原文刊登 | The Economist
翻译人员 | 济邦咨询，卢依凡 经理、李浪子 经理
仅靠太阳能板和风力涡轮机，无法实现全球电力供应的去碳化，它们依赖阳光和稳定的风力发电。电网级储能为这一间歇性问题提供了解决方案，但当前的储能设施仍远远不足。国际能源署（IEA）预计，如果全球要保持在实现净零排放的轨道上，到2030年末全球电池储能的装机容量需从去年的不到200GW增长到超过1TW，到2050年接近5TW（参见图1）。幸运的是，电网级储能的业务终于得到了快速发展。
图1
传统上，电网级储能依赖于抽水蓄能系统，该系统通过调节水在斜坡上下水库之间的流动来存储能量。如今，巨型电化学储能电池得到大量运用，逐渐替代抽水蓄能系统成为首选的储能方式。据IEA数据显示，去年全球安装了90GW的电池储能，较2022年翻了一倍，其中大约三分之二用于电网，其余部分用于家用光伏等其他应用。其原因一方面是储能价格的持续下降，另一方面是新型高效的化学配方也正在研发之中。据咨询公司Bain估计，电网级储能市场规模可能从2023年的大约150亿美元扩大到2030年的2000亿至7000亿美元，2040年将达到1万亿至3万亿美元。
锂电池价格的暴跌正在推动它们在电网上的应用。根据研究机构BloombergNEF的数据，从2019年到2023年，固定式锂电池平均每千瓦时储能价格下降了约40%。在全球电动汽车（EV）销量放缓背景下，电池制造商对电网级储能更感兴趣。2019年，固定式锂电池储能的价格比用于电动汽车的电池贵了将近50%，而随着生产商纷纷涌入，这一差距已经缩小到不足20%（参见图2）。IEA认为，配备电池的太阳能在印度的成本已经可以与燃煤发电竞争，并有望在未来几年内在美国比燃气发电更便宜。
图2
全球电池生产的中心在中国，那里是全球十大电池制造商中的六家所在地，包括宁德时代（CATL）和比亚迪（BYD）（见图3）。中国用于电网的电池产量份额从2020年的几乎为零上升到去年的约五分之一，超过了用于消费电子的份额。中国国内要求大型太阳能和风能项目必须配备储能的政策促进了这种增长。
图3
中国的电池企业创新能力强劲。自2018年以来，宁德时代的研发支出增长了八倍，去年达到25亿美元。比亚迪大力投资于机器人和人工智能，已经在合肥市建成了一座几乎完全自动化的电池工厂。然而，行业也面临着产能过剩的局面。根据彭博新能源财经的数据，仅中国的锂电池产能就足以满足全球所有类型电池的需求。到2025年，中国计划再增加5.8TWh的电池产能，超过当前全球2.6TWh的总产能。
这对许多电池行业的公司，尤其是面向电网级电池的公司来说将是灾难性的。根据另一家研究机构Benchmark Mineral Intelligence的数据，2024年前七个月，中国19座电池超级工厂的建设被取消或推迟。价格暴跌也重创了许多西方电池初创企业。瑞典的Northvolt是欧洲对抗中国电池巨头的代表之一，去年该公司报告亏损12亿美元，而2022年亏损为2.85亿美元。宁德时代董事长曾毓群预测，未来可能会出现一波行业整合。
即便如此，电池制造商之间的“价格战”反而可能推动电池储能的应用。随着最具生产力的公司占据更大市场份额，价格可能会进一步下降。激烈的竞争激发创新，促使企业寻找新技术以保持竞争力。钠离子电池就是一种有前景的替代方案。它们不需要昂贵的锂，虽然能量密度较低，在电动汽车上应用优势不明显，但对固定式电池来说则问题不大。
当前企业正在加紧开发适用于电网的新技术，许多初创企业也在大举押注钠离子电池。美国公司Natron在石油巨头Chevron的支持下，正投资14亿美元在北卡罗来纳州建造一座钠离子电池工厂，计划于2027年投入运营。另一家钠离子电池初创公司Peak Energy的首席执行官Landon Mossburg表示，他希望他的公司成为“美国的宁德时代”。
另一家初创企业Freyr Battery的首席执行官Tom Jensen认为，西方电池公司唯一能够竞争的方式是开发新技术。创新的方式正在不断增加。EnerVenue公司是一家致力于镍氢电池商业化的初创企业。该公司已筹集了超过4亿美元，计划在肯塔基州建造一座工厂，量产大容量廉价电池。
这些新技术特别适合数据中心日益增长的能源需求，满足了相关科技巨头们对可再生能源的迫切需要。专注储能领域的投资公司Volta Energy Technologies的首席执行官Jeff Chamberlain指出，钠离子电池不易起火，尤其还可以降低保险成本，这一点使它们对科技公司尤为有吸引力。Natron公司的联合首席执行官Colin Wessels表示，该初创公司计划主要向数据中心供应电池。
数据中心的快速扩张也导致了用于发电和输电的基础设施出现空缺，EnerVenue公司希望生产的大容量电池可以填补这些空缺。可再生能源开发商Eolian的首席执行官Aaron Zubaty预测，未来十年内，为应对电网日益增长的需求，4至8小时的储能解决方案将迎来蓬勃发展。
电网级储能正在迅速发展，一位曾研究太阳能行业的资深分析师指出：“电池行业在五年内所取得的进展，达到了太阳能行业花了十五年才实现的水平。”国际能源署署长Fatih Birol总结道：“电池正在改变我们眼前的游戏规则。”
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