特斯拉、esVolta、Fluence的大型電池增強全球能源網絡 - 彭博社

插圖：Jay Daniel Wright 為彭博商業週刊繪製

在硅谷一個沒有標記的灰泥建築內，超過1000個黑色金屬櫃子，每個櫃子大小約為冰箱，整齊地排列在地板上。

每個櫃子包含20個新的鋰離子電池，從這個春天開始，將為加利福尼亞州經常緊張的電網提供電力，幫助防止停電。它們本質上是更大版本的 可充電電池，為手機、筆記本電腦和電動汽車供電。它們將共同為電網提供75兆瓦的電力，足以為56250個家庭供電。

彭博商業週刊生活教練的蓬勃市場意味着沒有問題太小年輕的美國人飲酒減少——但這能持續嗎？萬豪正在以奢華的方式重新定義全包度假村沃爾格林用智能屏幕替換了冰箱門。現在這是一個2億美元的災難這座位於聖荷西的建築，曾經的住户包括IBM和一家已倒閉的太陽能初創公司，現為 Hummingbird Energy Storage 提供場所，屬於一個十年前幾乎不存在但現在對加利福尼亞、德克薩斯州和其他州的供電至關重要，並正在全球擴展的行業。 大規模能源存儲的快速增長 是由 電池價格暴跌、不斷上升的 電力需求 和運營商、公用事業公司及公共官員認識到 電網的可靠性不如從前 驅動的。

“能源存儲已成為避免中斷的關鍵”，esVolta LP的項目副總裁約瑟夫·威廉姆森表示，該公司開發並擁有蜂鳥設施，該設施將存儲由附近的PG&E變電站提供的電力。EsVolta將根據需要將能源出售給電網客户。

加利福尼亞州的電網規模電池部署始於2013年，當時一個州委員會建立了 能源存儲目標，針對大型公用事業公司。這促使公用事業公司向esVolta、特斯拉和Fluence Energy等開發商發出電池安裝合同。但在 2020年8月的嚴酷熱浪導致輪流停電後，安裝數量激增，政策領導人開始重新審視該州應對氣候變化的準備情況。根據BloombergNEF的數據，從2021年到2023年，該州安裝了8171MW的存儲容量。這比阿拉斯加和夏威夷所有發電廠的總和還要多。儘管高温頻繁，但自那以後沒有發生過輪流停電。

電網電池持續運行

全球累計能源存儲容量，以千兆瓦為單位

來源：BloombergNEF

“如果沒有電池隊伍，經歷這些事件將會非常困難，”加利福尼亞獨立系統運營商首席執行官艾略特·梅因澤爾表示，該機構負責運營該州的大部分電網。隨着老舊的燃氣發電廠關閉，電池也 承擔了更多責任。

儘管電池本身不產生能量，但與可再生能源陣列或燃氣發電廠相比，電池具有優勢，這些是公用事業公司傳統上增加電力供應的方式。電池農場幾乎可以在任何地方建立， homeowners 很少反對住在附近。它們的成本正在下降：根據 BNEF 的數據，自 2017 年以來，大規模能源存儲系統的全球價格已下降 73%。它們能夠瞬間開關，讓它們在電價便宜時充電，並在價格上漲時出售電力。而且它們相對快速部署，Hummingbird 設施的安裝不到一年。“這種速度的到來真是令人驚歎，” Fluence Energy Inc. 的美洲高級副總裁 John Zahurancik 説，該公司是美國最大的電池開發商之一。

電池還解決了可再生能源特有的問題。太陽能電廠在一天中間時常產生比加利福尼亞州所需的更多電力。該州通過將部分多餘電力出售給西部美國來處理這些多餘電力，但很多電力只是被浪費。現在，這些電能為電池車隊充電，太陽下山後，電池將電力送回電網，保持燈光、電視和空調的運轉。這種安排運作得如此順利，以至於美國及其他地方大多數新建的太陽能和風能農場都包括巨型電池。

德克薩斯州比加利福尼亞州晚開始安裝工業規模的電池，但正在迅速趕上。根據 BNEF 的數據，到 2023 年底，它擁有足夠的存儲能力為約 758,400 個家庭提供電力，較 2020 年的約 59,000 個家庭有所增加。那裏的經濟快速增長正在給電力供應帶來壓力，當夏季高温來臨時，電網管理者需要每一個可能的能源資源，德克薩斯州電力可靠性委員會首席運營官 Woody Rickerson 説，該委員會管理該州的電網。新的存儲能力 在去年夏天證明了它的價值，當一系列熱浪使該州大部分地區的氣温達到三位數，並在夜間保持高温時。沒有電池，“我們會處於相當糟糕的情況，” Rickerson 説。

其他美國州，包括亞利桑那州、科羅拉多州、佛羅里達州和佛蒙特州，在2024年看到大量電池安裝。特斯拉公司在澳大利亞開發了一個 廣泛的電池系統。中國，要求在新的太陽能或風能農場安裝電池，在2023年超越美國成為全球最大的能源存儲市場，並預計在2024年增加36吉瓦的電池，相當於36個核反應堆的輸出。相比之下，美國根據BNEF的研究，預計在2024年增加近13吉瓦，2025年再增加14吉瓦。

中國在電網電池方面領先全球

2023年全球能源存儲容量，單位為吉瓦

來源：彭博新能源財經

電池有其極限。在多個大型電池安裝發生火災後——包括2022年一場 短暫關閉加利福尼亞州1號公路的火災——開發者更換了電池配方，使得電池單元不易過熱。除此之外，美國的電力需求在21世紀的大部分時間裏變化不大，預計將隨着 數據中心、新工廠和插電式汽車的用電量不斷增加而激增。德克薩斯州正在花費54億美元建設更多天然氣發電廠，即使它也在增加電池，同時 建設核電廠的努力正在獲得動力。“我們可以繼續增加更多的太陽能和風能，但當你在八月的一個晚上8:30時，更多的太陽能是沒有幫助的，”裏克森説。

現在的測試在於延長電池的工作時間。極端天氣可能會使電網癱瘓數天。各公司正在競相開發能夠持續更長時間的電池，使用的化學成分與鋰離子電池截然不同。總部位於新澤西的Eos Energy Enterprises Inc.提供一種基於鋅的電池，可以提供長達16小時的電力。Form Energy Inc.製造一種鐵空氣電池，可以連續放電100小時。這家初創公司已籌集了12億美元，並最近在匹茲堡附近開設了第一家工廠。科羅拉多州和喬治亞州的公用事業公司已經簽署了安裝合同，首個計劃於2025年進行。Form Energy首席執行官Mateo Jaramillo表示，挑戰在於“建立一個比天氣更大的電網。”接下來閲讀：一種新型電力公司將在每個家庭中安裝電池