特斯拉家用電池會改變能源市場嗎?

特斯拉沒有透露其用於商業和公用事業的更大電池的價格,但將以 3,000 美元至 3,500 美元的價格出售家用型號

總部位於加利福尼亞州帕洛阿爾託的電動汽車製造商特斯拉汽車公司宣佈,將直接向消費者出售其電池組,以幫助為其家庭供電,並向運營大型設施的企業和公用事業公司出售。

在 4 月 30 日於洛杉磯舉行的新聞釋出會上,該公司富有魅力的創始人埃隆·馬斯克表示,該公司的鋰離子電池將使經濟體能夠轉向低碳能源。太陽能是間歇性的——但他表示,透過儲存太陽能並在需要時釋放出來,電池可以解決這個問題。

許多其他公司也銷售用於建築物和電網的固定電池儲能系統——但分析師表示,該技術對於廣泛使用來說仍然過於昂貴。在此,《自然》雜誌探討了特斯拉的宣告是否可能改變遊戲規則。


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特斯拉剛剛發明了一種新的電池技術嗎?
沒有。該公司的電池組包含基於久經考驗的技術的標準鋰離子電池,與許多其他公司在市場上銷售的電池類似。

儘管公司和學術實驗室正在投入數十億美元進行研發,以顯著增加電池可以儲存的能量並降低其成本,但重大突破可能需要數年才能進入市場(參見“可充電革命:更好的電池”)。

特斯拉是否成功降低了電池儲存的成本?
可能——但尚不清楚。馬薩諸塞州波士頓諮詢公司 Lux Research 的分析師 Cosmin Laslau 表示,他認為特斯拉的電池可能比競爭對手的便宜一點,但幅度不大。

特斯拉沒有透露其用於商業和公用事業的更大電池的價格,但將以 3,000 美元至 3,500 美元的價格出售家用型號,即每千瓦時 (kWh) 儲能成本約為 350 美元。但是,該價格標籤不包括將電池連線到家庭系統所需的電子裝置,也不包括安裝成本。加在一起,這些成本可能會使住宅消費者的最終價格翻一番以上。

根據韓國化學巨頭 LG Chem 子公司密歇根州特洛伊 LG Chem Power 的研究主管 Mohamed Alamgir 的說法,鋰離子電池芯(在電池內部儲存能量的圓柱形元件,特斯拉從日本電子巨頭松下購買)的內部生產成本通常被認為約為每千瓦時 200 美元。將這些電池芯整合到電池組中通常會使成本翻倍,因此特斯拉大小的電池的生產成本可能約為 4,000 美元。 Laslau 表示,特斯拉可能暫時虧本銷售這些產品,但一旦在內華達州建設的價值 50 億美元的電池“超級工廠”擴大生產規模,就可以將虧損轉化為利潤。

家庭需要電池嗎?
西方世界的大多數家庭可能不需要電池。在電力系統連線良好且電網電力可靠的地方,家庭不需要備用電池。即使是那些屋頂上有太陽能電池板且有多餘能量的家庭也可以將電網本身用作電池:在許多地方,例如德國和美國的一些州,房主可以在白天將其多餘的電力出售給當地電力公司,並在晚上將其買回。

但世界各地的電力公司和電網本身需要更便宜的儲能系統。一些國家大力安裝太陽能電池板和風力渦輪機,但對儲能的投資不足,因此難以將額外的容量整合到其電網中。例如,德國為安裝太陽能電池板的房主提供了慷慨的補貼,但帕洛阿爾託電力研究所的儲能專家 Haresh Kamath 表示,當居民安裝的光伏裝置超出預期時,電力公司不得不花費更多資金來保持電網平穩執行。“在電網可靠性方面,計劃外部署的影響可能是危險的,”他說。

今天的鋰離子電池能滿足公用事業公司的需求嗎?
當公用事業公司需要管理電網負載時,啟動燃氣輪機仍然更便宜。美國能源部估計,為了使儲能具有競爭力,其成本不得超過每千瓦時 150 美元。假設成本為每千瓦時 700 美元,特斯拉的系統仍然比這貴得多。目前,最便宜的儲能方式是將能量抽到地勢較高的水庫中——如果有水庫的話。第二好的儲能解決方案是在大型地下水庫中壓縮空氣。

但即使電池無法經濟地儲存一個國家數小時的能源需求,它們也可以幫助提高電網的可靠性。加拿大哈利法克斯達爾豪西大學的電池研究員 Jeff Dahn 表示,美國能源部的目標並未考慮碳排放的社會成本。“如果碳排放的產生有一個合適的價格,我們都將使用太陽能電池板,並支付儲存電力所需的任何費用,”他說。

本文經許可轉載,並於2015 年 5 月 1 日首次釋出

Davide Castelvecchi is a staff reporter at Nature who has been obsessed with quantum spin for essentially his entire life. Follow him on Twitter @dcastelvecchi

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