原文刊登 | The Economist
翻譯人員 | 濟(jì)邦咨詢(xún)，盧依凡 經(jīng)理、李浪子 經(jīng)理
僅靠太陽(yáng)能板和風(fēng)力渦輪機(jī)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全球電力供應(yīng)的去碳化，它們依賴(lài)陽(yáng)光和穩(wěn)定的風(fēng)力發(fā)電。電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能為這一間歇性問(wèn)題提供了解決方案，但當(dāng)前的儲(chǔ)能設(shè)施仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。國(guó)際能源署（IEA）預(yù)計(jì)，如果全球要保持在實(shí)現(xiàn)凈零排放的軌道上，到2030年末全球電池儲(chǔ)能的裝機(jī)容量需從去年的不到200GW增長(zhǎng)到超過(guò)1TW，到2050年接近5TW（參見(jiàn)圖1）。幸運(yùn)的是，電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)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(jí)儲(chǔ)能依賴(lài)于抽水蓄能系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)水在斜坡上下水庫(kù)之間的流動(dòng)來(lái)存儲(chǔ)能量。如今，巨型電化學(xué)儲(chǔ)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(chǔ)能方式。據(jù)IEA數(shù)據(jù)顯示，去年全球安裝了90GW的電池儲(chǔ)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(chǔ)能價(jià)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(xún)公司Bain估計(jì)，電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)?？赡軓?023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(wàn)億至3萬(wàn)億美元。
鋰電池價(jià)格的暴跌正在推動(dòng)它們?cè)陔娋W(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(shí)儲(chǔ)能價(jià)格下降了約40%。在全球電動(dòng)汽車(chē)（EV）銷(xiāo)量放緩背景下，電池制造商對(duì)電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能更感興趣。2019年，固定式鋰電池儲(chǔ)能的價(jià)格比用于電動(dòng)汽車(chē)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(jiàn)圖2）。IEA認(rèn)為，配備電池的太陽(yáng)能在印度的成本已經(jīng)可以與燃煤發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)，并有望在未來(lái)幾年內(nèi)在美國(guó)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(guó)，那里是全球十大電池制造商中的六家所在地，包括寧德時(shí)代（CATL）和比亞迪（BYD）（見(jiàn)圖3）。中國(guó)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(guò)了用于消費(fèi)電子的份額。中國(guó)國(guó)內(nèi)要求大型太陽(yáng)能和風(fēng)能項(xiàng)目必須配備儲(chǔ)能的政策促進(jìn)了這種增長(zhǎng)。
圖3
中國(guó)的電池企業(yè)創(chuàng)新能力強(qiáng)勁。自2018年以來(lái)，寧德時(shí)代的研發(fā)支出增長(zhǎng)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(dòng)化的電池工廠。然而，行業(yè)也面臨著產(chǎn)能過(guò)剩的局面。根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)的數(shù)據(jù)，僅中國(guó)的鋰電池產(chǎn)能就足以滿(mǎn)足全球所有類(lèi)型電池的需求。到2025年，中國(guó)計(jì)劃再增加5.8TWh的電池產(chǎn)能，超過(guò)當(dāng)前全球2.6TWh的總產(chǎn)能。
這對(duì)許多電池行業(yè)的公司，尤其是面向電網(wǎng)級(jí)電池的公司來(lái)說(shuō)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(gè)月，中國(guó)19座電池超級(jí)工廠的建設(shè)被取消或推遲。價(jià)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(duì)抗中國(guó)電池巨頭的代表之一，去年該公司報(bào)告虧損12億美元，而2022年虧損為2.85億美元。寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群預(yù)測(cè)，未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)一波行業(yè)整合。
即便如此，電池制造商之間的“價(jià)格戰(zhàn)”反而可能推動(dòng)電池儲(chǔ)能的應(yīng)用。隨著最具生產(chǎn)力的公司占據(jù)更大市場(chǎng)份額，價(jià)格可能會(huì)進(jìn)一步下降。激烈的競(jìng)爭(zhēng)激發(fā)創(chuàng)新，促使企業(yè)尋找新技術(shù)以保持競(jìng)爭(zhēng)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(dòng)汽車(chē)上應(yīng)用優(yōu)勢(shì)不明顯，但對(duì)固定式電池來(lái)說(shuō)則問(wèn)題不大。
當(dāng)前企業(yè)正在加緊開(kāi)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(guó)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(lái)納州建造一座鈉離子電池工廠，計(jì)劃于2027年投入運(yùn)營(yíng)。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(guó)的寧德時(shí)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(jìng)爭(zhēng)的方式是開(kāi)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(guò)4億美元，計(jì)劃在肯塔基州建造一座工廠，量產(chǎn)大容量廉價(jià)電池。
這些新技術(shù)特別適合數(shù)據(jù)中心日益增長(zhǎng)的能源需求，滿(mǎn)足了相關(guān)科技巨頭們對(duì)可再生能源的迫切需要。專(zhuān)注儲(chǔ)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(xiǎn)成本，這一點(diǎn)使它們對(duì)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(jì)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(kāi)發(fā)商Eolian的首席執(zhí)行官Aaron Zubaty預(yù)測(cè)，未來(lái)十年內(nèi)，為應(yīng)對(duì)電網(wǎng)日益增長(zhǎng)的需求，4至8小時(shí)的儲(chǔ)能解決方案將迎來(lái)蓬勃發(fā)展。
電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能正在迅速發(fā)展，一位曾研究太陽(yáng)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(yáng)能行業(yè)花了十五年才實(shí)現(xiàn)的水平?！眹?guó)際能源署署長(zhǎng)Fatih Birol總結(jié)道：“電池正在改變我們眼前的游戲規(guī)則。”
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