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  • 電池十年:能源存儲如何在未來 10 年徹底改變行業

  • https://www.cnbc.com/ 2021/11/12
  •   十年可以帶來多大的不同。2010 年,電池為我們的手機和電腦供電。到本世紀末,它們也開始為我們的汽車和房屋提供動力。

      在過去十年中,鋰離子電池產量的激增將價格壓低到了歷史上第一次電動汽車從成本和性能的角度在商業上變得可行。下一步,以及將定義下一個十年的是公用事業規模的存儲。

      隨著氣候危機的緊迫性變得越來越明顯,電池是向可再生燃料世界過渡的關鍵。太陽能和風能在發電中發揮著更大的作用,但如果沒有有效的儲能技術,在沒有陽光或無風的時候就需要天然氣和煤炭。因此,如果社會要擺脫依賴化石燃料的世界,那么大規模的存儲將起到重要作用。

      瑞銀估計,未來十年儲能成本將下降 66% 至 80%,全球市場將增長至 4260 億美元。在此過程中,整個生態系統將不斷發展壯大,以支持電池供電的新時代,其影響將遍及整個社會。

      改變電網

      例如,如果電動汽車的增長速度快于預期,那么石油需求峰值可能會比預期更快達到,而更多的綠色發電將改變電網的構成。

      在最近給客戶的一份報告中,Cowen 分析師表示,電網將“在未來十年內看到比之前 100 年更多的變化”。

      不斷增長的儲能市場不乏投資機會,尤其是在政府補貼和法規有助于轉向清潔能源的情況下。但與其他競爭激烈的市場(例如 1990 年代的半導體領域)一樣,電池領域并不總是為投資者提供最佳回報。許多電池公司已經破產,這突顯出改變社會的產品可能不會回報股東的事實。

      “最終這將歸結為一些賺錢的行業領導者,”JMP Securities 的 Joe Osha 說。“我認為所有這些公司都將在未來 5 到 10 年內為[電動汽車]制造商提供不斷下降的價格。我不太確定他們會在這個過程中產生豐厚的股東回報。”

      也就是說,雖然投資純電池公司可能很棘手,但仍有機會瞄準那些將從向低碳世界的轉變中受益的公司。

      隨著科學家們改變電池的化學成分,以及公司對可能成為下一個突破性技術的押注,專注于清潔技術的風險投資公司Clean Energy Ventures 的創始人 Dan Goldman表示,創新電池管理系統等領域是一個不錯的選擇。投資者,因為他們可以使用任何電池技術。

      落基山研究所的研究人員在Breakthrough Batteries 中寫道:“捕捉控制和基于電池的能源系統轉變背后的巨大經濟機遇”不僅需要規劃者、政策制定者和監管機構,而且還需要投資者“采取生態系統方法來開發這些市場”:為清潔電氣化時代提供動力。

      電池:科學的新星

      最簡單形式的電池技術可以追溯到兩個多世紀以前。這個詞本身是一個總稱,因為電池有各種形狀和大?。恒U酸、鎳鐵、鎳鎘、鎳金屬氫化物等。

      鋰離子電池——它本身可以是一個籠統的術語——于 1970 年代首次開發,并于 1991 年由索尼首次商業化,用于公司的手持錄像機。從 iPhone 到醫療設備,從飛機到國際空間站,它們現在無處不在。

      也許這些電池在現代社會中所發揮作用的最大標志是今年的諾貝爾化學獎授予了開發鋰離子電池的三位科學家。

      瑞典皇家科學院在 10 月份表示:“在過去的幾十年里,[鋰離子電池] 的發展進展迅速,我們可以期待在電池技術方面有更多重要的發現。”“這些未來的突破無疑將進一步改善我們的生活,不僅是為了我們的便利,也是為了全球和當地環境,最終是我們整個星球的可持續性。”

      電動汽車:走得更遠

      特斯拉在 2008 年推出 Roadster 時,是第一家將電池驅動的電動汽車商業化的汽車公司。 汽車制造商之前曾嘗試過混合動力車型,但鑒于生產成本高昂,他們普遍對純電動汽車不感興趣。

      但消費者的口味在過去十年發生了變化,隨著監管監督的增加——尤其是在歐洲——汽車制造商不得不跟上。

      幾乎所有汽車制造商現在都提供或計劃提供全電動——或者至少是混合動力車型。11 月,福特推出了全電動 Mustang Mach-E,這是該公司到 2022 年開發 40 款全電動和混合動力車型的 110 億美元計劃的一部分,3 月,大眾汽車將其電動汽車目標提高到 2028 年的 70 款新車型,之前的目標是 50。

      電動汽車的電池組價格通常以每千瓦時的成本來衡量。在過去十年中,隨著生產達到規模經濟,價格已經下降。根據彭博新能源財經的數據,它們現在每千瓦時的成本約為 156 美元,比 2010 年的 1,100 美元/千瓦時成本下降了 85%。彭博新能源財經發現,持續生產和提高效率將使價格到 2024 年降至 100 美元/千瓦時以下,這很重要,因為這是行業共識,即電動汽車何時能與內燃機汽車平價。

      Cowen 分析師 Jeffrey Osborne 在最近的一份報告中表示:“雖然電動汽車的概念并不新鮮,但在這個汽車周期中的不同之處在于,可靠且低成本的電池在實用的外形中具有出色的能量和功率能力。”給客戶的注意。

      根據國際能源署的數據,2018 年插電式電動汽車(包括電池驅動的電動汽車和插電式混合動力汽車)的全球銷量達到 198 萬輛,使上路的電動汽車總數超過510 萬。在今天道路上行駛的 10 億多輛汽車中,這仍然只是很小的一部分,但預計這一數字將繼續增長。彭博新能源財經預測,到 2040 年,57% 的新乘用車銷量將是電動的,這將使電動車隊總數達到 30%。

      特斯拉目前是全球最大的電動汽車制造商,雖然它尚未實現年度盈利,但它已實現季度盈利,包括最近一個季度。事實證明,從投資的角度來看,該公司有些兩極分化,因為經常未能實現交付目標,而且首席執行官埃隆·馬斯克(Elon Musk)有時行為古怪。

      但該公司已成功降低其電池組的價格。這部分是由于特斯拉在內華達州斯帕克斯的超級工廠運行效率接近峰值,還因為該公司的住宅和公用事業存儲選項有助于分散電池生產的固定成本。該公司還受益于政府補貼和其超級工廠的精簡運營。

      電池是區分電動汽車的關鍵,因為汽車的續航里程由儲存的能量決定,同時也決定了汽車充電所需的時間。

      瑞士信貸在最近的一份報告中表示,重要的是要對特斯拉的電池開發給予“應得之處”。該公司對該股的評級為跑輸大盤,但表示由于其電池的能量密度等因素,該汽車制造商“在電氣化方面比其他汽車制造商更具優勢”。

      特斯拉的緊湊型Model 3起價為 39,990 美元——不包括政府補貼和汽油的節省——這意味著它仍然比汽油動力的緊湊型汽車貴得多。汽車制造商未來必須解決的另一個問題是單次充電的續航里程更長和充電時間更快,這兩者都阻礙了廣泛采用。

      但隨著電池成本的下降,標準普爾全球普氏能源資訊表示,電動汽車最快可能在未來兩到三年內在油價高的地方變得具有競爭力。

      “特斯拉將一個品牌推向市場,它確實幫助了整個行業,”IHS Markit全球無機物總監Austin Devaney 說。“您將到達錢包方面將開始吸引更多人購買電動汽車的地方,因此您將在未來幾年看到普及率的提高。”

      電池供應鏈的投資機會

      電池驅動的電動汽車仍然相對昂貴的主要原因是其生產所需的原材料成本。除了鋰,鋰離子電池還需要鈷和石墨等其他礦物質,以及鎳、鋁和錳等金屬。

      電動汽車現在對鋰的需求超過了消費電子產品。標準普爾全球普氏能源資訊表示,雖然對這種礦物的需求不斷增長,但在產量增長超過電動汽車銷量低于預期的情況下,價格在過去十年中暴跌。該公司表示,預計未來五年交通和電力行業的需求將增加近兩倍,并且隨著“勢頭增強,需求可能會超過供應”。

      化學公司Albemarle可能是需求增長的受益者之一,因為它在世界各地都有鋰礦,包括內華達州的 Silver Peak 和智利的阿塔卡馬鹽沼。該股過去幾年一直在苦苦掙扎,去年,對該股具有買入等價評級的華爾街分析師數量從 80% 下降到 52%。

      但并非所有人都放棄了股票。杰富瑞 (Jefferies) 分析師勞倫斯·亞歷山大 (Laurence Alexander) 去年 12 月表示,這是“最有趣的 3-5 年故事之一”。他的目標價為 83 美元,比該股目前的交易價格高出 15%。

      其他鋰提取商包括總部位于費城的Livent(從FMC Corporation分拆出來)和智利公司Sociedad Quimica y Minera De Chile SA。

      在實際為電池組制造電池時,市場由松下、寧德時代、LG 化學和總部位于中國的比亞迪等亞洲公司主導,后者由沃倫巴菲特的伯克希爾哈撒韋公司擁有近 25% 的股份。

      松下與特斯拉有合作關系,LG化學為通用汽車和福特等公司生產電池。

      去年 12 月,通用汽車和 LG 化學宣布,他們將在 2023 年之前投資高達23 億美元,在俄亥俄州成立一家合資企業,生產電動汽車電池。“新工廠將幫助我們擴大生產規模并顯著提高電動汽車的盈利能力和可負擔性,”通用汽車首席執行官兼董事長瑪麗巴拉在宣布新工廠的媒體活動中表示。

      Devaney 說,我們已經達到了某種“臨界點”,材料制造商可以看到電池芯和電池組價格的平價。“五年前……電動汽車還是一種新奇事物……消費者不一定能從中受益,但今天他們卻能從中受益。”

      為您的手機供電,為您的家供電

      對更大更好的電池為電動汽車提供動力的需求已經產生了連鎖反應,包括進入家庭儲能領域。尤其是太陽能價格下降,加上政府補貼,鼓勵消費者轉向可再生能源。

      在 11 月給客戶的一份報告中,JMP 的 Osha 表示,提供太陽能和存儲選項的SunRun看起來有望迎來“出色的 2020 年”,部分原因是該公司存儲業務的增長潛力。

      “無論是在 RUN 還是整個行業,儲能的應用都非常引人注目——住宅電池已經從一種好奇心變成了新住宅太陽能裝置中越來越普遍的部分,”他說。

      特斯拉是另一家通過 Powerwall 電池提供太陽能和存儲的公司,Baird 分析師 Ben Kallo 表示,該公司目前是該公司“被低估”的一部分,但他預計隨著利潤率的擴大和部署的增長,該公司將成為“一個更大的關注領域” 。”

      雖然這兩家公司也提供太陽能安裝,但其他公司,如Enphase Energy,提供與現有太陽能系統集成的電池。在飆升 465% 之后,Enphase 是今年納斯達克綜合指數中表現最好的股票。

      下一步:公用事業級存儲

      然而,儲能的最大潛在市場不是個人消費者,而是大型公用事業公司。

      風能和太陽能等可再生能源正在為電網提供越來越多的電力。但是,在開發出有效的能源存儲之前,這些間歇性能源將繼續依賴化石燃料。

      夏威夷考艾島上的拉威太陽能和儲能項目。

      簡而言之,目前電網的典型運行方式是使用的電力是在不久之前產生的。庫存不多,因此供需必須始終處于平衡狀態。

      但隨著電池價格的下降,越來越多的公用事業公司正在將鋰離子電池集成到他們的系統中。目前,它們主要用于替代所謂的峰值發電廠——通常由天然氣提供動力的發電廠,僅在需求高峰時使用。他們還開始在有持續電力需求的地方(例如醫院)更換柴油發電機。

      政府激勵措施以及太陽能和風能成本的下降也在加速儲能的可行性。

      “10 年前,電池是可再生能源在電網中更高滲透率的解決方案,現在我認為您可以看到未來 10 年這一愿望成為現實的視線,”Ultra Capital董事總經理克里斯蒂安·哈內爾特 (Kristian Hanelt) 對 CNBC 說。他補充說,公用事業公司具有天然優勢,因為他們了解輸電網,并且知道可以從哪里受益。

      目前,最大的鋰離子電池裝置位于南澳大利亞,由特斯拉提供動力。它有 100 兆瓦的容量,據該網站稱,它可以在峰值輸出調度時為 30,000 個家庭供電。11 月,運營該站點的法國 Neoen 宣布擴建 50%,將容量提高至 150MW。

      如果存儲使風能和太陽能變得更加可行,可再生能源設備制造商和運營商以及化工和材料公司也將受益。奧斯本指出,隨著可再生能源和電動汽車從電網中汲取能量,將需要新軟件來幫助公用事業公司了解電力需求。

      “我們認為,在整個電網中實施智能是下一波 IT 支出和新興投資主題之一,可能會在未來 10 到 20 年內出現。從根本上說,智能電網是一種利用整個網絡的通信傳感器的大規模軟件集成活動,”他說。

      下一個十年

      成本居高不下是阻止鋰離子電池電網整合激增的原因之一。另一個因素是,這種特定類型的電池不一定最適合長時間儲存??能量。眾所周知,它們會著火,并且一些必需成分(例如鈷)存在問題,其中幾乎一半來自剛果?;厥蘸徒饘偬崛Νh境的影響是其他需要關注的問題。

      數十億美元被用于尋找替代品。固態電池——例如,使用鈉而不是液體電解質——是一種可能的選擇,液流電池也是如此,它使用電解質罐來儲存能量。但這些都不是可行的選擇。

      雖然無法確定哪種電池會勝出,但可以肯定的是,電池將在為我們的生活提供動力方面發揮更大的作用。本文由廣州 曼頓科技有限公司旗下的通頓電源網站轉載。如有侵權,請聯系刪除。

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