储能风口已至 三大电池技术前景分析

  北极星智能电网在线讯:作为能源互联网和可再次生产的能源产业高质量发展的关键之一，储能技术在国家发改委、国家能源局印发的《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》中，被列为中国未来15年的15项关键创新任务之一。据中关村储能产业技术联盟发布的《储能产业研究白皮书2016》预测，到2020年，理想情景下我国储能的总装机规模将达24.2GW，常规情景下总装机规模将达14.5GW（两种情景均不含抽水蓄能）。

  而根据MarketsandMarkets的预测，2016年全球储能市场规模将增长至619亿美元。2016-2020年，全球智能电网电池储能市场年复合增长率接近73%，其中锂离子电池、铅酸电池和钠硫电池是最主要的三大电池储能技术。随着国内外储能市场春意渐浓，这一领域也将成为电池行业的新业务增长点。

  作为一种由传统铅酸蓄电池演化而来的电池，铅炭电池成功地将铅酸蓄电池和超级电容器合二为一，在发挥超级电容器短时间大容量充电特点的同时，也保持了铅蓄电池高比能量的优势。除了良好的充放电性能和较长的常规使用的寿命，铅炭电池还在循环寿命、安全性、低温性能、生产及回收工艺方面都有着非常明显优势。

  此外，就目前的电池储能技术路线来说，铅炭电池储能成本最低，单位投资成本约为1200元/kWh，充放电度电成本约为0.5元/kWh，令其在许多应用中可以不借助任何补贴实现盈利。以工商业用户单纯用于电价差套利测算，当峰谷电价差大于0.8元/kWh时，无杠杆投资回收期可低至5年，若考虑节省的容量费和参与需求响应等电力服务辅助所获得的额外收益，则投资回收期将更短。

  这一点也得到了中国工程院院士杨裕生的认同，“凭借低成本、安全、原料易得、可靠、产业化技术成熟等显着优势，铅炭电池是符合我国产业布局和制造水平的一种储能电池”。

  现阶段，国内一些企业已经在铅炭电池领域展开布局，并取得一定成效：圣阳股份与日本古河电池株式会社合作开发的深循环、长寿命FCP铅炭电池产品慢慢的开始承接国内外客户的订单，进入量产、交付阶段；南都电源研发的铅炭电池产品目前已被应用在多个国内储能示范项目中，如浙江省舟山市东福山岛风光柴储能电站及海水淡化系统、新疆吐鲁番新能源城市微电网示范工程、浙江鹿西岛4MWH新能源微网储能等；双登集团铅炭储能电池也已经应用在IDC机房后备电源、风光储一体化电站等多个项目中。

  根据国家发改委、工信部和能源局发布的《中国制造2025-能源装备实施方案》，铅炭电池企业目前还要解决以下问题：研究高导电率、耐腐蚀的新型电极材料设计、合成和改性技术，以及长寿命铅炭复合电极和新型耐腐蚀正极板栅制备技术，掌握铅炭电池本体制备技术，开发长寿命、低成本铅炭电池储能装置等。

  尽管锂电储能成本仍明显高于铅炭电池，但由于具备高单位体积内的包含的能量和高倍率充放电能力的优势，在部分应用场合中，如需要高倍率充放电的“秒级/分钟级调频服务”，或是在一些对设备占地面积较敏感的商业和居民储能市场，仍具有无法替代的优势。此外，由于动力锂电池可以优先使用在电动汽车上，待其容量下降到80%左右时，再淘汰下来用于储能领域以延长其生命周期，因而也成为储能产品研究开发中最可行的技术路线之一。

  据中国汽车技术研究中心专家预测，我国动力锂电池未来报废量将迅速增加，预计到2020年我国动力锂电池累计报废量将达到12万-17万吨。如果将这些报废的动力电池梯次利用在储能上，可以大幅度降低储能成本。

  山东威能环保电源有限公司的“废旧锂离子动力电池回收处理和综合利用”项目，实施后每年可回收动力电池30亿安时，循环利用旧电池容量约24亿安时，可组建储能站实现能源充分的利用7200兆瓦时。此外，广东猛狮新能源科技股份有限公司在高端电池制造、新能源汽车及清洁电力储能领域均有相关布局，未来，其生产的高端锂电池有望使用于自产的新能源汽车上，并梯次利用到光伏储能项目中。

  目前，动力锂电池梯次利用到储能项目中，还要解决电池一致性的问题。由于我国安装和组装电池组的机械化程度不高，导致生产的单体电池或电池组的一致性不高，质量参差不齐。尤其是从电动汽车上淘汰下来后，若无法做好筛选，一旦将成千上万支不同容量、不同电量的单体电池串并联用于储能项目中，极易发生安全事故，并引发连锁反应。

  由于液流电池的理论保存期无限，储存寿命长，无自放电，能100%深度放电而不会损坏电池，因而使得液流电池成为储能技术的首选。出于以上优势，全钒液流电池的应用领域一开始即定位于大规模储能，如风电场和备用电源。据业内专业的人介绍，全钒液流储能电池与风电、光伏电组合成离网或微电网发电系统，对于孤岛、离网的边远地区来说，是最佳绿色能源组合。

  目前，中科院大连化物所自主研发的2kW全钒液流储能电池已成功实现10000次以上的充/放电循环，电池模块的能量效率未见明显衰减。上海市神力科技有限公司采用国产非氟高分子聚合物研制成功钒电池用离子膜，可替代进口的专用离子膜，投入运行国内首台5～10kW高性能全钒液流储能电池（VRB）样机，其储能效率达到70%。

  尽管其在技术上已经较为成熟，但是在实际应用领域，全钒液流储能电池的成本还相比来说较高，离储能电池市场化的目标成本还有不小的差距。业内专家这样认为，随着整个储能行业规模的扩大，由此带来的规模效应将逐步拉低液流电池的成本。

  尽管储能风口将至，但不论是主攻哪个技术方向的电池企业，如果想在这一市场分得粥羹，还需不断的提高自身创新力度，争取早日打破壁垒，才能在储能大市场中乘风破浪。

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