能源革命從特斯拉PowerWall家用電池系統(tǒng)說(shuō)起


鋰電世界 特斯拉四月份發(fā)布了一款全新的產(chǎn)品,它不是汽車(chē),而是一個(gè)巨大的“充電寶”,一款名為PowerWall的家用電池系統(tǒng)和商用的電池系統(tǒng)PowerPack。特斯拉希望通過(guò)這樣的方式改變?nèi)祟?lèi)的用電方式,并以此掀起真正的能源革命以及可再生能源的普及。
我們先了解一下這套特斯拉用電系統(tǒng),特斯拉家用用電系統(tǒng)(Powerwall Home Battery)是一款家用級(jí)可充放式鋰電池,提供兩個(gè)版本供消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi):可以儲(chǔ)存10度電(售價(jià)3500美元)和可以儲(chǔ)存7度電(售價(jià)3000美元),可以儲(chǔ)存10度電的Powerwall Home Battery主要用于作應(yīng)急電源使用,而可以儲(chǔ)存7度電的Powerwall Home Battery主要供家庭日常生活使用。
這款產(chǎn)品按照特斯拉創(chuàng)始人馬斯克的設(shè)想,全球已有20億輛汽車(chē),因此20億個(gè)電源是可行的。最近剛投產(chǎn)的投資50億美元的超級(jí)鋰電池工廠預(yù)留相當(dāng)于30%以上的產(chǎn)能給了這個(gè)充電寶產(chǎn)品。
一些能源專家表示,這個(gè)計(jì)劃將引發(fā)真正的新能源革命,徹底改變傳統(tǒng)集中發(fā)電、集中供電方式,集中供電方式將逐漸被減少,能源自由將改變?nèi)祟?lèi)生活方式。設(shè)想歸設(shè)想,計(jì)劃歸計(jì)劃,產(chǎn)品歸產(chǎn)品。如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),絕不是推出一個(gè)產(chǎn)品就能順利解決的。
這款家用電池系統(tǒng),按照設(shè)想,一是與電網(wǎng)連接(能否向電網(wǎng)交換電力還不清楚),充入低谷電,高峰時(shí)放出電供家用,可以減少電費(fèi)支出。二是與太陽(yáng)能電池連接,把太陽(yáng)能電力白天充入,夜晚家用,三是給特斯拉電動(dòng)汽車(chē)充電。說(shuō)來(lái)說(shuō)去就是一款儲(chǔ)能(雙向能充電和供電)產(chǎn)品。我們暫且不去討論這款電池系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能,因?yàn)楹芏嗳硕贾捞厮估笮统潆娬緦?shí)行的是免費(fèi)為特斯拉電動(dòng)汽車(chē)充電。在這里只是想說(shuō)說(shuō)特斯拉為什么要在生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)的同時(shí),還要大力生產(chǎn)和推廣充電寶,來(lái)進(jìn)行充滿理想主義的新能源革命。
特斯拉2015年全年電動(dòng)汽車(chē)?yán)塾?jì)銷(xiāo)量為50580輛,同比增長(zhǎng)60%,超出了原定5萬(wàn)輛的銷(xiāo)量目標(biāo),基本上都是高端車(chē)型,性能超群,售價(jià)不菲,特斯拉Model3電動(dòng)汽車(chē)是一款售價(jià)在3.5萬(wàn)美元的大眾汽車(chē),將于明年底生產(chǎn)上市,目前預(yù)約訂購(gòu)數(shù)量已經(jīng)接近40萬(wàn)輛,最終產(chǎn)能將達(dá)到每年50萬(wàn)輛。特斯拉為什么不給自己的電動(dòng)汽車(chē)增加儲(chǔ)能應(yīng)用功能,來(lái)代替或部分代替充電寶的儲(chǔ)能應(yīng)用??jī)煞N產(chǎn)品相比,電動(dòng)汽車(chē)的電池容量在50度電以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)家用充電寶7度電和10度電的容量。再說(shuō)這么小的充電寶給電動(dòng)汽車(chē)充電,能充幾度電,這離減少集中供電、實(shí)現(xiàn)“能源自由”的生活方式相距甚遠(yuǎn),如何實(shí)現(xiàn)得了。
特斯拉之所以沒(méi)有給電動(dòng)汽車(chē)增加儲(chǔ)能功能,可能是現(xiàn)有產(chǎn)品都是高端產(chǎn)品,沒(méi)有哪個(gè)車(chē)主會(huì)在乎一點(diǎn)電錢(qián),推出了意義不大,而且其目前全年產(chǎn)銷(xiāo)量才突破5萬(wàn)輛,與那20億輛車(chē)相比,沒(méi)必要去增加充電寶功能。特斯拉Model3電動(dòng)汽車(chē)就不一樣了,既然是平民大眾車(chē),或許應(yīng)該增加移動(dòng)電站功能,進(jìn)而再推出帶有充電寶功能的后續(xù)產(chǎn)品。
從技術(shù)上分析,特斯拉目前電動(dòng)汽車(chē)使用的是松下生產(chǎn)的18650電池,標(biāo)稱循環(huán)壽命大于1000次,單顆電池的容量為3100毫安時(shí)。這種電池容量和內(nèi)阻在1000次充放電后仍保持著相對(duì)穩(wěn)定的水平。Model3電動(dòng)汽車(chē)可能使用新電池工廠生產(chǎn)的20700鈷酸鋰電池,其性能大大超過(guò)原來(lái)的18650電池。配置50千瓦時(shí)電池組,單次充電行駛里程超過(guò)200英里(322公里),按照電池性能分析,一年300次充放,可以用三年多,可以行駛超過(guò)32萬(wàn)多公里。如果配置65千瓦時(shí)的電池組,單次充電行駛里程將為225英里(362公里)。一年300次充放,可以用三年多,則可以行駛超過(guò)36萬(wàn)多公里。特斯拉對(duì)電池的質(zhì)保是8年或16萬(wàn)公里免費(fèi)保修政策。從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上說(shuō)那1000次充放是100%充放電,如果80%充放電,那次數(shù)就大很多了。因此從技術(shù)上說(shuō),增加移動(dòng)電站功能或者充電寶功能不存在技術(shù)問(wèn)題。
從使用上分析,有誰(shuí)買(mǎi)了車(chē)會(huì)每天都開(kāi)300多公里呢?鋰電池30多萬(wàn)公里的行駛能力不會(huì)給增加和使用充電寶的功能帶來(lái)壓力,有了電動(dòng)汽車(chē)與充電樁的連接,電動(dòng)汽車(chē)有能力與電網(wǎng)交換一定的電量,在一定程度上代替和起到的了家用充電寶的作用,太陽(yáng)能的電力直接供給電網(wǎng),由電網(wǎng)調(diào)配更趨合理一些。電動(dòng)汽車(chē)拿出三分之一的電量,比充電寶的容量要強(qiáng)許多,干嘛再買(mǎi)一個(gè)充電寶放到家里。有報(bào)道說(shuō),特斯拉創(chuàng)始人馬斯克可能已經(jīng)開(kāi)發(fā)出把石墨烯應(yīng)用到鋰電池的技術(shù),電動(dòng)汽車(chē)單次充電的行駛里程能達(dá)到500英里(800公里)以上,到時(shí)候電動(dòng)汽車(chē)就能夠拿出更多的電量來(lái)與電網(wǎng)交換家庭用電量。
充電寶的推出充分體現(xiàn)了美國(guó)人、歐洲人提倡環(huán)保、提倡能源自由的理念,但是即使集中發(fā)電減少了,電網(wǎng)一時(shí)半會(huì)兒也不可能取消,太陽(yáng)能、風(fēng)能等分散式能源也需要上電網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)和平衡。電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)的連接和充電寶與電網(wǎng)的連接都會(huì)促進(jìn)電網(wǎng)的電量平衡,為電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行起到促進(jìn)作用。與那20億輛現(xiàn)有汽車(chē)相比,電動(dòng)汽車(chē)在今后數(shù)十年內(nèi),產(chǎn)銷(xiāo)量將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)較大幅度的增加。或許特斯拉應(yīng)該考慮讓自己生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)增加充電寶的功能,與現(xiàn)在推出的充電寶一起,去實(shí)現(xiàn)那個(gè)充滿環(huán)保理念的能源自由方式的宏偉設(shè)想,這樣做無(wú)論怎么說(shuō)都更靠譜一些。