誰能加入 AI 人工智慧帶來的工業革命商機?先看看滿足 AI 運作的基礎建設和基本條件有哪些,肯定不會出大錯。電力需求和環境永續,是本世紀最大的矛盾。任何能夠解決綠電供應瓶頸的方法,都會是最有潛力、商機最大的題目。
綠電的問題,不是太陽能不足,也不是風力不夠,而是這些綠色能源的發電原料不受人為控制,太陽能板和風力渦輪機需要白日炙熱的陽光和穩定的微風才能發電,在黑夜和無風日就要進入缺電的狀態。
如何大規模的儲存電力、有效配送這些電力,才是目前綠電發展的瓶頸。電網級儲能的技術和規模,可以如何突破?根據國際能源署( IEA )的預測,要讓世界保持在淨零排放的軌道上,全球電池儲能的安裝容量,需要從 2023 年的不足 200 吉瓦( GW )增加到 2030 年超過 1 太瓦( TW ),到 2050 年則要成長到接近 5TW。已經有企業和投資人準備大展身手。
1 個太瓦等於 1000 個吉瓦。換句話說,從 2023 年到 2030 年,全球電池儲能的安裝容量年複合成長率需要達到破紀錄的 25.85%;而從 2030 年的 1 太瓦(TW)增長到 2050 年的接近 5 太瓦(TW),年複合成長率也至少需要為維持在 8.38% 左右。
過去,只有在水庫中會看到電網等級的儲電系統,因為,水力發電系統需要在坡度上下的水庫之間移動水,以維持發電彈性。在綠電的發展需求下,電力公司開始嘗試打造堆疊巨型電池的建築。根據 IEA 的數據,去年全球安裝超過 90GW 的電池儲能,是 2022 年的兩倍,其中大約三分之二用於電網,其餘則用於住宅太陽能等其他應用。
需求的快速擴張,推動電池儲能產業的幾個重要發展,包含價格下降,以及更高效能的化學成分研發加速。
管顧巨頭貝恩顧問(Bain)估計,全球電網級儲能市場可能會從 2023 年的大約 150 億美元的市場規模,擴展到 2030 年的 2000 億至 7000 億美元,並在 2040 年達到 1 兆至 3 兆美元。2030 年以前,年複合成長率範圍約為 44.78% 到 73.15%;保守估算到 2040 的年複合成長率範圍約為 17.46% 到 31.10%。這是任何有野心的風險投資人都不想錯過的絕佳機會。
電動車關稅大戰,推動儲能電網成本下跌
鋰電池價格的大幅下跌,推動儲能電網的建造成本快速下降。根據研究機構《彭博社》研究機構 BloombergNEF 的數據,在 2019 年至 2023 年期間,每千瓦時儲能的固定式鋰電池價格,平均下降了約 40%。
全球十大鋰電池製造商中,有六個在中國,包括德寧時代(CATL)和比亞迪( BYD ),其他四家則是日本和韓國企業。鋰電池技術讓中國在電動車領域強押西方市場競爭對手。然而,過去兩年中國經濟衰退、中國政府對電動車補助到期、西方對中國電動車掀起關稅壁壘,都導致電動車( EV )採購鋰電池速度放緩;電動車市場遭遇瓶頸,迫使電池製造商把注意力轉向電網儲能的領域,並且增加儲能電網設備生產量。
中國電池生產中用於電網的比例,從 2020 年的幾乎為零增加到去年的約 20%,超越用於消費性電子產品的比例。在中國國內政策的支持下,大型太陽能和風能也規定必須安裝儲能,這促進了儲能電池生產規模的快速增長,也推動價格下跌。2019 年,儲能電網使用的固定式鋰電池價格,比用於 EV 的電池貴將近 50%;隨著生產者湧入,兩者的價差已降至不到 20%。IEA 認為,結合電池的太陽能綠電成本,現在在印度與燃煤發電已經開始具有競爭力,不久之後,就會比美國的天燃氣發電更便宜。
價格下降、生產規模上升,以及電池效能的提升還沒有到盡頭。中國的電池企業在相關技術領域的創新能力極強。根據《經濟學人》的報導,自 2018 年以來,德寧研發上的支出增加了八倍,去年達到 25 億美元。比亞迪( BYD )也在機器人和人工智慧方面,進行了大量投資,並在安徽省合肥市新建一個幾乎完全自動化的電池廠。
不過,中國企業獨有的一個中國特色問題,即風頭上過度投資導致的產能過剩困境。根據 BloombergNEF 的數據,僅中國目前生產的鋰電池,就足以滿足全球所有類型的需求,目前中國電池廠宣布到 2025 年,將再增加 5.8 太瓦時( TWh )的電池產能,這已經超過目前全球產能的兩倍多。
這對其他國家市場的電池生產商而言,是一個災難性的影響。根據英國專業鋰電池價格評估機構基準礦物情報(Benchmark Mineral Intelligence)的數據,2024 年至今,光是中國本身就取消或延遲至少 19 個電池超級工廠的建設。中國的產能過剩問題,也延伸到其他國家包含西方電池新創公司的發展。
瑞典電池新創公司 Northvolt 為例,被視為歐洲電池產業新希望、獲得超過 150 億美元投資的 Northvolt,就在中國嚴重的產能過剩壓力下受到嚴重挫敗。
去年因為市場價格下跌、供應過剩,對剛剛開始追求穩定供貨能力的 Northvolt 而言,難以跟亞洲成熟的電池供應商競爭,目前已經公開的損失從 2022 年的 2.85 億美元,一年內增加到 12 億美元。 Northvolt 原本計畫在德國、加拿大和瑞典開設三個新的工廠的計畫,被迫延期,重啟計畫遙遙無期。Northvolt 的創辦人彼得卡爾森 (Peter Carlsson) 過去在 Tesla 擔任技術高層,他在今年 7 月接受英國《金融時報》訪問時承認,他們失去了同時也是自家投資人的寶馬 (BMW) 超過 20 億美元電池採購合約,必須要對原本激進的擴張計劃進行新的策略性評估。
西方電池新創的新途徑:新的電池技術改變遊戲規則
雖然血淋淋,但電池製造商之間的流血競爭,卻對需要供應綠電的電力公司來說非常有利,更低的價格可以有效推動全球電池儲能規模的發展,也推動綠電供應的基礎設施快速成長。根據能源轉型數據分析公司 Wood Mackenzie 的《2024 年全球電池儲能係統整合商排名》報告,儲能電池會快速進入整併潮。中國將進入新一輪的整合,而西方市場特斯拉(Tesla)則快速成長,年增率超過 60%,在全球範圍超越過去的第一名中國廠商陽光電源(Sungrow Power Supply)。
整併潮會讓最具生產力的公司持續提高市佔率,也會推動價格進一步下降。
激烈的競爭快速刺激技術上的創新,鈉離子電池是新崛起的技術。鋰很昂貴,但是可以提供的能量密度較高;然而,相對於電動車需要高密度的鋰電池維持蓄電量,對電網級儲能設備所需要的固定電池來說,這不是什麼大問題。鈉離子電池相對便宜、而且更安全,因此吸引投資人重新考量對電池技術的投資決策。
去年 4 月,寧德時代在上海車展展示鈉離池電池技術的研發成果,鈉離子電池不易著火,而且更能承受雪地的零下溫度,這都是相對昂貴的鋰電池做不到的競爭優勢,一問世馬上就對電池產業帶來巨大衝擊。根據《華爾街日報》的報導,2023 年中國的電池級碳酸鋰原料價格下跌 60%,原因除了中國電動車產能過剩之外,鈉離子電池技術的成熟也是另一個重要原因。
挪威的電池新創 Freyr Battery 執行長湯姆詹森(Tom Jensen)認為,西方電池公司唯一能夠競爭的方法,就是使用新技術。的確,如果沒有透過技術創新走出商業上的新機會,西方電池產業要衝破中國競爭對手的低價搶市,幾乎完全不可能。Freyr 受到中國低價競爭的影響,今年 8 月底才剛宣布必須裁員以重新整頓財務結構。
過去兩年,在美國政府有意識的政策和補貼政策推動下,加上華盛頓可能對中國電池廠採取更嚴苛的關稅保護政策,多家美國電池新創正在競爭新的桂冠寶座,吸引全球創投資金投入。從技術角度來看,鈉離子電池、鎳氫電池都是目前備受矚目的新可能,檯面上具有贏面的新創則有以下幾家。