「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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能源轉型大勢所趨,掌握碳中和儲能商機!一次搞懂什麼是碳中和、鋰電池、固態電池、燃料電池(07/12/2021 TechNews科技新報)
作者 姚 惠茹
聯合國在 1997 年 12 月通過京都議定書將大氣中的溫室氣體含量穩定在一個適當的水平,以保護地球的生態系統。從那之後,碳排量就逐漸成為評估環境成本的一項重要指標。2015 年 12 月,各國在《巴黎協定》中承諾,在 2050~2100 年實現全球「碳中和」目標。
什麼是碳中和呢?
碳中和是「從環境中消除的碳排超過所排放的碳」。通常透過使用低碳能源取代化石燃料、植樹造林、節能減排等形式,來達到相對「零排放」。目前為止全世界已經有超過 50 個國家宣告在本世紀中葉達到碳中和,超過 100 個國家在政策中提及,2050 年是大部分國家設定的目標年。
分析碳中和商機,首先要來了解主要碳排產業,目前全球最大的碳排放產業是電力產業,其碳排放量佔全球碳排放量比重高達四成,而再生能源發電的比重近幾年來雖然持續增加,也約略佔三成左右,如扣除水力發電、地熱發電等,以風電及太陽能為主的再生能源佔比又僅有一成,富邦證券表示,未來持續增加風電與太陽能發電仍將是主要的發展趨勢。
車輛的二氧化碳排放佔全球碳排放量比重超過二成,因此未來電動車取代內燃機汽車的趨勢,將會加快進行,另外包含製造業的工廠與建築業等佔全球碳排放量也達到二成,因此將被迫更新其生產設備,降低排放量,中國及其他第三世界等地區,必須要淘汰高汙染高排碳的產能,建置更具效能且符合環保碳排規範的產能取代,否則其出口將會被先進國家課以碳稅。
從前面分析主要碳排來源,就可以知道為什麼再生能源和電動車會成為近年來的重要產業發展趨勢,然而電動車雖然不排放 CO2,但若使用的電力是火力發電,則會增加發電廠的碳排量,因此電力來源由火力發電轉為再生能源,再使用電動車才能真正達到減碳的效果。
富邦證券表示,由於再生能源如太陽能與風電都是屬於間歇性發電,受到日照時間與季節性風力強弱的影響,必須透過儲能系統,將再生能源發電做妥適的儲存應用,故儲能系統將在碳中和發展趨勢中,扮演著重要的關鍵角色。
近年來光電、風電產業快速崛起,因綠能發電具間歇性特質,尚需儲能系統搭配,才能避免再生能源受到天氣因素的波動影響供電,確保長期供電穩定,儲能系統市場規模因此快速成長,2018年全球儲能系統放電量 5,971 百萬瓦時,預估至 2024 年,全球儲能系統規模年複合成長率超過七成。
富邦證券指出,現階段全球儲能系統主要可分為三大類,機械能儲能、電化學儲能(鋰離子電池)及化學儲能(燃料電池)三大類,其中以電化學儲能為目前的市場主流,而化學儲能為近年備受市場期待的另一種儲能系統。
鋰離子電池
目前全世界車廠所生產的電動車,其儲能電池的應用種類,以「鋰離子電池」為市場應用主流,而再生能源儲能系統方面,也大部分同樣採用「鋰離子電池」,作為協助電網進行電力調節的輔助設備,例如特斯拉在各地建置超級充電站,就會利用到鋰電池儲能系統。
鋰電池材料中以正極材料最為重要,一般都是以鋰合金氧化物所構成,也是常聽到的三元鋰電池就是以鎳鈷錳等三種材料組成正極的鋰電池,另外常聽到的磷酸鋰鐵,也是正極材料的一種。負極材料目前多以石墨為主,未來會往矽負極來發展電解質現階段都是液態(膠狀),目前業界正積極開發固態電解質的鋰電池,作為下一世代鋰電池的發展方向。
固態電池
鋰電池為「液態電池」,其電解液為膠狀電解質,而液態電池性能容易受溫度高低影響,並有電解液外漏爆炸的風險,當前普遍使用的有機電解液存在爆炸等安全隱憂,已成為限制鋰離子電池發展的瓶頸,而固態電解質的重量較輕,只有液態鋰電池的一半、充電速度比鋰離子電池快,只要 10~15 分鐘,而且沒有腐蝕性的問題,壽命較長。
目前日本豐田、南韓三星、中國寧德時代、美國的 Quantum Scape(QS),德國的 Solid Power 與台灣輝能等公司業已開啟固態電池產業化進程,目前預估最快 2023~2025 年間,有可能量產車用固態電池。
燃料電池
燃料電池為一種將燃料(通常是氫氣)與氧化劑產生的化學能通過化學反應轉換成電能的儲能系統,通常又稱為氫能源,利用氫燃料的氧化作用,產生電力,沒有排碳,只有排水,若是將太陽光電或風力發電的電力來產製氫氣,產製後的氫氣可做為燃料電池的燃料來源。
藉由氫能載體整合各式再生能源,能平衡各類再生能源供電缺口或不穩定。富邦證券表示,現階段包含美國、日本、南韓、歐盟、澳洲及中國都積極發展燃料電池,企業界與日韓車廠也都努力開發各式產品應用。
富邦證券表示,2050 年是大部分國家設定的碳中和的目標年,降低碳排放量的碳中和商機,已經成為未來十年的重大商機,因此使用何種電池能達到安全又具效能的綠能發電儲能系統,將會是未來產業發展的重點,也值得投資人持續關注。
完整內容請見:
https://technews.tw/2021/07/12/carbon-neutral/
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車用太陽能發電系統 在 股民當家 幸福理財 Facebook 的最讚貼文
【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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400w 太陽板約4千元(虾皮~)。13片(400w)*4000=52000元自行組裝。 沒有10kw以上的太陽能發電系統,電力不夠用。除非你很省電 ... ... <看更多>