「這裡是《蔡鈺·商業參考》,我是蔡鈺。
特斯拉在2015年發佈了能量牆和能量包,當時主要是給家庭和小型商用機構做備用電源用的。這個產品挺有吸引力,所以大眾汽車在美國佈局的100多個電動車充電站,安裝的儲能電池就是特斯拉的能量包。
能量牆和能量包發佈之後不到半年,特斯拉就遇到了一個進入公用事業領域的機會。
當時是2015年10月底,美國加州亞里索峽谷的地下儲存設施,因為設備老化,發生了美國史上最嚴重的一次天然氣洩漏事故,當時在當地對幾千戶居民造成了身體傷害。這次事故處理過程當中,加州政府為了彌補洛杉磯的電力短缺,它在2016年發出了一份採購訂單,要求部署一套可靠的公用能源儲存解決方案。特斯拉作為供應商之一,用能量包打造了一個鋰電池儲能系統,能夠支撐2500個家庭的短缺用電,幫著發電站實現了調峰調頻。
這個項目,就又幫著特斯拉驗證了公共領域的應急儲能市場。
一年之後,特斯拉又幫南澳大利亞州部署了一套儲能系統,來幫助當地應對風暴和酷熱帶來的大面積停電。它在南澳的這個儲能項目,對接的就是風電場產生的風電了。這個項目在2017年建成之後,覆蓋的家庭數量超過3萬戶,一度成為了全球最大的鋰離子電池儲能項目。
而這個紀錄很快又被特斯拉自己打破了。它借著這個項目,特斯拉後續又跟風電廠合作,在澳大利亞不斷推出越來越大的儲能電池項目,來幫南澳電網調峰調頻。從2016年起的三年里,它儲能和發電業務的復合年均增長率達到了192.8%。
你看,這個過程,特斯拉的儲能系統在需求的推動之下,又產生了兩個變化:第一,項目體量越來越大;第二,職能從應急儲備逐漸轉向了日常調峰。
在未來,化石能源如果耗盡,那確實影響人類的生存;但在那之前,更快到來的危機卻可能是氣候波動和自然災害。家用微電網雖然能夠幫小組織暫時應急,但大社區、大系統的運轉也需要儲能支撐。而在這樣的公用事業需求面前,家用的能量牆和小型商用的能量包就不是最好的長久解決方案了。
於是到了2019年,特斯拉就又給公用事業規模的儲能需求,提供了一種產品,名叫「Megapack」,我們可以叫它「巨型儲能包」。巨型儲能包跟之前的能量包比起來,同樣的儲能容量佔地空間能夠減少40%,零部件也只需要之前的十分之一。
巨型儲能包的用戶都有誰呢?我們講兩個。一個是美國的得克薩斯州。你可能知道,2021年2月的時候,德州因為風暴雪發生了一次大規模斷電,幾百人受災。這場雪災過去之後,當地媒體就報道說,有人看到特斯拉Logo的施工團隊開始在德州建設一個大型儲能項目了。這事還有一個好玩的背景是,馬斯克剛好在2020年底剛剛把自己的家和私人基金會都從加州搬到了德州。德州這個工程,對他來說可能類似一場大型裝修。
巨型儲能包還有另外一個用戶是蘋果。蘋果在美國北加州建設的一個大型電池存儲項目,是用來給蘋果總部穩定供電的。有人也發現,蘋果提交給政府的項目申請文件上說,這個項目採購的儲能電池就是85個特斯拉的巨型儲能包。
到了現在,特斯拉的儲能系統在全球30多個國家和地區都有市場,從發電側到電網側再到用戶側它都覆蓋到了。所以這幾年,你可能會聽到馬斯克在各種場合強調說,特斯拉的能源業務未來很可能將超過汽車業務,而光伏產品將成為特斯拉的下一個「殺手級產品」。市場上有一些投資的多頭也開始放話說,特斯拉的能源業務會把它的市值拉上萬億美元。
好,講到這裡,我們回頭講一講特斯拉做能源業務的基本動機。
馬斯克有一個主張舉世皆知:凡事要回歸到第一性原理,去考慮它最基本的預設條件和存在邏輯是什麼,再去看這些基本條件可以如何優化和提升效率。第一性原理這個詞聽著神乎其神,其實中國人有一句大白話也是這個意思,叫「回到根子上想問題」。
馬斯克是一個有強烈的生存危機感的人,如果你以前對他有過瞭解,你一定知道,他最關心的問題之一,就是「如何提高人類生存的確定性」,這個問題,其實也是回到根子上思考人類的未來。
馬斯克解決的這個問題的思路分兩條線並行:
第一條,讓人類在其他星球上獲得生存能力,所以馬斯克除了特斯拉,還要做SpaceX,要推動火星移民計劃。
第二條,提高人類在地球上的生存確定性。其中就包括想辦法擺脫人類對化石能源的依賴,轉用太陽能。因為化石能源是會用完的,而且碳排放還會加速全球變暖。
你專門去看過特斯拉公司的使命嗎?它的使命很好玩,裡面完全沒有提電動車,它的使命叫做「加速世界向可持續能源的轉變」,你看這個使命也很「第一性原理」。這也是為什麼我們在78講說過,對特斯拉公司來說,研發和銷售電動車只是手段,更大的目標是去探索更好的能源獲取方式。
那怎麼來實現這個使命呢?特斯拉的思路是,把地球上的能量使用場景盡量都換成用電能,然後再盡量利用太陽能來發電。
這是為什麼,它要籌建自己的能源業務,要做太陽能屋頂,也要做家用、商用和大型公用的儲能系統。
我們講過電力市場可以按發電側、電網側和用電側來劃分上下游,你看特斯拉的儲能系統,它先在最下游的用電側,幫用電客戶建立了光伏微電網,構建了應急儲備能力甚至可以自己發電,來反哺主幹電網的能力;然後逐漸向上推進到公用事業領域,去幫美國加州和澳洲的電網去做調峰調頻;在這個過程當中,它也會去跟風電廠合作,進入發電側,給可再生能源提供儲能。
特斯拉的這個儲能思路,中國的不少廠商也都在觀察和借鑒。2020年6月,上汽通用五菱,也就是出五菱宏光EV MINI的那家公司,就利用電動車的退役電池建了一個兆瓦級的光伏風能儲能電站。光伏和風能發電,退役電池儲能,來幫廣西電網調峰調頻。上汽榮威也是利用電動車的舊電池,在四川省西昌市做了類似的項目。
我猜你馬上就有這麼一個思路冒出來了:特斯拉的電動車,也會產生廢舊電池,這些電池是不是剛好可以進到它的儲能業務里,去實現廢舊電池的梯度利用呢?這事,我還真沒有看到特斯拉有成形的方案出來。
我猜這是因為兩個原因:
第一個原因,是柚子投資的合伙人彭程提醒我的。彭程說,在國外用廢舊電池做梯度利用,合規成本很高,可能在特斯拉看來,儲能產品直接用新電池反而更划算。
第二個原因,是特斯拉電動車開始進入主流市場是2013年以後的事,而特斯拉汽車的動力電池質保期一般在8年,也就是2020年之後才會發生大規模的電池換代。
所以在2020年以前,特斯拉的電池回收業務量不大,委託給第三方就行了。而從2020年下半年開始,特斯拉才開始著手建設自己的電池回收能力。就像彭程所說,它回收的電池確實不是拿去做儲能,而是要把舊電池里的鋰、鈷、鎳、錳這些金屬提煉出來,再去生產新電池。
特斯拉這麼做還有一個動力:對抗上游的原材料價格上漲。2021年以來,全世界各種原材料都在漲價,光是鋰資源的價格漲幅已經接近2倍了。特斯拉說,如果回收電池業務能夠規模化,能夠讓它製造新電池的成本大幅下降。
這個成本的下降空間有多大呢?大到特斯拉有一位聯合創始人專門離職去做舊電池回收了。這位前高管叫施特勞貝爾,他估計說,未來十年內,他創立的舊電池回收項目有望把電池原材料成本拉低到現在的一半。
馬斯克在2017年,把公司的名字從「特斯拉汽車」改成了「特斯拉」,汽車兩個字刪掉了。特斯拉這個詞本身就是一種能量密度單位,聽完了前面我們講的內容,相信你也更能理解馬斯克給公司改名的戰略意圖。
我們回頭看中國,中國是新能源的最大生產國和消費國,按照彭博新能源財經的預計,我們還會成為全球最大的儲能市場之一。特斯拉在中國看中的肯定不只是電動車市場。它的上海公司的經營範圍里,也有儲能設備這一項。你要是今天去看特斯拉的中國官網,會發現它也開始給中國家庭賣太陽能屋頂了。
不過,中國儲能產業的發展邏輯跟成熟市場不太一樣。在美國和日本這樣的發達國家,電力市場的用戶側有很強的儲能需求,因為它們的終端電價高、災害停電發生得也相對頻繁。這也是特斯拉的儲能產品一開始選擇從家用和商用起步的原因。
但在中國,儲能需求更早發生在發電側和電網側。尤其是電網側,在接入的風電和光電越來越多的情況下,需要用儲能來穩定電網的輸配能力;中國對舊電池的梯度利用也更靈活。這都使得中國的儲能市場對特斯拉和本土玩家來說,起跑線算是拉平的。
在中國,發電側的儲能項目目前主要還是靠政策來推動,那市場化的儲能玩家們怎麼玩呢?我們後面講一講寧德時代。」
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【科技】電動汽車動力電池退役後將何去何從
通用、本田和比亞迪均參與了這個有望達到5500億美元規模的行業。
首批用於電動和混動汽車的電池開始紛紛進入退役年齡,但葬身填埋場並非它們的宿命。相反,它們將繼續發揮餘熱,譬如在日本的711便利店冰鎮啤酒,在美國加州給汽車充電站提供電力,在歐洲為家庭和電網存儲能量。
私家車和公交巴士上的鋰離子電池退役後,還可以繼續充放電七到10年時間。這個第二春對全球汽車製造商、電力供應商和原材料供應商來說都有著重要影響。
對動力電池進行再利用的需求越來越緊迫。根據對彭博新能源財經(BNEF)匯總的資料進行推算,預計到2025年,全球電動汽車電池庫存將突破約340萬組(按等效容量計算),遠超今年的約5.5萬組。
約占全球電動汽車銷量半壁江山的中國將在8月份施行新能源汽車電池回收管理辦法,屆時將要求汽車生產商為退役電池負責,不得填埋了事。歐盟已出臺相關規定,業界預計美國也將跟上。
能源存儲熱潮
到2050年,對電池存儲容量的投資可能會達到約5480億美元
通用汽車(General Motors) 、寶馬(BMW)、豐田汽車(Toyota Motor)、比亞迪和一系列新能源汽車電池供應商都在努力為這個剛剛形成自身市場的設備創造後續市場和額外利潤。同樣一個電池產品,有了第二生命就有了第二收入來源,還能順便幫忙拉低電動汽車的價格。
與保時捷(Porsche)和富豪(Volvo)合作的瑞典能源公司Box of Energy AB的行政總裁謝恩貝里(Johan Stjernberg)說:「汽車製造商很快就會面對一個問題,一個我們已經意識到的問題,這就是鋪天蓋地的退役電池。如何讓它們煥發第二生命,這將是個巨大的市場。」
BNEF對 10年後的預測令人震驚。到2030年,電動汽車的電池需求將是現在的25倍。巴黎諮詢公司Avicenne Energy稱,汽車已經超過消費電子產品,成為鋰離子電池的最大使用者。
到2040年,一半以上的新售車輛以及全球三分之一的汽車保有量(相當於5.59億輛)都將是電池驅動。BNEF的資料顯示,企業為家庭、工業和電網蓄電的投入到2050年將達到5500億美元左右。
新契機
目前電動汽車動力電池退役後的用途和對新角色的嘗試
雷諾(Renault SA)電動汽車業務的專案經理塞西爾·索博爾(Cecile Sobole)說:「這背後蘊含的邏輯其實是迴圈經濟。退役的電動汽車電池將日益成為能源領域的重要組成部分。」
儘管很多公司前仆後繼地跳入這個市場,但美國最大電動汽車製造商特斯拉(Tesla)卻採取了觀望態度。這家總部位於加州帕洛阿爾托的公司稱,經過10到15年的使用,其電池很可能不適合執行新任務,該公司目前正著眼於回收原材料。
對於廠家來說,若從退役電池中提取鈷等材料或乾脆直接生產新電池更加有利可圖,那麼迴圈再利用的腳步可能就會放緩。
電動汽車動力電池性能下降可體現在,一次充電的續航里程減少以及充電次數增加。一般在家用電動汽車上使用10年、公交巴士和計程車上使用四年後,電池就需要更換。
雖然那些換下來的電池沒法再為乘用車提供電力,但卻十分適合執行一些要求不太高的任務,比如存儲來自太陽能電池板和風力渦輪機的電力,或在低電價時段,將電網上的電存儲起來。
位於倫敦的能源迴圈儲存研究和諮詢公司(Circular Energy Storage Research and Consulting)的創始人漢斯·埃裡克·梅林(Hans Eric Melin)說:「鋰離子電池的電量永遠不會真正耗光,就像你把手電筒裡的鹼性電池拿出來,放到遙控器裡還能用,是一個道理。」
梅林說,到2025年,退役的電動汽車電池約有四分之三將被再利用,最後經過回收處理,還能獲取原材料。也就是說,汽車製造商和電池生產商(如中國的寧德時代)可以通過同一個電池組重複獲利。
Box of Energy、倫敦的Powervault Energy和墨爾本的Relectrify Pty.均是致力於開啟電池組第二春的公司。很多汽車製造商選擇與它們合作。
在瑞典哥德堡一個有三棟公寓樓的社區,Box of Energy在地下室安裝了幾個猶如冰箱大小的銀色電櫃,每個電櫃裡都安裝了20個富豪混合動力汽車的退役電池組。這些電櫃可以儲存樓頂太陽能電池板收集的電力,然後用於電梯運行和公共區域的照明。
一下站,進你家?
哥德堡那個住宅社區的房屋管理員諾德(Lennart Nord)說:「到目前為止都很順利,還沒有出現過故障。」
Powervault稱,迴圈再利用的電池技術可為家庭節省超過三分之一的電費。該公司打算拆解雷諾Zoe電動車上的退役電池,並在今夏用於英格蘭的家庭和學校。Powervault設計的電池組和洗碗機差不多大小,它可推斷出何時儲存電網上的多餘電力最經濟,何時使用存儲電力最划算。
44歲的哈迪(Jeff Hardy)在自己位於倫敦東南部的維多利亞式聯排別墅內安裝了一個Powervault電源組,他認為每年能節省電費約110英鎊。
能源領域的學者、顧問哈迪說:「這個電源組基本可以有效補充我的太陽能系統,讓我可以免費用更多電。電動汽車電池的製造過程確實會影響環境,而重複再利用則可以切實減少這種影響的痕跡。」
數量暴增
全球電動汽車退役電池將迅速增加
較大的電池系統還可以為公司節省成本。日產聆風的退役電池不久後就可以照亮日本海濱小鎮浪江町的街道。這個小鎮正在走出2011年福島第一核電站(Fukushima Daiichi)核洩漏影響的陰影。
一處新建設施可在四小時內完成對一個床墊大小的電池的檢查拆分,並將拆卸下來的零件用於不同用途,包括再次被電動汽車使用等。據日產汽車的設想,該設施最終可以每年拆解1萬組電池。
混合動力車普銳斯(Prius)的製造商豐田汽車明年將在日本711便利店外安裝退役動力電池。這些電池將存儲來自太陽能電池板的電能,然後在需要的時候給店內的飲料冰櫃、炸雞加熱器和香腸烤架供電。
比亞迪電池事業群海外銷售總經理趙彤(Tom Zhao)說,電動汽車的動力電池在退役時,一般還有50%到70%的電容量。這家獲巴菲特(Warren Buffett)投資支持的公司不僅用二手電池組給無線傳輸塔供電,還給中國最大的一個能源存儲系統(位於深圳)供電。趙彤說:「不進行再利用,就是巨大的浪費。」撰文/David Stringer、Jie Ma
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