縱觀目前全世界各國(guó)能源轉(zhuǎn)型的發(fā)展，德國(guó)無(wú)疑可以作為全球能源轉(zhuǎn)型的標(biāo)桿。德國(guó)并不是其實(shí)一個(gè)傳統(tǒng)的可再生能源資源大國(guó)，無(wú)法像挪威一樣大力發(fā)展水電，其次德國(guó)是一個(gè)傳統(tǒng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，著名的魯爾區(qū)一直都是煤炭開(kāi)采和消費(fèi)的主要地區(qū)，在這樣的背景下，德國(guó)的可在生能源發(fā)電量在2017年達(dá)到38.2%，而這其中68%的貢獻(xiàn)來(lái)自風(fēng)能和太陽(yáng)能這樣不穩(wěn)定的一次能源，而這個(gè)比例依然還有上升得趨勢(shì)。不穩(wěn)定的可再生能源發(fā)電比重迅速上升，使得德國(guó)成為了一個(gè)再理想不過(guò)的儲(chǔ)能試驗(yàn)田。德國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)的爆發(fā)，可以說(shuō)是德國(guó)能源轉(zhuǎn)型下的一次偉大壯舉。

電池對(duì)人類(lèi)和地球的危害

電池市場(chǎng)的規(guī)模已經(jīng)引起了人們關(guān)于電池原材料以及電池生產(chǎn)和處理對(duì)人和環(huán)境的副作用的關(guān)注。

根據(jù)德國(guó)交通轉(zhuǎn)型智庫(kù)AgoraVerkehrswende的一項(xiàng)研究表明，雖然鋰和鈷等關(guān)鍵電池成分的資源儲(chǔ)備足夠支撐當(dāng)前電池的發(fā)展，但它們的開(kāi)采制作過(guò)程，本質(zhì)上還是會(huì)造成一定的社會(huì)問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題。這個(gè)領(lǐng)域所產(chǎn)生的問(wèn)題是多方面的，包括采礦作業(yè)的高能耗，酸性礦山排水，采礦公司與當(dāng)?shù)鼐用裰g的用水沖突，以及礦山的惡劣工作條件等等。尤其是剛果小型鈷礦的不人道開(kāi)采條件，工人們赤手空拳地挖掘原材料的情況，引起了媒體的廣泛關(guān)注?！翱沙掷m(xù)性不僅僅意味著'長(zhǎng)期可用性'。它還意味著確保整個(gè)供應(yīng)鏈中工人的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和可行條件?！?/p>

另一方面，鎳和鋰的開(kāi)采也帶來(lái)了高昂的環(huán)境成本。二手車(chē)電池的處理也可能造成嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，但二手電池處理這個(gè)新行業(yè)正在逐漸興起，將會(huì)成為一個(gè)十分必要的售后市場(chǎng)。

在這里舉一個(gè)典型的例子就是汽車(chē)制造商通過(guò)二次利用電池來(lái)賦予電池新生命。各種德國(guó)汽車(chē)制造商已經(jīng)將數(shù)百個(gè)二手電動(dòng)汽車(chē)電池組合在一起，形成電力系統(tǒng)的大型儲(chǔ)能裝置，以幫助保持電力供需平衡。梅賽德斯汽車(chē)制造商戴姆勒在2018年7月開(kāi)設(shè)了第三個(gè)由二手電動(dòng)車(chē)電池組成的大型電池儲(chǔ)能設(shè)備，總?cè)萘考s為10兆瓦時(shí)。同為德國(guó)著名汽車(chē)制造商的寶馬公司也參與了類(lèi)似的項(xiàng)目。

大型電池提供配電網(wǎng)服務(wù)

無(wú)論是二手還是全新電池，它們的價(jià)格正在不斷下降。目前，大型電池已經(jīng)成為配電網(wǎng)穩(wěn)定的重要工具。德國(guó)儲(chǔ)能協(xié)會(huì)BVES的數(shù)據(jù)顯示，德國(guó)大型商用電池的總?cè)萘繉⒃?018年幾乎翻倍至約320兆瓦，而所有家用電池的總?cè)萘繉⒃黾拥?80兆瓦左右。

在一些地理位置比較孤立的國(guó)家，例如英國(guó)和澳大利亞，大型電池提供配電網(wǎng)服務(wù)的使用需求更加顯著。氣候、能源和運(yùn)輸國(guó)際顧問(wèn)Diaz-Bone認(rèn)為：“作為一個(gè)島國(guó)，英國(guó)幾乎沒(méi)有與國(guó)際互聯(lián)的配電網(wǎng)，卻擁有巨大的風(fēng)力發(fā)電潛力。因此，它應(yīng)該受益于其配電網(wǎng)中的電力存儲(chǔ)部分，而德國(guó)對(duì)大型配電網(wǎng)儲(chǔ)能的需求不那么明顯，因?yàn)榈聡?guó)有一系列可能更便宜的靈活性替代方案 - 例如跨境電力貿(mào)易。因此，德國(guó)不會(huì)像英國(guó)那么依賴(lài)電化學(xué)儲(chǔ)能?！迸c英國(guó)相比，德國(guó)的配電網(wǎng)可以利用阿爾卑斯山的水電站來(lái)儲(chǔ)存電力，并且很快可以使用目前正在建設(shè)中的水下電纜NordLink，將風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生的電力輸送到挪威水電站。在德國(guó)風(fēng)力發(fā)電量較低的時(shí)候，挪威水壩可以將電力輸送回德國(guó)配電網(wǎng)。

大型電池儲(chǔ)能項(xiàng)目也成為綠化遠(yuǎn)程住宅能源供應(yīng)的關(guān)鍵工具，讓住宅供能不依賴(lài)于集中式配電網(wǎng)。德國(guó)在北海的島嶼為這些涉及儲(chǔ)能的智能小型配電網(wǎng)提供了完美的試驗(yàn)場(chǎng)。例如，歐盟支持博爾庫(kù)姆島的一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，旨在用太陽(yáng)能電池板發(fā)電和配備有一系列儲(chǔ)能技術(shù)的連接到智能配電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電取代化石燃料發(fā)電。

儲(chǔ)熱和季節(jié)性?xún)?chǔ)能

電池并不是解決能量轉(zhuǎn)換后所需的大規(guī)模儲(chǔ)能的唯一靈丹妙藥。這是因?yàn)殡姵夭贿m合長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存電力，并且電池的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足風(fēng)力和日照較少的長(zhǎng)時(shí)間需要。從尺寸上看，世界上最大的電池?fù)碛?29兆瓦時(shí)容量，由特斯拉在2017年在澳大利亞建造，可能僅能為上海提供大約幾分鐘的電力。因此季節(jié)性的大規(guī)模儲(chǔ)能往往需要人們考慮到如何將整個(gè)夏季的太陽(yáng)能發(fā)電量?jī)?chǔ)存幾個(gè)月，供冬季使用。

許多德國(guó)專(zhuān)家認(rèn)為，在沒(méi)有風(fēng)或太陽(yáng)的較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)穩(wěn)定的能源供應(yīng)是德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的核心挑戰(zhàn)。在能源轉(zhuǎn)型的背景下，一個(gè)新的德語(yǔ)詞語(yǔ)應(yīng)運(yùn)而生：Dunkelflaute，一種黑暗、平靜期，正是描述這種無(wú)風(fēng)或者無(wú)陽(yáng)光的天氣情況。

大規(guī)模儲(chǔ)能的問(wèn)題仍然存在爭(zhēng)議。經(jīng)濟(jì)學(xué)家Hans-Werner Sinn認(rèn)為：由于儲(chǔ)能需求巨大，無(wú)法全面過(guò)渡到間歇性可再生能源。但德國(guó)經(jīng)濟(jì)研究所（DIW）的經(jīng)濟(jì)學(xué)家反駁說(shuō)，Sinn的假設(shè)是不現(xiàn)實(shí)的 - 例如，他們認(rèn)為不是每一瓦的可再生能源都必須投入使用。 也仍有許多能源專(zhuān)家認(rèn)為，幾十年內(nèi)都不需要大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)，因?yàn)檫€有其他更便宜的靈活性選擇，例如需求響應(yīng)和電力交易。

但對(duì)于大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的現(xiàn)階段發(fā)展來(lái)說(shuō)，德國(guó)德國(guó)工程師協(xié)會(huì)（VDI）表示，已有能夠較好解決這一問(wèn)題的技術(shù)?！耙呀?jīng)存在完成能量轉(zhuǎn)換所需的儲(chǔ)能技術(shù)。它們處于不同的發(fā)展階段，但從技術(shù)角度來(lái)看，儲(chǔ)能問(wèn)題可以得到解決?！本唧w有以下兩種比較成熟的解決方法：

1. Power to Gas：電可用于制造可無(wú)限期儲(chǔ)存的氫氣或其他氣體，然后在常規(guī)燃?xì)獍l(fā)電廠中燃燒氣體發(fā)電，或用于給家庭供熱。但該技術(shù)目前價(jià)格昂貴，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)損失大量能源。具體內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注交能網(wǎng)稍后推出的Power to Gas專(zhuān)題文章。

2. 儲(chǔ)熱：以熱量的形式大規(guī)模儲(chǔ)存能量。儲(chǔ)熱的方法有很多種，例如以大型地下含水層儲(chǔ)能的形式儲(chǔ)能-這實(shí)際上是一個(gè)巨大的保溫瓶。德國(guó)漢堡市已經(jīng)完成了一個(gè)大型地下含水層蓄熱系統(tǒng)的試驗(yàn)階段，該系統(tǒng)應(yīng)該取代一個(gè)燃煤電廠，可以為冬季的8000戶家庭提供熱能。將水加熱至80攝氏度并泵入地下以保持溫度，以便在城市的區(qū)域供暖中使用。

德國(guó)政策制定者對(duì)“Made in Germany”的儲(chǔ)能技術(shù)的態(tài)度

政策對(duì)于許多能源細(xì)分行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，技術(shù)的未來(lái)在很大程度上取決于政策，儲(chǔ)能行業(yè)也不例外。

歐洲經(jīng)濟(jì)研究中心調(diào)查的能源行業(yè)專(zhuān)家一致認(rèn)為，目前德國(guó)的政治框架對(duì)促進(jìn)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展幾乎沒(méi)有好處。盡管德國(guó)的可再生能源在全國(guó)范圍內(nèi)迅速推廣，但電池大力推進(jìn)的同時(shí)其實(shí)是沒(méi)有政策激勵(lì)的，政策仍需要迎頭趕上。首先，能源稅制就需要進(jìn)行根本性的改革，目前高電價(jià)是德國(guó)電氣化進(jìn)程的嚴(yán)重阻礙，許多儲(chǔ)能專(zhuān)家認(rèn)為：降低能源稅才能更好地利用Power to Gas等關(guān)鍵技術(shù)?！皟?chǔ)能行業(yè)被擠進(jìn)一個(gè)過(guò)時(shí)且狹窄的監(jiān)管框架，現(xiàn)狀是許多技術(shù)無(wú)法盈利 ，因?yàn)樗麄儽仨毝啻沃Ц抖惪睿眱?chǔ)能行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家Gottke 解釋道?！斑@一切都是因?yàn)楸O(jiān)管框架落后于技術(shù)發(fā)展?！?/p>

在這樣的行業(yè)情況下，主要由中小型企業(yè)組成的德國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)表示，他們現(xiàn)在已經(jīng)高度以出口為導(dǎo)向，并堅(jiān)信這有利于全球市場(chǎng)增長(zhǎng)，例如應(yīng)對(duì)美國(guó)和澳大利亞大型配電網(wǎng)電池、以及非洲小型配電網(wǎng)和離網(wǎng)電池等需求。

當(dāng)然，德國(guó)政府也意識(shí)到需要進(jìn)行改革以促進(jìn)國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能的發(fā)展，這也是德國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)目前依然是世界市場(chǎng)的一塊基石的原因，但德國(guó)政府依然想盡量避免進(jìn)行復(fù)雜的稅制改革?！拔覀冃枰碌纳虡I(yè)模式和價(jià)格，以提供電力儲(chǔ)存的動(dòng)力，”德國(guó)國(guó)務(wù)秘書(shū)B(niǎo)arei?說(shuō)。他表示，政府將在未來(lái)幾年變得“非?；钴S”，以幫助儲(chǔ)能行業(yè)保持競(jìng)爭(zhēng)力。

德國(guó)聯(lián)合政府已經(jīng)在其最新預(yù)算中大幅增加了電池研究的資金，Barei?表示還會(huì)有更多的預(yù)算?！澳茉崔D(zhuǎn)型也是一個(gè)技術(shù)項(xiàng)目。我們希望知道，在未來(lái)幾年，我們可以在德國(guó)使用哪些技術(shù)來(lái)促進(jìn)新的增長(zhǎng)和繁榮?！?/p>

來(lái)源：交能網(wǎng)