马斯克用一块电池打破了新能源僵局

十年后，我们开灯关灯的场景，与我们父辈甚至祖辈所处的时代也许并无二致，但其背后的供电系统将截然不同。今天我们所使用的电力来自于大型集中式发电站，但十年后，它可能来自你邻居家的太阳能电池板。这些电能存储在你车库里的大型电池中，你下班回到家后即可使用。

输电网络建成至今已有一个多世纪，如今它正迎来有史以来最大的变革。以往，电力生产和分发的控制权被电力公司牢牢掌控，但未来它将分散到我们每一个人手中。

这场变革波及甚广，普通居民、创业公司以及拥有数十年历史的老牌电力公司都牵涉其中。但要说到其中最具远见卓识，以及收益最多的，还要数特斯拉的CEO埃隆·马斯克。除了大众所熟知的特斯拉电动汽车，马斯克还推出了太阳能屋顶发电系统，以及家庭储能系统Powerwall。

特斯拉家庭储能系统Powerwall

在这场电力网络的变革中，马斯克不过刚刚迈出了几小步，但影响十分深远。他正在努力搭建一个“人人可以发电，人人可以用电”，同时家家户户(甚至电力公司)拥有大型储能电池的新型电力网络。这些大型储能电池可以在电力富余时存储电能，供电力紧张时使用。

太平洋煤气电力公司的电网创新主管Vivek Narayanan对此描述道：“我们正在努力摆脱传统的单向电力网络，朝着未来电网进发。”

“零缓冲”的电力网络

通常我们会在汽车油箱里的油耗尽之前补充燃料，但电力网络的工作方式与此不同。每年的不同季节，每天的不同时段，我们对于电力的需求都在不断变化。以英国为例，很多人会在肥皂剧《EastEnders》结束后烧开水泡茶，导致电力需求激增。电力运营商必须随时调整，以确保电力供应与用户的需求保持平衡。

再以一个日常生活场景为例：很多人会在银行账户中储蓄，以备不时之需;但电力运营商并没有这样的“储蓄账户”，面对电力需求的波动，他们没有任何缓冲余地。而这正是替代能源的瓶颈所在。

煤电、水力发电和核能发电通常能产生稳定的电力输出，其他发电方式——比如越来越常见的天然气发电，供电部门也可以在用电高峰期时开启，以保证电力供应。但替代能源，尤其是太阳能发电和风力发电，只有在有阳光和风的情况下才能工作。这就使得供需匹配难以实现，晚上你下班回到家后正准备开灯，太阳能发电系统却早已停止了工作。

不久前，美国总统特朗普在白宫宣布退出《巴黎协定》，引发轩然大波。美国能源基础设施实践总监Jonathan Mir表示：“特朗普政府无视全球气候变暖，仍然试图复兴煤电，但天然气价格暴跌已经宣示了煤电时代的终结。”可再生能源一旦变得比化石能源发电更便宜，用新型电力取代煤电便是水到渠成的事情。

储能电池打破僵局

Eos储能公司的首席执行官Michael Oster指出：“我们今天使用的电力网络，是以能满足最极端的用电情况为标准而设计的。如果我们拥有电力存储系统，那么只需要建设能满足平均用电需求的电力网络就够了。”

电力存储系统的问世将削弱传统电力运营商的重要性。以特斯拉的Powerpack电力存储系统为例，它可以为数百户人家提供足够的电力。不过这些电力存储系统并不便宜。一个兆瓦级的Powerpack可以供750个家庭使用4小时，同时其成本也高达180万美元。不过，与升级传输线和其他设备的成本相比，它们还是很便宜的。

太平洋煤气电力公司在萨克拉门托以北50英里的一个变电站，安装了容量为2000千瓦时的电池，这块电池足以供375个家庭使用4小时。2000千瓦时是一个什么概念呢?大致相当于33辆雪佛兰Bolt电动汽车，或者36400台13英寸MacBook Pro笔记本电脑的电池容量总和。

记者了解到，还有两个更大容量的Powerpack系统也已经投入使用。其中一个位于夏威夷，容量高达52兆瓦时——相当于870辆雪佛兰Bolt;另一个则位于南加利福尼亚州，容量为80兆瓦时——相当于1330雪佛兰Bolt。

特斯拉位于夏威夷考艾岛的太阳能设施

特斯拉认为，其电池工厂Gigafactory将在2018-2020年间实现满负荷运转，届时能将电池的成本再压缩30%。Mir指出，太阳能和风能在价格下降后便开始流行开来，电力存储也将遵循同样的规律。

电网级的电力存储系统对电力公司来说很有价值，但特斯拉志不在此。它希望向家庭用户销售价值5500美元的Powerwall 2，据特斯拉宣称，这样一块电池可以供普通两居室家庭使用一整天。据雷锋网了解，如果将安装费用计算在内，Powerwall 2的成本高达7000美元。

Mir认为这样的电池对大多数人来说并不经济实惠，难以在市场推广。Regulatory Assistance Project高级顾问吉姆·拉扎尔(Jim Lazar)认为，储能电池有用武之地，但前提是它能变得更加便宜。在美国，有许多由电力公司控制的热水器和制冰空调，它们会在非高峰用电时段工作。拉扎尔认为，价值5500美元的Powerwall存储的能量还没有这些价值500美元的热水器多。

未来更加经济

不过，随着能源价格的变化，这一局面有可能发生变化。

目前，大多数屋顶太阳能电池板的用户仅需要为超出产生部分的电力付费——这种方案被称作净计量。这意味着，如果你使用的电能与你家的太阳能电池产生的电能一样多，就无需支付任何费用。这对消费者来说自然是一桩好消息，但电力公司可不这么认为。

美国已经有40个州出台了净计量政策，但这导致了电力公司和太阳能用户间的摩擦。为了更好地调整用电高峰期的用电成本，加州等地正在修改净计量率和相关法规。

净计量政策的废除和调整可能会促使人们购买大型电池，用于储存家庭产生的电能，供用电高峰时段使用。这一做法正变得越来越普遍，最终可能会让储能电池更加经济实惠。南加利福尼亚州爱迪生先进能源储存集团高级经理Loic Gaillac预计，如果净计量率和相关法规发生变化，家庭电力存储将迎来爆发式增长。

随着数以百万的家庭开始使用电力存储系统，传统电力公司面临着两个选择：要么主动适应，要么被时代淘汰。拉扎尔指出，“这种演变不可避免，同时也很必要。”

当然，电力网络的变革之路也很坎坷，但马斯克这样的企业家们正在奋力前行。如今，太阳能屋顶和特斯拉电动汽车已经走进了我们的生活，相信全新的电力网络也已经离我们不远了。