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王川: 特斯拉推出能量包,躺枪的却是核电站?

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今天的故事要从阳光明媚四季如春的夏威夷说起。作为一个太平洋中心的岛群,夏威夷的能源严重依赖进口的石油,由于人口基数小, 2013年夏威夷主岛欧胡岛住宅区平均电费34美分每千瓦小时,是美国大陆均价12美分的两倍多.

夏威夷的主岛,欧胡,一年两百七十天都有太阳,昂贵的电价使发展太阳能成了自然的选择。目前欧胡岛12%的住宅用户已经用上太阳能。这个数字是美国其他州平均值的20倍.

太阳能的一个特点是,晚上不发电,白天发电往往超过实际用电量,住户可以把多余的电能回流卖给电网,获得利润抵消部分电费账单。

但是到了2013年,安装太阳能板的速度突然被电力公司刹车变缓。主要原因?

当12%的住户都装上太阳能板时,出现了一个有趣的现象,欧胡岛白天有的时候太阳能发电量超过了全岛的使用量。这些多余的电能要回流到电网上。欧胡岛的电力系统是三四十年前修建的,设计时没有想到应付大量电能回流的问题.

这里面的技术挑战,第一是,白天到晚上电压波动太大,可能造成过载和线路烧毁而断电。第二,系统无法精确地实时测量每个住户太阳能板回流的电能.

电力公司号称,他们必须保证每个时刻总发电量和用电量正好平衡,否则系统不稳定会有安全问题. 迅速增长的太阳能板,对电力系统的运作产生巨大挑战.

但是还在支付昂贵电费,焦急等待安装太阳能板的客户,还有太阳能板安装商并不买账.

夏威夷的太阳能安装商Haleakala Solar 的老板James Whitcomb说道, “系统安全问题,是你电力公司要解决的问题。我们现在就要装太阳能板,如果你要拖延,一会要三个月研究这个方案,一会要六个月做别的事,我就要另起炉灶, 脱(离电)网. .. 这些电力公司不理解技术发展的速度,以后下场就像胶卷被数字照相技术取代一样。这是必然的”.

Whitcomb 提到,他给少数土豪客户装上了连接太阳能板的储能电池,白天储能,晚上发电,可以彻底脱网.

可惜2015年之前,家用储能电池的没有很好的选择。它们的价格一般都十分昂贵,至少一万美元以上,而且损耗厉害,往往使用一千个周期就无法继续使用.

2015年四月三十日,特斯拉的能量墙(Power wall) 和能量包(Power pack) 横空出世.

能量墙是一个设计美观的大箱子,长宽高为130x86x17 厘米,可以直接安装在墙上.  价格3000美元的版本,是锂离子电池,可以储能7千瓦小时,承受5000个充电放电的周期,十年保修期.

价格3500美元的版本,可以储能10千瓦小时, 是镍钴铝电池, 可以承受1000-1500个充放电的周期,不是日用,而是为意外时的备份.

七千瓦小时是个什么概念?一个普通美国家庭用电量大约是一天30个千瓦小时。所以你至少得要四到五个日用的能量墙,才可以真正脱网.

科技达人 Robert Fransman 声称,这个7千瓦小时的能量墙内核实际上是一个12 千瓦小时的电池,十年保修期内充放电3650个周期后,锂离子电池经过损耗还可以保留60%的电能,这是为什么特斯拉号称有7千瓦小时的电能.  特斯拉计算好部分电池接近十年后可能要更换,但那时电池价格会下降许多,所以成本不足为虑.

实际操作上能量墙还要加上大约四千美元的安装费用.

按照这个计算模型,总共七千美元的成本,十年下来平均每千瓦小时的成本是 27 美分左右.

再加上太阳能板的成本和安装费用,按照目前SolarCity 的平均11美分一千瓦小时来计算,这就是38美分每千瓦小时.

这个成本,在目前,即使是夏威夷,对绝大多数普通家庭住户不能够真正省钱。更何况,对于新技术,在安装运营过程中,还常会出现许多意想不到的问题,耗时耗力.

家庭用户目前真正可以利用此技术的,是在澳大利亚和其他电费特别高的区域,还有一些对于备份电能特别看重的人.

但是特斯拉的新闻发布的真正亮点,在于其推出的给予公共事业电力公司的大型储能电池的能量包,其价格只有每千瓦小时 250 美元: $250 / kwh

这个技术的第一个受到影响的,是天然气发电中的所谓“高峰期电厂” (Peaker Plant).

传统电网必须保证有充足的冗余电能,用于高峰期的需要 (尤其是下午夏天,许多人要开空调)。为此许多地方要修建天然气的“高峰期发电厂”. 此类电厂90%以上的时间都是空闲,但是一有需要必须几分钟内就开启发电.

正是由于此类电厂大部分时间空闲,但又必须频繁监测确保随时可以启动,其单位发电量的运营成本也极为昂贵.

加州的一个叫做EPRI 的研究机构计算,如果锂离子电池成本低于840美元每千瓦小时,那么在电网上铺设储能电池就会比建造运营高峰期电厂要经济划算.

但是特斯拉的能量包的成本,还不到这个数字的三分之一.

不难预见,新的天然气高峰期电厂的建造,2015年开始将会戛然而止。而现有的高峰期电厂,将会慢慢被特斯拉的能量包或类似产品取代.

加州一处就有七十多个类似发电厂,发电量七千多兆瓦,这是一个巨大的市场.

如果加上电力公司自己在电厂安装大型能量包的成本,费用再加20%,并且假设能量包的电池可以循环使用5000次的话,这个能量包平均下来每千瓦小时的成本就是6 美分. 而随着技术进步,损耗率降低,循环使用次数增多, 成本还会不断降低.

如果把大型储能电池的能量包和大型风力发电和室外太阳能发电厂结合在一起,那么一直困扰风能和太阳能的稳定性问题, 突然就迎刃而解。有风有太阳时,多余的电能流入能量包。天黑无风时,这些电能可以再拿出来发电.

美国投资银行Lazard有分析师预计,2017年电力公司的太阳能成本最低可以降到6美分每千瓦小时,南部德州一些大城市甚至可以低于4 美分.同时,据美国能源部的数据,2013年电力公司的风能购买价格降到2.5美分每千瓦小时.

风能或者太阳能的成本,如果加上能量包的6美分,总共成本也只有8 - 12 美分每千瓦小时,这已经大大低于新上线核能的市场价格。而且这个数字,随着技术的发展,还会不断下降.

特斯拉电池能量包的出现,核工业突然发现自己躺枪了.

关于核能发电,有这样一个数字。英国政府2013年十月和修建Hinkley Point 核电站的公司签约,保证未来三十五年内,从他那里购买核电的价格至少 16美分每千瓦小时 (按照当时兑换率)。这就是新建核电站在市场上可以拿到的价格.

美国的伊利诺伊州的Exelon 公司的核电站,由于电费下降,无法竞争,向州政府撒娇,要求补贴,否则威胁要关闭它的几个亏损的核电站.

核电站对能源业的贡献, 太迟缓和昂贵。即使今天美国批准建造新的核电站,最快也要到2023年才能上线.

2011年核能的发电量,占全世界发电量的10%左右. 核能以前主要有三个优点:  1. 价格相对便宜。  2. 可以24小时不间断发电。   3. 没有空气污染.

但是2011年福岛的事故,向全世界昭示了核能的巨大的黑天鹅风险.

而太阳能和风能价格不断下降,和特斯拉电池能量包的横空出世,核能的另外两个比较优势突然消失了.

资深的前核工业工程师Authur Gundesen指出,“我们都知道风不是总吹,太阳也不是每天照耀.  但是核工业的人们,要让我们相信,我们可以开发技术把核废料安全储存几十万年,但我们却没有办法把太阳能和风能(廉价地)储存起来。我觉得这毫无道理”.

在最近和另外一个能源业人士的辩论中,他说到, “今晚我们的讨论关键词是现在。这些事现在都可以做得到。。。我们可以马上修更多风力涡轮机,更多太阳能板。。我们不需要投资50万亿美元,等15年(去建一个核电站)"

2015年四月二十三日, 南加州某处, 早上八点开始后的十个小时,一个奇怪的现象发生了:批发交易电价突然变成了负的60美元每兆瓦小时。中午前的一个小时,当地发电量23%都来自于太阳能。卖主为了保持发电厂的平衡,被迫还要付钱, 把多余的电力送给买家.

我想此时,他们一定有一种强烈的愿望,要购置无数的能量包,把那无处安放的能源, 储藏起来.

特斯拉的能量墙和能量包2015年下半年开始陆续交付使用安装,让我们拭目以待.

杜牧老师的阿房宫赋云,”秦人不暇自哀,而后人哀之;后人哀之而不鉴之,亦使后人而复哀后人也.”.

王川老师这里要借用一下,  “石油天然气公司不暇自哀,而核能公司哀之;核能公司哀之而不鉴之,亦使电力公司而复哀核能公司也”.

作者简介:王川,投资人,中科大少年班校友,现居加州硅谷。个人微信号  9935070, 公众号investguru,新浪微博是 “硅谷王川谈投资",电邮chuan.wangel@gmail.com,知乎专栏 “兵无常势”。文章表达个人观点仅供参考,不构成对所述资产投资建议,投资有风险,入市须谨慎.

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