用戶給予每臺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,也都對購買電動車實行免稅政策,韓國更是對每購買一臺電動車補貼1.35萬美元,日本要求2020年前日產汽車中電動車要達到半數,并免除一切稅款。
          降低價格
          今年,日本東北電力公司正計劃在電網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儲存太陽能和風能所發電力。東芝公司出售的這臺設備相當于每千瓦時花費5000美元,行業分析師認為這個價格是太陽能和風能發電與傳統發電競爭價格的20倍。好消息是,用于電網的大型儲電設備正在降價,預計到2020年可實現每千瓦時230美元到500美元。那時,儲電技術將達到一個轉折點,在電網上可以同煤電、油氣發電展開競爭。
          無論人們如何渴望能源存儲的實質性發展,全球污染仍不能很快地完全摒棄化石燃料發電。目前,在澳大利亞、德國、意大利、葡萄牙、西班牙和美國南部,太陽能發電已經實現了無補貼競爭,但這是離網用電與電網購電相互搭配。如果這些地方的太陽能發電配備儲能設備,實現完全依靠可再生能源,那么其用電成本將高于電網。
          法維翰咨詢公司預測,未來10年內,亞洲將在電網用儲能技術上實現一次大飛躍,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。愛迪生公司將以特哈查比市為試點,為5000個風力發電機組安裝32千瓦的電能存儲設施。
          贏家和輸家
          在每一次能源變革中,必定會出現贏家和輸家,儲能技術發展的最大受害者就是煤電,石油則是另一個輸家。也有人說,儲能市場的發展只不過是補貼政策所造成的虛假現象。?松梨诠驹硎,儲電設備的發展前景十分黯淡,到2040年可再生能源仍將面臨如今的困擾,即電池價格昂貴和并網難。該公司斷言,到那時太陽能、風能和生物燃料發電合起來也只能供應不到全球發電總量的4%,也就是說儲能在電網中幾乎沒有發展余地。
          美國前能源部長朱棣文曾公開表示,公用電力設施和化石燃料發電將無法繼續保證電力公司的盈利模式。他認為,發電廠很快就會被分布式發電所替代,10年內美國居民將為儲電設備支付1萬到1.2萬美元,同時有80%的時間退出電網用電。這種分布式發電系統一般可以節省在用電高峰所付電費的1/4。
          在儲能技術上,電動車制造商一直被公認為在技術方面具有優勢,所以他們也會成為大規模儲電并網的先行者。簡單而言,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存足夠普通家庭3天半所用的電量。分析家認為,在用電低谷時為電池充電,到用電高峰時電池可以滿足家庭用電。摩根史坦利投資公司預測,到2028年將有390萬輛特斯拉電動車行駛在美國公路上,這一龐大的隊伍可為8%的美國家庭每天充電一個小時。
          特斯拉在制造能力上還要先行一步,以滿足對電網充電器的需求。他們已經開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。這個被稱為“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,稱贊特斯拉在為儲能技術大幅降價上所做的巨大貢獻。”
          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車的前景和希望:通用汽車公司放棄了他們的第一個電動車計劃;大有希望的豐田普銳斯也只是混合動力車型。而到2014年底情況卻急轉直下:特斯拉的成功崛起;尼桑的Leaf 純電動車銷售破3萬輛。
          盡管否定者一直存在,但儲能技術的發展正在慢慢步入正軌。樂觀派認為,電池、電動車和可再生能源必將取得商業成功,不過目前這還是理論上的預言,折射出的是股票分析師的線性思維。
         
          事實上,一個獨立技術的進步并不等同于該領域整體的進步。中美兩國的科學家正以滿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、環境和經濟上的巨大收益來考量,政府應該繼續擴大投資,支持儲能技術的研究。我們需要營造出一個良好的環境,讓年輕的研究者們明白,進入這個領域就意味著可以獲得長期的支持。此外,我們也希望研究者和科學家們走出成功的老路,將世界引入全新的能源時代。
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