中國儲能網(wǎng)訊：改變世界的事情總是容易充滿爭議，特斯拉發(fā)布儲能電池產(chǎn)品引起的爭論就可見一斑。李開復先生在微博上轉發(fā)網(wǎng)友評論說：“敢think big ，才有可能解決問題！”
一個冰箱大的電池真的能夠改變世界嗎？這個問題其實很大，隱約涉及到以后電力系統(tǒng)，甚至能源系統(tǒng)的發(fā)展模式。今天，無所不能推薦知乎用戶嚴同的文章，作者深度剖析了特斯拉電池商業(yè)化運用的優(yōu)勢和可能遇到的一些阻礙，以及如果特斯拉推出的家用電池Powerwall可大范圍推廣將給世界帶來哪些變化？這款神級產(chǎn)品距離中國又有多遠？
【無所不能 文|嚴同】4月30日，特斯拉公司發(fā)布了一系列特斯拉能源產(chǎn)品，其中家用的產(chǎn)品是家庭電池能量墻(Powerwall Home Battery)，在電力需求低谷的時候低價充電，在電價更高的需求高峰時段輸出電能；能夠存儲過剩的太陽能發(fā)電，以便在沒有太陽的時候使用；在斷電的時候提供電力保障。
本質上特斯拉能量墻就是居民住宅里存儲能量的可充電的鋰電池，它將實現(xiàn)轉移負荷、電力備份、以及太陽能發(fā)電自給。能量墻包含特斯拉鋰電池包、液態(tài)熱量控制系統(tǒng)，和一套接受太陽能逆變器派分指令的軟件，設備安裝在室內/外墻壁上。
簡單點說吧，冰箱大小的能量墻，可儲存7度電，售價3000美元。它的內部除了許多鋰電池單元外，還有液態(tài)熱能控制系統(tǒng)和太陽能調度系統(tǒng)，其架構跟特斯拉跑車電池是一樣的。3000美元不包括附件如逆變器，也不含安裝費。
據(jù)特斯拉首席執(zhí)行官馬斯克透露，已經(jīng)獲得了3.8萬個Powerwall電池組的預訂，預訂量之高令公司吃驚，而明年上半年的產(chǎn)量，已經(jīng)提前售賣一空。
其實還有公用事業(yè)級別的電池系統(tǒng)，外觀如下。
Powerwall有哪些優(yōu)勢？
1）清潔能源導向
這個優(yōu)勢僅存在概念上。
因為道理大家都懂，分布式新能源+儲能看起來很美很環(huán)保，但是在本產(chǎn)品中并沒有本質的突破，只是發(fā)布了一個價格稍低，各方面還不錯的電池，分布式新能源+儲能的供電模式依舊存在困難，沒有補貼誰也搞不定。
2）與電網(wǎng)的良性互動
削峰填谷。通過峰谷電價的調節(jié)， Powerwall能夠就減輕高峰期的供電負擔。當幾百萬用戶一起開著空調降溫的時候。如果這些用戶能夠使用離網(wǎng)型電池供電，電網(wǎng)負擔將會得到緩解。
事實上，如果儲能系統(tǒng)做的好，電網(wǎng)公司是第一個大客戶，電網(wǎng)本身就需要龐大的儲能電站，來解決用電的峰谷問題，這個市場短期內比家庭用戶巨大。
3）價格的略驚喜
數(shù)據(jù)顯示，今天的電池投資成本接近500-600 美元/kWh。
在特斯拉發(fā)布Powerwall之前，一些分析師對特斯拉家用電池的價格作了一番預測，預測價格均大大高于實際價格。如預計特斯拉10kWh容量電池約為為1.3萬美元。沒有人想到如此便宜。
而且，Powerwall以后將變得更便宜，這也許歸因于其背后的超級電池工廠——“巨工廠” (Gigafactory)，這項投資高達50億美元的項目據(jù)說將降低電池的成本30%。
4）設計感和實用性：顏值決定了...很多
逼格這塊特斯拉永遠不缺。
大多數(shù)家庭能源存儲系統(tǒng)都相當難看，而Powerwall安裝在墻壁上十分協(xié)調。因此，即使價格和性能相當，特斯拉相對于大多數(shù)競爭對手也略占優(yōu)勢。
而且不要忘了，他和充電汽車的接口，這也是極其自然的一個方便之處。
Powerwall 面臨哪些阻礙？
1）市場問題：電網(wǎng)穩(wěn)定的地方基本不需要
人們是否需要Powerwall？
在同電網(wǎng)有著良好連接以及電網(wǎng)電能可靠的地方，家庭并不需要備份電池。甚至那些在屋頂上擁有太陽能電池板和備用能源的家庭，可以將電網(wǎng)本身當作電池來用。在很多地方，比如德國和美國的一些州，房屋所有者可以在白天向當?shù)仉娏境鍪燮涠嘤嚯娏?，并在夜間買回。
看起來市場空間并不是特別廣闊，甚至電力公司和電網(wǎng)本身更需要廉價的能量儲存系統(tǒng)。
當然這只是暫時的，目前的儲能責任在公用部門，比如電力公司，但政府的補貼機制可以調控這些，分攤到用戶側，這時候市場便會大不一樣了。
2）設備的本質：逃不掉的電池技術與廣電轉換率
遠遠談不上顛覆性的設備，還只是一個電池。Powerwall的亮點在于兩個，一個是基于太陽能的分布式發(fā)電，一個是利用鋰電池的分布式儲能，其實這兩種模式都不算新鮮。
真正的行業(yè)瓶頸，仍然是兩個，一是電池技術本身，二是光電轉換效率，這二者在當下都還有著很大的提升空間，而Powerwall在這兩方面顯然沒有突破。
鋰電池固然有它的優(yōu)勢，比如其建設周期短、運營成本低、對環(huán)境影響低、不受地理條件限制等等，但這并不能改變鋰電池充放電壽命上的限制，以及它電力存儲能力上的有限，而且當前來看，采用鋰電池已經(jīng)不是最佳的方案了。
3）成本問題：還是貴貴貴
Powerwall產(chǎn)品本身還只是一個電池。
考慮到即便是3000美元的最低售價，折合到普通家庭也可能是數(shù)年的電費用量，用這筆錢來添置一臺Powerwall，本身就不是大規(guī)模能實現(xiàn)的事情。
據(jù)美國能源部估計，要使能量存儲系統(tǒng)具有競爭力，其花費每千瓦時不能超過150美元。
而且，電池在整個太陽能/存儲系統(tǒng)中的成本只占一小部分。一個整合的系統(tǒng)包括太陽能面板、電池和換流器、智能控制器、建筑許可等，總成本大約在兩萬美元以上。
在中國，Powerwall遇到的問題顯然更多
1）應用場景：人多地少，沒有大house可不行
其實，這款產(chǎn)品主要針對的是歐美市場，家庭儲能對于中國人來說可能感覺沒有必要，畢竟停電的日子已經(jīng)過去很久了，但是對有些地區(qū)的美國人來說停電還是時常發(fā)生的事情。
而且，很多人們住在獨立房屋中，每日用電量也比較大，Powerwall的價格對于美國家庭并不貴，與分布式的太陽能發(fā)電系統(tǒng)可以很好地結合。（下圖為美國的居民用戶脫網(wǎng)趨勢）
相比之下，中國城市中的消費者則不太適合，空間不夠放置光伏組件，純粹儲能意義不大；而對于中國農(nóng)村家庭，3000多美元的電池加上光伏的一套系統(tǒng)，較為昂貴。
2）能源意識：在中國難以用Powerwall炫逼格
家用電池應該對替代能源粉絲，環(huán)保意識人群具有吸引力，而中國目前這個人群的數(shù)量極小。
Powerwall這東西肯定貴，在中國肯定不劃算，你算個10年的電費肯定沒他價格高，毋庸置疑。
但是，如果在一個環(huán)保意識較強，能源替代氛圍很濃的一個群體里面，這東西結合新能源應該還是可以吸引一部分追隨者，就像蘋果產(chǎn)品，誰會care價格？
你在中國，肯定不能領你的朋友到你家，隨意地介紹你的Powerwall，介紹其環(huán)保價值，裝逼條件不成立，行不通。
3）政策相關：中國儲能政策支持力度不夠
自發(fā)電+電池存儲的模式，在電力波峰波谷有價差的國家，可以吸引用戶，比如德國就有不少用戶自發(fā)電，把太陽能電賣給電網(wǎng)。但用戶在賣電收入之外，還需要政府額外給予高額補貼，說明這一模式還不是很經(jīng)濟。
而中國目前的峰谷差價還不是很成熟，儲能用戶也沒有專門的補貼。
2013年起，國外陸續(xù)出臺了儲能政策，如德國的《支持分布式光伏儲能的新政》于2013年5月發(fā)布實施，2013年10月美國加州公共事業(yè)委員會(CPUC)也通過了“儲能采購框架和設計項目”，確立了三大公共事業(yè)公司到2020年將完成1.325GW儲能采購的目標。預計十三五期內國內有望出臺對于儲能的支持政策。
Powerwall可能給世界帶來哪些變化？—大電網(wǎng)還是微電網(wǎng)
目前Powerwall本質上還是一個電池，但如果和光伏等分布式電源進一步融合；如果類似設備更大范圍普及，這個問題其實指向的就是未來的能源模式，大電網(wǎng)還是微電網(wǎng)？
事實上，便宜的太陽能光電板與強勁的電池組組合起來足以讓任何國家電網(wǎng)部門感到恐慌。一旦如此，那么像十年前手機迅速替代電話，部分企業(yè)衰落的惡夢就會重新席卷。
其實類似于私家車和公共交通，即使到了未來那一步，大電網(wǎng)和微電網(wǎng)肯定是共存的，畢竟光伏和場地限制巨大，裝機規(guī)模有限。美國發(fā)展屬于比較快的了，也只是出臺新政策力促光伏發(fā)電占比到2030年增長至10%。下圖為我國的規(guī)劃電量數(shù)據(jù)。
所以未來電網(wǎng)的發(fā)展模式必定是超大型骨干電網(wǎng)和分布式微電網(wǎng)的結合體，只是電網(wǎng)公司的運營規(guī)模和模式會發(fā)生很大的改變。
然而微電網(wǎng)的大規(guī)模發(fā)展，除了光伏和儲能兩大設備問題外，問題依然很多。
微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的快速隔離、并網(wǎng)狀態(tài)與孤網(wǎng)狀態(tài)的無縫切換，以及微電網(wǎng)內部穩(wěn)定控制是微電網(wǎng)面臨的三大核心問題。
以穩(wěn)定控制為例，微電網(wǎng)的發(fā)電側為具有間歇性的可再生能源，不可控，用電側由于范圍較小，用戶的負荷變化會對整體負荷造成較大影響，負荷也不可控。目前解決這一問題的基本方向是通過儲能系統(tǒng)來平衡發(fā)電側的不可控，通過通訊系統(tǒng)、雙向互動、價格變化用電側響應等來做到負荷的相對可控，但經(jīng)驗還在摸索之中。
一旦大規(guī)模應用，系統(tǒng)的處理復雜度和難度更將會是巨大的。
最后還是要寄希望于小米，做出適合于中國市場的產(chǎn)品，最好只要9999。
（有些文字引用自北極星和中國電池網(wǎng)）
【無所不能專欄作者，嚴同，電力系統(tǒng)高級工程師】 作者：能豆君 來源：知乎
