特斯拉、esVolta、Fluence的大型电池增强全球能源网络 - 彭博社

插图：Jay Daniel Wright 为彭博商业周刊绘制

在硅谷一个没有标记的灰泥建筑内，超过1000个黑色金属柜子，每个柜子大小约为冰箱，整齐地排列在地板上。

每个柜子包含20个新的锂离子电池，从这个春天开始，将为加利福尼亚州经常紧张的电网提供电力，帮助防止停电。它们本质上是更大版本的 可充电电池，为手机、笔记本电脑和电动汽车供电。它们将共同为电网提供75兆瓦的电力，足以为56250个家庭供电。

彭博商业周刊生活教练的蓬勃市场意味着没有问题太小年轻的美国人饮酒减少——但这能持续吗？万豪正在以奢华的方式重新定义全包度假村沃尔格林用智能屏幕替换了冰箱门。现在这是一个2亿美元的灾难这座位于圣荷西的建筑，曾经的住户包括IBM和一家已倒闭的太阳能初创公司，现为 Hummingbird Energy Storage 提供场所，属于一个十年前几乎不存在但现在对加利福尼亚、德克萨斯州和其他州的供电至关重要，并正在全球扩展的行业。 大规模能源存储的快速增长 是由 电池价格暴跌、不断上升的 电力需求 和运营商、公用事业公司及公共官员认识到 电网的可靠性不如从前 驱动的。

“能源存储已成为避免中断的关键”，esVolta LP的项目副总裁约瑟夫·威廉姆森表示，该公司开发并拥有蜂鸟设施，该设施将存储由附近的PG&E变电站提供的电力。EsVolta将根据需要将能源出售给电网客户。

加利福尼亚州的电网规模电池部署始于2013年，当时一个州委员会建立了 能源存储目标，针对大型公用事业公司。这促使公用事业公司向esVolta、特斯拉和Fluence Energy等开发商发出电池安装合同。但在 2020年8月的严酷热浪导致轮流停电后，安装数量激增，政策领导人开始重新审视该州应对气候变化的准备情况。根据BloombergNEF的数据，从2021年到2023年，该州安装了8171MW的存储容量。这比阿拉斯加和夏威夷所有发电厂的总和还要多。尽管高温频繁，但自那以后没有发生过轮流停电。

电网电池持续运行

全球累计能源存储容量，以千兆瓦为单位

来源：BloombergNEF

“如果没有电池队伍，经历这些事件将会非常困难，”加利福尼亚独立系统运营商首席执行官艾略特·梅因泽尔表示，该机构负责运营该州的大部分电网。随着老旧的燃气发电厂关闭，电池也 承担了更多责任。

尽管电池本身不产生能量，但与可再生能源阵列或燃气发电厂相比，电池具有优势，这些是公用事业公司传统上增加电力供应的方式。电池农场几乎可以在任何地方建立， homeowners 很少反对住在附近。它们的成本正在下降：根据 BNEF 的数据，自 2017 年以来，大规模能源存储系统的全球价格已下降 73%。它们能够瞬间开关，让它们在电价便宜时充电，并在价格上涨时出售电力。而且它们相对快速部署，Hummingbird 设施的安装不到一年。“这种速度的到来真是令人惊叹，” Fluence Energy Inc. 的美洲高级副总裁 John Zahurancik 说，该公司是美国最大的电池开发商之一。

电池还解决了可再生能源特有的问题。太阳能电厂在一天中间时常产生比加利福尼亚州所需的更多电力。该州通过将部分多余电力出售给西部美国来处理这些多余电力，但很多电力只是被浪费。现在，这些电能为电池车队充电，太阳下山后，电池将电力送回电网，保持灯光、电视和空调的运转。这种安排运作得如此顺利，以至于美国及其他地方大多数新建的太阳能和风能农场都包括巨型电池。

德克萨斯州比加利福尼亚州晚开始安装工业规模的电池，但正在迅速赶上。根据 BNEF 的数据，到 2023 年底，它拥有足够的存储能力为约 758,400 个家庭提供电力，较 2020 年的约 59,000 个家庭有所增加。那里的经济快速增长正在给电力供应带来压力，当夏季高温来临时，电网管理者需要每一个可能的能源资源，德克萨斯州电力可靠性委员会首席运营官 Woody Rickerson 说，该委员会管理该州的电网。新的存储能力 在去年夏天证明了它的价值，当一系列热浪使该州大部分地区的气温达到三位数，并在夜间保持高温时。没有电池，“我们会处于相当糟糕的情况，” Rickerson 说。

其他美国州，包括亚利桑那州、科罗拉多州、佛罗里达州和佛蒙特州，在2024年看到大量电池安装。特斯拉公司在澳大利亚开发了一个 广泛的电池系统。中国，要求在新的太阳能或风能农场安装电池，在2023年超越美国成为全球最大的能源存储市场，并预计在2024年增加36吉瓦的电池，相当于36个核反应堆的输出。相比之下，美国根据BNEF的研究，预计在2024年增加近13吉瓦，2025年再增加14吉瓦。

中国在电网电池方面领先全球

2023年全球能源存储容量，单位为吉瓦

来源：彭博新能源财经

电池有其极限。在多个大型电池安装发生火灾后——包括2022年一场 短暂关闭加利福尼亚州1号公路的火灾——开发者更换了电池配方，使得电池单元不易过热。除此之外，美国的电力需求在21世纪的大部分时间里变化不大，预计将随着 数据中心、新工厂和插电式汽车的用电量不断增加而激增。德克萨斯州正在花费54亿美元建设更多天然气发电厂，即使它也在增加电池，同时 建设核电厂的努力正在获得动力。“我们可以继续增加更多的太阳能和风能，但当你在八月的一个晚上8:30时，更多的太阳能是没有帮助的，”里克森说。

现在的测试在于延长电池的工作时间。极端天气可能会使电网瘫痪数天。各公司正在竞相开发能够持续更长时间的电池，使用的化学成分与锂离子电池截然不同。总部位于新泽西的Eos Energy Enterprises Inc.提供一种基于锌的电池，可以提供长达16小时的电力。Form Energy Inc.制造一种铁空气电池，可以连续放电100小时。这家初创公司已筹集了12亿美元，并最近在匹兹堡附近开设了第一家工厂。科罗拉多州和乔治亚州的公用事业公司已经签署了安装合同，首个计划于2025年进行。Form Energy首席执行官Mateo Jaramillo表示，挑战在于“建立一个比天气更大的电网。”接下来阅读：一种新型电力公司将在每个家庭中安装电池