【國際瞭望】家用電池儲能不切實際

總部位於澳洲的跨國期刊「對話」（The Conversation）最近發表題為〈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）一文。文章稱，在家庭、企業和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，就不必投資新輸電基礎設施了。

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。

對電池的幻想是不切實際的

 無論是住宅用戶還是工業用戶，都需要警惕這種基於家庭電池的不切實際幻想。

首先，電池儲存電力，而不是產生電力。但是，美國的車輛、暖氣和熱水的電氣化，將使耗電量加倍。雖然所需的部分額外電力可以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，以處理額外的負載。

其次，要建設足夠電池容量的儲電設施，以確保家庭和社區不會長時間停電，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。

目前的電池儲電系統不足

 在美國，一個典型居民家庭的年耗電量約為10,800千瓦時（kWh，一千瓦的功率作用一小時，即電表1度），即每天約30千瓦（kW）時。當然，耗電量因家庭規模、所在地區和季節而異。隨著暖氣、熱水器使用電力，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。

根據美國能源部發布的模型，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%。為一輛普通電動車充電，每年又會增加4,300千瓦時。總之，每年將增加近1萬千瓦時的用電量，如此將使目前的用電量增加約一倍，達到每天約60千瓦時，而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，還要確保相同水準的服務可靠性，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，以便在夜間及多天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車供電，但可能很少有消費者願意一覺醒來之後，發現電動車沒有充電而無法出行，尤其是在沒有儲存電能為電動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車充電器的峰值電力需要。例如，一個典型的2級家用電動車充電器的功率為20千瓦，熱泵的功率為7千瓦。

特斯拉公司（Tesla）開發的最大電池儲存系統「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13.5千瓦時的儲存量。當然，氣溫下降時，電池容量和效率也會下降。因此，至少需要三部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，這意味著三百萬部能量牆設備，最多可提供4,050萬千瓦時（40,500兆瓦時/megawatt-hours）的電池存儲量。

按照約1.2萬美元（約新台幣40萬元）的安裝成本計算，每戶家庭的成本為3.6萬美元。美國有超過8千萬戶獨戶住宅和超過1.3億個居住單位。因此，僅獨戶住宅就需要2.4億台能量牆，耗資近3兆美元。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年來生產。對礦產的需要也將是驚人的，需要開採數十億噸礦石，以獲取必要的鋰、銅、鈷和其他金屬。

現實最終會戰勝一切幻想

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，有人誤導性的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民眾提供公共資訊服務，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。（小標為編輯所加，信宇編譯）

——作者萊塞爾（Jonathan Lesser），是作家，也是美國能源智庫國家能源分析中心（NCEA）、西雅圖智庫發現研究所（Discovery Institute）的高級研究員，並擁有新墨西哥州大陸經濟公司（Continental Economics）。

原文「The Home-Based Battery Storage Fantasy」刊登於「真相在線」（RealClearWire）網站，《大紀元時報》轉載。◇