「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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「這裡是《蔡鈺·商業參考》,我是蔡鈺。
關於儲能系統的搭建思路,整個行業都在參照的一個巨頭,你肯定又熟悉又陌生:特斯拉。你一定知道特斯拉是全球最大的電動車製造商,但你不一定注意過,它同時還是全球最大的家用儲能系統製造商。
2019年,特斯拉儲能的全年業務量1.65GWh,1GWh就是100萬KWh。為什麼用這個指標來統計儲能業務量呢?因為在儲能行業里,包括電動車行業,廠商們都是按照1KWh的儲量多少錢來採購的。比如說,1KWh的合格儲能設備,我用0.7元來採購,我才不管你這個設備是用金子做的還是用紙殼做的。
特斯拉2019年這個儲能業績,同比增速接近60%,比它此前兩年的總量加起來還多。1.65GWh什麼概念呢?按照彭博新能源的預計,2019年,全球電化學儲能新裝設備也才10GWh,也就是說,特斯拉這一年就佔了全球儲能新增市場的16%。
《商業參考》有一位用戶叫姜永東,他在智慧能源領域非常資深。永東告訴我,特斯拉搭建儲能體系的思路,也是中國儲能產業的各個環節從業者特別關注的。原因有兩個,都很簡單:
第一,特斯拉的家用儲能業務在全球做的最大也最成熟;
第二,特斯拉做儲能的思路跟它做電動車一樣,回歸到了最簡潔、最本質的第一性。所以中國的各種儲能玩家,不管自己的思路如何,總要看一看行業老大是怎麼跑到最前頭去的。
但在儲能行業之外,特斯拉的儲能業務在中國的知名度遠遠低於它的電動車業務。不過你得知道,特斯拉的光儲充一體化超級充電站,現在在中國就已經有2座了。中國儲能產業也正在興起,而特斯拉在其中可能也是一條很大的「鯰魚」。
所以,《商業參考》有必要單獨用2講來分享給你。
做能源業務的動機
特斯拉公司有一個著名的戰略邏輯,分成四步走:
第一步,打造一款產量小、價格貴的電動車;
第二步,賣掉前面這種車,用賺到的錢開發一款產量大一點、價格也再便宜一點的電動車;
第三步,不斷重復第二步;
第四步,提供太陽能電力。
這是特斯拉的創始人馬斯克很早就寫在特斯拉的官網上的。
我們重點看第四步。電能已經是清潔能源了,為什麼特斯拉還要去苛求用太陽能電力呢?因為市場上這些年對電動車一直有一個詬病,剛好能夠回答這個問題,這種詬病說:電動車不過是把燃油車那種分散式尾氣排放方式,轉化成了發電廠的集中式排放。你的電動車用電確實是清潔了,但發電廠給你發電用的還是燃煤或者天然氣的話,不還是在排放二氧化碳麼?在這個詬病面前,特斯拉就乾脆也去做太陽能電力業務,從根源上去終結電動車的碳足跡。我的電動車用的是太陽能發的電,你總不能再說我還排放了吧。
那麼,關於能源業務本身,特斯拉這些年都在忙什麼呢?簡單用一句話來概括的話就是:搭建一套基於太陽能發電的離網能源系統,來幫家庭和企業用戶實現可再生能源的獲取、存儲和使用,並且把這一套產品在全球市場上去做規模化的銷售。
家用的清潔能源小生態
我們先講一講特斯拉的基本能源產品組合。
特斯拉的能源佈局分成兩個板塊:第一塊是儲能設備,第二塊是太陽能屋頂。
2015年,特斯拉發佈過一種名叫「能量牆」的家用儲能電池,英文名叫「Powerwall」。這種能量牆長130釐米,寬86釐米,厚18釐米,掛在牆上就跟中國北方的一套暖氣片差不多。這種能量牆有兩個型號,普通版本能夠儲存7KWh的電,也就是7度電,Plus版本能夠存10KWh的電(10度電)。特斯拉同時還宣佈,基於這個能量牆,它還推出了一種商用級的版本叫「能量包(Powerpack)」,一個能量包是內置10個一組的能量牆,能夠存100度電。
能量牆這種產品什麼概念呢?我們做個類比,你要是手上有一個充電寶,容量是2萬毫安時、輸入電壓是5V,那你充滿它需要0.1KWh的電。特斯拉的能量牆你可以理解成一個大型家用充電寶,儲能容量相當於100個普通充電寶。
我們前面講北京的階梯電價的時候講過,北京最低一檔階梯是預設一個家庭每個月用240度電,也就是一天8度。放在特斯拉的語境里,要是停電了,一塊能量牆就夠一個普通的中國家庭撐一天。而一個能量包有10塊能量牆,就能夠在停電的時候幫小型工商企業撐2-4小時。
在2015年的當時,特斯拉並不是第一家推出儲能系統的廠商。當時就連中國的比亞迪和寧德時代起步都比特斯拉早。而韓國的LG化學,也是在特斯拉之前的2013年,就建起了全世界第一個儲能專用設施。
但特斯拉一髮布這個能量牆產品,當時就引起了全球市場的轟動。原因是,它的這種產品外觀又酷、質保壽命又長,售價還只要3000-3500美元,比起當時市場同類的工業級電池要便宜70%。所以能量牆這個產品發佈不到一周,就收到了3.8萬個訂單,它組合起來的能量包也收到了2500多個訂單。
特斯拉一看,儲能設備的需求被訂單給驗證了,於是2016年就又升級了產品,給第二代的能量牆加上了逆變器,把功率和容量提升了一倍。逆變器就是一種能夠把直流電變成交流電的電子器件,加逆變器有什麼用呢?你家的能量牆充滿之後,可以反向把電能賣給大電網。這之後,特斯拉的「能量牆2」就開始在北美的家用電池儲能市場上大殺四方,到了2020年,能量牆在北美的市場佔有率就超過了一半。
2016年還發生了另外一件事:特斯拉花了26億美元,收購了馬斯克個人投資的一家太陽能電池板工程的公司,名叫「SolarCity,太陽城」。這家太陽城公司是馬斯克在2006年鼓勵自己的表兄弟開的,在2016年以前,特斯拉就已經在不斷地勸說自己的車主們,讓太陽城公司把太陽能電池板裝到他們的屋頂上,特斯拉說的是,一塊電池板一天能夠給車補充80公里的續航電量,足夠他們日常通勤了。
但在能量牆發佈之前,這個思路存在一個問題:你想啊,特斯拉車主們畢竟不是夜行動物。電池板白天用太陽能發電的時候,汽車通常也在外邊跑,無福消受。這些屋頂發的電要是在家裡用不完,也不能並進電網,那就只能放棄太陽能發電了。
到了2016年,能量牆解決了儲能問題,馬斯克覺得妥了,所以才把太陽城公司整合進了特斯拉,變成了特斯拉的能源部門。
這個收購之後,特斯拉就推出了它的第二塊能源業務:太陽能屋頂(Solar Roof)。這個產品就不是在屋頂上裝電池板了,那個像打補丁,太醜。太陽能屋頂是直接給歐美家庭的大House提供整體的光伏發電屋頂,還能夠選顏色、花紋,還能選配通風口和天窗,就跟我們在《動物森友會》這樣的遊戲里捏房子似的。我查到一個數據,說特斯拉2019年出的太陽能屋頂產品,380平米以上的建築,一天能夠發電58-77度。
到這兒,特斯拉的儲能系統,就等於幫家庭和小型商業組織建立了一張太陽能微型電網。這個微電網可以先滿足房屋自身的用電,富余部分存儲起來,要是能量牆和能量包也充滿了,還可以把電能輸送給主幹電網。這些安排,在特斯拉的App里就能操作。
能量牆和太陽能屋頂這兩個產品都上市之後,特斯拉的離網系統能源戰略就實現了閉環:太陽能屋頂發電,能量牆存儲電能。而電動車業務線上的電動車們,還能夠負責使用電能。
這樣一來,特斯拉自己的能源業務跟電動車業務也就打通了,發電-儲能-用能。它就成了全球第一個完成了垂直整合的能源公司,在家庭客戶和企業客戶這裡,它確實就構建起了一個一個的清潔能源小生態。
前面我們講了,在停電狀態下,能量牆能幫一個家庭撐一天,能量包能幫小企業撐2-4個小時。你有沒有發現,特斯拉的這套儲能系統的產品設計出發點里有一個關鍵詞是「應急」。如果你之前對馬斯克稍有瞭解,你肯定知道他一直很關心一個命題叫「如何提高人類生存的確定性」,所以在特斯拉的能源業務里,用儲能去解決應急,確實也很符合他的個性。
中國在過去這幾十年里,基礎設施的覆蓋能力很強,各種設備器材又正值壯年,要是你再身在內陸,可能不太容易體會歐美社會對極端自然環境的敏感和焦慮。就在我們錄音的9月初,美國又被「艾達」颶風禍害了,連紐約都沒能扛住暴雨災害。
特斯拉在2018年還專門在它的App里增加了一個名叫「風暴預警」的功能。乾嘛用的呢?你家裡的能量牆,周邊環境一旦發生山火、颱風這類的自然災害,風暴預警功能就會提醒你有停電風險,並且自動把能量牆充滿電候命。
也正是因為馬斯克這種對自然災害的憂患和敏感,又推動著特斯拉的能源業務進入了公用事業領域。」
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【再生能源妙管家】
時間:2021/7/11(日)
發文:NO.1276篇
大家好,我是LEO
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❖能源轉型
國際趨勢-參與國際再生能源倡議組織RE100的企業,必須公開承諾在2050年以前達成100%使用綠電的時程,並逐年提出相關規畫,Apple、Google、Nike等上百家國際品牌都已加入的RE100。
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但是,從石化能源發展到再生能源(太陽能、風力發電、潮汐、地熱……)發電種類很多,供電上具有時間性、間歇性、難以預測的波動性,對電力供應穩定系統產生很大的不確定性,所以可用來儲存電力,調節供電的系統就顯得相當重要。
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❖台灣政策
政府政策2021年起,用電契約容量在5MW以上的用電大戶,5年內必須建置10%再生能源。不一定每一家用電大戶都有能力建構自己的再生能源發電系統,因此公司為了符合規定,可以採用1. 設置再生能源發電設備2. 建置儲能設備3.購買綠電憑證4. 繳納代金等方式擇一來代替。
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目前全球已經有超過300家企業加入RE100,台灣企業包含台積電、台達電、葡萄王、大江生醫、佐研院、歐萊德、科毅研究開發、宏碁..等9家企業。
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當愈來愈多企業承諾2050年前100%使用綠電,這些企業包含用電大戶,全台300多家的鋼鐵、石化、半導體等企業,都是儲能設備的潛在客戶。許多企業廠房是24小時運作,全天候使用綠電,儲能系統可以將白天多餘的綠電存下來,供應晚上使用,拉高綠電使用率。
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❖儲能系統
儲能系統的兩大功能,1. 緊急備用電源,如果遇到跳電突發事件,可以在最短時間內瞬間放電,為電網爭取緩衝時間2. 強化電力的削峰填谷管理能力,就是把白天剩餘的電力儲存起來,應用在晚上替用戶省電費。
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一套儲能系統包含:功率調節系統(PCS)、電池儲能系統(BESS)、控制系統與能源管理軟體(EMS)等。儲能系統成本結構,電池芯與包含電池BMS、組裝及測試的電池陣列各占二成,EMS、PCS,土建,電力介接及系統整合占其餘六成。全球大型儲能(BESS)在2019年到2024年的成長率更將達22%。
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❖台灣廠商
台達電(2308) 2014年買下日本三菱重工鋰電池生產設備,取得了生產製造鋰電池的能力,鋰電池儲能系統包含多層次安全保護機制與電池管理系統,具備高能量密度、開放式機櫃模組設計特色,符合歐美日等國際高標準認證,台達具備軟硬體開發、技術支援與維運服務能量,擁有全球超過20個儲能系統的建置經驗,是系統整合廠商中的領頭羊。
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大亞(1609) 電線電纜廠-跨入太陽能領域,自行建置的儲能系統「大亞儲能微電網」,融合儲能、電力設備、環境控制、電網資訊等,可提供全方位電力調控服務,已在自有台南廠區建置 6000W 儲能系統,預計今年將提升至 10MW。
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大亞集團持續開發中大型企業廠房屋頂,預計 2022 年底前,全台將有 54 座太陽能發電系統,發電量至少可達 240MW,未來每年營收貢獻約 15 億元。
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系統電(5309)除了車用電子胎壓偵測器(TPMS)以外,儲能系統需求也大幅提升,特別是半導體廠不斷電系統,社區儲能系統,以及電廠儲能穩壓系統,是未來主要的發展方向,在手訂單今年逐漸發酵,營收比重也可望從目前的20%逐步提升至30%~40%。。
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天宇(8171) 從3C電池模組跨足動力電池模組,並切入電動機車與電動大巴市場,今年接到美系儲能系統品牌廠大單持續出貨,並跨足太陽能儲能系統市場。
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美系儲能大客戶耕耘有成,儲能訂單持續湧入,據傳儲能櫃230KW機種能見度已達明年首季,750KW的機種則將可望在明年首季量產,儲能櫃的占比約達八成,下半年的出貨將顯著攀升,6月營收衝上1.44億元,月增730%、年增927%,單月營收創53個月以來新高。
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當電動車、再生能源用量持續攀升,儲能系統勢必將成為重要基礎設施,鞏固電力系統穩定性,這個產業值得長期持續追蹤。
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