原文刊登 | The Economist
翻譯人員 | 濟(jì)邦咨詢，盧依凡 經(jīng)理、李浪子 經(jīng)理
僅靠太陽能板和風(fēng)力渦輪機(jī)，無法實現(xiàn)全球電力供應(yīng)的去碳化，它們依賴陽光和穩(wěn)定的風(fēng)力發(fā)電。電網(wǎng)級儲能為這一間歇性問題提供了解決方案，但當(dāng)前的儲能設(shè)施仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。國際能源署（IEA）預(yù)計，如果全球要保持在實現(xiàn)凈零排放的軌道上，到2030年末全球電池儲能的裝機(jī)容量需從去年的不到200GW增長到超過1TW，到2050年接近5TW（參見圖1）。幸運(yùn)的是，電網(wǎng)級儲能的業(yè)務(wù)終于得到了快速發(fā)展。
圖1
傳統(tǒng)上，電網(wǎng)級儲能依賴于抽水蓄能系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)水在斜坡上下水庫之間的流動來存儲能量。如今，巨型電化學(xué)儲能電池得到大量運(yùn)用，逐漸替代抽水蓄能系統(tǒng)成為首選的儲能方式。據(jù)IEA數(shù)據(jù)顯示，去年全球安裝了90GW的電池儲能，較2022年翻了一倍，其中大約三分之二用于電網(wǎng)，其余部分用于家用光伏等其他應(yīng)用。其原因一方面是儲能價格的持續(xù)下降，另一方面是新型高效的化學(xué)配方也正在研發(fā)之中。據(jù)咨詢公司Bain估計，電網(wǎng)級儲能市場規(guī)模可能從2023年的大約150億美元擴(kuò)大到2030年的2000億至7000億美元，2040年將達(dá)到1萬億至3萬億美元。
鋰電池價格的暴跌正在推動它們在電網(wǎng)上的應(yīng)用。根據(jù)研究機(jī)構(gòu)BloombergNEF的數(shù)據(jù)，從2019年到2023年，固定式鋰電池平均每千瓦時儲能價格下降了約40%。在全球電動汽車（EV）銷量放緩背景下，電池制造商對電網(wǎng)級儲能更感興趣。2019年，固定式鋰電池儲能的價格比用于電動汽車的電池貴了將近50%，而隨著生產(chǎn)商紛紛涌入，這一差距已經(jīng)縮小到不足20%（參見圖2）。IEA認(rèn)為，配備電池的太陽能在印度的成本已經(jīng)可以與燃煤發(fā)電競爭，并有望在未來幾年內(nèi)在美國比燃?xì)獍l(fā)電更便宜。
圖2
全球電池生產(chǎn)的中心在中國，那里是全球十大電池制造商中的六家所在地，包括寧德時代（CATL）和比亞迪（BYD）（見圖3）。中國用于電網(wǎng)的電池產(chǎn)量份額從2020年的幾乎為零上升到去年的約五分之一，超過了用于消費(fèi)電子的份額。中國國內(nèi)要求大型太陽能和風(fēng)能項目必須配備儲能的政策促進(jìn)了這種增長。
圖3
中國的電池企業(yè)創(chuàng)新能力強(qiáng)勁。自2018年以來，寧德時代的研發(fā)支出增長了八倍，去年達(dá)到25億美元。比亞迪大力投資于機(jī)器人和人工智能，已經(jīng)在合肥市建成了一座幾乎完全自動化的電池工廠。然而，行業(yè)也面臨著產(chǎn)能過剩的局面。根據(jù)彭博新能源財經(jīng)的數(shù)據(jù)，僅中國的鋰電池產(chǎn)能就足以滿足全球所有類型電池的需求。到2025年，中國計劃再增加5.8TWh的電池產(chǎn)能，超過當(dāng)前全球2.6TWh的總產(chǎn)能。
這對許多電池行業(yè)的公司，尤其是面向電網(wǎng)級電池的公司來說將是災(zāi)難性的。根據(jù)另一家研究機(jī)構(gòu)Benchmark Mineral Intelligence的數(shù)據(jù)，2024年前七個月，中國19座電池超級工廠的建設(shè)被取消或推遲。價格暴跌也重創(chuàng)了許多西方電池初創(chuàng)企業(yè)。瑞典的Northvolt是歐洲對抗中國電池巨頭的代表之一，去年該公司報告虧損12億美元，而2022年虧損為2.85億美元。寧德時代董事長曾毓群預(yù)測，未來可能會出現(xiàn)一波行業(yè)整合。
即便如此，電池制造商之間的“價格戰(zhàn)”反而可能推動電池儲能的應(yīng)用。隨著最具生產(chǎn)力的公司占據(jù)更大市場份額，價格可能會進(jìn)一步下降。激烈的競爭激發(fā)創(chuàng)新，促使企業(yè)尋找新技術(shù)以保持競爭力。鈉離子電池就是一種有前景的替代方案。它們不需要昂貴的鋰，雖然能量密度較低，在電動汽車上應(yīng)用優(yōu)勢不明顯，但對固定式電池來說則問題不大。
當(dāng)前企業(yè)正在加緊開發(fā)適用于電網(wǎng)的新技術(shù)，許多初創(chuàng)企業(yè)也在大舉押注鈉離子電池。美國公司Natron在石油巨頭Chevron的支持下，正投資14億美元在北卡羅來納州建造一座鈉離子電池工廠，計劃于2027年投入運(yùn)營。另一家鈉離子電池初創(chuàng)公司Peak Energy的首席執(zhí)行官Landon Mossburg表示，他希望他的公司成為“美國的寧德時代”。
另一家初創(chuàng)企業(yè)Freyr Battery的首席執(zhí)行官Tom Jensen認(rèn)為，西方電池公司唯一能夠競爭的方式是開發(fā)新技術(shù)。創(chuàng)新的方式正在不斷增加。EnerVenue公司是一家致力于鎳氫電池商業(yè)化的初創(chuàng)企業(yè)。該公司已籌集了超過4億美元，計劃在肯塔基州建造一座工廠，量產(chǎn)大容量廉價電池。
這些新技術(shù)特別適合數(shù)據(jù)中心日益增長的能源需求，滿足了相關(guān)科技巨頭們對可再生能源的迫切需要。專注儲能領(lǐng)域的投資公司Volta Energy Technologies的首席執(zhí)行官Jeff Chamberlain指出，鈉離子電池不易起火，尤其還可以降低保險成本，這一點(diǎn)使它們對科技公司尤為有吸引力。Natron公司的聯(lián)合首席執(zhí)行官Colin Wessels表示，該初創(chuàng)公司計劃主要向數(shù)據(jù)中心供應(yīng)電池。
數(shù)據(jù)中心的快速擴(kuò)張也導(dǎo)致了用于發(fā)電和輸電的基礎(chǔ)設(shè)施出現(xiàn)空缺，EnerVenue公司希望生產(chǎn)的大容量電池可以填補(bǔ)這些空缺。可再生能源開發(fā)商Eolian的首席執(zhí)行官Aaron Zubaty預(yù)測，未來十年內(nèi)，為應(yīng)對電網(wǎng)日益增長的需求，4至8小時的儲能解決方案將迎來蓬勃發(fā)展。
電網(wǎng)級儲能正在迅速發(fā)展，一位曾研究太陽能行業(yè)的資深分析師指出：“電池行業(yè)在五年內(nèi)所取得的進(jìn)展，達(dá)到了太陽能行業(yè)花了十五年才實現(xiàn)的水平?！眹H能源署署長Fatih Birol總結(jié)道：“電池正在改變我們眼前的游戲規(guī)則?！?/p>
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