消息！三元鋰、鈉硫遭“除名” 儲(chǔ)能市場要“變天”？這兩種電池或迎新機(jī)遇

儲(chǔ)能市場技術(shù)路線或?qū)l(fā)生變化。

日前，國家能源局綜合司發(fā)布的《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求(2022年版)(征求意見稿)》(以下簡稱《征求意見稿》)中提到：中大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動(dòng)力電池。

據(jù)了解，目前國內(nèi)儲(chǔ)能方案主要包括抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和電化學(xué)類儲(chǔ)能。其中，電化學(xué)類儲(chǔ)能又具體分為鉛酸電池、鈉硫電池、液硫電池和鋰離子電池等。招銀國際研報(bào)數(shù)據(jù)顯示，抽水儲(chǔ)能是當(dāng)前儲(chǔ)能的絕對(duì)主力，市場份額為86.3%，而鋰離子電池為11.21%。不過隨著風(fēng)光發(fā)電規(guī)模提升，以鋰電池為代表的新型電化學(xué)儲(chǔ)能市場前景廣闊。數(shù)據(jù)顯示，在新型儲(chǔ)能中鋰離子電池占比為90%。

(資料圖片)

“從當(dāng)前國內(nèi)儲(chǔ)能發(fā)展情況看，使用三元鋰電池的情況比較少；而鈉硫電池也是國外廠家主推的技術(shù)，國內(nèi)落地的情況并不多。因此，《征求意見稿》關(guān)于這一條的相關(guān)規(guī)定，從目前來看對(duì)國內(nèi)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展暫時(shí)影響有限。”中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)秘書長劉勇表示。

三元鋰、鈉硫電池出于安全性考慮被剔除

此次被“除名”的三元鋰電池和國內(nèi)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目廣為使用的另一大技術(shù)路線磷酸鐵鋰電池同屬鋰電池。相較而言，前者的最大優(yōu)勢為能量密度高，通常可以用更少的數(shù)量達(dá)到更高的儲(chǔ)電效果。不足是三元鋰電池穩(wěn)定性較為一般，循環(huán)壽命也較低。

磷酸鐵鋰電池則與之相反，電壓平臺(tái)較低，儲(chǔ)能密度較為一般，但優(yōu)勢是磷酸鐵鋰電池?fù)碛懈玫姆€(wěn)定性，甚至能通過擠壓、穿刺、高溫運(yùn)行測試，壽命也遠(yuǎn)高于三元鋰電池，通常可達(dá)3000~5000次。

另一被剔除出儲(chǔ)能電池領(lǐng)域的技術(shù)路線鈉硫電池則歸屬于鈉電池領(lǐng)域，但其技術(shù)路線與主流鈉離子電池路線存在較大差異。其正極為液態(tài)(熔融)硫，負(fù)極為(熔融)鈉，兩者通過固態(tài)氧化鋁陶瓷分離開，電解質(zhì)只允許正鈉離子通過和硫結(jié)合形成多硫化物。鈉硫電池具有比能量高、功率特性好、循環(huán)壽命長、無自放電、設(shè)計(jì)壽命長等優(yōu)勢。但鈉硫電池在充電狀態(tài)下需要一定的加熱保溫，在放電狀態(tài)下還需要良好的散熱設(shè)計(jì)，存在運(yùn)行環(huán)境要求苛刻，散熱要求高等問題。

國泰君安研報(bào)認(rèn)為，三元鋰電池、鈉硫電池被剔除中大型電化學(xué)儲(chǔ)能的可選方案，是因?yàn)殡m然具有較高的能量密度，但是二者實(shí)用安全性較差。其中，三元材料由于結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，容易發(fā)生熱失控；鈉硫電池則采用高溫的熔融硫、金屬鈉，一旦陶瓷隔膜破裂極易發(fā)生爆炸。

《征求意見稿》還提出，中大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站不宜選用梯次利用動(dòng)力電池。選用梯次利用動(dòng)力電池時(shí)，應(yīng)進(jìn)行一致性篩選并結(jié)合溯源數(shù)據(jù)進(jìn)行安全評(píng)估。

事實(shí)上，去年9月，國家能源局在發(fā)布的《新型儲(chǔ)能項(xiàng)目管理規(guī)范(暫行)》中，就將新建動(dòng)力電池梯次利用儲(chǔ)能項(xiàng)目的要求更新為：“在電池一致性管理技術(shù)取得關(guān)鍵突破、動(dòng)力電池性能監(jiān)測與評(píng)價(jià)體系健全前，原則上不得新建大型動(dòng)力電池梯次利用儲(chǔ)能項(xiàng)目。”

中國物資再生協(xié)會(huì)副會(huì)長高延莉認(rèn)為，此次《征求意見稿》再次強(qiáng)調(diào)對(duì)梯次動(dòng)力電池的限制態(tài)度，主要原因是當(dāng)前梯次利用電池本身就是電容量不足被淘汰下來的，其中80%左右的電池來源于報(bào)廢或者故障的汽車電池。盡管從資源節(jié)約的角度而言，發(fā)展梯次利用動(dòng)力電池作用明顯，但實(shí)際運(yùn)行的過程中暴露出很多問題。所以當(dāng)前政策一直強(qiáng)調(diào)要做好篩選和安全評(píng)估。但如果完全按照規(guī)范要求，必要時(shí)更換電池包里的組件，在經(jīng)濟(jì)效益上又失去了梯次利用的優(yōu)勢。

液流、鈉離子電池或?qū)⑹芤?/strong>

上述幾類電池被排除后，又有一批替代技術(shù)路線備受關(guān)注。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，液流電池和鈉離子電池未來或?qū)⑹芤妗Ｆ渲校毫麟姵卦趦?chǔ)能方面的主要應(yīng)用有全釩液流電池和鋅溴液流電池，從具體應(yīng)用上來看，目前投運(yùn)項(xiàng)目較多的主要是釩電池。

申萬宏源分析認(rèn)為，釩電池作為液流電池的典型代表，其充放電過程主要通過電解液中不同價(jià)態(tài)釩離子的電化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，具有更高的安全性，兼具長壽命、大容量的特點(diǎn)，能方便應(yīng)用模塊化管理，不過能量密度低導(dǎo)致重量和體積較大，因而目前更適合用于大型儲(chǔ)能場景，未來在小型化、生活化場景的應(yīng)用仍需技術(shù)進(jìn)步。

在鑫欏資訊分析師張金惠看來，釩電池的初裝成本偏高，通常是鋰電池的兩到三倍。而且由于產(chǎn)業(yè)鏈不成熟，規(guī)模較小，其電解液價(jià)格波動(dòng)比較劇烈，整體偏高。不過隨著使用時(shí)長的拉升，其全生命周期成本優(yōu)勢將逐漸顯現(xiàn)。因此，釩電池更適合應(yīng)用于靜態(tài)儲(chǔ)能系統(tǒng)和長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。

此外，鈉離子電池也被認(rèn)為是儲(chǔ)能項(xiàng)目中鋰電池的有力替代者。據(jù)了解，鈉元素在地殼中豐度為2.3%，位居所有元素第六位，顯著高于鋰元素的0.0017%。這也體現(xiàn)在原材料成本上，目前金屬鈉價(jià)格為1.9萬元/噸、碳酸鈉價(jià)格為0.3萬元/噸，顯著低于金屬鋰的298萬元/噸、碳酸鋰的48.4萬元/噸。

同時(shí)，鈉電池在安全性、低溫性能上都有較好表現(xiàn)。不過當(dāng)前鈉離子電芯的能量密度約為100Wh~150Wh/kg，與磷酸鐵鋰電池相比仍存在一定差距。

麥肯錫預(yù)測，2025年全球長時(shí)儲(chǔ)能(8小時(shí)以上)累計(jì)裝機(jī)量將達(dá)到30~40GW，2040年將達(dá)到1.5~2.5TW(是目前全球儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)量的8~15倍)。另據(jù)Guidehouse Insights數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2031年全球釩電池每年新增裝機(jī)量將達(dá)到32.8GW(2022年預(yù)計(jì)約1.6GW)，2022~2031年復(fù)合增長率為41%。

（文章來源：每日經(jīng)濟(jì)新聞）