【名家專欄】家用電池儲能不切實際
【大紀元2024年12月01日訊】（英文大紀元專欄作家Jonathan Lesser撰文／信宇編譯）總部位於澳大利亞的跨國期刊《對話》（The Conversation）最近發表的一篇題為「有了一百萬個家庭電池，我們就可以少建很多電線。我們只需要正確的激勵措施。」（With a million home batteries, we could build far fewer power lines. We just need the right incentives，9/11/2024）的文章稱，在家庭、企業和當地社區安裝數百萬個分布在電網中的蓄電池，再加上風能和太陽能發電，可以避免對新輸電基礎設施的投資。但是，除非在安裝這些電池的同時斷開與電網的連接，或者消費者願意放棄可靠的電力供應，否則這種說法就是虛幻的電力「魔法思維」（magical thinking）的又一個例證。
無論是住宅用戶還是工業用戶，都需要警惕這種基於家庭的電池存儲的不切實際的幻想。
首先，電池儲存電力，而不是產生電力。但是，美國汽車電氣化以及暖氣和水加熱電氣化將使耗電量翻番。儘管所需的部分額外電力可能來自屋頂太陽能等分布式能源，然而綠色能源倡導者聲稱，所需的大部分電力將由遠離城鎮的大型風能和太陽能設施產生。
文章還稱，「如果我們儲存更多的太陽能和風能以供日後使用，我們就可以用更少的輸電線路來滿足需要。」但是，無論在家庭和當地社區安裝了多少電池儲能設備，要輸送額外的電力都需要建設新的輸電線路。此外，當地的配電系統也必須升級，包括街道上的電線杆和電線，以處理額外的負荷。
其次，要建設足夠的電池容量的儲電設施，以確保家庭和當地社區不會遭受長時間停電，涉及的成本將高得令人望而卻步，更不用說額外的風能和太陽能發電成本了。
數字說明問題。
在美國，一個典型居民家庭的年耗電量約為10,800千瓦時（kWh），即每天約30千瓦時。當然，耗電量因家庭規模、所在地區和季節而異。隨著暖氣和水加熱的電氣化，目前在夏季出現用電高峰的一些地區，將在冬季也出現用電高峰，而現有的冬季用電高峰地區將在冬季出現更大的用電高峰。
根據美國能源部（Department of Energy）發布的一個模型，一個典型家庭的熱泵每年將消耗約5,500千瓦時。僅此一項，用電量就增加了50%。為一輛普通電動汽車充電每年又會增加4,300千瓦時。總之，每年將增加近10,000千瓦時的用電量，使目前的用電量增加約一倍，達到每天約60千瓦時，而且在冬季供暖負荷達到峰值時增幅最大。
在提供額外電力的同時，還要確保相同水平的服務可靠性，即不會出現長時間停電或因電力供應不足而限制消費者用電，這就需要有足夠的電池儲電量，以便在夜間以及多日內風力和日照不足時為電池充電。雖然文章建議使用消費者的電動汽車供電，但可能很少有消費者願意一覺醒來之後，發現電動汽車沒有充電而無法出行，尤其是在沒有儲存電能為電動汽車充電的情況下更是如此。
根據美國的平均消費水平，如果現有的本地配電系統能夠滿足目前每天30千瓦時的平均負荷，那麼就必須建設足夠的電池儲能系統來供應剩餘的30千瓦時。更重要的是，這還要滿足電熱泵和電動汽車充電器的峰值電力需求。例如，一個典型的2級家用電動汽車充電器的功率為20千瓦（kW），熱泵的功率為7千瓦。
特斯拉公司（Tesla）開發的最大的電池儲存系統「能量牆」（Powerwall）是專為家庭使用而設計的，在理想條件下最多可提供11.5千瓦的功率和13.5千瓦時的存儲量。當然，氣溫下降時，電池容量和效率也會下降。因此，至少需要三台能量牆才能為一個普通家庭提供足夠的電力，以補充現有電網容量。對於一百萬個家庭來說，這意味著三百萬台能量牆設備，最多可提供4050萬千瓦時（40,500兆瓦時/megawatt-hours）的電池存儲量。
按照約12,000美元的安裝成本計算，每戶家庭的成本為36,000美元。美國有8000多萬戶獨戶住宅和1.3億多個居住單元。因此，僅獨戶住宅就需要2.4億台能量牆，耗資近3萬億美元。相比之下，特斯拉目前的生產能力為每年70萬台能量牆。因此，為所有獨戶住宅配備能量牆將需要近350年的生產時間。對礦產的需求也將是驚人的，需要開採數十億噸礦石，以獲取必要的鋰、銅、鈷和其它金屬。
從理論上講，電力系統的設計可以利用風能、太陽能和電池儲能等方式提供可靠的服務。然而，在現實中，無論安裝多少蓄電池，新的輸電和配電線路仍然需要巨額投資。這樣做的成本也會高得驚人。
無視物理和經濟現實可能是一種時尚，然而從長遠來看，現實最終會戰勝一切幻想。電網及其組成部分構成了一個複雜的系統，我們中的大多數人都認為這是理所當然的，因此，有人誤導性地宣稱一切電氣化都很簡單，幾乎只需風能、太陽能和電池就能供電。對此，電力公司和市政規劃人員可以為公眾提供公共信息服務，解釋為什麼在當今的技術條件之下不可能出現他們所宣稱的這種情況。
本文刊自「真相在線」（RealClearWire）網站。◇
作者簡介：
喬納森‧萊塞爾（Jonathan Lesser）博士，是美國能源智庫國家能源分析中心（National Center for Energy Analytics，簡稱NCEA）的高級研究員、總部位於西雅圖的公共政策智庫發現研究所（Discovery Institute）的高級研究員，總部位於新墨西哥州的大陸經濟公司（Continental Economics）的總裁。他攥寫的報告《綠色能源與經濟幻想主義》（Green Energy and Economic Fabulism，2023）由全球變暖政策基金會（The Global Warming Policy Foundation）出版。
原文： 刊登於英文《大紀元時報》。
本文僅代表作者本人觀點，並不一定反映《大紀元時報》立場。
責任編輯：高靜#