鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：856次 | 2021年09月13日
技術(shù)路線與電池成本難題未解 儲(chǔ)能市場(chǎng)虛大
有關(guān)常常參加各類新能源論壇的人來說，國家發(fā)改委能源研究所副所長(zhǎng)李俊峰絕對(duì)是一個(gè)好的演講嘉賓：他知曉最新政策，也了解行業(yè)動(dòng)態(tài)，常常擔(dān)當(dāng)著公司和政府間信息互通的橋梁。但在日前舉辦的第二屆北京國際儲(chǔ)能大會(huì)上，李俊峰一上臺(tái)就說：抱歉沒做PPT，不是我想偷懶，而是沒什么好說的。這著實(shí)給臺(tái)下翹首企盼的聽眾們潑了一盆冷水。根據(jù)電監(jiān)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國風(fēng)電去年棄風(fēng)量占全年發(fā)電量的20%，達(dá)到約150億-180億度，甚至連裝機(jī)量為220萬千瓦的光伏電站也出現(xiàn)了棄光的現(xiàn)象。
我們確實(shí)要儲(chǔ)能，但是在技術(shù)路線與電池成本方面上，目前來看市場(chǎng)上還沒有好的解決方法。李俊峰說。
盡管并不是那么嚴(yán)謹(jǐn)，凱旋創(chuàng)投副總裁衣進(jìn)總喜歡用光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑來比對(duì)儲(chǔ)能行業(yè)，以希望從方向上得到一些啟發(fā)。根據(jù)對(duì)光伏行業(yè)的研究，得出的結(jié)論是產(chǎn)量每擴(kuò)充一倍，太陽能電池的成本會(huì)下降20%。衣進(jìn)說，而且考慮到儲(chǔ)能比光伏發(fā)展前景更廣，其降成本的潛力可能更大。
這就又陷入了雞生蛋還是蛋生雞的問題：假如儲(chǔ)能成本過高，電力市場(chǎng)就沒有大規(guī)模購買的動(dòng)力；而假如沒有規(guī)?；氖袌?chǎng)需求，儲(chǔ)能高企的成本又難以下降。
繁榮背后：關(guān)鍵材料難突破
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
實(shí)際上，在電池效率與成本難題短時(shí)間難以突破的前提下，許多人相信，降低電池關(guān)鍵性材料的成本，有關(guān)儲(chǔ)能產(chǎn)品成本的降低具有重要意義。而根據(jù)凱旋創(chuàng)投供應(yīng)的研究數(shù)據(jù)，材料的成本占到儲(chǔ)能電池的成本約在40%-50%。
不過，這也并不是一條容易走的路。
衣進(jìn)試圖換一個(gè)角度來看電池的材料成本，因?yàn)殡姵乇憩F(xiàn)的提升可以促進(jìn)成本的下降。但結(jié)果讓他略感失望：電池材料科技發(fā)展得太慢。比如，從1990年到今天，發(fā)展最成熟的鋰離子電池的能量密度也僅僅新增了1倍，從100wh/kg提升至200wh/kg。
而有關(guān)許多儲(chǔ)能產(chǎn)品的供應(yīng)商來說，盡管從國際大公司購買的關(guān)鍵性材料價(jià)格不菲，但國內(nèi)廠家誰也沒有勇氣為了快速降成本而選用本土公司生產(chǎn)的低價(jià)材料或者沒有經(jīng)過大量項(xiàng)目運(yùn)用的新材料。
現(xiàn)在儲(chǔ)能還以示范項(xiàng)目為主，假如產(chǎn)品中的新材料出問題，以后在市場(chǎng)上就難混了，所以寧愿選價(jià)格高但是可靠的產(chǎn)品。一位國內(nèi)電池生產(chǎn)商說。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
不過，作為國家973液流儲(chǔ)能電池重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的首席科學(xué)家，張華民有意要打破電池關(guān)鍵材料多被國際大公司壟斷的僵局。
實(shí)際上，盡管我國目前有多家公司以全釩液流電池作為重要的技術(shù)方向，總部位于北京的普能公司還是釩電池系統(tǒng)在全球應(yīng)用項(xiàng)目最多的公司，但這都不足以改變另一個(gè)事實(shí)：關(guān)鍵材料全氟離子交換膜全部靠進(jìn)口。
從2000年開始，張華民所在的我國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（下稱大化所）就開始進(jìn)行液流儲(chǔ)能電池的研發(fā)。除了將電池的容量做得更大，液流儲(chǔ)能電池的核心部件離子交換膜也是重點(diǎn)攻關(guān)的技術(shù)之一。
略早于我國，日本已經(jīng)研究離子交換膜多年，但并無明顯成果。目前，絕大多數(shù)釩電池廠家使用的都是來自美國杜邦公司生產(chǎn)的全氟離子膜，此膜材料一度占釩電池成本比重約在50%。
顯然，膜技術(shù)并不是一項(xiàng)容易突破的難題，但張華民稱其領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)攻下了這片高地。去年，張華民團(tuán)隊(duì)在學(xué)術(shù)期刊《Energy&EnvironmentalScience》發(fā)表了這項(xiàng)研究成果非氟離子膜。
非氟離子膜的成本僅是杜邦產(chǎn)全氟離子膜的1/5，假如能夠量產(chǎn)，全釩液流電池的成本可以從現(xiàn)在的1萬元/千瓦降低至5000元/千瓦。張華民說。
不過，張華民也坦言，目前市場(chǎng)上所有公司用的都是全氟離子膜，即使是在大連融科內(nèi)部，非氟離子膜的使用量也非常小。今年底，我們會(huì)小規(guī)模的生產(chǎn)使用非氟離子膜的樣機(jī)，規(guī)模生產(chǎn)有望在兩年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
但也有同行業(yè)者卻并不看好融科的這項(xiàng)創(chuàng)新。質(zhì)疑者的觀點(diǎn)認(rèn)為，非氟離子交換膜成本可能低廉，但離子交換基團(tuán)的引入會(huì)大幅度降低非氟離子交換膜的穩(wěn)定性，嚴(yán)重影響其在電池中的使用壽命。
發(fā)展隱患：安全系數(shù)有多少？
在眾多的儲(chǔ)能技術(shù)中，除了抽水蓄能以外，鋰離子電池儲(chǔ)能發(fā)展最為成熟、產(chǎn)業(yè)鏈更為完整、相關(guān)公司也最多，但在北京國際儲(chǔ)能大會(huì)上，發(fā)言的鋰離子電池廠家寥寥，只有比亞迪一家。
與其他廠家多多少少推介自己的產(chǎn)品和技術(shù)不同，比亞迪電力科學(xué)研究院產(chǎn)品總監(jiān)鄒德天在半小時(shí)的發(fā)言時(shí)間中，只是從宏觀角度將電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可應(yīng)用的情境做了盤點(diǎn)。
比亞迪如此低調(diào)，讓人難免與最近外界有關(guān)比亞迪電動(dòng)汽車電池安全出現(xiàn)質(zhì)疑的事聯(lián)系在一起，但鄒德天對(duì)此只是回應(yīng)，任何汽車在被車速為180公里/小時(shí)的另一輛車撞擊時(shí)，都難以保證絕對(duì)安全。
實(shí)際上，近來備受電池安全性質(zhì)疑困擾的不單是比亞迪。產(chǎn)量更大些的鋰離子電池明星公司美國鋰離子電池及系統(tǒng)開發(fā)商和制造商A123最近甚至出現(xiàn)命運(yùn)逆轉(zhuǎn)。
去年，A123凈虧損達(dá)2.58億美元，今年第一季度A123凈虧損已高達(dá)1.25億美元。A123公司日前還透露，在接下來的幾個(gè)季度里，公司或?qū)⒊霈F(xiàn)資金匱乏以及大幅虧損，對(duì)其自身的生存能力出現(xiàn)重大懷疑。
遭受重大損失的重要原因是其為菲斯克卡瑪電動(dòng)汽車開展了更換缺陷電池的項(xiàng)目。
此外，通用汽車替代能源技術(shù)中心下屬全球電池系統(tǒng)電池實(shí)驗(yàn)室今年四月十一日發(fā)生一起鋰離子電池爆炸事故，也給A123電池的安全性蒙上一層陰影。盡管通用汽車很快發(fā)表官方聲明稱，這起爆炸事故并非由A123公司供應(yīng)的電池導(dǎo)致，電池本身并未爆炸，而是在電池組做極限測(cè)試時(shí)，電池中氣體外泄被引燃。
2011年九月二十一日，NGK于7年前為三菱綜合材料株式會(huì)社筑波制作所供應(yīng)的一套2兆瓦系統(tǒng)發(fā)生燃燒事故?？偣?0個(gè)模塊，10個(gè)完全燒毀，20個(gè)部分燒毀，同時(shí)影響了部分相鄰的儲(chǔ)能系統(tǒng)。大火持續(xù)了約10個(gè)小時(shí)，生產(chǎn)了有毒氣體，所幸無人員受傷。
行業(yè)在發(fā)展的過程中，無可防止的會(huì)出現(xiàn)一些問題，個(gè)別廠家的個(gè)別事故不會(huì)拖垮整個(gè)行業(yè)。衣進(jìn)說，因?yàn)殇囯x子電池的可應(yīng)用場(chǎng)合最多，包括傳統(tǒng)領(lǐng)域和電動(dòng)汽車的發(fā)展，都會(huì)加快鋰離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的成熟，并帶動(dòng)其成本的下降。
