特斯拉能源储存大计,将打消新电厂需求

特斯拉执行长马斯克(Elon Musk)于2015年5月1日宣布推出储能系统，宣称要让全球能源基础设施走向零碳排，一时风起云涌，但也引来反对声浪视为狂言，毕竟储存能源还是得要有发电来源，光靠电池储能跟零碳排很难画上等号，还需发电方式配合，但尽管特斯拉的能源储存大计不能等同于零碳排，却可望发挥一个立即的效果，那就是打消建设新电厂的需求。

电源开发规划参考的指标之一是备用容量，备用容量是指整个电力系统在发电机组正常发电情况下，可提供的总发电容量扣除尖峰最高用电量之的差额，电力系统需规划保持一定比例的备用容量以备不时之需，但是，最高尖峰其实只有短暂时间，为了这短短的尖峰规划备用容量，结果是大多数时间有大量系统闲置。

因应这个问题，全球电业有许多想法，认为若能把短暂的尖峰分散到离峰，由于最高尖峰用电这个减项减少，备用容量率自然提高，就不用为了保持备用容量率增建新电厂，分散到离峰的方式有多种，其中一种想法即为能源储存，但能源储存与兴建新电厂到底何者划算？

针对这个问题，美国第6大电网输配业者，也是德州最大输配业者Oncor Electric Delivery于2014年发表研究表示，能源储存装置价格若为每度电350美元以下，就比兴建新电厂以及衍生的输配系统更划算。

许多市场分析师认为锂电池要到2020年才会降至每度电350美元，但没想到特斯拉“Powerwall”家庭储能系统10度电版本只要3,500美元，也就是已经达到每度电350美元，企业用的“Powerpack” 100度电的储能系统售价25,000美元，也就是每度电250美元，更远低于350美元关卡。因此，很容易理解市场为何反应热烈，马斯克表示市场对新储电系统的需求近乎疯狂，不到一周就收到3.8万笔Powerwall订单。

特斯拉的电池破盘价，不仅在家用市场掀起波涛，产业界更密切注意的是Powerpack的企业应用与极可能的电网应用，而就算仅应用于家用市场，也会对电网造成显著影响，美国尖峰用电价格与离峰差价大，家户购买储能系统，最大用途就是在尖峰时段不用电网所供电力，由能源储存系统自给，到离峰时间充电，如此对用户来说可省下电费，对电网来说，则起了弥平尖峰的效果，用户也能避免集中式电网输配系统发生问题而断电的风险。

可选在有利的时间储电与用电

弥平尖峰不只可以免去兴建新电厂的需求，还能减少扩充输配体系的需求，因为电力输配体系的承载容量也是以最高尖峰为参考来规划，但同样的，其实大多数时间电力需求并不在尖峰，只为了短短的尖峰时间规划，显得大而无当，若是能透过能源储存弥平尖峰，输配体系就可以减缓扩充脚步，加州橘郡试验能源储存辅助电网的结果，发现不仅用电稳定性提升，输配线路也因此可5 ~ 7年内无需扩充更新。

此外，能源储存系统也使可再生能源如风能与太阳能更容易与电网或家户用电整合，并且将加速分布式能源的发展，使得分布式能源系统稳定性大增，并可选择在有利的时间储电与用电。

以澳大利亚雪梨市安装住宅太阳能的用户为例，由于中午太阳能发电高峰超出一般中午家庭用电，此时往往以每度电6分钱澳币的价格售予电网，但是傍晚的家庭用电高峰时，太阳已经下山，只好从电网供电，此时往往负担每度电约12分钱澳币的电价，若是有了储能系统，中午就干脆不售电给电网，储存到傍晚使用，可额外节省许多电费，一个普通加装屋顶太阳能的澳大利亚家庭，有了储能系统以后，每年可节省980澳币电费，以Powerwall售价加上安装等额外成本，安装后大约11年可回本。

这也将改变能源市场现况，目前住宅太阳能发展的瓶颈之一，是电力公司不愿见到分布式太阳能发展导致电力公司营收减少，却还要增建基础投资加以整合，因此往往以消极拖延等手段、以整合困难为借口，妨碍住宅太阳能用户连接电网馈电，如夏威夷即因此使得政府当局怒斥电力公司。但若是能源储存使用户反正也不馈电，那自然电力公司就无法阻碍住宅太阳能的发展。

而住宅太阳能发展速度较快的区域如加州，则担忧“鸭形曲线”问题，过去电网用电高峰往往在中午，太阳能发电高峰也在中午，正好能起压平尖峰的作用，不过一旦太阳能发展超过某个比例，会使得中午太阳能发电反而把过去的中午尖峰打为低谷，到了傍晚第二用电高峰时，太阳下山，于是突然冒出一个“鸭脖子”用电高峰，对电网调控造成挑战。若安装住宅太阳能的用户普遍安装能源储存，把中午多余电力转到傍晚使用，那鸭形曲线问题自然得到解决。

在成本方面，储存容量每度电250美元，平均到日常用电中，对用电成本的影响，各家计算不等，最低有人估计为每度电2美分，也有人估计为每度电7美分，由于产业界预期锂电池成本仍会持续下降，而可再生能源发电成本也正持续下降中，如美国陆上风能2013年采购价已经跌至每度电2.5美分，2014年进一步跌至2美分，还原美国每度电2.3美分的PTC补助后为4.3美分，若再加上能源储存成本2美分，总成本也仅6.3美分。

而太阳能部分，全球太阳能采购价新低来自2014年的杜拜，先前美国德州奥斯汀市曾签下每度电5美分的采购价，但若加回美国对太阳能的ITC补助，则约超过7美分，杜拜于2014年则签下无补助下每度电5.98美分的太阳能采购合约，若以此数据为参考，再加上能源储存成本2美分，总成本为7.98美分。

而根据力推核能，计划日本全国20 ~ 22%能源来自核能，且宣称核能最为便宜的日本经济产业省，于2015年4月27日报告中所公布的试算，核能至2030年为发电均化成本为每度电10.1日圆，换算约8.45美分。而到2030年时可再生能源与能源储存成本早就远较今日更低，也就是说，可再生能源不论太阳能、风能，加上能源储存成本后，可望都还比核能更低。

因此，特斯拉搅乱一池春水，不只可能打消许多新电厂建设，延缓许多输配网络扩充需求，更可能改变能源的来源分布，使得可再生能源普及更快，这一切源于特斯拉竟能以每度电250美元低价销售能源储存系统。而根本上，这可说都来自于GigaFactory规模量产的威力，马斯克的豪赌可说有了好的第一步，也让我们再度见证当人类投注巨大资本时，产业的技术进步与成本下降之快将超乎世人想像，不论是风能、太阳能或能源储存皆是如此。

本文全文授权转载自《科技新报》─〈特斯拉能源储存大计，将打消新电厂需求〉