特斯拉Powerwall是如何工作的

毫无疑问，人们对太阳能发电的兴趣正在上升。仅2014年一年，美国的光伏发电就比2013年的水平高出6.2吉瓦。在成本下降、激励计划和租赁计划兴起的推动下，这一增幅可能会持续到2015年，达到30%。Cusick和ClimateWire]。在未来五年内，太阳能将占加州能源的50%以上(在阳光充足的时候)[来源:兰德尔]。

但是太阳能，像大多数能源一样可再生能源美国仍然是一个好坏参半的大杂烩。就像早期的太阳能电池板几乎没有足够的电量来证明它们的成本是合理的一样，目前的存储选择只对一小部分太阳能用户有意义。Cusick和ClimateWire]。在偏远地区，电网连接成本高昂且不稳定，即使是笨重的电池也有意义。同样的道理也适用于高成本、低消耗的国家，比如德国，或者夏威夷，他们在能源上的花费是大陆人的三倍。加尔布雷斯;Geuss;大木船;兰德尔]。

但在美国其他地区，能源价格仍然足够便宜，大多数家庭还是坚持“卖-买-回”模式比较好公用事业监管政策法(PURPA)1978股。PURPA旨在改革费率结构，支持热电联产和推动替代能源，也为小型实体挑战能源垄断打开了大门。NMAH]。一种高效、低成本的电池可能会扩大这一差距，而这正是特斯拉的切入点。

目前，德国太阳能用户每千瓦时花费2200美元购买奥地利公司Fronius Energy提供的储能产品[来源:加尔布雷斯]。其中包括一个大型迷你冰箱大小的电池，一个电能表和一个大型背包大小的逆变器，用于将电池的直流电(DC)转换回房屋可以使用的交流电(AC)。相比之下，特斯拉光滑的壁挂式Powerwall(售价3000美元，不含逆变器)提供7千瓦时的每日循环电池)，你就会明白为什么Fronius要与特斯拉合作，向其客户提供Powerwall了。Fronius国际;加尔布雷斯]。

但弗罗尼乌斯和特斯拉远不是唯一的游戏。它们面临着来自三星SDI和LG Chem等资金充裕、久经考验的公司，以及一些规模较小的公司的激烈竞争，其中一些公司，如初创公司Stem，已经与一两家大型公用事业公司取得了进展。

至于夏威夷，特斯拉计划在2016年提供每日循环电池选项，同年进入亚太地区。阿罗哈州的太阳能居民目前每千瓦时支付37美分，而美国平均水平为12.5美分，使用Powerwall预计每千瓦时只需支付15美分。Geuss;大木船;兰德尔]。

这一切听起来都很有希望。那么，为什么有些人仍然心存疑虑呢?

特斯拉为企业和公用事业公司生产的电池(如图)为2015年4月30日盛大的Powerwall揭幕提供了能源。特斯拉可能会在住宅客户之前获得商业客户的成功。

©Patrick T. Fallon/路透社/Corbis

家用电池的购买者面临着与替代能源用户相似的问题，即节省的费用无法抵消成本，至少现在还不能。许多批评人士认为，除了最省电的电器外，所有电器都会很快消耗掉电池输出的2千瓦电量，尤其是在电力不足的时候，使用暖气或空调的时候，但并不是每个人都同意这一点(见前面的边栏)。加尔布雷斯;Geuss;兰德尔;特斯拉汽车]。

然而，使用汽车电池为家庭供电是有意义的，工程师们至少从2010年就开始讨论这个想法了。电动汽车电池能产生比家用电池多得多的电量，更换后能保留大约75%的电量——足够一个大房子的用电了。谢尔曼;瓦尔德]。

但目前最有希望的用例是较少的住宅用例，更多的是商业用例:特斯拉可扩展的400千瓦时商业/公用事业电池，由特斯拉汽车公司在其Model S中使用的相同基本电池组成。美国有线电视新闻网;万斯]。对公用事业公司来说，原因与能源需求峰值有关。

事实证明，公用事业公司发现高峰能源需求的几个小时和几天几乎和我们一样昂贵和令人恼火。这是因为，为了跟上额外的减少，能源公司必须维持特殊的峰值发电厂，也就是峰化器工厂或峰化器在美国，大部分时间都闲置着。更糟糕的是，这些必须快速启动和关闭的发电厂燃烧昂贵的天然气(尽管有些发电厂使用燃油或水力发电)。廉价、可靠的电池可以让公用事业公司分散负荷，储存廉价的非高峰能源，并在高峰时段分配[来源:伊利诺伊州环保署;Oglethorpe权力;兰德尔]。

一些公用事业公司，包括南加州电力公司和德克萨斯州的OnCor公司，已经在测试这种方法。兰德尔]。如果它流行起来，不管你买不买Powerwall，你的房子很快就可以用电池供电了。

与此同时，沃尔玛(Walmart)、亚马逊(Amazon)和b谷歌等企业正在测试特斯拉的电池，以降低能源成本，充分利用现场清洁能源，并为运营和数据中心提供备用电源。兰德尔;万斯]。

简而言之，公用事业和商业方面的前景看起来不错，这可能会使消费者方面看起来越来越好。但是，家庭用户必须等待市场力量发挥其魔力，还是环保大师们今天就可以为特斯拉powerwall提供理由?

图中展示的特斯拉汽车工厂横跨加州弗里蒙特。特斯拉计划在内华达州开设另一家工厂，可能于2017年开始生产。

©Steve Proehl/Proehl Studios/Corbis

在特斯拉宣布这一重大消息后不久，批评人士对Powerwall时尚的透镜状外壳进行了一些抨击，认为该设备只是作为富有的绿色早期采用者的玩具而具有经济意义。大木船]。即使是美国最大的屋顶安装商SolarCity，其董事长兼最大股东是特斯拉首席执行官埃隆·马斯克，也选择不向现有客户提供powerwall，称其成本效益尚不高。Geuss;兰德尔;万斯]。相反，该公司计划在2016年向夏威夷客户提供这种电池。Geuss;大木船;兰德尔]。该公司还将允许新客户选择使用Powerwall作为9年5000美元租赁计划的一部分，或者以7140美元的价格购买，与特斯拉的3000美元价格相比，这是相当大的震撼。加尔布雷斯;唐宁和古森;兰德尔]。

为什么要花这么多钱?我们可以推测，一些额外的现金将支付租赁费用和逆变器的成本。特斯拉声称其Powerwall无需维护，但影响电池寿命的其他细节尚不清楚，也未得到证实，因此部分价格可能包括更换成本。目前的深循环电池在使用寿命中大约需要更换四次太阳能电池板。考虑到Powerwall的2千瓦容量，SolarCity计划为其客户每人配备两台设备。大木船]。

Powerwall的采用者可以通过拥有自己的设备或汇集社区资源来减少大量的脂肪，并可能使他们的赌注得到回报，但这在很大程度上是推测性的[来源:大木船;Gangemi]。

就目前而言，特斯拉进入电池市场是一场赌博，而且是一场豪赌。从积极的一面来看，特斯拉已经与一些重量级企业建立了合作关系，而且它的价格对公用事业公司来说也很有吸引力。无论如何，世界上的环保主义者和电子产品爱好者都会加入进来，就每美元的价格而言，没有其他住宅电池适合容纳特斯拉的电池盒。如果锂离子电池的成本继续像光伏系统一样快速下降，那么特斯拉固定电池的未来确实会看起来很光明。兰德尔]。

也就是说，按绝对价格计算，Powerwall仍然很贵。此外，该公司将在2015年亏损5亿美元，像轮胎橡胶一样烧钱，而且股价过高，甚至会让互联网公司脸红——所有这些都可能导致一家可持续发展的公司变得不太可持续。大木船]。

特斯拉Powerwalls将于2015年夏末在美国上市，同年在欧洲上市，明年年初在亚太地区上市。加尔布雷斯]。在那之后，只有时间才能证明特斯拉的电池是否会撼动电网，还是会失败。