中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：作為能源互聯(lián)網(wǎng)和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一，儲(chǔ)能技術(shù)在國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局印發(fā)的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016-2030年)》中，被列為中國(guó)未來(lái)15年的15項(xiàng)關(guān)鍵創(chuàng)新任務(wù)之一。據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布的《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書(shū)2016》預(yù)測(cè)，到2020年，理想情景下我國(guó)儲(chǔ)能的總裝機(jī)規(guī)模將達(dá)24.2GW，常規(guī)情景下總裝機(jī)規(guī)模將達(dá)14.5GW（兩種情景均不含抽水蓄能）。
而根據(jù)Markets and Markets的預(yù)測(cè)，2016年全球儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至619億美元。2016-2020年，全球智能電網(wǎng)電池儲(chǔ)能市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率接近73%，其中鋰離子電池、鉛酸電池和鈉硫電池是最主要的三大電池儲(chǔ)能技術(shù)。隨著國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能市場(chǎng)春意漸濃，這一領(lǐng)域也將成為電池行業(yè)的新業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。
鉛炭電池最具價(jià)格優(yōu)勢(shì) 材料端需繼續(xù)優(yōu)化
作為一種由傳統(tǒng)鉛酸蓄電池演化而來(lái)的電池，鉛炭電池成功地將鉛酸蓄電池和超級(jí)電容器合二為一，在發(fā)揮超級(jí)電容器短時(shí)間大容量充電特點(diǎn)的同時(shí)，也保持了鉛蓄電池高比能量的優(yōu)勢(shì)。除了良好的充放電性能和較長(zhǎng)的使用壽命，鉛炭電池還在循環(huán)壽命、安全性、低溫性能、生產(chǎn)及回收工藝方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)。
此外，就目前的電池儲(chǔ)能技術(shù)路線(xiàn)來(lái)說(shuō)，鉛炭電池儲(chǔ)能成本最低，單位投資成本約為1200元/kWh，充放電度電成本約為0.5元/kWh，令其在許多應(yīng)用中可以不借助任何補(bǔ)貼實(shí)現(xiàn)盈利。以工商業(yè)用戶(hù)單純用于電價(jià)差套利測(cè)算，當(dāng)峰谷電價(jià)差大于0.8元/kWh時(shí)，無(wú)杠桿投資回收期可低至5年，若考慮節(jié)省的容量費(fèi)和參與需求響應(yīng)等電力服務(wù)輔助所獲得的額外收益，則投資回收期將更短。
這一點(diǎn)也得到了中國(guó)工程院院士楊裕生的認(rèn)同，“憑借低成本、安全、原料易得、可靠、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟等顯著優(yōu)勢(shì)，鉛炭電池是符合我國(guó)產(chǎn)業(yè)布局和制造水平的一種儲(chǔ)能電池”。
現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)已經(jīng)在鉛炭電池領(lǐng)域展開(kāi)布局，并取得一定成效：圣陽(yáng)股份與日本古河電池株式會(huì)社合作開(kāi)發(fā)的深循環(huán)、長(zhǎng)壽命FCP鉛炭電池產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始承接國(guó)內(nèi)外客戶(hù)的訂單，進(jìn)入量產(chǎn)、交付階段；南都電源研發(fā)的鉛炭電池產(chǎn)品目前已被應(yīng)用在多個(gè)國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目中，如浙江省舟山市東福山島風(fēng)光柴儲(chǔ)能電站及海水淡化系統(tǒng)、新疆吐魯番新能源城市微電網(wǎng)示范工程、浙江鹿西島4MWH新能源微網(wǎng)儲(chǔ)能等；雙登集團(tuán)鉛炭?jī)?chǔ)能電池也已經(jīng)應(yīng)用在IDC機(jī)房后備電源、風(fēng)光儲(chǔ)一體化電站等多個(gè)項(xiàng)目中。
根據(jù)國(guó)家發(fā)改委、工信部和能源局發(fā)布的《中國(guó)制造2025-能源裝備實(shí)施方案》，鉛炭電池企業(yè)目前還需要解決以下問(wèn)題：研究高導(dǎo)電率、耐腐蝕的新型電極材料設(shè)計(jì)、合成和改性技術(shù)，以及長(zhǎng)壽命鉛炭復(fù)合電極和新型耐腐蝕正極板柵制備技術(shù)，掌握鉛炭電池本體制備技術(shù)，開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命、低成本鉛炭電池儲(chǔ)能裝置等。
鋰電池最具梯次利用優(yōu)勢(shì) 一致性仍是瓶頸
盡管鋰電儲(chǔ)能成本仍顯著高于鉛炭電池，但由于具備高能量密度和高倍率充放電能力的優(yōu)勢(shì)，在部分應(yīng)用場(chǎng)合中，如需要高倍率充放電的“秒級(jí)/分鐘級(jí)調(diào)頻服務(wù)”，或是在一些對(duì)設(shè)備占地面積較敏感的商業(yè)和居民儲(chǔ)能市場(chǎng)，仍具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。此外，由于動(dòng)力鋰電池可以?xún)?yōu)先使用在電動(dòng)汽車(chē)上，待其容量下降到80%左右時(shí)，再淘汰下來(lái)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域以延長(zhǎng)其生命周期，因而也成為儲(chǔ)能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中最可行的技術(shù)路線(xiàn)之一。
據(jù)中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心專(zhuān)家預(yù)測(cè)，我國(guó)動(dòng)力鋰電池未來(lái)報(bào)廢量將快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)動(dòng)力鋰電池累計(jì)報(bào)廢量將達(dá)到12萬(wàn)-17萬(wàn)噸。如果將這些報(bào)廢的動(dòng)力電池梯次利用在儲(chǔ)能上，可以大大降低儲(chǔ)能成本。
山東威能環(huán)保電源有限公司的“廢舊鋰離子動(dòng)力電池回收處理和綜合利用”項(xiàng)目，實(shí)施后每年可回收動(dòng)力電池30億安時(shí)，循環(huán)利用舊電池容量約24億安時(shí)，可組建儲(chǔ)能站實(shí)現(xiàn)能源充分利用7200兆瓦時(shí)。此外，廣東猛獅新能源科技股份有限公司在高端電池制造、新能源汽車(chē)及清潔電力儲(chǔ)能領(lǐng)域均有相關(guān)布局，未來(lái)，其生產(chǎn)的高端鋰電池有望使用于自產(chǎn)的新能源汽車(chē)上，并梯次利用到光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目中。
目前，動(dòng)力鋰電池梯次利用到儲(chǔ)能項(xiàng)目中，還需要解決電池一致性的問(wèn)題。由于我國(guó)安裝和組裝電池組的機(jī)械化程度不高，導(dǎo)致生產(chǎn)的單體電池或電池組的一致性不高，質(zhì)量參差不齊。尤其是從電動(dòng)汽車(chē)上淘汰下來(lái)后，如果不能做好篩選，一旦將成千上萬(wàn)支不同容量、不同電量的單體電池串并聯(lián)用于儲(chǔ)能項(xiàng)目中，極易發(fā)生安全事故，并引發(fā)連鎖反應(yīng)。
液流電池技術(shù)較為成熟 需打破高成本壁壘
由于液流電池的理論保存期無(wú)限，儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)，無(wú)自放電，能100%深度放電而不會(huì)損壞電池，因而使得液流電池成為儲(chǔ)能技術(shù)的首選。出于以上優(yōu)勢(shì)，全釩液流電池的應(yīng)用領(lǐng)域一開(kāi)始即定位于大規(guī)模儲(chǔ)能，如風(fēng)電場(chǎng)和備用電源。據(jù)業(yè)內(nèi)專(zhuān)家介紹，全釩液流儲(chǔ)能電池與風(fēng)電、光伏電組合成離網(wǎng)或微電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)于孤島、離網(wǎng)的邊遠(yuǎn)地區(qū)來(lái)說(shuō)，是最佳綠色能源組合。
目前，中科院大連化物所自主研發(fā)的2kW全釩液流儲(chǔ)能電池已成功實(shí)現(xiàn)10000次以上的充/放電循環(huán)，電池模塊的能量效率未見(jiàn)明顯衰減。上海市神力科技有限公司采用國(guó)產(chǎn)非氟高分子聚合物研制成功釩電池用離子膜，可替代進(jìn)口的專(zhuān)用離子膜，投入運(yùn)行國(guó)內(nèi)首臺(tái)5～10 kW高性能全釩液流儲(chǔ)能電池（VRB）樣機(jī)，其儲(chǔ)能效率達(dá)到70%。
盡管其在技術(shù)上已經(jīng)較為成熟，但是在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域，全釩液流儲(chǔ)能電池的成本還相對(duì)較高，離儲(chǔ)能電池市場(chǎng)化的目標(biāo)成本還有不小的差距。業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示，隨著整個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，由此帶來(lái)的規(guī)模效應(yīng)將逐步拉低液流電池的成本。
盡管儲(chǔ)能風(fēng)口將至，但不論是主攻哪個(gè)技術(shù)方向的電池企業(yè)，如果想在這一市場(chǎng)分得粥羹，還需不斷提升自身創(chuàng)新力度，爭(zhēng)取早日打破壁壘，才能在儲(chǔ)能大市場(chǎng)中乘風(fēng)破浪。
