中國電池,正在改寫再生能源的成本帳

吳子嘉兩岸
中國電池,正在改寫再生能源的成本帳
大型儲能電池組價格一年下跌45%,全球大型電池儲能容量已是五年前的11倍,而其中約95%的電池來自中國製造商。便宜電池正在補上太陽能與風電最大的弱點,但它目前補得上的,大約是四個小時。
大型儲能電池組價格一年下跌45%,全球大型電池儲能容量已是五年前的11倍,而其中約95%的電池來自中國製造商。便宜電池正在補上太陽能與風電最大的弱點,但它目前補得上的,大約是四個小時。

吳子嘉/整理報導

過去談太陽能與風力發電,總會碰到一個最簡單、也最難回答的問題:

太陽下山以後怎麼辦?沒有風的時候怎麼辦?

太陽能板可以愈來愈便宜,風機可以愈蓋愈大,但電力不能看天吃飯。工廠、醫院、家庭、資料中心,一天24小時都需要電。

所以,即使再生能源快速成長,燃煤、天然氣、核能等可以穩定調度的電源,始終無法退場。

現在,這道題開始出現新的解法。

原因很簡單:電池變便宜了。而且便宜的速度,比很多人預期得快。

根據英國《金融時報》報導,能源智庫Ember統計,去年大型電網儲能使用的電池組,價格一年下跌45%。國際能源總署(IEA)指出,全球大型電池儲能容量已經是五年前的11倍。S&P Global預估,今年全球大型電池新增安裝量,還會比2025年再增加40%。

另一個數字更值得注意。Benchmark Mineral Intelligence估計:

全球大型儲能電池,約95%來自中國製造商。

45%、11倍、95%。

這三個數字放在一起,就是全球電力市場正在發生的變化:中國不只把電池做得更便宜,也正在改變全世界使用太陽能與風電的方式。

一、寧德時代的下一個戰場,不是汽車

《金融時報》記者走進福建寧德的寧德時代(CATL)工廠。

生產線上,機器把黑色電極材料塗在只有5微米厚的銅箔上,大約是人類頭髮直徑的二十分之一。接著由AI品質檢測系統監控的機器人接手,雷射切割、捲繞、壓製,最後施加相當於23噸的壓力,製成一顆顆電池芯。

但這些電池不是要裝進電動車,而是要進入大型電力儲能系統。

多數人認識寧德時代,是因為電動車。這家2011年成立的公司,目前生產全球約40%的電動車電池,是中國電動車崛起背後最重要的企業之一。

但今天,寧德時代成長最快的業務,已經是大型儲能使用的電池芯。今年上半年,它約占全球大型儲能電池芯銷售的22%,居全球領先。

寧德時代的下一場競爭,已經從汽車走進電網。

二、中國先遇到的問題:電太多,用不掉

這場變化不是突然發生的。

2010年代以來,中國大規模推動太陽能與風力發電,一方面降低污染、提高能源安全,一方面在具有全球成長潛力的產業建立製造優勢;同時,政府又大力補貼電動車。

結果,中國同時建立了太陽能、風電、電動車與電池的龐大製造能力。

到了2021年前後,新的問題愈來愈明顯:太陽能與風電蓋得太快,在陽光最好、風最大的時候,有些地方發出的電超過電網能吸收的程度。

電生產出來了,卻用不掉。

於是中國開始把電池接上電網。許多地方要求,新的風電與太陽能電廠要取得開發許可,必須同時配置大型儲能。

結果非常驚人。2020年,中國的電池儲能容量只有2.4GW;到去年底,已超過140GW,約為2020年的近60倍。

更值得注意的是,這套做法開始走出中國。

三、一座60億美元的沙漠電廠

阿布達比南方的沙漠裡,一座造價60億美元的電廠正在施工。

數百萬片太陽能板鋪在超過90平方公里的土地上。白天陽光最強時,多餘的電送進巨大的電池陣列;到了晚上,再把儲存的電放出來。這些大型電池設備,由中國的比亞迪與陽光電源提供。

整套系統的設計目標,是一天24小時穩定提供1GW電力,相當於超過200萬戶歐洲家庭的平均用電。

開發商是阿布達比國營潔淨能源公司Masdar。執行長Mohamed Jameel Al Ramahi認為,這個計畫證明再生能源有能力成為全天候供電的解決方案。

電廠還沒有完工,這個判斷仍需要時間驗證。但另一個更現實的訊號,已經出現在印度。

四、太陽能加電池,開始跟燃煤算同一本帳

今年8月,印度政府舉行一場特殊的電力競標。

它要的不是「有太陽時給我太陽能」,而是全天候再生能源,供電穩定程度必須接近傳統燃煤電廠。

最後,印度取得1GW太陽能加儲能容量,價格低於最近的燃煤發電合約。

這只是一次競標,不代表各地都已如此。但它說明了一件事:

過去,太陽能便宜但不穩定;電池可以解決一部分不穩定,但太貴。現在兩者都變便宜,加在一起,開始有機會跟傳統全天候電源競爭。

國際再生能源總署(IRENA)今年5月也提出類似結論:在世界部分地區,再生能源搭配儲能的混合式電廠,已經能提供接近化石燃料電廠的可靠程度,成本相當,甚至更低。

印度正準備研究類似中國的規定,要求新的太陽能與風電計畫搭配儲能。今年上半年,印度新增的儲能容量,已經是2025年底全國既有總容量的7倍。

五、但是全世界突然發現:95%來自中國

問題也在這裡出現。

如果電池只是電動車的零組件,高度依賴中國主要是產業政策問題。但當大型電池成為電網的一部分,事情就不同了。

因為電網是國家基礎設施。

美國與歐洲已經開始警覺。今年8月,川普授權美國能源部,可以基於國家安全理由,阻止與中國有關的電池儲能設備進入美國電網。美國也修改儲能設備的稅收抵免規則,實際上限制美國企業使用中國設備。

部分美國官員擔心,中國製造的儲能設備可能內含可遠端控制的晶片,極端情況下甚至可能遭到遠端關閉。

中國企業否認。全球大型儲能系統主要供應商之一、陽光電源創辦人曹仁賢直接反駁:「這是貿易問題,不是安全問題。」

目前公開資訊,還不足以簡單判定哪一方說法成立。

但美國的麻煩不只如此,因為AI正在大量吃電。

六、美國想擋中國電池,AI卻追著要電

AI資料中心正在快速推高美國的電力需求。美國能源資訊署(EIA)預測,2025年至2027年間,美國電網的電池儲能容量仍將增加一倍。

大型儲能開發商Jupiter Power執行長Andy Bowman形容,面對新的電力需求,電池儲能已經是「剩下最主要可以拉動的槓桿」。

這形成一個現實矛盾:美國基於國家安全,希望把中國電池擋在電網之外;但美國自己的AI產業,又要求更快增加電力與儲能。

不用中國設備,可以改用韓國Samsung SDI、LG Energy Solution等供應商。問題是,根據Wood Mackenzie,這些儲能電池明顯比較貴。

問題因此變成:能源安全,值多少錢?

AI競爭比的不只是GPU。GPU後面是資料中心,資料中心後面是電力,電力後面還有電網與儲能。

七、4小時,是這場變化目前的邊界

看到這裡,很容易得出另一個結論:既然電池愈來愈便宜,太陽能、風電加電池,是不是就能取代天然氣、燃煤甚至核能?

現在還不能這樣說。原因是一個數字:

4小時。

今天市場主流的鋰電池大型儲能系統,連續供電約4小時是常見規格。

4小時,可以把中午多餘的太陽能搬到晚上。但如果連續幾天日照不足、風力又弱,問題就完全不同。

Google先進能源技術主管Lucia Tian指出,要用鋰電池完全防範長時間的低風、低日照,在經濟上仍然非常困難。

這也是為什麼美國AI資料中心一面大量投資再生能源與儲能,一面仍投資現場發電,而其中大部分是天然氣。

下一場競爭已經開始:誰能把4小時變成16小時,甚至100小時?

今年6月,中國遠景集團推出新儲能系統,宣稱最長可提供16小時儲能。Google投資的美國Form Energy,利用鐵的可逆鏽蝕反應儲存能源,目標最長100小時。義大利Energy Dome使用壓縮二氧化碳。寧德時代也開始商業交付鈉離子儲能電池,希望用比鋰更豐富的鈉進一步降低成本。

所以,今天最準確的說法不是「電池已經解決再生能源的間歇性」,而是:

便宜電池正在大幅降低再生能源間歇性的成本,但還沒有解決長時間穩定供電的問題。

八、台灣的能源帳,也該重新計算

台灣不是中國,不是印度,也不是阿布達比。

我們沒有大片沙漠可以鋪設90平方公里的太陽能板;我們有土地限制、颱風、自己的電網結構、天然氣進口風險,還有半導體工廠一天24小時不能停電的需求。

別人的答案,不能直接搬來台灣。但別人的成本如果改變了,我們的帳就應該重新算。

第一筆是儲能的帳。如果大型儲能電池組價格可以一年下跌45%,台灣評估能源組合時使用的成本假設,有沒有跟上?

第二筆是AI的帳。AI資料中心與先進半導體需要的是穩定、不中斷的電。4小時儲能能解決多少?16小時呢?哪些問題即使有100小時儲能也解決不了?

第三筆是國家安全的帳。如果台灣基於電網安全,不宜大量採用中國製造的儲能設備,「非中國供應鏈」要多付多少錢?這筆錢最後由政府、台電、企業,還是全體用電戶負擔?

過去十多年,中國靠大規模製造,把全球太陽能板價格打了下來。現在,同樣的事正在電池上發生。

不同的是,電池一旦接上太陽能、風電、資料中心與電網,影響的就不只是一項產品的價格,而是一個國家需要保留多少天然氣、燃煤、核能或其他可調度電源。

台灣要問的,或許不是支持哪一種能源、反對哪一種能源,而是:

如果世界的能源成本已經改變,台灣的能源算盤,有沒有跟著重算?