特斯拉Megafactory落子上海能否攪動中國儲能市場?
年產量1萬台Megapack儲能產品,相當於40GWh的裝機容量,這是特斯拉將在上海新建的Megafactory的產能規劃。特斯拉的首個儲能超級工廠位於美國加利福尼亞州北部的Lathrop 市,用了不到一年的時間竣工,在2022年第四季度開始生產,年度產能規劃也是40GWh。據外媒消息,特斯拉加州Megafactory在今年2月中旬的日產量約在7.5-9.5個,仍處於產能爬坡期。
特斯拉在上海舉行的項目簽約儀式上表示,上海Megafactory計劃於今年第三季度破土動工,2024年第二季度開始生產。這意味著特斯拉是要將加州的儲能超級工廠完全復刻一個到上海。
此舉是特斯拉在宣布宏圖計劃第三篇章之後的第一個大動作。動作背後既蘊含著特斯拉對全球大型儲能電站市場競爭的謀篇佈局,也暗藏著向國內分佈式儲能市場切入的意圖。
強大的中國製造能力,結合特斯拉的軟件優勢,將幫助特斯拉實現電力+算力的融合。特斯拉的全球智能電動車和儲能業務也將綁定在一起,而特斯拉將進化成為一家覆蓋源網荷儲的數字能源公司。
01.中國供應鏈+特斯拉品牌,特斯拉儲能業務要形成全球競爭優勢
要想理解特斯拉佈局上海新產能的動機,就要從全球儲能市場的競爭態勢來看。
特斯拉儲能業務在面向市場端方面有著天然的品牌優勢。無論是發電側、電網側的大型獨立儲能電站,還是負荷側的工商業和戶用的分佈式儲能,特斯拉均有產品推出,並有著廣泛的應用落地。
Megapack產品是面向發電側、電網側的大儲應用場景。相比於工商業和戶用側,發電側、電網側場景對於儲能係統的軟硬件水平、交付能力要求更高。在這兩類場景的海外市場上,特斯拉還要面對同樣具備渠道優勢的Fluence、NextEra Energy 、Powin Energy等國際儲能公司。
為了贏得儲能項目的競爭優勢,特別是提高交付能力,國際儲能公司紛紛加強上游一體化的佈局。比如Powin在2022年9月收購了總部位於西班牙塞維利亞的變流器公司EKS,收購主要目的就是使Powin更好地掌握儲能係統核心環節變流器,以便自主把控項目執行、交付和調試,形成獨立交付完整儲能係統平台的能力。
特斯拉要想勝出,就要在儲能上游供應鏈方面更進一步,在還處於產能爬坡期的加州工廠的基礎上再加加碼。
另一方面,從需求側來看,在海外新能源比例快速升高的情況下,對於能夠給電網帶來支撐作用的大型儲能係統的需求極速提升。馬斯克本人也在今年的投資者日上表示儲能業務正在實現創紀錄的增長。
特斯拉在2022年第四季度儲能裝機量達到2.46GWh,同比增長152%,2022全年儲能裝機量達到6.54GWh,同比增長64%。
由此可見,市場競爭和需求端兩方面的要求匯聚到一起,全球大型儲能市場競爭的勝負手落在了系統集成環節的製造能力上。
特斯拉本身兼具儲能品牌商的渠道能力和系統集成方面的技術能力。為了進一步提高自身在供應鏈上的生產能力,實現更好更快的交付水準,贏得未來海外大儲市場更大的競爭優勢,特斯拉決定再次將突破生產瓶頸的寶押在中國產業鏈上。
這一步,就是特斯拉繼續向產業鏈上游一體化邁出的重要一步。
此次落子上海有助於特斯拉加強系統集成製造環節的把控,同時有中國鋰電產業鏈睥睨全球的生產優勢的加持,再加上特斯拉自身俱備海外拿大型儲能項目的渠道優勢,特斯拉未來儲能業務增長將不再是空中樓閣。
02.雙劍合璧:中國硬件製造+特斯拉數字化技術
中國供應鏈優勢主要體現在硬件的製造能力方面,無論是鋰電池、儲能結構件還是儲能變流器,而特斯拉在儲能產品上特殊優勢在於其強項數字化技術的軟件優勢。
特斯拉在儲能變流器控制技術、分佈式能源管理、微電網控制等儲能數字化技術方面掌握著技術優勢。
儲能係統的核心在變流器,特斯拉在變流器環節一直是自主研發,掌握著變流器的控制算法技術。可以看到儲能係統架構圖中特斯拉將Megapack中的儲能變流器標記為了Smart Inverter。
特斯拉Smart Inverter的核心技術能力之一就是可以為電力系統注入穩定性的構網型技術。
構網型技術使得變流器自身俱備主動調節能力,通過模擬同步發電機的虛擬同步控制算法為電網注入強度和慣量,同時還可以提高儲能係統參與電力輔助服務市場的能力,提高儲能電站的經濟收益。
搭載構網型技術的儲能係統可以在消納並網新能源的基礎上,主動產生頻率和電壓,快速響應電網頻率變化,為整個電網的穩定性起到關鍵支撐作用。
比如當在構網模式下運行時,Megapack變流器能夠輸出高達100%的相位負載不平衡功率,具備強大的主動調節能力。
特斯拉基於構網型技術的Megapack產品已經在澳大利亞、北美等多地儲能項目上應用。2022年7月27日,特斯拉幫助位於澳大利亞的Hornsdale Power Reserve電化學儲能係統完成了變流器技術的升級。該儲能電站150MW/193.5MWh的儲能係統全部應用了特斯拉的構網型變流器及虛擬同步控制技術。
基於特斯拉的構網型變流器技術,這座曾是世界第一大規模的儲能電站目前已經可以向南澳大利亞州電網提供大約3000 MWs的虛擬慣量,這大約是該州整個電網慣量需求的一半。
該儲能電站在為電網注入穩定性的同時還可以賺取輔助服務收益。這也是世界上第一個提供如此大規模穩定性服務的儲能電站。
構網型技術非常適合應用於新能源比例較高、電網薄弱的地區。比如分佈式微電網、孤島運行等場景。
關於構網型技術,國內儲能相關企業如南瑞繼保、陽光電源、新源智儲等都具備相應的技術研發儲備,都在為高比例新能源和高比例電子電力設備的新型電力系統的到來做好前沿技術的儲備和先行應用。
陽光電源光儲集團副總裁徐清清向數字時氪表示,構網型技術未來在國內的應用場景將十分廣泛,除了虛擬同步控制技術等控制算法外,構網型技術要想實現主動響應支撐電網的能力,也需要電網大數據和智能感知技術的支撐,而儲能電站本身就具備對電網數據的感知、積累的優勢。陽光電源也在近期推出了乾細胞電網技術,該技術將有助於保障新型電力系統平穩運行。
新源智儲副總經理劉驍、索英技術儲能事業部總經理歐陽超也均向數字時氪表示,公司在構網型技術算法已有多年研發經驗,並已經有實際項目應用落地,構網控制算法的研發壁壘並非很難突破。
特斯拉分佈式能源管理軟件平台Powerhub可以幫助企業客戶管理分佈式能源、可再生能源發電廠和微電網。Powerhub涵蓋了監控和數據採集(SCADA)系統的全部功能,可用於實時監控各類能源資源的關鍵參數並下發控制指令,滿足分佈式微電網的調度運行需求。
除此之外,特斯拉還針對電力交易市場化推出了Autobidder平台,特斯拉的新能源汽車、充電樁以及光儲產品均可以搭載Autobidder,實現從“發電-儲能-用電-交易”的能源流動閉環,形成“車+樁+光+儲+荷+智”電力生態系統的一體化整合。
Autobidder平台可以依據機器學習算法執行價格預測、負載預測、發電預測、調度優化、智能出價等功能,並能配合虛擬電廠運營模式。
03.短期內不會衝擊國內儲能企業,特斯拉或聚焦國內車網協同的分佈式儲能市場
國內儲能企業在海外的市場主要集中在工商業和戶用儲能市場,與特斯拉此次佈局的Megapack產品主要面向的源網側市場不同,所以對於國內儲能企業在海外競爭的影響較小。
國內大型儲能電站市場涉及到電網平穩運行和電力安全問題,筆者認為特斯拉有可能受制於身份問題,進入該細分市場的可能性不高。因此上海的Megafactory應當不會給中國儲能企業的國內大型儲能市場帶來很大衝擊。
特斯拉未來更有可能給國內企業帶來衝擊的是國內的分佈式儲能市場。儘管目前上海工廠是生產面向源網側的Megapack產品,但是不能排除上海工廠未來生產Powerwall、Powerpack等產品的可能性,而且Megapack產品也可以用於一些大規模的充換電站。
結合特斯拉在中國的製造能力和原有的軟件平台能力,其面向分佈式電網場景的儲能產品將在成本降低後可以形成綜合性的競爭優勢。
在筆者看來,特斯拉儲能業務的生態位其實是車網協同中的核心一環。未來隨著新能源汽車保有量的提升,充電補能供應能力將成為新能源車企服務能力的關鍵。
而新能源汽車本身又是一個“移動的儲能電站”。未來充(換)電站配合儲能一體化基礎設施的建設,在滿足新能源汽車充電補能需求的基礎上,還可以將新能源汽車參與負荷調節的潛力充分挖掘出來。
每一輛新能源汽車參與各個分佈式充換儲一體化電站的調節網絡中來,那麼前文提到的特斯拉儲能數字化技術將會大有用武之地。
圖片來源:中國知網
如此一來,特斯拉將不再是一個簡單的智能電動車企或者儲能係統集成商,而將通過數字化技術將各個細分市場的業務串並聯到一起,成為一家覆蓋源網荷儲的數字能源公司。
在前不久召開的2023年中國電動汽車百人會論壇上,國家電網有限公司副總工程師李明就表示新能源汽車具有很強的負荷調節特性和可調度的潛能。通過實施有序潛能、負荷聚合能夠有效促進新能源汽車參與移峰填谷,保障電力電量平衡,提高電力系統的整體的運營效率。
2022年國家電網就聯合特來電、星星充電等24家充電運營商聚合了5100座充換電站,參與了迎峰渡夏的需求響應49次,最大調峰2.2萬千瓦,影響電量64萬千瓦。在冬季組織新能源汽車參與了電網的調峰輔助服務。
國家電網2022年先後在山西、山東組織了2300餘座充換電站以虛擬電廠的模式參與電力現貨市場,為充電服務運營商節約購電成本超過270萬。在11個省公司開展了新能源汽車參與中長期電力交易,交易電量超過14億千瓦時。從國家電網推行的動作來看,未來新能源汽車參與電網調節的程度將逐步走深向廣。
特斯拉在2021年於上海落地光儲充一體化電站,站點配備了太陽能發電板、特斯拉儲能係統、特斯拉超級充電樁等硬件設備。隨著中國源網荷儲互動程度加深,車網協同需求上升,未來特斯拉麵向車網協同的分佈式儲能業務也很可能將成為特斯拉在中國業務佈局的下一個重點之一。
Megapack超級工廠所在的上海臨港,是一片已經在“風-光-氫-電-制-儲-用”產業領域形成了較為完備產業鏈佈局的區域,也將成為特斯拉國內分佈式儲能業務的最佳起跳點。
04.尾聲
2019年,特斯拉超級工廠在上海破土動工。隨後生產的Model 3攪動了國內新能源汽車產業,市場競爭日益激烈,並順勢拉起了國內鋰電產業鏈整體的產能擴張周期。
2023年,特斯拉生產Megapack的超級工廠也將在上海開工建設。這次特斯拉對國內儲能市場,特別是對鋰電池電化學儲能產業鏈上游也將起到同樣的帶動作用,再次上演2019年的故事。
在點完品牌、渠道、系統集成、數字化一系列儲能關鍵技術點之後,特斯拉補上了供應鏈製造這最後一塊拼圖。算力和電力將成為特斯拉業務驅動的雙輪,特斯拉朝著能源公司的願景更近了一步。