全球储能技术发展现状分析

  始于2014年的全球原油价格风暴，至今仍未平复。其使得石油输出国的财政赤字暴涨;石油消费国迎来机遇;伊核问题出现新转机，也让人们再次体味到石油那足以撬动全球经济的巨大能量。

      事实上，就能源行业来说，新的技术完全可以在一夜之间“颠覆”全球。以水力压裂法为例，其开创了一场“页岩革命”，使得当下的石油行业发生了巨变。同样，储能技术也具有极大的潜能，足以改变全球经济形势的发展。

      众所周知，太阳能和风能用来发电，并不一定能赶上用电高峰期，因此可再生能源的利用长期受到储能问题的困扰。释放可再生能源的潜力，关键就在于储能技术。如果像日本和沙特等主要依靠化石能源的国家，大力消减石油消费，转用太阳能和风能发电，并配以适当的储能技术，那么每天就可抵消全球400万桶的原油使用量。这个数据等同于全球石油消费的4。5%，也相当于引发了原油价格风暴所增加的石油产量。

      另外，储能技术展现出环保效益也十分惊人。其可以让太阳能和风能完全取代煤炭和天然气。就像水力压裂法基于石油行业一样，应用到电网上的储能技术会让全球经济出现一次飞跃。花旗银行的研究结果显示，到2030年应用到全美电网上的储能技术所产生的商业影响就可为美国每年增加4000亿美元的税收。

      当然，美好的前景也需要辅以巨大的投资。以电动车为例，其中电池的造价占整车造价的1/3，技术的一次次革新也会让生产成本一次次降低，最终使电动车和燃油汽车相差无几。如果算上改造传统汽车以达到尾气排放标准所需的费用，电动汽车的造价会更低。艾迪技术咨询公司预计，到2024年新型电动车的销售量可以增长3倍达到每年1000万辆，销售额可达1790万亿美元。

      在提及对电动车的市场预测时，仅仅是“如果”和“可能”，会让很多政策评论家和企业观察家产生质疑。而如今，中美两国对电动车的前景进行了一场“豪赌”，在过去不到5年的时间里已经投入了数以亿计的美元，两国都誓要在2015年前实现100万辆电动车在路上的壮举。这一目标现在来看仿佛是在“吹牛”一般：截至2014年底，中美两国共销售电动车总量不足35万辆;著名的特斯拉公司2014年12月的销售数据也仅为4。7万辆。

      仅对电池而言，生产成本居高不下，储能效率不尽如人意，都让人们对可再生能源的热情陷入谷底。美好的前景需要科学的进步来支撑，储能技术也需要政府政策的支持。

      高效的电池

      同其他重大的技术相比，电池的发展是相当缓慢的。首块蓄电池是1800年瓦特发明的;1859年普兰特发明了铅酸蓄电池，后者如今仍在燃油汽车上广泛使用;直到1991年索尼公司才生产第一块商用锂电池。

      如今，“超级电池”的难题还是要解决如何安全地使锂离子在电池中高速往复运动，且电池的造价要合理。在电池的发展过程中，大部分进步来自于商业蓄电池的制造商和电动车制造商。成功的车载电池必须要克服几个大障碍：让汽车行驶得更远，使汽车提速更快，电池的寿命要更长，并且永远不会起火，价格还要更合理。

      现代技术还无法满足所有这些标准，特斯拉似乎满足了其中大部分，但是成本却没有满足要求，所以它只能占有高档消费市场。离开政府的支持，这一步是不可能实现的。2009年美国总统奥巴马曾承诺，从他上任的第一天起到2015年前，美国要拿到全球蓄电池市场份额的40%。作为刺激经济增长的一部分，他一下子投入24亿美元，用来研发蓄电池和电动车，为此在过去的几年中美国能源部每年都要划拨5000万美元。奥巴马还对购买电动车的用户给予每台7500美元的津贴。

      其他国家也采取了类似的措施。法国、挪威、西班牙和英国，也都对购买电动车实行免税政策，韩国更是对每购买一台电动车补贴1。35万美元，日本要求2020年前日产汽车中电动车要达到半数，并免除一切税款。

      降低价格

      今年，日本东北电力公司正计划在电网上使用世界最大的储电设备，该公司在仙野市建设一台40兆瓦的储电设备用来储存太阳能和风能所发电力。东芝公司出售的这台设备相当于每千瓦时花费5000美元，行业分析师认为这个价格是太阳能和风能发电与传统发电竞争价格的20倍。好消息是，用于电网的大型储电设备正在降价，预计到2020年可实现每千瓦时230美元到500美元。那时，储电技术将达到一个转折点，在电网上可以同煤电、油气发电展开竞争。

      无论人们如何渴望能源存储的实质性发展，全球污染仍不能很快地完全摒弃化石燃料发电。目前，在澳大利亚、德国、意大利、葡萄牙、西班牙和美国南部，太阳能发电已经实现了无补贴竞争，但这是离网用电与电网购电相互搭配。如果这些地方的太阳能发电配备储能设备，实现完全依靠可再生能源，那么其用电成本将高于电网。

      法维翰咨询公司预测，未来10年内，亚洲将在电网用储能技术上实现一次大飞跃，这得益于基础设施的布局。美国在可再生能源发电储电方面也不甘示弱，加州政府表示，在2022年前，1300兆瓦的储电设施将完成安装。爱迪生公司将以特哈查比市为试点，为5000个风力发电机组安装32千瓦的电能存储设施。

      赢家和输家

      在每一次能源变革中，必定会出现赢家和输家，储能技术发展的最大受害者就是煤电，石油则是另一个输家。也有人说，储能市场的发展只不过是补贴政策所造成的虚假现象。埃克森美孚公司曾表示，储电设备的发展前景十分黯淡，到2040年可再生能源仍将面临如今的困扰，即电池价格昂贵和并网难。该公司断言，到那时太阳能、风能和生物燃料发电合起来也只能供应不到全球发电总量的4%，也就是说储能在电网中几乎没有发展余地。

      美国前能源部长朱棣文曾公开表示，公用电力设施和化石燃料发电将无法继续保证电力公司的盈利模式。他认为，发电厂很快就会被分布式发电所替代，10年内美国居民将为储电设备支付1万到1。2万美元，同时有80%的时间退出电网用电。这种分布式发电系统一般可以节省在用电高峰所付电费的1/4。

      在储能技术上，电动车制造商一直被公认为在技术方面具有优势，所以他们也会成为大规模储电并网的先行者。简单而言，特斯拉公司的热卖车型OneModelS其85千瓦的电池容量可以储存足够普通家庭3天半所用的电量。分析家认为，在用电低谷时为电池充电，到用电高峰时电池可以满足家庭用电。摩根史坦利投资公司预测，到2028年将有390万辆特斯拉电动车行驶在美国公路上，这一庞大的队伍可为8%的美国家庭每天充电一个小时。

      特斯拉在制造能力上还要先行一步，以满足对电网充电器的需求。他们已经开始在内华达州里诺市附近投资50亿美元建设充电器制造厂。这个被称为“千兆工厂”的巨无霸，旨在到2020年使世界锂离子电池的供应量翻一番。此举引起华尔街极大的反响，摩根史坦利投资公司十分看好该计划，“看到特斯拉已经建成的巨无霸工厂，我们相信，没有人能找到合适的词语，称赞特斯拉在为储能技术大幅降价上所做的巨大贡献。”

      在路上

      上世纪90年代末和本世纪前10年，似乎看不到什么电动车的前景和希望：通用汽车公司放弃了他们的第一个电动车计划;大有希望的丰田普锐斯也只是混合动力车型。而到2014年底情况却急转直下：特斯拉的成功崛起;尼桑的Leaf纯电动车销售破3万辆。

      尽管否定者一直存在，但储能技术的发展正在慢慢步入正轨。乐观派认为，电池、电动车和可再生能源必将取得商业成功，不过目前这还是理论上的预言，折射出的是股票分析师的线性思维。

      事实上，一个独立技术的进步并不等同于该领域整体的进步。中美两国的科学家正以满腔热情投入到那些政府所支持的项目中，希望他们能够提出具有颠覆性和突破性的建议。从地缘政治、环境和经济上的巨大收益来考量，政府应该继续扩大投资，支持储能技术的研究。我们需要营造出一个良好的环境，让年轻的研究者们明白，进入这个领域就意味着可以获得长期的支持。此外，我们也希望研究者和科学家们走出成功的老路，将世界引入全新的能源时代。