能源自由,从特斯拉PowerWall家用电池系统说起

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特斯拉四月份发布了一款全新的产品,它不是汽车,而是一个巨大的“充电宝”,一款名为PowerWall的家用电池系统和商用的电池系统PowerPack。特斯拉希望通过这样的方式改变全人类的用电方式,并以此掀起真正的能源革命以及可再生能源的普及。

我们先了解一下这套特斯拉用电系统,特斯拉家用用电系统(Powerwall Home Battery)是一款家用级可充放式锂电池,提供两个版本供消费者购买:可以储存10度电(售价3500美元)和可以储存7度电(售价3000美元),可以储存10度电的Powerwall Home Battery主要用于作应急电源使用,而可以储存7度电的Powerwall Home Battery主要供家庭日常生活使用。

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这款产品按照特斯拉创始人马斯克的设想,全球已有20亿辆汽车,因此20亿个电源是可行的。最近刚投产的投资50亿美元的超级锂电池工厂预留相当于30%以上的产能给了这个充电宝产品。

一些能源专家表示,这个计划将引发真正的新能源革命,彻底改变传统集中发电、集中供电方式,集中供电方式将逐渐被减少,"能源自由"将改变人类生活方式。设想归设想,计划归计划,产品归产品。如何实现这个目标,绝不是推出一个产品就能顺利解决的。

这款家用电池系统,按照设想,一是与电网连接(能否向电网交换电力还不清楚),充入低谷电,高峰时放出电供家用,可以减少电费支出。二是与太阳能电池连接,把太阳能电力白天充入,夜晚家用,三是给特斯拉电动汽车充电。说来说去就是一款储能(双向能充电和供电)产品。我们暂且不去讨论这款电池系统的经济性能,因为很多人都知道特斯拉大型充电站实行的是免费为特斯拉电动汽车充电。在这里只是想说说特斯拉为什么要在生产电动汽车的同时,还要大力生产和推广充电宝,来进行充满理想主义的新能源革命。

特斯拉2015年全年电动汽车累计销量为50580辆,同比增长60%,超出了原定5万辆的销量目标,基本上都是高端车型,性能超群,售价不菲,特斯拉Model 3电动汽车是一款售价在3.5万美元的大众汽车,将于明年底生产上市,目前预约订购数量已经接近40万辆,最终产能将达到每年50万辆。特斯拉为什么不给自己的电动汽车增加储能应用功能,来代替或部分代替充电宝的储能应用?两种产品相比,电动汽车的电池容量在50度电以上,远远超过家用充电宝7度电和10度电的容量。再说这么小的充电宝给电动汽车充电,能充几度电,这离减少集中供电、实现“能源自由”的生活方式相距甚远,如何实现得了。

特斯拉之所以没有给电动汽车增加储能功能,可能是现有产品都是高端产品,没有哪个车主会在乎一点电钱,推出了意义不大,而且其目前全年产销量才突破5万辆,与那20亿辆车相比,没必要去增加充电宝功能。特斯拉Model 3电动汽车就不一样了,既然是平民大众车,或许应该增加移动电站功能,进而再推出带有充电宝功能的后续产品。

从技术上分析,特斯拉目前电动汽车使用的是松下生产的18650电池,标称循环寿命大于1000次,单颗电池的容量为3100毫安时。这种电池容量和内阻在1000次充放电后仍保持着相对稳定的水平。Model 3电动汽车可能使用新电池工厂生产的20700钴酸锂电池,其性能大大超过原来的18650电池。配置50千瓦时电池组,单次充电行驶里程超过200英里(322公里),按照电池性能分析,一年300次充放,可以用三年多,可以行驶超过32万多公里。如果配置65千瓦时的电池组,单次充电行驶里程将为225英里(362公里)。一年300次充放,可以用三年多,则可以行驶超过36万多公里。特斯拉对电池的质保是8年或16万公里免费保修政策。从技术标准上说那1000次充放是100%充放电,如果80%充放电,那次数就大很多了。因此从技术上说,增加移动电站功能或者充电宝功能不存在技术问题。

从使用上分析,有谁买了车会每天都开300多公里呢?锂电池30多万公里的行驶能力不会给增加和使用充电宝的功能带来压力,有了电动汽车与充电桩的连接,电动汽车有能力与电网交换一定的电量,在一定程度上代替和起到的了家用充电宝的作用,太阳能的电力直接供给电网,由电网调配更趋合理一些。电动汽车拿出三分之一的电量,比充电宝的容量要强许多,干嘛再买一个充电宝放到家里。有报道说,特斯拉创始人马斯克可能已经开发出把石墨烯应用到锂电池的技术,电动汽车单次充电的行驶里程能达到500英里(800公里)以上,到时候电动汽车就能够拿出更多的电量来与电网交换家庭用电量。

充电宝的推出充分体现了美国人、欧洲人提倡环保、提倡能源自由的理念,但是即使集中发电减少了,电网一时半会儿也不可能取消,太阳能、风能等分散式能源也需要上电网进行协调和平衡。电动汽车与电网的连接和充电宝与电网的连接都会促进电网的电量平衡,为电网的平稳运行起到促进作用。与那20亿辆现有汽车相比,电动汽车在今后数十年内,产销量将会出现一个较大幅度的增加。或许特斯拉应该考虑让自己生产的电动汽车增加充电宝的功能,与现在推出的充电宝一起,去实现那个充满环保理念的能源自由方式的宏伟设想,这样做无论怎么说都更靠谱一些。

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