加州模式代表電網的未來？

英國《金融時報》今日撰文以 加州為例，分析了巨型電池如何開啟能源革命。白天，太陽能為加州提供大部分電力，但夜晚則完全是另一個故事。電池提供了答案。它們在太陽落山、需求上升時釋放能量。文章認為，這是一個可能成為全球電網藍圖的模式。文章全文如下。

一

巨型電池如何開啟能源革命

2020年八月中旬一個悶熱的日子，隨著夜幕降臨，加利福尼亞州本已緊張的電網不堪重負。在強烈的熱浪中，因空調使用量激增而加劇的電力需求飆升，迫使該州電網運營商啟動了兩天的輪流停電。無法滿足晚間高峰時段的用電需求，導致超過80萬戶家庭斷電長達兩個半小時。

這是加利福尼亞近20年來首次發生此類停電事件，引發了人們對該州依賴間歇性可再生能源的質疑。

此次事件的后果刺激了巨型電池開發的繁榮。在州政策的推動下，加利福尼亞的電池儲能容量已增長兩倍多，達到1300萬千瓦，并計劃到2027年再增加860萬千瓦。

如今，當廉價、充足的太陽能電力在午間涌入電網時，數百個電池裝置將能量儲存起來，并在人們下班回家、用電需求和電價飆升的晚間放電。這支撐了電網，延長了該州對可再生能源的使用時間，并減少了對化石燃料的依賴。

負責該州大部分地區電力調度的加州獨立系統運營商總裁埃利奧特·邁因策表示，2020年的停電是“一個明確的行動號召”，電池“為電網容量增加了一個全新的維度”。加州已成為電池儲能革命的中心，世界各地都在效仿這一范例。能源研究公司BNEF的數據顯示，全球電池儲能容量預計今年將增長67%，達到617吉瓦時，到2035年將增長十倍。

美國和中國主導著這一市場，按功率容量計算，約占全球項目的70%。電池在澳大利亞和英國也扮演著日益重要的角色，從智利到沙特阿拉伯等國也紛紛宣布計劃加大部署力度。

目前儲能中使用的大多數電池能夠以滿功率輸出的最長時間為2到4小時，這意味著它們的應用程度因地區和電力系統而異。作為一種相對較新的電網技術，它們還面臨著政策不確定性和市場障礙。

但是，由耗能巨大的AI數據中心推動的電力需求增長、對電網可靠性的擔憂以及可再生能源供應過剩，都意味著電池有望成為全球能源系統中的關鍵一環，尤其是在其成本急劇下降的情況下。

Ember的數據顯示，2025年上半年，全球可再生能源發電量超過了煤炭，凸顯了太陽能和風能發電的巨大增長。能源智庫RMI的分析師達安·沃爾特表示，這只會增加相對滯后的儲能解決方案的重要性。

沃爾特將正在進行的電力系統轉型比作一場“農業革命”，而電池是其關鍵組成部分。“我們正從一個追蹤和采集化石燃料的時代，過渡到一個可以就地收獲可再生電力的時代?！?/p>

二

技術革命

大宗商品數據集團Benchmark Mineral Intelligence的研究主管約拉·休斯表示，電池設計的突破在提高效率方面發揮了重要作用。

“這些進步，加上原材料價格的下降，顯著改善了項目的經濟性，”她說，并補充道，全球電池儲能系統的平均價格在過去兩年中下降了一半以上。

鋰離子電池的成本也在下降——自2010年以來下降了90%。能源咨詢公司Rystad的研究副主管阿爾喬姆·阿布拉莫夫表示，這一下降趨勢可能會持續。

一個標準的20英尺儲能集裝箱裝滿數百個強大電池，過去能提供3-4兆瓦時的電量?，F在通常能提供5-6兆瓦時，多家供應商正在開發10兆瓦時的集裝箱——足以供應約3萬戶英國家庭一小時的用電量。這項創新催生了一波電池農場的建設浪潮。2022年，全球只有一個千兆瓦時級別（定義為容量至少為1吉瓦時，能夠供應約300萬英國家庭一小時用電）的設施在運行。如今，這樣的站點已有42個。

未來幾年，將有五倍數量的千兆瓦時級項目投入使用，包括在英國、荷蘭、智利和菲律賓。上月，特斯拉——全球前五大電池儲能系統制造商中唯一的非中國公司——發布了Megablock，這是一種大型電池系統，該公司稱這將顯著縮短安裝時間并降低建設成本。

Megablock將在特斯拉工廠內建造和預封裝，其設計減少了電氣連接的數量。能源和充電業務副總裁邁克·斯奈德在拉斯維加斯的發布會上表示，Megablock將使特斯拉能夠在20個工作日內安裝1吉瓦時的儲能容量，相當于“在不到一個月的時間內為40萬戶家庭供電”。一周后，中國電動汽車巨頭兼電池制造商比亞迪宣布了其新的Haohan電池系統，在尺寸調整后，其功率是特斯拉Megablock的兩倍。

中國在全球電池產量中占比超過四分之三，在儲能熱潮中扮演了關鍵角色。在政府支持下，中國企業通過大規模生產降低了成本。

中國國內需求也在飆升，伯恩斯坦預計，到2025年底，需求將同比增長90%，達到335吉瓦時——這打破了在經歷了數月新電價規則不確定性后僅會小幅增長的預期。伯恩斯坦的數據顯示，在數據中心、電動汽車和空調用電帶來的強勁電力消費增長，以及國家長期用可再生能源替代煤炭的推動下，預計到2030年，中國的電池儲能需求將達到652吉瓦時，年復合增長率為14%。

悉尼智庫“氣候能源金融”的中國專家卡羅琳·王表示，儲能已成為中國綠色轉型的“關鍵部分”。“他們在過去十年中增加了大量的太陽能和風能，現在出現了一些間歇性和電網穩定性的問題——儲能被視為關鍵的解決方案?！?/p>

王補充說，受益于持續的政策支持和面臨激烈的市場競爭，中國電池制造商正在投資能夠存儲更多能量的選項，例如固態電池。如果實現大規模生產，這可能會提高儲能設施的效率。

在美國，特朗普對可再生能源的激進抵制可能會減緩該行業的發展勢頭。但分析師預計，電池成本的大幅下降和儲能需求的結合，意味著項目仍將繼續建設。

標普全球的數據顯示，受德克薩斯州激增的推動，美國電池儲能容量在今年上半年躍升了63%。

能源咨詢公司伍德麥肯茲的全球儲能主管艾莉森·韋斯在上月的一次會議上表示，隨著數據中心和制造業需求的增長，她預計部署將保持在高位。

三

商業模式

巨型電池提供各種服務，從平衡供需到在緊急情況下重啟系統，這使得它們能夠獲得多種收入來源。

“電網運營商和公用事業公司看重電池的是靈活性，”總部位于科羅拉多州的非營利組織RMI的董事總經理馬克·戴森說?！八鼈兛梢韵褚话讶鹗寇姷?，在電網需要的時候和地點，做任何需要做的事情。”

四月份，一場由電壓激增引發的停電導致西班牙和葡萄牙近6000萬人失去電力。作為應對措施的一部分，西班牙政府正試圖修改法規，讓電池所有者可以通過幫助穩定電網電壓來獲得收入，這是幾項關鍵服務之一。在英國等市場，電池運營商還可以因隨時待命，在供應緊張時提供重要的備用容量而獲得報酬。

但隨著可再生能源變得越來越豐富，電池所有者的主要機會是以低成本購買電力，并在價格上漲時將其賣回電網。電價波動非常劇烈——當可再生能源發電過多時，電價會下跌，而當供應短缺時，電價會急劇上漲。在日照或風力特別充足的時段，電價甚至可能跌至負值，這時生產商必須支付給批發客戶或儲能運營商，讓他們接收多余的電力，或者自己關停機組。

今年，有幾個歐洲國家的批發電價（非大多數消費者支付的零售電價）出現負值的小時數創下了紀錄。西班牙夏季近三分之一的電力供應來自太陽能，今年其電價低于零的小時數超過了500小時，而在2024年之前從未出現過這種情況。電池運營商可以利用這些低價——在電力便宜時儲存能量，在電力昂貴時重新分配——大型公司現在正對該領域進行大量投資。全球最大的大宗商品供應商之一托克公司，現在與IFM Investors管理的基金共同擁有電池儲能和可再生能源開發商Nala Renewables 50%的股份。競爭對手維托爾通過其美國子公司VC Renewables以及其支持的英國公司VPI Vitol投資電池。

四

陽光地帶與瓶頸

能源轉型委員會的研究顯示，在“陽光地帶”——從印度到墨西哥等擁有理想太陽能條件的國家——電池可以滿足幾乎所有的電力平衡需求。在這些地區，太陽能遵循可預測的每日模式，并且季節間相對穩定，使得電池能夠在日?；A上發揮作用。

ETC分析主管埃琳娜·普拉韋托尼表示，這提供了一個“巨大的經濟機會”。ETC是一個全球企業聯盟，致力于到2050年實現凈零經濟。“太陽能與電池的結合意味著，陽光地帶地區的清潔電力成本可能比當今基于化石燃料的系統低50%?！?/p>

根據ETC的報告，在更依賴風力發電的國家——如英國、德國和加拿大——僅靠電池是不夠的。風能穩定性較差，而當前的電池技術無法填補多日的電力缺口。下降的鋰離子電池成本可能使得能夠堆疊更多電池，并供應更長時間的電力。替代化學體系的電池，如液流電池或鐵空氣電池，也可能提供連續多天的儲能。但在這些解決方案具備商業可行性之前，需要提高效率并大幅降低成本。

最終，其他技術將是混合能源解決方案的關鍵部分。普拉韋托尼說，這些技術包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和低利用率燃氣輪機。RMI的戴森還建議建設新的輸電線路和轉移需求，以便在可再生能源發電充足時使用電力，作為減輕電網壓力的額外方法。

電池可以減少對更多電力的需求，但它們在投入運營時可能面臨挑戰。向可再生能源的轉型引發了并網請求的激增，來自風電場、電池農場和太陽能農場，這使運營商和規劃者不堪重負，并造成了大量的積壓。

即使在并網后，電池也并非總能發揮其全部潛力。英國的電網運營商將原因歸咎于老舊的計算機系統和過時的電網，導致即使在電池比其他電源更便宜時也被忽視。

但荷蘭合作銀行的能源轉型專家科恩·赫特斯表示，在許多市場中，阻礙投資者的因素是缺乏清晰的長期政策。

“這些項目的目標是運行大約15到20年，但如果你只知道未來1到5年的政策，那就會造成一個大問題，”他說, “這給投資者和開發商帶來了很大的不確定性?！?/p>

在一些國家，電池面臨雙重收費，既要從電網取電時付費，在將電能回輸到電網時也要付費。

這說明了開發商必須應對復雜的監管和政策框架。美國有七個電力批發市場，每個市場都有自己的規則、政策和價格信號，而歐盟拼湊式的法規也帶來了自身的挑戰。

“目前，在歐洲許多市場，理論上你可以通過電池進行能源交易，建立非常盈利的商業模式，”Rystad的阿布拉莫夫說?！暗珜嶋H上，很多項目還處于概念階段——監管環境需要比我們現在所處的位置再進化一些。”為了管理風險并鎖定穩定的收入來源，一些開發商轉向收費協議，這在德國新興市場中特別流行。根據這些合同，開發商將電池的控制權移交給第三方——通常是擁有廣泛資產組合的大型公用事業公司或能源公司——以換取固定價格。

但荷蘭銀行負責電池儲能項目融資的麗莎·麥克德莫特相信，“有很多金融創新”旨在最大化該技術的價值。

電池農場可能面臨當地居民的反對，火災風險是提出的擔憂之一。故障可能導致快速過熱，引發火災，釋放有毒氣體且難以撲救。今年早些時候，加州莫斯蘭丁——世界上最大的電池儲能電站之一——發生火災，燃燒了數日，導致超過1000名居民疏散。

但這類事件越來越罕見：Volta Foundation在2024年的一份報告發現，每吉瓦的火災或爆炸數量處于自2016年以來的最低水平。

專家表示，新的電池裝置通常設計有更有效的滅火系統、改進的場地布局以及更安全、更防火的電池化學體系。而且，巨型電池對電網的重要性日益明顯。

能源分析平臺Grid Status的數據顯示，在加利福尼亞州，今年春夏用電高峰期，電池持續供應了超過四分之一的電力。斯坦福大學氣候學者馬克·雅各布森稱，2025年前8個月，天然氣發電量較2023年下降37%。在澳大利亞，幾座電池農場正在退役的燃煤電廠廠址建設。自2024年初以來，該國電網規模的電池儲能容量增加了兩倍多，并在5月初的晚用電高峰期間，電池供電量首次超過5%。許多國家都希望取得類似的成果。

Ember的沃爾特表示，電力是“終極易腐商品”，而電池可以釋放電力的潛力，就像“糧倉穩定收成，冷藏保鮮食品一樣。實現這一目標的技術可能是新的，但其經濟原理與文明本身一樣古老。”

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