文｜錢皓
在青海塔拉灘，一排排太陽能電池板，取代了光禿禿的沙石地面，如同向日葵一般追隨著太陽。
憑借著“得天獨(dú)厚”的條件，在這片地廣人稀的大西北土地上，我國建立了面積為609平方公里的光伏發(fā)電站，相當(dāng)于一個(gè)新加坡的面積。每年平均發(fā)電量達(dá)8000萬度電，如果用傳統(tǒng)能源發(fā)這些電需要使用到近1億噸煤炭，排出2.7億噸二氧化碳。
既然一個(gè)光伏發(fā)電站能如此減排，那么理論上國家只需要建立更多光伏發(fā)電站，就能在發(fā)電側(cè)提早實(shí)現(xiàn)碳中和，事實(shí)是這樣嗎？
答案并非如此簡單，因?yàn)楣饽苤挥性谌照粘渥愕那闆r下才能發(fā)電。同理風(fēng)力發(fā)電中，風(fēng)能也只能在有風(fēng)的情況下才能產(chǎn)生電。這樣的電極不穩(wěn)定，一個(gè)晴天發(fā)電多，陰天基本廢；一個(gè)是有風(fēng)出電多，沒風(fēng)啥也沒，解決這個(gè)問題的唯一方法就是，儲能！
01、碳中和下，還能“用電自由”嗎？
21世紀(jì)全人類面臨的最大困境可能不是戰(zhàn)爭和食品，而是能源。據(jù)預(yù)測，按現(xiàn)有開采技術(shù)和消耗速度推算，煤、天然氣和石油可使用有效年限分別為100-120年、30-50年和18-30年。而能源的重要性關(guān)乎一個(gè)國家的發(fā)展和社會的穩(wěn)定，甚至于影響到人類的生存命運(yùn)，開發(fā)可再生能源自然不容輕視。而碳中和的目標(biāo)，無疑又為新能源產(chǎn)業(yè)注入了長期發(fā)展動(dòng)力。但新能源想替代石化能源，并非一帆風(fēng)順。
在新能源發(fā)電上，風(fēng)電、光伏等可再生能源雖然發(fā)展迅速，卻仍舊難擔(dān)重任。即使在風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電規(guī)模世界第一的中國，去年煤電短缺的情況下，“靠天吃飯”的可再生能源發(fā)電卻沒能頂上來。而在世界范圍內(nèi)，目前，風(fēng)電、光伏發(fā)電量占全社會用電量的比重也僅在11%左右。
全球風(fēng)光電的發(fā)電量占比，數(shù)據(jù)來源：國融證券研究與戰(zhàn)略發(fā)展部
一邊是電力不足拉閘限電，一邊是發(fā)的電被白白浪費(fèi)，儲能就像一個(gè)大型充電寶，將有效解決這一難題。對電網(wǎng)來說，儲能將提高供電的穩(wěn)定性，減少電力公司的運(yùn)營成本；對政府來說，既能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，還能促進(jìn)地方產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化；對我們普通人來說，電多了，自然電費(fèi)就省了。
2022年以來，儲能政策密集出臺，全國已經(jīng)有超過20個(gè)省市出臺了63項(xiàng)儲能政策。最近《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》的落地，也可見儲能的地位正逐步上升至國家戰(zhàn)略層面。各國科技巨頭們也已早聞風(fēng)而動(dòng)，開展對儲能賽道的布局。典型如特斯拉，在2021年第四季度財(cái)報(bào)電話會議上，馬斯克就表示將在2022年加速發(fā)展太陽能和儲能業(yè)務(wù)。而比亞迪、寧德時(shí)代、華為等國內(nèi)巨頭，以及一些初創(chuàng)公司在儲能領(lǐng)域，也早已入局卡位。
萬億儲能市場東風(fēng)已至。
02、風(fēng)來之時(shí)，如何能飛更穩(wěn)？
其實(shí)，儲能技術(shù)也并非新奇的技術(shù)。
早在百年前，抽水蓄能就誕生了。原理大概是這樣的：一個(gè)抽水蓄能電站，通常由兩個(gè)海拔高度差的水庫或者湖泊組成，在電網(wǎng)低負(fù)荷時(shí)，用多余的電量把低處的水抽向高處，到用電高峰的時(shí)候，再把高水庫里的水放出來，帶動(dòng)水輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。
抽水蓄能哪哪都好，就是太考驗(yàn)地理環(huán)境了。以國內(nèi)最成熟的浙江安吉縣天荒坪抽水蓄能電站為例，大家看下面這張圖，請問這種環(huán)境在中國多嗎？東北平原，西北荒漠這些區(qū)域顯然缺乏這樣的地形條件。
作為成熟的儲能方式，抽水儲能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模早已增長放緩，畢竟能建的地方基本都建設(shè)了。而新型儲能正在急速擴(kuò)容，其中電化學(xué)儲能憑借高度靈活性的調(diào)節(jié)特性，在電力系統(tǒng)中的份額快速提升。2020年全球新增的儲能裝機(jī)中，75.1%來自電化學(xué)儲能，貢獻(xiàn)了絕大部分的增量。科技互聯(lián)網(wǎng)公司頻頻參與儲能的背后，也是因?yàn)閮δ茉隽坑蓚鹘y(tǒng)的抽水蓄能轉(zhuǎn)到了電化學(xué)儲能。
儲能方式對比
當(dāng)前，電化學(xué)儲能正掀起一場行業(yè)颶風(fēng)。起風(fēng)時(shí)，飛機(jī)需要尋找到好的位置出發(fā)，分辨出好的航向，而儲能行業(yè)，則是要選擇合適的技術(shù)路徑。儲能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游設(shè)備廠商、中游系統(tǒng)集成及安裝、下游終端客戶。其中儲能設(shè)備系統(tǒng)又包括電池、BMS、PCS 等多個(gè)部分，電池是核心部分，占到了成本的 67%。由此可見，電池是未來產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)迭代和降本的主要環(huán)節(jié)。
儲能系統(tǒng)成本拆分
首先要肯定的是鋰電池，是電化學(xué)儲能的主力軍。但近年來鋰電池遇到了安全性不足、原材料價(jià)格暴漲等挑戰(zhàn)，讓更多新興儲能路線躍躍欲試。要知道，一年前北京豐臺一儲能電站的意外爆炸，讓整個(gè)行業(yè)差點(diǎn)都停擺了，而涉事儲能電站恰好也是用的鋰電池儲能。好在電池儲能技術(shù)坡長雪厚，具備多種技術(shù)路徑發(fā)展迭代。
比如被寄予厚望的明日之子，“鈉離子電池”和“全釩液流電池”。
前者成本和資源占優(yōu)，鋰電池的核心原料碳酸鋰一年多時(shí)間里，每噸直接從5萬元漲到了50萬，“鈉離子電池”中的核心原材料鈉，資源儲量豐富、成本低廉且環(huán)境友好，可以有效填補(bǔ)鋰離子稀缺的問題。
后者則解決的安全問題，“全釩液流電池”所有部件幾乎都浸泡在溶液中，發(fā)生熱失控、過熱、爆炸的可能性大大降低。因此，無爆炸、無火災(zāi)隱患的全釩液流電池將成為安全要求性高的應(yīng)用領(lǐng)域首選儲能技術(shù)。
電化學(xué)儲能之爭有意思的地方是，競爭選手幾乎都來自動(dòng)力電池領(lǐng)域，而電動(dòng)車市場的火熱也為這個(gè)領(lǐng)域帶來最前沿的技術(shù)變革。
動(dòng)力電池與儲能電池的不同之處
之所以儲能電池企業(yè)和動(dòng)力電池企業(yè)的市場格局基本相似，內(nèi)因方面，是因?yàn)閯?dòng)力電池經(jīng)過多年的發(fā)展，產(chǎn)品成本不斷下降、性能不斷上升，為儲能電池的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。像特斯拉的4680電池、比亞迪的刀片電池等等在新能源汽車領(lǐng)域的豐厚積累，也在為電池儲能技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
而外因方面，則是儲能需求的增長，讓儲能業(yè)務(wù)擁有新的商業(yè)機(jī)會。所以當(dāng)前越來越多的動(dòng)力電池企業(yè)加入了儲能業(yè)務(wù)，且占比逐年提升。以寧德時(shí)代為例，2019年和2020年，其動(dòng)力電池系統(tǒng)的毛利率為28.46%和26.56%，而儲能系統(tǒng)的毛利率分別為37.87%和36.03%，高出動(dòng)力電池10個(gè)百分點(diǎn)。據(jù)預(yù)測，2025年全球電力系統(tǒng)用電化學(xué)儲能市場規(guī)模預(yù)計(jì)超5000億，如此大的成長空間，自然讓一眾投資人爭相入局。
03、能源互聯(lián)網(wǎng)下，什么是儲能的最終答案？
紐約時(shí)報(bào)暢銷書《第三次工業(yè)革命》作者杰里米·里夫金，他最著名的理論之一就是，通過互聯(lián)網(wǎng)和可再生能源的結(jié)合，在能源開采、配送、利用上，從石油時(shí)代的集中式變?yōu)閿?shù)字時(shí)代的智能式，讓能源全球共享，“當(dāng)?shù)厍虻囊话胩幱诤谝箷r(shí)，富余的能源可以通過互聯(lián)網(wǎng)智能的轉(zhuǎn)移到處于白晝的另一個(gè)半球。”
屆時(shí)，數(shù)以億計(jì)的風(fēng)機(jī)、太陽能電池板、儲能設(shè)備，甚至家里的汽車、商場的充電樁等每一個(gè)分布式終端，都將成為能源數(shù)據(jù)的海洋，在能源互聯(lián)網(wǎng)中起到舉足輕重的作用。而儲能作為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成，將獲得確定性的長期價(jià)值。
所以，在這場向碳中和奔赴的過程中，布局儲能或許是撬動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的支點(diǎn)，或?qū)⑾破鹨粓鲂碌哪茉锤锩．?dāng)能源的生產(chǎn)者、傳遞者、使用者和其他主體連接在一起，智能調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，從而提升能源效率，也將建立新的能源生態(tài)。
圖片來源：開放式能源互聯(lián)網(wǎng)共享平臺
值得注意的是，縱覽全球，大部分儲能項(xiàng)目仍需依靠政策補(bǔ)貼，才能實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)型。所以，整個(gè)行業(yè)的核心矛盾就在于，可替代能源是大勢所趨，但其成本之高，讓普通的資本和廠商難以承擔(dān)巨額的研發(fā)投入，大規(guī)模推廣是問題。對于行業(yè)來說，技術(shù)之外，最關(guān)心的是如何提升儲能的盈利能力，這也是行業(yè)能否健康發(fā)展的前提。目前，只能說其中“浪很大、水很深”。
此外，能源互聯(lián)網(wǎng)面臨的最大挑戰(zhàn)之一，還有能源的協(xié)同成本。當(dāng)可再生能源占比逐步提高時(shí)，考驗(yàn)的還有整個(gè)能源系統(tǒng)的電力負(fù)荷變化、需求變化等等等，將使硬件轉(zhuǎn)向軟件投資成為新趨勢。
當(dāng)然沒有一家公司可以單獨(dú)完成這一切，國家、企業(yè)、個(gè)人都肩負(fù)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的責(zé)任都要參與進(jìn)來，利用儲能或許能改變世界。
04、結(jié)語
從原始人守著火堆過日子，到如今人人隨身“攜電行走”，有關(guān)儲備的思想古今相通。如今儲能連同能源互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同發(fā)展，關(guān)于未來，我能想象到一些新的畫面：人們在平板上輕劃，就能把自家屋頂多余的太陽能，賣給附近準(zhǔn)備給電動(dòng)車充電的路人；一家企業(yè)的能耗，決定在每一個(gè)電器的腦子了，比如頂燈能夠依據(jù)會議活動(dòng)類型人數(shù)和實(shí)時(shí)電價(jià)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整；整個(gè)城市的整體能源消耗和碳排放，也能隨時(shí)依據(jù)天氣和事件變化進(jìn)行需求側(cè)編排，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)……