特斯拉大型电池系统可缓解电力危机 但仍需化石燃料

凤凰网科技 2017-12-26 作者:箫雨

  图1:特斯拉锂电池储能系统

  凤凰网科技讯 据新闻网站Quartz北京时间12月26日报道,特斯拉公司为南澳大利亚打造了全球最大的锂离子电池系统,缓解了南澳大利亚的用电危机。但是,该电池系统只能缓解地方电网的电力危机,更大规模的备用电力仍需要使用化石燃料来获得。

  今年3月,特斯拉CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)在Twitter上打赌:特斯拉只需100天时间就能够在南澳大利亚建造一个容量达到100兆瓦的锂离子电池系统。如果做不到,特斯拉就会无条件把钱退还给澳大利亚。 特斯拉做到了。在经过初次试验后,这一破纪录的电池系统在本月初启用。这个电池系统来得很及时,因为南澳大利亚酷热的夏天从12月份开始,正是用电高峰期。实际上,在上线两周内,Hornsdale储能电池系统(官方名称)就遭遇了首次考验。12月14日,澳大利亚最大发电站之一的LoyYang的一个燃煤机组发生故障,导致560兆瓦的电力突然丧失,这些电力足够供17万澳大利亚家庭的用电。

  图2:马斯克称能在100天内完成电池系统安装

  这恰好是特斯拉储能电池所要解决的一类问题。在Twitter上打赌前,马斯克已经公开宣称,特斯拉的电池有望解决南澳大利亚长期存在的夏季断电问题。特斯拉最终取得了成功。在上述火力发电厂发生故障后,距离该发电厂大约1000公里外的特斯拉电池系统立刻向电网中输送了7兆瓦的电力,缓解了断电危机,帮助电网恢复供电。特斯拉的这次电力输送以极快的速度完成,快的连澳大利亚能源市场监管部门都无法计算时间。

  同样的断电事故在12月22日再次发生。当时,LoyYang的另外一个燃煤机组发生故障,导致353兆瓦的电力丧失。特斯拉电池系统再次出手相救,在数毫秒内向电网输送了16兆瓦的电力,让电网处于可控范围内。

  几乎所有电网都有备用电力资源。这些备用电力在用电低谷期时不会使用,在需要时启动。在多数情况下,这些备用电力是使用化石燃料的“调峰电厂”。在紧急情况下,化石燃料依旧是提供能源的最可靠方式。特斯拉电池系统使用的是风能发电,被视为可再生能源加电池存储系统能够取代化石燃料“调峰电厂”的一次概念验证。

  化石燃料依旧不可或缺

  但是,从技术上讲,特斯拉电池系统只是为地方电网提供少量特定服务。如果澳大利亚发生了更大规模的断电事故,Hornsdale储能系统也无能为力。

  虽然特斯拉电池系统使用的是清洁能源,反应速度快,规模大,但是在庞大电网系统中,它的力量依旧十分微薄。它能够为3万户家庭提供电力,但是在一个100兆瓦的系统中,70兆瓦只能维持10分钟,另外30兆瓦能够提供3个小时的电力。在南澳大利亚,电网的正式备用电力是来自Gladstone发电站的一个火力发电厂。在上述两次断电事故中,这个火力发电厂的启用只比特斯拉电池系统晚了几秒钟,缓解了特斯拉电池的供电压力。

  换句话说,锂离子电池系统是很好的备用电力。考虑它的速度,它可能是世界上最好的备用电力,但它也少不了化石燃料的援助。

  另一个问题是,靠风能发电的电池往往存在内在不稳定性。锂电池最多只能储存几周的电力,一旦充电电源被移除,它就开始消耗电力。例如,如果澳大利亚阿德莱德的风季过去,那么马斯克的庞大电池系统就变得无用了。因此,除非电池价格大幅下滑,或者人们找到一种更长时间储存电力的方法,否则这种电池系统只能用于用电高峰期时的备用电力,例如澳大利亚的夏天。这就是为何电池系统并没有在全球各地普及的原因:政府和公共事业机构不想把钱花在一年中大部分时间都无用的系统上。

  即便如此,一些分析师认为,可再生能源和电池的成本将会下降地足够快,以至于这些系统最快能够在2025年与使用化石燃料的“调峰电厂”分庭抗礼。特斯拉电池系统在南澳大利亚的成功使得许多人要求政府干预能源市场,这可能会让此类系统获得政府的资助,进一步加快化石燃料的淘汰进程。