编者按：刚刚步入5月，特斯拉随着渐高的气温又火了一把。Powerwall、Powerpack、Gigafactory这些名词，随着媒体铺天盖地的报道让人们熟知。

据悉，截止到5月8日，特斯拉已收到了3.8万个Powerwall订单和2500个Powerpack订单，相当于埃隆˙马斯克在中国卖了6765辆特斯拉汽车。

售价3000美元的电池，在发布后的8天时间内获得8亿美元订单。1天预订达1亿美元。除了特斯拉， 也许没有别的公司生产的储能设备会有这样的吸引力了。

Powerwall的热潮和美国民用电价较高密不可分，但不可否认，储能产业在积蓄多年之后终于成为了大众关注焦点。“特斯拉能源”无疑让“电力商品”这个概念更为直观地展现在大众面前。

改变世界的事情总是容易充满争议，特斯拉发布的储能电池产品引起的争论就可见一斑。一个冰箱大的电池真的能够改变世界吗?这个问题其实很大，隐约涉及到未来的电力系统，甚至是能源系统的发展模式。

只是有钱环保控的一个玩具

媒体对“特斯拉能源”铺天盖地的报道，仿佛是在迎接一个新的时代。然而，大多数人都忽略了一件重要的事情：对现实成本的冷静讨论。因此，我们不妨来分析分析成本，看看这个震撼世界、翻天覆地的创新是否真的具有合理性。

埃隆·马斯克宣布，7千瓦时电池组售价将为3000美元，而10千瓦时容量的售价将为3500美元。这并不包括直流/交流转换器的成本，约为2000美元，以及专业安装的费用。

首先，解释一下这个容量的含义。1个10千瓦时容量的系统可以为你的家庭以1千瓦的电流连续供电10小时。这是一笔相当大的能量。据美国能源部的统计，美国家庭每天的耗电功率平均为1.2千瓦。说得直观点，一台台式电脑功率大约为100瓦，一台大屏幕电视为200瓦。冰箱不断启动和关闭制冷进行循环，但平均功率大约只有100瓦。

那么这种电池的电力成本又是多少呢?我们暂时不考虑生产这种电力的成本，只看一下使用电池储电然后再使用的成本。应用材料公司前首席技术官、研究人员温弗里德˙霍夫曼在降低电池电力成本方面曾做过一些很有意思的研究。他指出，对于初始安装成本为400 美元/千瓦时、效能为80%，同时可以充放电5000个循环的锂电池系统而言，储存电力的平均成本将为15美分/千瓦时。

这个估算可能比较保守。加州的太阳能公司正在与德国的电池公司合作，其产品可充放电1万个循环。但是，这种估算也有可能还不够保守。现在尚不清楚Powerwall可以实现多少次充放电循环。特斯拉表示，该公司的7千瓦时Powerwall能够每天循环，而10千瓦时系统可以每周循环。电池的成本会摊到整个使用寿命期中的总循环发电量上。使用越少，单位平均成本就越高。

无论哪种方式，15美分/千瓦时的电池储电成本看起来都大致合理。

为了算出真正的电力成本，你必须在15美分的基础上，加上最开始获取电力需要支付的成本。由于电池组将和太阳能协同工作，因此我们来看一下特斯拉的姐妹公司 SolarCity是怎样对消费者收费的。根据SolarCity的政策，消费者无需缴纳系统的前期费用，但是之后每发1度电将收取15美分。根据合约，SolarCity每年可以将费率提高2.9%，这个比例看起来不多，但是20年期限结束时你的成本将提高至每度20美分以上。因此，太阳能发电每千瓦时15美分的成本，加上电池组充放电循环中每千瓦时15美分的成本，你的电力成本将达到30美分/千瓦时。

笔者认为，30美分/千瓦时这个价格非常离谱。在德克萨斯州，用户向Reliant Energy公司支付的电费是10美分/千瓦时，这些电力主要来自天然气发电站。据美国能源部的数据，全国平均零售电价为12.5美分/千瓦时。现在，加利福尼亚、夏威夷以及世界上其他电网不健全的地区的电价要高出很多，但是在美国绝大部分地区，没有人支付的电力成本接近30美分/千瓦时。

现实情况比这还要更糟。让我们进一步想想这种Powerwall系统的真实功用。根据美国能源部的数据，每年的平均家庭用电为1.09万千瓦时，相当于每个月900千瓦时，也就是每天平均1.2千瓦的电力需求。现在由于更加注意用电效率，家庭平均电力需求可能降低至1千瓦，这样低的需求可能足以让特斯拉的 10千瓦时Powerwall电池满足大约半天的用电需求。

当然，这种想法的前提是，一个100%太阳能供电家庭的太阳能板能够在白天给家庭供电的同时，完成对Powerwall电池的充电，然后在晚上依靠电池供电。

这就是Powerwall在经济学上站不住脚的原因所在。如果你没有一个足够大的太阳能系统来让家庭完全脱离电网，那么通过Powerwall以30美分/ 千瓦时的成本获取电力就完全没有意义。在晚上没有太阳能发电时，你完全可以从电网获取电力，平均成本只要12.5美分/千瓦时。

换句话说，除非你的太阳能供电家庭完全脱离电网，或者你的太阳能系统强大到足够满足你的所有电力需求，否则的话，像Powerwall这样昂贵的电池备用系统在经济上完全不合理。

毫无疑问，电池技术对于未来电网的管理非常重要，但是就目前来说，普通家庭应该让大型公共发电事业部门承担完善技术的风险和成本。毕竟，任何真正可行的能源，大规模实施要比小规模更加经济。

超级电池工厂未投产或已过时

特斯拉斥资50亿美元，在美国内华达州里诺建设的锂离子聚合物电池工厂Gigafactory，面对电池技术日新月异的发展，很可能变成巨大的负担。

今年1月，日本富士色素株式会社宣布，已在铝空气电池技术上取得重大突破。与特斯拉即将量产的锂聚电池相比，铝空气电池理论容量多出40倍以上。且富士色素表示，将在今年底前实现项目商业化。这意味着，定于2016年投产的Gigafactory可能从一开始就处于落后位置，更何况其预计还需7至10年才能达到设计产能并收回成本。

电池领域创新遵循着基本的规律：靠阴阳极之间的电解质发生反应产生电流。铝空气电池以水为电解质，通过氧气和铝的反应产生电流。标准的铝-空气反应会消耗铝阳极，因此必须替换阳极，并不能简单充电了事。富士色素表示，通过在关键位置放置陶瓷和碳精片隔层，即可抑制腐蚀和副产品，这样铝空气电池只需加水就能多次充电。

美国西北大学材料科学和工程学教授马克˙赫尔萨姆指出，如果富士色素真能完成铝空气电池的商业化，这是“非常了不起”的。不过尚有一些问题没有解决，比如铝空气电池的体积在使用过程中会缩小，可能出现破裂，因此很难集成到无法容错的汽车系统中。

富士色素铝空气电池项目首席研究员森亮平的态度略显谨慎，不似其公司所表现的那般乐观。他表示：“我们仍处于开发阶段，也许近期内可能大规模生产。”

不过，苦心钻研先进电池技术的并不只有富士色素一家。以色列公司Phinergy也在追寻铝空气电池梦。美国初创企业Pathionand Sakti 3则着眼于更激进的创新，要用陶瓷或水晶代替液态电解质，制造固态电池。该公司已成功展示了一种新电池，能量密度为每升1千瓦时，一旦启用可将特斯拉的行驶里程增加一倍以上。其首席执行官迈克尔˙利德尔预计，固态电池技术可在两年内投放市场。

当然，特斯拉 Gigafactory的主要任务不是生产最先进的电池，而是采用现有技术并通过量产来降低成本。然而在降低成本方面，铝空气电池和固态电池都有潜在优势。铝比锂便宜得多，固态电池则可以像计算机芯片一样“压制”出来，比起锂聚电池生产所需的金属分层和轧制工艺效率高很多。

据咨询公司Next Energy负责工业及创新发展的副总裁丹˙拉多姆斯基介绍，对特斯拉来说，针对新出现的创新调整非常困难，“这就和从盒式录像带转向光盘差不多，会改变整个供应链。”

汽车行业的需求也许能为特斯拉争取一些时间。高温和低温对电池性能影响很大，相应安全标准当然也很严格。虽然锂聚电池在高温环境下也有隐患，但经历数年考验后在汽车上使用已问题不大。

特斯拉也可以选择改进锂聚电池。新加坡南洋理工大学的研究人员已经开发出可快速充电的二氧化钛阳极;马克˙赫尔萨姆教授在西北大学的团队则通过加入石墨烯等材料，将锂聚电池阳极的失电子能力提高了1倍。尽管阴极方面已经落后，但特斯拉整合新材料应该不用彻底革新锂聚电池生产工艺。

说到底，特斯拉的Gigafactory长期为继的最大问题在于战略，而不是技术。毕竟，实验室里的创新和实用产品不是一回事。迈克尔˙利德尔所言，电池研究处于“零敲碎打”状态，实际推进有限。许多初创公司和研究人员都可以制造出更好的阴极、阳极或者电解质，但三者得完美结合才能成为电池。一直以来，很少有资金用在结合三者并大规模量产新电池方面。

随着凯迪拉克和宝马等主要汽车厂商更积极开拓电动汽车市场，电池技术已成关键竞争点，花在新一代主流电池上的资金也不断增多。电池领域正飞速革新，未来很可能会超出你的想象。