碳中和赛跑：绿色能源之母，储能技术能解“限电”危机？

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中国内地近日大规模实施紧急限电，已导致不少工厂拉闸停工，甚至冲击百姓日常生活。放眼全球，各国同样面临能源供应吃紧，虽已争相布局再生能源之建设和技术研发，然而再生能源供应不稳定性仍有待解决。在未来，各国有可能凭借提升“储能”（energy storage）技术追逐碳中和目标，同时克服供电不足的难题吗？

一个使用太阳能发电的地方，总有阴天的时间。那么，没有太阳的日子，岂不是没法用电？一个使用风力发电的地方，是否终日寒风凛冽？没有风了怎么办？

像太阳能、风能这些再生能源大多受制于天气、季节等自然因素，因此相当不稳定。故此，它们需要配备具效能的储能系统。再生能源的储能概念因此应运而生，而且顺应着世界绿色能源转型潮流，其战略地位愈显重要。

太阳能、风能等再生能源虽然零碳排放，但其不稳定性是致命缺点。因此业界积极拓展具效能的储能技术方案，以弥补再生能源的不足。（Getty Images）

“电池大战”

所谓储能，意思即是在合适时机以特定形式将能量储存起来，再待未来将之释放出来。目前讨论得最沸沸扬扬的方式，就是储能电池（绝大多数为锂离子电池），它亦是较可行适合未来城市大规模绿色能源应用的储能技术方案。

“当一个国家的再生能源发电，占上全国电力需求的超过10至20%，你就开始需要依赖储能技术，不然的话整个电网都会很不稳定。”香港太阳能企业NEFIN集团首席业务开发总监张博宏向《香港01》说道。

张博宏认为，储能是稳定电网的必要技术。图为张博宏身处于NEFIN在数码港建设的一处太阳能系统项目。（龚嘉盛摄）

要实现储能电池的广泛应用，目前还需要持续的研究，以突破电池技术瓶颈。科学家们主要还是从电池化学成份，包括正极、负极和电解质的“配方”入手，通过不同化合物元素的组合，希望研发出能量密度、持久度、安全性兼具的新型储能电池。至于哪条“配方”才是最具发电效益组合，就是目前各大研究团队争逐的核心技术，其中又以来自美国、中国、日本的储能企业手执牛耳。

张博宏补充道：“如果要看哪个电池技术领先，就需要留意电动车产业，这些电动车公司会获取得最高效率的电池。”

Tesla设想的Megapack储能电池系统生态。（Tesla）

为人熟悉的电动车企业Tesla，便早早布局储能电池产业，这些年来先后推出Powerwall、Powerpack、Megapack，总共三款规模不一的储能电池系统。Tesla之所以会拓展储能电池业务，正正就是因为这方面的技术研发，将直接影响到其电动车产品的迭代革新。

又例如电动车业务同样发展迅速的中国龙头车厂比亚迪（BYD），其储能业务范围现已涉足全球50多个国家，总储能容量超过1.7GWh。

中国汽车大厂比亚迪近年也积极布局储能业务。（BYD）

扑不灭的火？

不过，目前来说储能电池产业受到不同因素影响，窒碍其技术发展和普及化的进程。

首先是储能电池的安全性问题。由于受到技术限制，现时最常用到的锂电池的起火风险依然不低。今年8月初，澳大利亚维多利亚州一个电网级规模的大型储能电池组便因不明原因起火。一处占地不大的火头，足足燃烧三天才陆续受控。该项目由法国电力生产商Neoen SA与Tesla合作开发，项目名为“Victorian Big Battery”（由Tesla提供其Megapack大型储能技术），旨在帮助维多利亚州实现2030年前五成电力生产自再生能源的绿色电网目标。

“若然现在（锂电池）起火了，（由于化学原因）这种火还很难扑灭，至少目前是这情况，这个缺点其实相当严重。”张博宏说道。

One of Tesla's biggest utility-scale batteries in Australia has been burning for four days 🇦🇺🔋
Local authorities are struggling to control a fire in one of the Tesla Megapacks at the Victorian Big Battery after the blaze initially erupted on Fridayhttps://t.co/36Rm8NsGLm pic.twitter.com/C5KINqpdyB

— Stephen Stapczynski (@SStapczynski) August 2, 2021

储能电池需要克服的难关，还有成本问题。储能电池技术虽然愈趋成熟，但要实现全面普及化以助各国实现碳中和目标，仍然有一定距离，因为目前储能电池的生产成本水平，对很多新兴国家来说仍是难以负担。

据推算，大型锂离子电池储能系统的平均储能成本每MWh大约为130至245美元。若然全面应用至电网规模，储能电池的成本需要持续降低，才能继续提升使用率。

成本如此高，其中一个主因还是要归根于原材料供应限制。由于储能电池涉及众多稀有原材料，包括锂、钴及各类稀土。不幸的是，这些原材料的分布并不平均，往往集中于个别国家。例如钴，非洲国家刚果民主共和国的钴矿便占了全球供应量达六成，总产量超过60,000公吨，远超第二位、钴总产量仅约7,000公吨的中国。

刚果民主共和国国内一个大型矿场。当地钴矿占了全球供应量达六成。（Getty Images）

随着各界对碳中和概念及再生能源产业愈加重视，储能电池的重要性愈来愈大，生产储能电池的原材料于是成为各国间的贸易争端导火线，这些原材料近年也成为炙手可热的大宗商品，刺激国际交易价格飙升。

张博宏补充说，今年疫情更加剧了原材料短缺问题，这甚至不限于专门用于储能电池的稀有矿物，还波及到其他普通造料，令整体再生能源及储能产业的经营成本急速上升。“全球原材料供应短缺，价格上升，物流成本也上升……今年polysilicon（多晶矽）价钱是去年的3倍；玻璃的价格翻了一倍；钴的价格升了20-30%；这些全部直接提高太阳能板和储能系统的造价。”

张博宏认为，原材料短缺问题令到整个再生能源及储能产业的产能遭削弱。（龚嘉盛摄）

再生能源与储能产业链，都存在各种波动性极高的因素所影响，尽管绿色能源转型已成无可逆转的世界潮流，惟储能产业未来的发展道路，相信依然会荆棘满途。

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