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工業(yè)儲(chǔ)能領(lǐng)域的機(jī)會(huì)
通信電源領(lǐng)域到目前為止都是閥控密封式鉛酸蓄電池的主要市場(chǎng)之一，市場(chǎng)占有率達(dá)到90%以上，主要用于通信基站和中心機(jī)房的后備電源，總的采購金額約占電信固定資產(chǎn)投資的2%~3%。這塊市場(chǎng)不僅已經(jīng)非常成熟，并且近幾年移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起讓通信行業(yè)再次迎來激增，這自然會(huì)帶動(dòng)電池需求的快速增長(zhǎng)。據(jù)比亞迪估計(jì)，其價(jià)值大約為100億美元，該公司已經(jīng)與中國(guó)三大通信商都簽訂了戰(zhàn)略協(xié)議。
而新一代電池技術(shù)在能量功效、環(huán)境安全、循環(huán)壽命、體積等性能上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的鉛酸電池。以通用電氣的鈉鹽電池Durathon為例，它以對(duì)環(huán)境友好的鹽和鎳為主要原材料，比會(huì)產(chǎn)生二次污染的鉛酸電池環(huán)保得多。鉛酸電池單位重量的能量密度很低，只有30瓦時(shí)/公斤，而鈉鹽電池為120瓦時(shí)/公斤，鋰電池大致是80~90瓦時(shí)/公斤。循環(huán)使用壽命是考量指標(biāo)電池的重要指標(biāo)之一，這也是為何鉛酸電池雖便宜，但到目前為止也無法用于電力并網(wǎng)的原因——頻繁地深度放電會(huì)損害它們的性能，在某些應(yīng)用環(huán)境中，鉛酸電池可能僅維持6個(gè)月。而通用電氣官方數(shù)據(jù)表示Durathon電池至少可以深度放電3500次，每日充放電的情況下可以使用10年，循環(huán)使用壽命幾乎比鉛酸電池長(zhǎng)了10倍。更重要的是，在-20℃至60℃的使用環(huán)境下，Durathon電池的性能都不受影響，光這一點(diǎn)就讓傳統(tǒng)鉛酸電池難以望其項(xiàng)背。
但鉛酸電池的優(yōu)勢(shì)在于其低廉的價(jià)格。目前，鋰離子電池的價(jià)格大致是600美元/千瓦時(shí)；Durathon電池到2015年可能會(huì)實(shí)現(xiàn)500美元/千瓦時(shí)的價(jià)格。但通用電氣全球研發(fā)中心儲(chǔ)能研發(fā)平臺(tái)負(fù)責(zé)人菲爾德·格蘭（Merfeld Glen）認(rèn)為，Durathon電池具有循環(huán)壽命更長(zhǎng)、能量密度更高、不需要空調(diào)可以減少燃料等優(yōu)勢(shì)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，Durathon電池更具經(jīng)濟(jì)效益。且加之全球環(huán)保政策的日趨嚴(yán)格，鉛酸電池不具長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的未來。
另一個(gè)讓這些電池企業(yè)垂涎的市場(chǎng)是公共電力的儲(chǔ)能應(yīng)用。隨著清潔能源、智能電網(wǎng)以及解決第三世界國(guó)家用電需求的興起，電力并網(wǎng)、離網(wǎng)電力、電網(wǎng)調(diào)峰等的應(yīng)用要求越來越凸顯。
電力并網(wǎng)是指將清潔能源，如風(fēng)電、太陽能產(chǎn)生的間隙性、波動(dòng)性電力，添加到大電網(wǎng)中，從而廣泛整合各種資源的電力，以保證電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。電力公司使用存儲(chǔ)的能量，滿足使用高峰期間的電力需求的做法稱為電網(wǎng)調(diào)峰，有助于保持電網(wǎng)的可靠性和效率，并降低電價(jià)。這些應(yīng)用需要幾十到幾百千兆瓦時(shí)的儲(chǔ)存值。歐洲儲(chǔ)能協(xié)會(huì)（EASE）副會(huì)長(zhǎng)杰里斯·瑞德斯戈?duì)柕拢↗illis Raadschelders）在去年表示，到2030年，儲(chǔ)能市場(chǎng)的規(guī)模累計(jì)將達(dá)5000億歐元。
當(dāng)今最常見的電網(wǎng)存儲(chǔ)技術(shù)是抽水蓄電，占近90%的公用電力儲(chǔ)能。然而，這受到地質(zhì)和空間的限制，而且抽水蓄電系統(tǒng)需要多年時(shí)間，花費(fèi)數(shù)百萬美元才能建成。近幾年，電力公司開始考慮電池，因?yàn)樗鼈儙讉€(gè)月就可以交付，而且在理論上可以放置在任何地方。
但目前為止，并沒有現(xiàn)成的電池可以較好地滿足所有電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能的要求，因?yàn)殡娏C(jī)構(gòu)需要的是廉價(jià)且持久耐用的方法，而現(xiàn)有電池的成本效益都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于抽水蓄電。哈雷西·卡瑪斯（Haresh Kamath）是電力研究院（Electric Power Research Institute）能量?jī)?chǔ)存項(xiàng)目經(jīng)理，他說，“有一些電力公司目前開始使用鉛酸電池和鈉硫電池，用于電網(wǎng)存儲(chǔ)。鉛酸電池便宜，但只有500至1000個(gè)循環(huán)，算下來，價(jià)格還是太貴；而鈉硫電池則很昂貴，每千瓦時(shí)達(dá)1000美元。”
離網(wǎng)電力（或稱“微電網(wǎng)”）則是解決像印度這類第三世界國(guó)家、還未通電地區(qū)用電需求的最佳手段。這些偏遠(yuǎn)地區(qū)大多使用柴油發(fā)電機(jī)供電，但是，石油價(jià)格高，太陽能電池板價(jià)格低，因此，某些情況下，安裝太陽能更便宜。為了存儲(chǔ)白天發(fā)的電供夜間使用，這些社區(qū)就需要電池系統(tǒng)。而此類電池系統(tǒng)要能夠處理任何級(jí)別的用電，從幾十千瓦時(shí)到幾兆瓦時(shí)。
這些便是通用電氣為其鈉鹽電池尋找到的“未被滿足的市場(chǎng)需求”，“隨著時(shí)間的推移，電力成本將下降，因?yàn)橥ㄓ秒姎獾男码姵丶磳①x予電力部門同時(shí)使用多種不同技術(shù)的能力”，其CEO伊梅爾特在工廠的開幕式上說。通用電氣認(rèn)為自己的電池非常適合被用于微電網(wǎng)或小電網(wǎng)，支持其脫離主干電網(wǎng)運(yùn)作并提供電網(wǎng)質(zhì)量的電力。
當(dāng)然，發(fā)現(xiàn)這個(gè)空白需求的不止他們一家。阿奎昂能源的電池設(shè)計(jì)同樣是為了此類電網(wǎng)應(yīng)用，其創(chuàng)始人惠特克說，“我們的電池已被證明非常適合離網(wǎng)太陽能和風(fēng)能支持，也適合調(diào)峰，雖然這是兩種非常不同的應(yīng)用。”Khosla Ventures的一位投資人認(rèn)為，大規(guī)模的電力存儲(chǔ)技術(shù)將是未來電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施最為關(guān)鍵的一部分，先進(jìn)電池技術(shù)可以充分滿足這個(gè)需求，所以，該公司和比爾·蓋茨一起投資了“液態(tài)金屬電池”公司。
盡管電池制造商們大舉進(jìn)入儲(chǔ)能領(lǐng)域的號(hào)角剛剛吹響，但與市場(chǎng)發(fā)育不完善、客戶單一的電動(dòng)車市場(chǎng)相比，工業(yè)電力儲(chǔ)能的前景還是給了他們信心。伊梅爾特說：“我們預(yù)計(jì)這項(xiàng)新業(yè)務(wù)（指能源儲(chǔ)存業(yè)務(wù)）將能在幾年后產(chǎn)生10億美元的年收入。我們會(huì)繼續(xù)將這項(xiàng)電池技術(shù)的運(yùn)用范圍從電信擴(kuò)展到新的領(lǐng)域，如電力并網(wǎng)、不間斷能源的應(yīng)用和動(dòng)力產(chǎn)業(yè)。”
通用電氣全球研發(fā)中心儲(chǔ)能研發(fā)平臺(tái)負(fù)責(zé)人菲爾德·格蘭
通信電源領(lǐng)域到目前為止都是閥控密封式鉛酸蓄電池的主要市場(chǎng)之一，市場(chǎng)占有率達(dá)到90%以上，主要用于通信基站和中心機(jī)房的后備電源，總的采購金額約占電信固定資產(chǎn)投資的2%~3%。這塊市場(chǎng)不僅已經(jīng)非常成熟，并且近幾年移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起讓通信行業(yè)再次迎來激增，這自然會(huì)帶動(dòng)電池需求的快速增長(zhǎng)。據(jù)比亞迪估計(jì)，其價(jià)值大約為100億美元，該公司已經(jīng)與中國(guó)三大通信商都簽訂了戰(zhàn)略協(xié)議。
而新一代電池技術(shù)在能量功效、環(huán)境安全、循環(huán)壽命、體積等性能上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的鉛酸電池。以通用電氣的鈉鹽電池Durathon為例，它以對(duì)環(huán)境友好的鹽和鎳為主要原材料，比會(huì)產(chǎn)生二次污染的鉛酸電池環(huán)保得多。鉛酸電池單位重量的能量密度很低，只有30瓦時(shí)/公斤，而鈉鹽電池為120瓦時(shí)/公斤，鋰電池大致是80~90瓦時(shí)/公斤。循環(huán)使用壽命是考量指標(biāo)電池的重要指標(biāo)之一，這也是為何鉛酸電池雖便宜，但到目前為止也無法用于電力并網(wǎng)的原因——頻繁地深度放電會(huì)損害它們的性能，在某些應(yīng)用環(huán)境中，鉛酸電池可能僅維持6個(gè)月。而通用電氣官方數(shù)據(jù)表示Durathon電池至少可以深度放電3500次，每日充放電的情況下可以使用10年，循環(huán)使用壽命幾乎比鉛酸電池長(zhǎng)了10倍。更重要的是，在-20℃至60℃的使用環(huán)境下，Durathon電池的性能都不受影響，光這一點(diǎn)就讓傳統(tǒng)鉛酸電池難以望其項(xiàng)背。
但鉛酸電池的優(yōu)勢(shì)在于其低廉的價(jià)格。目前，鋰離子電池的價(jià)格大致是600美元/千瓦時(shí)；Durathon電池到2015年可能會(huì)實(shí)現(xiàn)500美元/千瓦時(shí)的價(jià)格。但通用電氣全球研發(fā)中心儲(chǔ)能研發(fā)平臺(tái)負(fù)責(zé)人菲爾德·格蘭（Merfeld Glen）認(rèn)為，Durathon電池具有循環(huán)壽命更長(zhǎng)、能量密度更高、不需要空調(diào)可以減少燃料等優(yōu)勢(shì)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，Durathon電池更具經(jīng)濟(jì)效益。且加之全球環(huán)保政策的日趨嚴(yán)格，鉛酸電池不具長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的未來。
另一個(gè)讓這些電池企業(yè)垂涎的市場(chǎng)是公共電力的儲(chǔ)能應(yīng)用。隨著清潔能源、智能電網(wǎng)以及解決第三世界國(guó)家用電需求的興起，電力并網(wǎng)、離網(wǎng)電力、電網(wǎng)調(diào)峰等的應(yīng)用要求越來越凸顯。
電力并網(wǎng)是指將清潔能源，如風(fēng)電、太陽能產(chǎn)生的間隙性、波動(dòng)性電力，添加到大電網(wǎng)中，從而廣泛整合各種資源的電力，以保證電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。電力公司使用存儲(chǔ)的能量，滿足使用高峰期間的電力需求的做法稱為電網(wǎng)調(diào)峰，有助于保持電網(wǎng)的可靠性和效率，并降低電價(jià)。這些應(yīng)用需要幾十到幾百千兆瓦時(shí)的儲(chǔ)存值。歐洲儲(chǔ)能協(xié)會(huì)（EASE）副會(huì)長(zhǎng)杰里斯·瑞德斯戈?duì)柕拢↗illis Raadschelders）在去年表示，到2030年，儲(chǔ)能市場(chǎng)的規(guī)模累計(jì)將達(dá)5000億歐元。
當(dāng)今最常見的電網(wǎng)存儲(chǔ)技術(shù)是抽水蓄電，占近90%的公用電力儲(chǔ)能。然而，這受到地質(zhì)和空間的限制，而且抽水蓄電系統(tǒng)需要多年時(shí)間，花費(fèi)數(shù)百萬美元才能建成。近幾年，電力公司開始考慮電池，因?yàn)樗鼈儙讉€(gè)月就可以交付，而且在理論上可以放置在任何地方。
但目前為止，并沒有現(xiàn)成的電池可以較好地滿足所有電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能的要求，因?yàn)殡娏C(jī)構(gòu)需要的是廉價(jià)且持久耐用的方法，而現(xiàn)有電池的成本效益都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于抽水蓄電。哈雷西·卡瑪斯（Haresh Kamath）是電力研究院（Electric Power Research Institute）能量?jī)?chǔ)存項(xiàng)目經(jīng)理，他說，“有一些電力公司目前開始使用鉛酸電池和鈉硫電池，用于電網(wǎng)存儲(chǔ)。鉛酸電池便宜，但只有500至1000個(gè)循環(huán)，算下來，價(jià)格還是太貴；而鈉硫電池則很昂貴，每千瓦時(shí)達(dá)1000美元。”
離網(wǎng)電力（或稱“微電網(wǎng)”）則是解決像印度這類第三世界國(guó)家、還未通電地區(qū)用電需求的最佳手段。這些偏遠(yuǎn)地區(qū)大多使用柴油發(fā)電機(jī)供電，但是，石油價(jià)格高，太陽能電池板價(jià)格低，因此，某些情況下，安裝太陽能更便宜。為了存儲(chǔ)白天發(fā)的電供夜間使用，這些社區(qū)就需要電池系統(tǒng)。而此類電池系統(tǒng)要能夠處理任何級(jí)別的用電，從幾十千瓦時(shí)到幾兆瓦時(shí)。
這些便是通用電氣為其鈉鹽電池尋找到的“未被滿足的市場(chǎng)需求”，“隨著時(shí)間的推移，電力成本將下降，因?yàn)橥ㄓ秒姎獾男码姵丶磳①x予電力部門同時(shí)使用多種不同技術(shù)的能力”，其CEO伊梅爾特在工廠的開幕式上說。通用電氣認(rèn)為自己的電池非常適合被用于微電網(wǎng)或小電網(wǎng)，支持其脫離主干電網(wǎng)運(yùn)作并提供電網(wǎng)質(zhì)量的電力。
當(dāng)然，發(fā)現(xiàn)這個(gè)空白需求的不止他們一家。阿奎昂能源的電池設(shè)計(jì)同樣是為了此類電網(wǎng)應(yīng)用，其創(chuàng)始人惠特克說，“我們的電池已被證明非常適合離網(wǎng)太陽能和風(fēng)能支持，也適合調(diào)峰，雖然這是兩種非常不同的應(yīng)用。”Khosla Ventures的一位投資人認(rèn)為，大規(guī)模的電力存儲(chǔ)技術(shù)將是未來電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施最為關(guān)鍵的一部分，先進(jìn)電池技術(shù)可以充分滿足這個(gè)需求，所以，該公司和比爾·蓋茨一起投資了“液態(tài)金屬電池”公司。
盡管電池制造商們大舉進(jìn)入儲(chǔ)能領(lǐng)域的號(hào)角剛剛吹響，但與市場(chǎng)發(fā)育不完善、客戶單一的電動(dòng)車市場(chǎng)相比，工業(yè)電力儲(chǔ)能的前景還是給了他們信心。伊梅爾特說：“我們預(yù)計(jì)這項(xiàng)新業(yè)務(wù)（指能源儲(chǔ)存業(yè)務(wù)）將能在幾年后產(chǎn)生10億美元的年收入。我們會(huì)繼續(xù)將這項(xiàng)電池技術(shù)的運(yùn)用范圍從電信擴(kuò)展到新的領(lǐng)域，如電力并網(wǎng)、不間斷能源的應(yīng)用和動(dòng)力產(chǎn)業(yè)。”
通用電氣全球研發(fā)中心儲(chǔ)能研發(fā)平臺(tái)負(fù)責(zé)人菲爾德·格蘭
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