鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:943次 | 2021年10月25日
特斯拉儲(chǔ)能電池大賣背后的奧秘及影響
被譽(yù)為“電動(dòng)汽車界蘋果”的特斯拉,這家硅谷起家的互聯(lián)網(wǎng)公司,每次舉動(dòng)都備受關(guān)注。四月三十日,特斯拉在美國召開新品公布會(huì),此次并未展示其引以為傲的電動(dòng)汽車新產(chǎn)品,而是正式推出“Power”系列儲(chǔ)能電池。新品公布僅一周時(shí)間,就簽下了約8億美元的訂單,相當(dāng)于在我國6765輛電動(dòng)汽車的銷售總額。特斯拉的儲(chǔ)能電池為何能取得如此好的銷售成績?將會(huì)出現(xiàn)怎么樣的重大影響?本文將深入分析。
一、特斯拉儲(chǔ)能電池大賣的奧秘
(一)性價(jià)比優(yōu)勢明顯
特斯拉在此次新品公布會(huì)上共推出了兩種儲(chǔ)能產(chǎn)品。一種是家庭使用的儲(chǔ)能產(chǎn)品Powerwall,分為7KWh和10KWh兩個(gè)版本,售價(jià)分別為3000美元和3500美元;另一種是供商用和公用事業(yè)使用的儲(chǔ)能系統(tǒng)Powerpack,由多個(gè)容量為100KWh的電池模塊組成,售價(jià)為25000美元。新品上市僅一周,就已簽下了8億美元的訂單,預(yù)計(jì)特斯拉公司要用一年的時(shí)間來消化。
該儲(chǔ)能產(chǎn)品價(jià)格低廉且外形美觀,具備大規(guī)模普及的潛力。一是價(jià)格較為便宜。例如,面向家庭的Powerwall儲(chǔ)能產(chǎn)品,兩種型號(hào)產(chǎn)品折合到每kWh容量的單價(jià)分別約為430美元/kWh和350美元/kWh,遠(yuǎn)低于歐美市場同類產(chǎn)品800-1500美元/kWh的價(jià)格。二是充放電成本低。儲(chǔ)能電池產(chǎn)品的質(zhì)保期為10年。假設(shè)每年充放電循環(huán)300次,平均充放電深度70%,則每度電的充放電成本僅為0.17-0.2美元,在價(jià)格上具有絕對優(yōu)勢。三是Powerwall家用儲(chǔ)能產(chǎn)品,體積小巧,只有7mm厚,可以掛到墻上,外形美觀,非常適合家庭使用。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
(二)電池技術(shù)先進(jìn)
特斯拉家用儲(chǔ)能產(chǎn)品Powerwall配有888個(gè)單體電池,采用與電動(dòng)汽車ModelS同源的18650鋰離子電池。首先,鋰離子電池由于具有高比能量、高比功率、高轉(zhuǎn)換率、穩(wěn)定性強(qiáng)、價(jià)格適中等特點(diǎn),其應(yīng)用逐步從便攜式電子產(chǎn)品轉(zhuǎn)向動(dòng)力型電源領(lǐng)域,非常適合分布式光伏市場,因此成為當(dāng)前儲(chǔ)能行業(yè)的主導(dǎo)。特斯拉經(jīng)過大量的市場測算,最終選擇松下NCR18650A鋰離子電池作為最優(yōu)方法。其次,電池技術(shù)擁有多項(xiàng)發(fā)明專利。特斯拉的技術(shù)專利重要涵蓋電池管理系統(tǒng)、電池冷卻及安裝等領(lǐng)域,其電池管理及控制系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新性研究成果。例如,充放電的芯片充分利用了互聯(lián)網(wǎng)的核心路由器,極大提升了整體的充放電效率;在電池的溫度管理方面,采用了獨(dú)門的液冷技術(shù)進(jìn)行降溫。
(三)符合當(dāng)?shù)叵M(fèi)者需求
公布會(huì)上,Powerwall的訂單達(dá)3.8萬個(gè),大部分來自美國家庭用戶。究其原因,該產(chǎn)品極其符合人口稀疏、深受停電之苦的美國消費(fèi)者的需求。首先,家用儲(chǔ)能產(chǎn)品能與分布式太陽能發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合,白天日照高峰時(shí)由屋頂光伏系統(tǒng)發(fā)電,通過Powerwall存儲(chǔ)后,到晚上用電高峰時(shí)再開啟,既可以防止向電網(wǎng)購電,也減少了自家多余的光伏電力以較低的電價(jià)賣給電網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)。其次,即使沒有安裝屋頂光伏系統(tǒng),只要地區(qū)峰谷電價(jià)差異大,利用儲(chǔ)能電池也可發(fā)揮“移峰填谷”用途,在電價(jià)較低的夜晚充電、在電價(jià)較高的白天放電,極大減少了消費(fèi)者的用電成本。此外,有關(guān)風(fēng)電和光伏發(fā)電不穩(wěn)定、或自然災(zāi)害多發(fā)導(dǎo)致斷電的地區(qū),儲(chǔ)能產(chǎn)品還可作為應(yīng)急電源使用。
二、特斯拉發(fā)展儲(chǔ)能電池的重要影響
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
(一)將催生儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)爆發(fā)性上升
從電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)到儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè),特斯拉開啟了全新的商業(yè)嘗試。此次特斯拉涉足儲(chǔ)能市場,或類似于2014年在新能源汽車領(lǐng)域掀起的一股狂風(fēng),具有催化劑用途,將引爆全球科技界和能源界對儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的熱情和重視。如德國戴姆勒集團(tuán)已于六月二日高調(diào)推出“梅賽德斯——奔馳”品牌的儲(chǔ)能電池,同樣為家庭和公司供應(yīng)鋰離子儲(chǔ)能電池。通用汽車也將推出電動(dòng)汽車電池二次利用技術(shù),并重點(diǎn)關(guān)注上升潛力巨大的儲(chǔ)能市場。
眾多汽車公司之所以選擇在這個(gè)時(shí)間點(diǎn),正式宣告進(jìn)軍儲(chǔ)能市場,是因?yàn)轭A(yù)估當(dāng)前美國乃至全球儲(chǔ)能市場有著良好的發(fā)展前景。據(jù)GTM研究公司和儲(chǔ)能協(xié)會(huì)預(yù)測,美國儲(chǔ)能市場2015年上升率預(yù)計(jì)為250%,約220兆瓦;從全球來看,2017年儲(chǔ)能新增裝機(jī)將首次達(dá)到GW級(jí),市場規(guī)模約50億元;到2020年,全球儲(chǔ)能新增裝機(jī)或接近7GW,市場規(guī)模為200億元。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)有望復(fù)制風(fēng)電與光伏的發(fā)展路徑,實(shí)現(xiàn)爆發(fā)性上升。
(二)或大幅降低用戶的使用成本
當(dāng)前,全球儲(chǔ)能電池市場雖然上升迅速,但仍處于發(fā)展初期。特斯拉想在儲(chǔ)能電池領(lǐng)域大展拳腳,仍面對諸多挑戰(zhàn)。2014年,美國儲(chǔ)能電池的安裝規(guī)模為1.28億美元,重要面向公共事業(yè),只有1%應(yīng)用于家庭住宅中。此外,特斯拉還面對來自我國、日本、韓國等大量對手和競爭技術(shù)的挑戰(zhàn)。因此,一方面,特斯拉期望這些儲(chǔ)能電池產(chǎn)品成為發(fā)展主流,就必須大幅降低電池價(jià)格,只有這樣才能吸引對價(jià)格敏感的消費(fèi)者購買。預(yù)估要下調(diào)價(jià)格75%。而特斯拉與松下合作在建的電池廠將于2017年投入生產(chǎn),屆時(shí),電池組每千瓦時(shí)的成本將降低30%。另一方面,對家庭用戶而言,儲(chǔ)能電池與光伏發(fā)電系統(tǒng)相集合,能最大程度減少對電網(wǎng)供電的依賴,預(yù)估減少約20年的用電成本。
(三)進(jìn)一步鞏固電池領(lǐng)域優(yōu)勢
作為一家電動(dòng)汽車先鋒公司,特斯拉最核心的技術(shù)是對電池管理技術(shù)的顛覆和再造,分層次管理的辦法讓電池組發(fā)揮能量。此次特斯拉為家庭、商業(yè)和公共事業(yè)供應(yīng)一整套儲(chǔ)能電池方法,采用與電動(dòng)汽車相同的電池構(gòu)架、電池管理系統(tǒng),將打開鋰離子電池產(chǎn)品的應(yīng)用新藍(lán)海。目前特斯拉計(jì)劃擴(kuò)大其在建的“Gigafactory”超級(jí)電池廠的規(guī)模,該超級(jí)電池廠的建設(shè)將耗資50億美元,預(yù)計(jì)2017年投入生產(chǎn),2020年達(dá)到最大產(chǎn)量。屆時(shí),該廠的年產(chǎn)電池容量將達(dá)到35千兆瓦時(shí),可滿足特斯拉年產(chǎn)50萬輛電動(dòng)汽車的需求。此時(shí)特斯拉進(jìn)軍儲(chǔ)能市場,可有效消化超級(jí)電池廠三分之一的產(chǎn)量,其余三分之二的產(chǎn)量用于特斯拉電動(dòng)汽車的制造。并且,特斯拉旗下儲(chǔ)能電池產(chǎn)品、電動(dòng)汽車產(chǎn)品和SolarCity光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)品將完美結(jié)合起來,形成能源互聯(lián)網(wǎng)的閉環(huán)模式。動(dòng)力鋰離子電池的梯級(jí)利用可作為降低儲(chǔ)能電池成本的有效途徑。經(jīng)過檢測和處理后,動(dòng)力鋰離子電池被淘汰后,可繼續(xù)用于新能源分布式發(fā)電站、路燈、通訊基站等儲(chǔ)能領(lǐng)域。如此這種階梯式利用,可讓動(dòng)力鋰離子電池價(jià)值得到充分發(fā)揮,降低電池30%-60%的成本。
(四)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),做大做強(qiáng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)
開拓并搶占全球電動(dòng)汽車市場是特斯拉的最終目標(biāo)。經(jīng)過在美國十多年的苦心經(jīng)營,依靠其出色的外觀和加速性能,特斯拉帶動(dòng)了全球電動(dòng)汽車熱潮。然而無論是新款ModelX和Model3車型的研發(fā)和制造,或是進(jìn)軍我國等新興工業(yè)化國家電動(dòng)汽車市場,以及大規(guī)模的充電網(wǎng)絡(luò)和超級(jí)電池廠建設(shè)等,都要大量的資金投入,特斯拉預(yù)估2015年的資本支出將高達(dá)15億美元。但特斯拉近年來在電動(dòng)汽車領(lǐng)域發(fā)展并不如意。例如,2014年是特斯拉電動(dòng)汽車進(jìn)入我國市場的第一年,相對美國總部定下的10000輛銷售目標(biāo),全年完成額也不足25%。2015年,特斯拉汽車第一季度凈虧損為1.54億美元,與去年同期相比有所擴(kuò)大。在種種不利因素下,儲(chǔ)能電池公布僅一周時(shí)間,就有高達(dá)8億美元的預(yù)計(jì)收入,相當(dāng)于在我國6765輛的特斯拉汽車銷售總和。驚人的訂單業(yè)績讓特斯拉打了一個(gè)翻身仗,通過擴(kuò)展產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,防止了電動(dòng)汽車銷量變化所帶來的經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)。未來,特斯拉可將儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)盈利點(diǎn),在投資甚大的電動(dòng)汽車領(lǐng)域做大做強(qiáng)。
三、啟示與建議
(一)重視儲(chǔ)能市場發(fā)展
當(dāng)前,隨著全球環(huán)保壓力的日益增大,世界重要國家競相布局儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。雖然我國儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期,但未來或迎來行業(yè)發(fā)展的“儲(chǔ)能元年”。從國家層面看,我國大規(guī)模光伏電站、商業(yè)和公共事業(yè)分布式光伏系統(tǒng)的裝機(jī)量上升迅猛,因此,不管是從提高光伏發(fā)電利用效率還是改善電力供需矛盾的角度出發(fā),適當(dāng)新增電網(wǎng)儲(chǔ)能尤為必要。從公司層面看,鋰離子電池應(yīng)用的三大主流市場——消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場、電動(dòng)交通工具市場、工業(yè)與儲(chǔ)能市場中,用于消費(fèi)類電子的鋰離子電池市場上升緩慢,電動(dòng)交通工具用鋰離子電池供應(yīng)商有限,開辟潛力巨大的儲(chǔ)能市場理應(yīng)受到重視。尤其是在當(dāng)下,培育儲(chǔ)能市場不僅有利于提高可再生能源利用水平,還有望形成新的經(jīng)濟(jì)上升點(diǎn)。
(二)提升自身儲(chǔ)能電池實(shí)力
當(dāng)前,由于我國儲(chǔ)能技術(shù)成本高、運(yùn)營模式不成熟、經(jīng)濟(jì)難以衡量等,并且峰谷價(jià)差尚未形成,儲(chǔ)能用戶把電賣給電網(wǎng)也沒有國家補(bǔ)貼,因此,有關(guān)一般家庭用戶來說,儲(chǔ)能產(chǎn)品配合光伏發(fā)電系統(tǒng)的吸引力不足。若要我國的家用儲(chǔ)能全面開花,需政府主動(dòng)引導(dǎo)和扶持儲(chǔ)能電池生產(chǎn)公司。可喜的是,在當(dāng)前眾多汽車公司搶分儲(chǔ)能市場之前,我國比亞迪公司就已推出儲(chǔ)能電池產(chǎn)品。但與特斯拉、戴姆勒等不同的是,比亞迪原本就是一家電池供應(yīng)商,在儲(chǔ)能電池領(lǐng)域經(jīng)營時(shí)間較長,生產(chǎn)微網(wǎng)系統(tǒng)、家庭小型儲(chǔ)能系統(tǒng)、社區(qū)中型儲(chǔ)能系統(tǒng)、大型儲(chǔ)能系統(tǒng)等,其技術(shù)、質(zhì)量、安全等各方面皆已達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)。此次特斯拉公布儲(chǔ)能電池,比較亞迪而言是個(gè)難得的機(jī)會(huì)。
(三)夯實(shí)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)
特斯拉在眾多儲(chǔ)能技術(shù)路線中選取了鋰離子電池,為本已在電動(dòng)汽車領(lǐng)域中閃耀發(fā)光的鋰電產(chǎn)業(yè)再次注入了強(qiáng)大活力,使競爭激烈的儲(chǔ)能電源應(yīng)用方向逐漸清晰。為此,我國應(yīng)大力發(fā)展鋰離子電池產(chǎn)業(yè),推進(jìn)產(chǎn)品創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新和模式創(chuàng)新的有機(jī)結(jié)合。一是加大科研投入。引導(dǎo)公司研究適用于工業(yè)環(huán)境的高倍率充放電循環(huán)、高低溫、惡劣環(huán)境和低維護(hù)水平等條件下使用的鋰離子電池產(chǎn)品。重點(diǎn)攻關(guān)隔膜、電解質(zhì)等關(guān)鍵技術(shù);二是鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合,扶持龍頭公司。積極推進(jìn)與下游汽車廠商的合作,發(fā)揮協(xié)同效應(yīng);三是在項(xiàng)目布局、產(chǎn)量、項(xiàng)目質(zhì)量、工藝裝備、生產(chǎn)環(huán)境、環(huán)境保護(hù)、安全檢測、認(rèn)證等方面嚴(yán)控準(zhǔn)入,提高鋰電產(chǎn)業(yè)整體水平;四是重視18650在動(dòng)力鋰離子電池上的應(yīng)用,短時(shí)間內(nèi)我國可加大在電動(dòng)自行車、電動(dòng)三輪車、低速電動(dòng)汽車等領(lǐng)域應(yīng)用。(賽迪智庫工業(yè)安全生產(chǎn)所劉文婷高宏)