在20世紀(jì)60年代的經(jīng)典電影《畢業(yè)生》中,對(duì)于年輕的達(dá)斯汀·霍夫曼的未來(lái),一位男子吼出這樣一個(gè)建議:“我只想跟你說(shuō)一個(gè)詞,就一個(gè)詞。塑料業(yè)?!睂?duì)現(xiàn)在的可再生能源領(lǐng)域而言,其未來(lái)也可以總結(jié)為一個(gè)詞:儲(chǔ)存。
可再生能源正在迅速發(fā)展。即使是我在石油和天然氣行業(yè)的朋友也承認(rèn),未來(lái)的能源結(jié)構(gòu)會(huì)與現(xiàn)在大不相同,可再生能源將占據(jù)大得多的份額。真正的問(wèn)題是,這個(gè)未來(lái)距離現(xiàn)在究竟有多近(或多遠(yuǎn))。
從現(xiàn)有的技術(shù)來(lái)推斷,化石能源產(chǎn)業(yè)還將繁榮相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。在2015年《世界能源展望》中,??松凸绢A(yù)計(jì),太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將增長(zhǎng)20倍,風(fēng)能將增長(zhǎng)5倍——不過(guò)到2040年,所有可再生能源在全球能源供應(yīng)的占比依舊不到10%。在預(yù)測(cè)2035年的能源前景時(shí),英國(guó)石油公司也給出了類似的結(jié)論。
原因在于,人們希望按下開(kāi)關(guān)就看到燈亮起來(lái)。而可再生能源(除了輝煌時(shí)代已過(guò)的水電)卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),它們總是需要另一種備用能源,即化石能源或核能。以德國(guó)為例,經(jīng)濟(jì)技術(shù)部長(zhǎng)菲利普·勒斯勒爾表示,盡管他們大力投資了可再生能源,但“對(duì)常規(guī)發(fā)電站的需求在未來(lái)幾乎不會(huì)減少”?!爱?dāng)無(wú)風(fēng)或是多云的時(shí)候,常規(guī)發(fā)電站需要頂替上來(lái),以滿足絕大部分能耗,保證能源供應(yīng)的穩(wěn)定……在目前來(lái)看,只有靈活的常規(guī)發(fā)電站能做到這一點(diǎn)?!?/span>
可再生能源想要發(fā)展到非常大的規(guī)模,按照咨詢專家的話來(lái)說(shuō),需要做一件能“改變?nèi)值氖隆?。如果能夠以?jīng)濟(jì)可行的成本儲(chǔ)存太陽(yáng)能和風(fēng)能,并按需供應(yīng),就能從根本上改變?nèi)虻哪茉锤窬帧?/span>
這一理念既不新穎,也不是異想天開(kāi)。利用抽水蓄能系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行水力發(fā)電已有幾十年歷史,現(xiàn)在的手機(jī)電池也是一種儲(chǔ)能的方式。這項(xiàng)技術(shù)只是還沒(méi)有應(yīng)用到風(fēng)能或太陽(yáng)能上。這個(gè)局面終將發(fā)生改變。著名能源咨詢公司IHS預(yù)計(jì),能源儲(chǔ)存量將會(huì)從2013年的3億多瓦發(fā)展到2017年的60億瓦,再到2022年的400億瓦。麥肯錫公司在2013年估計(jì),到2025年時(shí),全球能源儲(chǔ)存帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)影響至少會(huì)達(dá)到每年900億美元,如果它能迅速應(yīng)用于汽車的話,其經(jīng)濟(jì)影響可能更大(最高達(dá)到6350億美元)。相對(duì)于全球能源市場(chǎng)的6萬(wàn)億來(lái)說(shuō),這只是滄海一粟,但它在不斷壯大。
實(shí)際上,就如我們過(guò)去十年中在頁(yè)巖氣和太陽(yáng)能領(lǐng)域看到的一樣,數(shù)十年的努力加上數(shù)十項(xiàng)創(chuàng)新成果,讓技術(shù)突破了臨界點(diǎn),其使用率隨之飛速提高。我認(rèn)為儲(chǔ)存技術(shù)也是一樣。我們已經(jīng)見(jiàn)證過(guò)許多先例。
尤其要提到的是,目前已經(jīng)有大量試驗(yàn)正在進(jìn)行,從支持153兆瓦風(fēng)電場(chǎng)的系統(tǒng),到控制曼哈頓市中心一座摩天大樓溫度和照明的系統(tǒng),再到為阿拉斯加獨(dú)立設(shè)施提供后備支持的系統(tǒng)。不是所有這些系統(tǒng)都能發(fā)揮作用,或是效果很好,或是足夠便宜到大規(guī)模應(yīng)用。不過(guò)任何創(chuàng)新都是這樣,重要的是人們開(kāi)始嘗試把各種想法付諸現(xiàn)實(shí)。其中總有一部分能夠成功。
同樣值得指出的是,現(xiàn)有的儲(chǔ)存技術(shù)也變得更便宜了。2007年,大容量鋰離子電池的儲(chǔ)存價(jià)格約為每千瓦時(shí)900美元,現(xiàn)在已經(jīng)降到了380美元,到2020年可能會(huì)降至200美元。還有其他類型的電池可能會(huì)超越,或者至少完善鋰離子電池,例如液態(tài)金屬電池、鋰空氣電池、鋰硫電池、鈉離子電池、納米超級(jí)電容器,以及能源緩存技術(shù)。
最后,關(guān)于可再生能源改善存儲(chǔ)技術(shù)這一點(diǎn),公共事業(yè)公司并不反對(duì),實(shí)際上,他們正在進(jìn)行相關(guān)投資。這很重要,因?yàn)槲覀冃枰娋W(wǎng),而能源儲(chǔ)存實(shí)際上可以強(qiáng)化電網(wǎng)的能力。目前,公共事業(yè)公司為了滿足偶爾的用電高峰,必須設(shè)計(jì)出額外負(fù)荷,而美國(guó)人通常使用的電量還不到電網(wǎng)全部承載力的30%。如果這些公司能在用戶需求低的時(shí)候把能源存儲(chǔ)起來(lái),到高峰期再釋放這些能源,就能節(jié)省大量資金,同時(shí)還能消除頻率波動(dòng),提供電壓支持。再次引用咨詢專家常說(shuō)的話,這叫雙贏。
我不是一個(gè)盲目樂(lè)觀的人。我知道想要讓能源儲(chǔ)存成為主流,還有大量障礙需要克服。正如落基山研究所冷靜的環(huán)保學(xué)家最近所言,目前沒(méi)有哪種能源儲(chǔ)存方式“創(chuàng)造的收益能接近所需的成本”。麥肯錫全球研究所也指出,許多重要問(wèn)題有待解決。
不過(guò)整體情況就是這樣。全球有許多聰明人在研究能源儲(chǔ)存。越來(lái)越多的人開(kāi)始為他們研究提供資金支持。成本正在降低??萍颊陲w速發(fā)展。人們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)有很大需求。用一個(gè)詞來(lái)概括所有這些趨勢(shì)指向的結(jié)果,那就是:進(jìn)步。