特斯拉的储能时代
一、特斯拉储能超级工厂
据央视新闻，4月9日下午，特斯拉储能超级工厂项目签约仪式在上海正式举行。
据了解，特斯拉储能超级工厂将规划生产特斯拉超大型商用储能电池（Megapack），初期规划年产商用储能电池可达1万台，储能规模近40GWh，产品提供范围覆盖全球市场。特斯拉储能超级工厂项目计划于2023 年第三季度开工，2024 年第二季度投产。
不久前，特斯拉正式公布的“秘密宏图”第三篇章中，曾将目标设定为全面转向可持续能源，2050年前实现能源100%可持续，而特斯拉储能超级工厂项目也正是实现这一目标的重要举措之一。
特斯拉称，其Megapack电池可以支持千兆瓦时规模的低成本、高密度公用事业项目，灵活性是Megapack电池的一大特点。它能随时能与电池模块、逆变器和温度系统集成安装，帮助电网更加稳定、可持续。每台机组可存储超过 3 MWh 的能源，足以满足 3600 户家庭一小时的用电需求。
设计层面，特斯拉为各电池模块匹配了专属逆变器，每台机组也均已经过大量火灾测试，内含集成安全系统、专业监控软件等，能源效率和安全性均得到大幅提升。
当前，特斯拉已经构建起了一个以太阳能屋顶系统和Powerwall为核心的能源系统。Powerwall的本质是一款储能设备，其将可充电的锂电池包、液冷模块、逆变器等整合在一起，成为一个“削峰填谷”的简易储能装置。在谷时，其可以存储相关的电能；而在高峰时刻，向电网输出电力，或为家庭提供电能补给。家庭版的Powerwall电量为7-13.5kWh，而商用版的高达100kWh，可以用在学校、医院这样的公共场所。
图1 从Power Wall 1到Power Wall+
特斯拉第一代 Powerwall，这种集成的储能系统电池容量为 6.4kWh。
第二代 Powerwall 2 的存储容量增加了一倍以上，并包括一个集成的电池充电器。
2021年5月特斯拉对这种产品进行了更新Powerwall+（plus），这套系统本身没有改变，但是从Powerwall 2电池系统，集成了太阳能逆变器，使其成为一个完整的多合一太阳能存储系统。
表1 Power Wall的基本参数和价格
图2 第一代Power Wall的连接方式
图4 第三代Power Wall的连接方式
·从一代到二代的迭代变化最大，这里有几个内容：
ØTesla Powerwall 2 当时采取的也是完整液冷系统，来对家庭储能系统进行热管理，采用了一个完全密封的液体冷却剂系统（包含2.3 升液体冷却剂）。这其实具备了更高温度运行的可能性，提高了整体的循环次数。这套热管理系统其实和汽车的系统相似，可以具备加热和冷却的功能。
Ø从系统来看，Power Wall1的组装还是比较麻烦的，一开始特斯拉想做联网的系统，因此从Power Wall1到Power Wall2 在网关层面做了一些系统性的更新。
3）Power wall2更新的同时也发布了具有液冷热管理的太阳能逆变器，有3.8kW和7.6kW两种尺寸，集成了所有安全功能，包括快速关闭、电弧故障和接地故障保护。
第三代Powerwall+ (Plus)，对可用容量和重量进行了一些细微的调整。这套系统主要更新在于带系统集成的 Tesla太阳能逆变器，从而变成了完整的多合一系统。存储容量保持在 13.5kWh 不变，额定功率大幅增加，以满足离网和备份的使用。额定功率从5kW（连续）和7kW（峰值）提高到离网模式下的7kW（连续）和10kW（峰值）。并网额定功率也小幅增加至 5.8kW （连续）和 7.8kW（峰值）。
三、Powerwall的虚拟电厂
为了能够让Powerwall的电能得到最大程度地利用，特斯拉还开发了自己的虚拟电厂平台——AutoBidder，以社区配电网为单位，对分散式的Powerwall进行统一整合管理，通过能源综合利用，实现了绿色电力的最大消纳。也就是说，未来随着Powerwall+Autobidder结合太阳能发电，能够担负起一个社区甚至一个商业区的电能自给自足，实现碳中和。
根据我国提出的具体目标，到2025年新型储能装机规模达到3000万千瓦，而目前新能源乘用车的单车电池装机量在50-70KWh左右。照此计算，新型储能装机可以直接解决接近60万辆新能源汽车电池退役的问题，同时也可以有效解决风能、太阳能发电带来的储能问题。宁德时代、比亚迪这些公司也都纷纷布局国内的储能市场。不久前宁德时代还对外展示了钠电池，相比于在纯电动乘用车领域去占据一席之地，帮助宁德时代使用成本更低的钠电池占据储能市场的意义来得更大。但不得不说宁德时代和比亚迪在这个领域的动作比特斯拉要慢，按照上文所说，特斯拉所打造的一个用电供需平衡的社区或者超级充电站，在当前减碳减排的大背景下，其成套解决方案无疑拥有更大的吸引力。
“双碳”目标下，以光伏为代表的新能源在政策利好下迎来了快速增长。而随着储能技术成熟、成本下降，家庭场景也逐渐成长为新能源应用的重要领域。尤其是在海外市场，居民电价持续上涨之下，户用储能的经济性逐渐凸显，加之各国政府财政补贴，进一步推动其快速普及。
值得注意的是，户用储能可以实现家电一体化设计，为智能家居提供电力需求。业内人士认为，户用储能有望成为全球重要的战略家电产品，中国储能电池与逆变器企业有突出的产品、降本、渠道等能力以响应这一产业趋势，预计到2025年前行业将保持高速增长，高电价与低渗透率是核心推动力。
特斯拉的储能时代，Megapack与Powerwall都来了，何以应对？
