【儲能商機大迸發】Tesla 劍指綠能電網，中日韓逐鹿鋰電池規格寶座！

　　聯合國於2015年通過氣候協議《巴黎協定》（Paris Agreement）後，美、中、日、韓已先後宣布碳中和時程，甚至企業界也相繼發表邁向碳中和經濟的宣言，令綠色能源科技再度受到重視；為彌補綠能發電不穩定而衍生的能源儲存系統（Energy Storage System，ESS），更成為市場焦點。如果說2020年是全球車市電動化元年，那麼2021年將會是儲能商機爆發年！

 

減碳需求催旺儲能商機

 

　　為求降低碳排放量，歐盟推出一系列對抗氣候變遷的法例，當中包括2023年將會徵收「碳邊境稅」（Carbon Border Tax），對高碳排的進口商品課徵關稅，其他國家亦有意仿傚。如果企業不想辦法減低商品產生的碳排放量，將對出口貿易造成嚴重打擊。正因如此，太陽能、風能市場近期大幅成長，但是綠能發電卻易受自然環境變化影響，致使發電量極具波動性，對社會和經濟運作帶來困擾。

 

　　2014年3月底發生的日全食天文現象，在德國幾乎觸發了斷電危機，只因太陽能已佔全國18%的供電量，幸好在整個歐洲電網的協調下，德國出動備用機組緊急供電，才可安然度過。此事件正好反映了綠能電網中必須設置儲能系統，否則便難以維持電網穩定性。

 

電池儲能優於抽水蓄能

 

　　現時全球97%以上的儲能方案都是「抽水蓄能」：用水泵把水抽送到水庫，有需要時排水驅動渦輪機發電。可是，水庫儲能卻存有地理限制，如遇上旱季缺水，更是無所施其技。相比起來，電池儲能在使用上就靈活得多，電池可以擺放任何地方，又不受天氣影響，而且供電反應極快，能夠協助電網應對突發事故。

 

　　2017年12月，澳洲燃煤電廠跳電，使到電力供應異常，位處1,000公里外的特斯拉（Tesla）電池儲能廠，在140毫秒內向中央電網輸送100百萬瓦（MW）電力，讓電網保持正常運作。由是之故，電池已被視為未來儲能市場的發展重心，當中以鋰離子電池技術的研發最受關注。根據加拿大能源材料供應商Targray的資料，鋰電池佔去全球儲能電池市場的98.8%份額。

 

鋰電池的價格持續下跌

 

　　受惠於電動車日漸普及，鋰電池產量持續增加，使到其價格不斷下滑，帶動電池儲能市場興起。根據《彭博新能源金融》報道，2010年至2019年之間，鋰電池價格下調了87%，跌到每千瓦時（kWh）156美元（約1,217港元）左右，估計這個價格未來還會進一步下跌。

 

　　研調機構TrendForce的綠能研究報告指出，在節能減排與綠能成本持續下降的大勢下，從傳統集中式電網邁向智慧分散式電網的配置，已是未來智慧城市的主流發展，而電動車也需要透過儲能系統來提高能源效率，因此全球大型電池儲能容量於2020年已攀升至3.2吉瓦時（GWh，即100萬千瓦時），預估2019至2024年間的年複合增長率可達到22%。

 

　　能源諮詢公司伍德．麥肯錫（Wood Mackenzie）更估計，及至2030年，全球電網儲能電池容量可望增至741 GWh，當中多數為鋰電池儲能電；1 GWh的儲電量足以供給100萬戶家庭1小時的用電所需。

 

Tesla深耕儲能市場多年

 

　　說起Tesla有生產電池，不少人以為只是製造電動車用電池，事實卻不然。原來，特斯拉除電動車外，旗下還有能源業務，涵蓋家用與商用市場。家用產品有太陽能屋頂Solar Roof、家用儲能電池Powerwall；商用產品則有大型儲能電池Megapack、中型儲能電池Powerpack。

 

　　事實上，在電動車的光芒背後，特斯拉早已深耕電池儲能市場多年。2015年，Tesla發表Powerwall，能夠在白天儲存來自電網的電力，供家庭在晚上或緊急情況下使用；2016年，在美屬薩摩亞的塔烏島裝設逾5,300塊太陽能電池板與60套Powerpack，為600名島民供電；2017年，在南澳洲興建當時全球最大的電池儲能廠，不但幫助澳洲化解前述的斷電危機，更在數天內為公司賺取100萬澳元（約598萬港元）的利潤；2020年9 月，取得西歐的電力供應商牌照，並開始接洽德國客戶。

 

Tesla太陽能屋頂Solar Roof乍看之下就是一般屋瓦，其實內裡嵌入高效太陽能電池，能夠將日光轉換成電力，兼具美觀與實用。（圖片來源：Tesla官網）

特斯拉家用儲能電池Powerwall結合安裝在屋頂的Solar Roof，儲存白天產生的電能，既可在夜間為家居供電，又可替Tesla電動車充電。（圖片來源：Tesla官網）

特斯拉於2017年在南澳利用Powerpack構建全球最大的電池儲能系統，曾成功化解當地的電力危機。（圖片來源：Tesla官網）

 

特斯拉自行設廠開礦

 

　　特斯拉既要銷售儲能電池系統，又要給電動車提供電池，於是決定自行開採鋰礦，並自設廠房生產鋰電池。2020年9月，特斯拉創辦人兼執行長伊隆·馬斯克（Elon Musk）在美國加州舉行的「Battery Day」活動上公布，Tesla已取得內華達州一幅10,000英畝土地的使用權，可從中提取鋰金屬，同時又會興建一座鋰煉廠，供應原料給德州電池工廠。

 

　　馬斯克又豪言，2030年特斯拉鋰電池產能目標是年產3百萬兆瓦時（TWh，即10億千瓦時），這足足是2020年全中國鋰電池產能的10倍。如此巨大的產能，馬斯克自知單靠一己之力絕不能實現，所以四出拉攏電池廠商加入其供應鏈。

 

中日韓三方鋰電池爭霸

 

　　本來Tesla的鋰電池供應商只有日本松下（Panasonic），及後招來了韓國LG Chem，近期又引進中國寧德時代（CATL）。參照調查機構SNE Research的電動車用電池用量統計，2020年1至11月，寧德時代市佔率達24.2%，成為市場龍頭；從LG Chem分拆出來的LG Energy Solution市佔為22.6%，緊隨其後；第三名則是佔19.2%市場份額的Panasonic。換言之，全球三大電池廠皆是特斯拉的電池供應商。因此，Tesla對鋰電池的採購取向，足以改寫中韓日三大廠商的市場排名。

 

　　Panasonic鋰電池使用鎳鈷鋁（NCA）陰極化學物質，LG Chem採用鋰鎳錳鈷（NMC）氧化物，兩者同具高能量密度，雖然價格較高，惟電池續航力較強。至於寧德時代，則用上能量密度較低、價格較便宜的磷酸鐵鋰（LFP）來製造電池。

 

從LG Chem分拆出來的LG Energy Solution原是全球電動車用電池用量的榜首，2020年9 月至11月期間卻被寧德時代擠下，失去龍頭地位，但兩者的市佔率差距不足2%，只要LG成功研製出低鈷鋰電池，隨時有望翻盤。（圖片來源：翻攝LG Chem官方YouTube影片）

Panasonic在CES 2021上宣布，將會著手研發不使用「鈷」的鋰電池，希望把鈷含量從目前的不到5%降至零。（圖片來源：翻攝Panasonic官方YouTube影片）

鈷（Cobalt）為稀有金屬，被廣泛用於鋰電池（鈷酸鋰電池）中，因其價格居高不下，意味著電動車用電池不易降價，故此日韓電池廠均致力於降低產品的鈷含量。（圖片來源：維基百科）

 

新一代鋰電池規格之爭

 

　　以往，LFP電池大多為中國廠商所用，歐美業者較少選用。但自2020年下半年起，特斯拉在成本考量下大量採用LFP電池，使到這類電池開始受到市場重視。據傳，福士汽車（Volkswagen）、平治母公司丹拿集團（Daimler AG）未來兩年生產的電動車，也會使用LFP電池；更有甚者，傳聞中的Apple Car也有可能看上LFP電池。

 

　　如此一來，中國電池廠在市場競爭上漸佔上風，更造就了寧德時代的冒起，超越LG Energy Solution成為市場首位。為求逆轉形勢，韓國電池廠將會想盡辦法替NCM電池減低鈷含量，以壓低電池成本；Panasonic未來目標更是要把電池鈷含量降至零。面對日韓挑戰，中國電池廠當然不會坐以待斃，現正研發磷酸鋰鐵錳（LFMP）電池，以提升電池續航力。

 

　　全球三大電池廠各自採用不同的鋰電池技術規格，一旦車廠採用某一家電池廠的產品後，供應鏈關係短期內也不會改變。隨著電動車銷量持續攀升，該廠的鋰電池產量亦會水漲船高，當所佔的市場份額夠大，其鋰電池技術便可躍居為主流規格。由此視之，中日韓的技術競賽勢必愈演愈烈，力爭新一代鋰電池規格的話語權。

 

寧德時代自2020年下半年起供應鋰電池給特斯拉，用作生產在中國市場銷售的Model 3電動車。目前該公司已拿下中國電動車用電池市場5成份額。（圖片來源：寧德時代官網） 

 

Tesla能源業務超越賣車？

 

　　研調機構Lux Research預測，及至2035年，全球儲能市場的年收入可望達至5,460億美元（約42,588億港元），相等於2019年590億美元（約4,602億港元）的9倍有多。市場增長動力主要來自電動車，估計到2035年電動車用電池將佔去整個市場的四分之三份額。

 

　　不過，馬斯克在展望2021年時，卻預言其太陽能與儲能業務的成長速度將會超過電動車；又強調當太陽能變得比化石燃料更便宜時，全球超過一半國家與美國大多數州份的太陽能發電價格，將會等同或低於現有價格。

 

　　縱使馬斯克的言論一向有「誇大」之嫌，但從中亦可看出他對能源業務前景真的很有信心。自2017年起，Tesla儲能產品的銷售已連續3年成長超過50%，業積爆發性絕對值得期待。且看未來一年，究竟是電動車抑或儲能系統可以成長為特斯克「生金蛋的鵝」?

 

千瓦時（kilo-Watt-hour，kWh）是電力公司向用戶輸送電力的計費單位，俗稱「1度電」，相當於一部功率為1,000瓦的電器在使用1小時後所消耗的能量。例如一顆20瓦特（20W）的電燈泡，亮著200小時之後，耗電量為4kWh（即4度電）。（圖片來源：機電工程署網站）

 

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