輸電網(wǎng)絡(luò )建成至今已有一個(gè)多世紀，如今它正迎來(lái)有史以來(lái)最大的變革。以往，電力生產(chǎn)和分發(fā)的控制權被電力公司牢牢掌控，但未來(lái)它將分散到我們每一個(gè)人手中。
這場(chǎng)變革波及甚廣，普通居民、創(chuàng )業(yè)公司以及擁有數十年歷史的老牌電力公司都牽涉其中。但要說(shuō)到其中最具遠見(jiàn)卓識，以及收益最多的，還要數特斯拉的CEO埃隆·馬斯克。除了大眾所熟知的特斯拉電動(dòng)汽車(chē)，馬斯克還推出了太陽(yáng)能屋頂發(fā)電系統，以及家庭儲能系統Powerwall。
特斯拉家庭儲能系統Powerwall
在這場(chǎng)電力網(wǎng)絡(luò )的變革中，馬斯克不過(guò)剛剛邁出了幾小步，但影響十分深遠。他正在努力搭建一個(gè)“人人可以發(fā)電，人人可以用電”，同時(shí)家家戶(hù)戶(hù)（甚至電力公司）擁有大型儲能電池的新型電力網(wǎng)絡(luò )。這些大型儲能電池可以在電力富余時(shí)存儲電能，供電力緊張時(shí)使用。
太平洋煤氣電力公司的電網(wǎng)創(chuàng )新主管VivekNarayanan對此描述道：“我們正在努力擺脫傳統的單向電力網(wǎng)絡(luò )，朝著(zhù)未來(lái)電網(wǎng)進(jìn)發(fā)。”
“零緩沖”的電力網(wǎng)絡(luò )
通常我們會(huì )在汽車(chē)油箱里的油耗盡之前補充燃料，但電力網(wǎng)絡(luò )的工作方式與此不同。每年的不同季節，每天的不同時(shí)段，我們對于電力的需求都在不斷變化。以英國為例，很多人會(huì )在肥皂劇《EastEnders》結束后燒開(kāi)水泡茶，導致電力需求激增。電力運營(yíng)商必須隨時(shí)調整，以確保電力供應與用戶(hù)的需求保持平衡。
再以一個(gè)日常生活場(chǎng)景為例：很多人會(huì )在銀行賬戶(hù)中儲蓄，以備不時(shí)之需；但電力運營(yíng)商并沒(méi)有這樣的“儲蓄賬戶(hù)”，面對電力需求的波動(dòng)，他們沒(méi)有任何緩沖余地。而這正是替代能源的瓶頸所在。
煤電、水力發(fā)電和核能發(fā)電通常能產(chǎn)生穩定的電力輸出，其他發(fā)電方式——比如越來(lái)越常見(jiàn)的天然氣發(fā)電，供電部門(mén)也可以在用電高峰期時(shí)開(kāi)啟，以保證電力供應。但替代能源，尤其是太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電，只有在有陽(yáng)光和風(fēng)的情況下才能工作。這就使得供需匹配難以實(shí)現，晚上你下班回到家后正準備開(kāi)燈，太陽(yáng)能發(fā)電系統卻早已停止了工作。
不久前，美國總統特朗普在白宮宣布退出《巴黎協(xié)定》，引發(fā)軒然大波。美國能源基礎設施實(shí)踐總監JonathanMir表示：“特朗普政府無(wú)視全球氣候變暖，仍然試圖復興煤電，但天然氣價(jià)格暴跌已經(jīng)宣示了煤電時(shí)代的終結。”可再生能源一旦變得比化石能源發(fā)電更便宜，用新型電力取代煤電便是水到渠成的事情。
儲能電池打破僵局
Eos儲能公司的首席執行官MichaelOster指出：“我們今天使用的電力網(wǎng)絡(luò )，是以能滿(mǎn)足最極端的用電情況為標準而設計的。如果我們擁有電力存儲系統，那么只需要建設能滿(mǎn)足平均用電需求的電力網(wǎng)絡(luò )就夠了。”
電力存儲系統的問(wèn)世將削弱傳統電力運營(yíng)商的重要性。以特斯拉的Powerpack電力存儲系統為例，它可以為數百戶(hù)人家提供足夠的電力。不過(guò)這些電力存儲系統并不便宜。一個(gè)兆瓦級的Powerpack可以供750個(gè)家庭使用4小時(shí)，同時(shí)其成本也高達180萬(wàn)美元。不過(guò)，與升級傳輸線(xiàn)和其他設備的成本相比，它們還是很便宜的。
太平洋煤氣電力公司在薩克拉門(mén)托以北50英里的一個(gè)變電站，安裝了容量為2000千瓦時(shí)的電池，這塊電池足以供375個(gè)家庭使用4小時(shí)。2000千瓦時(shí)是一個(gè)什么概念呢？大致相當于33輛雪佛蘭Bolt電動(dòng)汽車(chē)，或者36400臺13英寸MacBookPro筆記本電腦的電池容量總和。
雷鋒網(wǎng)了解到，還有兩個(gè)更大容量的Powerpack系統也已經(jīng)投入使用。其中一個(gè)位于夏威夷，容量高達52兆瓦時(shí)——相當于870輛雪佛蘭Bolt；另一個(gè)則位于南加利福尼亞州，容量為80兆瓦時(shí)——相當于1330雪佛蘭Bolt。
特斯拉位于夏威夷考艾島的太陽(yáng)能設施
特斯拉認為，其電池工廠(chǎng)Gigafactory將在2018-2020年間實(shí)現滿(mǎn)負荷運轉，屆時(shí)能將電池的成本再壓縮30%。Mir指出，太陽(yáng)能和風(fēng)能在價(jià)格下降后便開(kāi)始流行開(kāi)來(lái)，電力存儲也將遵循同樣的規律。
電網(wǎng)級的電力存儲系統對電力公司來(lái)說(shuō)很有價(jià)值，但特斯拉志不在此。它希望向家庭用戶(hù)銷(xiāo)售價(jià)值5500美元的Powerwall2，據特斯拉宣稱(chēng)，這樣一塊電池可以供普通兩居室家庭使用一整天。據雷鋒網(wǎng)了解，如果將安裝費用計算在內，Powerwall2的成本高達7000美元。
Mir認為這樣的電池對大多數人來(lái)說(shuō)并不經(jīng)濟實(shí)惠，難以在市場(chǎng)推廣。RegulatoryAssistanceProject高級顧問(wèn)吉姆·拉扎爾（JimLazar）認為，儲能電池有用武之地，但前提是它能變得更加便宜。在美國，有許多由電力公司控制的熱水器和制冰空調，它們會(huì )在非高峰用電時(shí)段工作。拉扎爾認為，價(jià)值5500美元的Powerwall存儲的能量還沒(méi)有這些價(jià)值500美元的熱水器多。
未來(lái)更加經(jīng)濟
不過(guò)，隨著(zhù)能源價(jià)格的變化，這一局面有可能發(fā)生變化。
目前，大多數屋頂太陽(yáng)能電池板的用戶(hù)僅需要為超出產(chǎn)生部分的電力付費——這種方案被稱(chēng)作凈計量。這意味著(zhù)，如果你使用的電能與你家的太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能一樣多，就無(wú)需支付任何費用。這對消費者來(lái)說(shuō)自然是一樁好消息，但電力公司可不這么認為。
美國已經(jīng)有40個(gè)州出臺了凈計量政策，但這導致了電力公司和太陽(yáng)能用戶(hù)間的摩擦。為了更好地調整用電高峰期的用電成本，加州等地正在修改凈計量率和相關(guān)法規。
凈計量政策的廢除和調整可能會(huì )促使人們購買(mǎi)大型電池，用于儲存家庭產(chǎn)生的電能，供用電高峰時(shí)段使用。這一做法正變得越來(lái)越普遍，最終可能會(huì )讓儲能電池更加經(jīng)濟實(shí)惠。南加利福尼亞州愛(ài)迪生先進(jìn)能源儲存集團高級經(jīng)理LoicGaillac預計，如果凈計量率和相關(guān)法規發(fā)生變化，家庭電力存儲將迎來(lái)爆發(fā)式增長(cháng)。
隨著(zhù)數以百萬(wàn)的家庭開(kāi)始使用電力存儲系統，傳統電力公司面臨著(zhù)兩個(gè)選擇：要么主動(dòng)適應，要么被時(shí)代淘汰。拉扎爾指出，“這種演變不可避免，同時(shí)也很必要。”
當然，電力網(wǎng)絡(luò )的變革之路也很坎坷，但馬斯克這樣的企業(yè)家們正在奮力前行。如今，太陽(yáng)能屋頂和特斯拉電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)走進(jìn)了我們的生活，相信全新的電力網(wǎng)絡(luò )也已經(jīng)離我們不遠了。
