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新能源/動力(li)電(dian)池

儲能鈉電池技術的挑戰與前景

發布時間:2021-11-02   來源:中國工程科學   ;點擊(ji)數:76285次(ci)

事實(shi)上,傳統的(de)液體電(dian)(dian)解質基(ji)二次電(dian)(dian)池(chi)(chi)難以滿足極端(duan)高(gao)低溫應(ying)用(yong)需求。具(ju)有較高(gao)的(de)能量(liang)密度、10 年以上運行壽命(ming)和(he)對(dui)環境溫度不敏(min)感等特性的(de)固體電(dian)(dian)解質基(ji)鈉硫電(dian)(dian)池(chi)(chi)和(he)鈉 – 氯化鎳電(dian)(dian)池(chi)(chi)則被證明(ming)非常適合極端(duan)高(gao)低溫的(de)應(ying)用(yong)場景(jing)。在熱帶沙漠氣候的(de)阿拉(la)伯聯(lian)合酋(qiu)長國,鈉硫電(dian)(dian)池(chi)(chi)被認為(wei)是(shi)比(bi)鋰離(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)更優(you)異的(de)儲能技(ji)術。在日(ri)本,鈉硫電(dian)(dian)池(chi)(chi)被選擇(ze)成(cheng)為(wei)火箭發射(she)場的(de)備用(yong)電(dian)(dian)源(yuan)。ZEBRA 電(dian)(dian)池(chi)(chi)作(zuo)為(wei)高(gao)低溫下可靠耐用(yong)的(de)二次電(dian)(dian)池(chi)(chi),目前已(yi)成(cheng)為(wei)井下設備電(dian)(dian)源(yuan)的(de)優(you)選方案,同時也(ye)針(zhen)對(dui)高(gao)空平臺通信(xin)系統運載器(qi)開(kai)展應(ying)用(yong)示(shi)范。

(二)高(gao)安全(quan)應用

高(gao)安(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)(quan)應(ying)(ying)(ying)用(yong)場(chang)景(jing)指(zhi)發生安(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)(quan)事故時(shi)難以(yi)止損或事故代價大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用(yong)場(chang)景(jing)。近年(nian)來(lai),隨著大(da)(da)(da)數據(ju)、物聯網、云計算等技術的(de)(de)(de)發展,大(da)(da)(da)型數據(ju)中心(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)建設速度激增,運(yun)(yun)營(ying)規模也越來(lai)越大(da)(da)(da)。然而,一方面,數據(ju)中心(xin)(xin)(xin)需(xu)要(yao)大(da)(da)(da)量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)來(lai)維(wei)持正(zheng)常運(yun)(yun)營(ying),電(dian)力成(cheng)(cheng)本成(cheng)(cheng)為數據(ju)中心(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)成(cheng)(cheng)本組成(cheng)(cheng)。通過智能(neng)(neng)微(wei)網的(de)(de)(de)建設來(lai)降(jiang)低(di)能(neng)(neng)耗(hao)已成(cheng)(cheng)為各大(da)(da)(da)數據(ju)中心(xin)(xin)(xin)運(yun)(yun)營(ying)公(gong)司降(jiang)本增效的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)途徑。另(ling)一方面,數據(ju)中心(xin)(xin)(xin)需(xu)要(yao)配備非(fei)常安(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)(quan)可靠(kao)的(de)(de)(de)備用(yong)電(dian)源以(yi)應(ying)(ying)(ying)對不(bu)時(shi)之需(xu)。大(da)(da)(da)型數據(ju)中心(xin)(xin)(xin)等室(shi)內儲能(neng)(neng)或備用(yong)電(dian)源高(gao)安(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)(quan)應(ying)(ying)(ying)用(yong)場(chang)景(jing)對其儲能(neng)(neng)系統的(de)(de)(de)安(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)(quan)性(xing)提出了更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)。交通運(yun)(yun)輸領域(yu)的(de)(de)(de)危化品運(yun)(yun)輸車、地下裝載機等交通工具以(yi)及水下應(ying)(ying)(ying)用(yong)領域(yu)的(de)(de)(de)載人潛水器、深海平臺(tai)用(yong)電(dian)源等也對電(dian)源安(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)(quan)性(xing)提出了更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)。

ZEBRA 電池(chi)作為一(yi)種電化學(xue)本征安(an)全的(de)電池(chi)體系(xi),在高安(an)全要求的(de)領(ling)域具有其獨(du)特優勢(shi)。它曾被選為英國和北約 LR7 型深潛救生(sheng)艇的(de)動(dong)力(li)電源。2013 年(nian),通(tong)用電氣有限公(gong)司(si)(GE)生(sheng)產的(de) ZEBRA 電池(chi)成(cheng)功(gong)地為 Coal River Energy 公(gong)司(si)位于美國西(xi)弗(fu)吉尼亞州(zhou)明礬溪的(de)采礦鏟車提供動(dong)力(li)支撐。在儲能安(an)全越(yue)來越(yue)受重(zhong)視的(de)今天(tian),ZEBRA 電池(chi)體系(xi)將會有更大(da)的(de)發(fa)展空間。

(三(san))長(chang)時(shi)儲能

長時(shi)電(dian)(dian)化(hua)學儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)夠更(geng)加靈活地(di)以(yi)半天甚至幾天的(de)時(shi)間(jian)(jian)跨度來管(guan)理風能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)和太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)間(jian)(jian)歇性,將可(ke)(ke)再生能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)轉化(hua)為(wei)全天候(hou)資源(yuan)(yuan),為(wei)無碳電(dian)(dian)網鋪平道路。隨著可(ke)(ke)再生能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)份(fen)額的(de)增長,更(geng)大的(de)挑戰將是在(zai)(zai)(zai)數(shu)周或數(shu)月的(de)時(shi)間(jian)(jian)跨度上消除可(ke)(ke)再生能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)產量(liang)的(de)可(ke)(ke)變性。發展(zhan)長時(shi)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)技(ji)術勢在(zai)(zai)(zai)必行(xing)。近年來,鋰離子電(dian)(dian)池(chi)在(zai)(zai)(zai)新(xin)型儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)建設中占(zhan)據絕對主導地(di)位,但(dan)它們的(de)供電(dian)(dian)持續時(shi)間(jian)(jian)很少能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)超過 4 h。雖然鋰離子電(dian)(dian)池(chi)在(zai)(zai)(zai)技(ji)術上可(ke)(ke)以(yi)實(shi)現更(geng)長時(shi)間(jian)(jian)的(de)放(fang)電(dian)(dian),但(dan)是出于(yu)(yu)資源(yuan)(yuan)稀缺(que)和安(an)全性的(de)考慮(lv),將它用于(yu)(yu)長時(shi)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)成(cheng)本通常高于(yu)(yu)它的(de)價值。

鈉硫(liu)電池(chi)(chi)(chi)已(yi)在全(quan)球范圍內(nei)提供(gong)容量超過 540 MW/3780 MWh 的(de)(de)儲(chu)能(neng)(neng)系統(tong),顯示了(le)有效的(de)(de)調峰(feng)、負(fu)載均(jun)衡(heng)和節能(neng)(neng)減排的(de)(de)能(neng)(neng)力(li),被認(ren)為是最有效的(de)(de)額(e)定輸出 6 h 以上的(de)(de)長(chang)時(shi)(shi)電化學儲(chu)能(neng)(neng)電池(chi)(chi)(chi)之一。同時(shi)(shi),鈉硫(liu)電池(chi)(chi)(chi)具有模(mo)塊化擴展的(de)(de)特性,有潛力(li)提供(gong) 8 h 以上或更(geng)長(chang)時(shi)(shi)的(de)(de)供(gong)電系統(tong)。意大利(li)非凡蓄電池(chi)(chi)(chi)公司(FIAMM)生產的(de)(de) ZEBRA 電池(chi)(chi)(chi)在歐洲的(de)(de)意大利(li)、法國以及南(nan)美(mei)洲的(de)(de)圭亞(ya)那等地區部署了(le)多個兆(zhao)瓦級的(de)(de)儲(chu)能(neng)(neng)電站(zhan)。這些電站(zhan)的(de)(de)運行情況證實用于大規模(mo)電化學儲(chu)能(neng)(neng)的(de)(de)高安全(quan)性鈉 – 氯化鎳電池(chi)(chi)(chi)技術已(yi)經成熟。

四、儲能鈉(na)電(dian)池的國內外發展與應(ying)用現狀

(一(yi))鈉硫電池在國內外的發(fa)展與應(ying)用現狀

雖然鈉(na)(na)硫(liu)(liu)電(dian)(dian)池早期在(zai)國內外(wai)航(hang)空航(hang)天和電(dian)(dian)動汽(qi)車等(deng)領(ling)域開(kai)展(zhan)應用示范,但(dan)是鈉(na)(na)硫(liu)(liu)電(dian)(dian)池的儲(chu)(chu)能(neng)商業(ye)化運(yun)作(zuo)始于(yu) 1983 年(nian)日本礙子株式會社(she)(NGK 公司)和東京電(dian)(dian)力(li)(li)公司的合作(zuo),開(kai)發用于(yu)靜態能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)(chu)的鈉(na)(na)硫(liu)(liu)電(dian)(dian)池儲(chu)(chu)能(neng)系(xi)統。2002 年(nian),NGK 公司正式量(liang)產鈉(na)(na)硫(liu)(liu)電(dian)(dian)池,并通過東京電(dian)(dian)力(li)(li)公司開(kai)發儲(chu)(chu)能(neng)系(xi)統投入商業(ye)運(yun)行,目(mu)(mu)前在(zai)全球運(yun)行了超過 200 個儲(chu)(chu)能(neng)電(dian)(dian)站項目(mu)(mu),4 GWh 以上的鈉(na)(na)硫(liu)(liu)電(dian)(dian)池儲(chu)(chu)能(neng)系(xi)統。

然而(er), 2011 年 9 月,東京電(dian)(dian)力(li)公(gong)司為三菱材料株(zhu)式(shi)會社筑波廠安(an)裝的(de)(de)(de)鈉(na)(na)硫(liu)電(dian)(dian)池(chi)(NGK 生產(chan))系(xi)統發生火災,這一事件在(zai)一定程(cheng)度上(shang)造成了業界對于鈉(na)(na)硫(liu)電(dian)(dian)池(chi)安(an)全性(xing)的(de)(de)(de)擔憂。其后,NGK 先對正(zheng)在(zai)運行(xing)(xing)的(de)(de)(de)鈉(na)(na)硫(liu)電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)站的(de)(de)(de)模(mo)組和(he)系(xi)統進行(xing)(xing)安(an)全隱(yin)患維護(hu),并對新(xin)生產(chan)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)池(chi)在(zai)電(dian)(dian)芯層(ceng)面和(he)模(mo)塊(kuai)層(ceng)面同時(shi)(shi)采(cai)取了多種提高安(an)全保障的(de)(de)(de)新(xin)措施。通(tong)過采(cai)取一系(xi)列應對舉措后,從(cong) 2013 年開(kai)(kai)始(shi),NGK 生產(chan)的(de)(de)(de)鈉(na)(na)硫(liu)電(dian)(dian)池(chi)在(zai)日本、阿(a)聯酋和(he)歐(ou)洲等國家和(he)地區持續有大型儲(chu)能項(xiang)目上(shang)線。2016 年 3 月,NGK 公(gong)司和(he)九州(zhou)電(dian)(dian)力(li)株(zhu)式(shi)會社共同推出的(de)(de)(de) 50 MW/300 MWh 鈉(na)(na)硫(liu)電(dian)(dian)池(chi)儲(chu)能系(xi)統改(gai)善電(dian)(dian)力(li)供需平衡的(de)(de)(de)示范項(xiang)目開(kai)(kai)始(shi)運行(xing)(xing),是當時(shi)(shi)全球最大的(de)(de)(de)大容量儲(chu)能電(dian)(dian)站(見圖(tu) 1a)。

2019 年,NGK 在阿布扎比(bi)酋長國完成的(de)(de)一個(ge)項(xiang)目(mu)使用了 108 MW/648 MWh 的(de)(de)鈉硫(liu)電(dian)池儲能系統,持續放電(dian)時間(jian)達 6 h。圖(tu) 1b 顯示(shi)的(de)(de)是應用于意(yi)大利南部高(gao)壓電(dian)網的(de)(de) 34.8 MW 鈉硫(liu)電(dian)池儲能電(dian)站的(de)(de)局部照片。在意(yi)大利,鈉硫(liu)電(dian)池的(de)(de)電(dian)芯和(he)模(mo)塊經過(guo)了嚴(yan)謹的(de)(de)風(feng)險評估(gu),包括內(nei)源性(xing)短(duan)路(lu)和(he)外源性(xing)火災(zai)、地震、洪水、直接和(he)間(jian)接閃(shan)電(dian)、蓄意(yi)破壞、高(gao)空(kong)墜落等(deng)濫用場景。評估(gu)結果顯示(shi),經過(guo)安全性(xing)提升的(de)(de)鈉硫(liu)電(dian)池技術具(ju)有較(jiao)高(gao)的(de)(de)安全可靠性(xing)。

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圖 1 鈉硫(liu)電池(chi)儲能系統 / 電站(zhan)的商業(ye)應用實例

近些年,鈉(na)硫(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)池技術在日本以外(wai)的(de)其他國(guo)(guo)家(jia)也(ye)得到了(le)應用研究(jiu)和推(tui)廣(guang),包(bao)括(kuo)美國(guo)(guo)、中國(guo)(guo)、韓國(guo)(guo)、瑞士(shi)等。2006 年,由中國(guo)(guo)科學院上(shang)海(hai)硅(gui)酸鹽研究(jiu)所(suo)(SICCAS)與(yu)上(shang)海(hai)電(dian)(dian)力公(gong)(gong)司合(he)(he)作開(kai)展用于大規模儲能(neng)(neng)應用的(de)鈉(na)硫(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)池研究(jiu)。SICCAS 開(kai)發的(de) 30 Ah 和 650 Ah 兩種規格(ge)鈉(na)硫(liu)(liu)(liu)(liu)單體電(dian)(dian)池具(ju)有(you)(you)良好(hao)的(de)循環穩定性,壽命超過 1200 次(ci)。此后,一條(tiao)年產能(neng)(neng) 2 MW 的(de) 650 Ah 單電(dian)(dian)池中試(shi)生產線建(jian)成。2010 年上(shang)海(hai)世界(jie)博覽會(hui)期間,中國(guo)(guo)科學院上(shang)海(hai)硅(gui)酸鹽研究(jiu)所(suo)和上(shang)海(hai)電(dian)(dian)力公(gong)(gong)司合(he)(he)作,實現了(le) 100 kW/800 kW 鈉(na)硫(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)池儲能(neng)(neng)系統的(de)并(bing)網(wang)運行(見(jian)圖 1c)。2011 年 10 月,上(shang)海(hai)電(dian)(dian)氣集(ji)團(tuan)與(yu)中科院上(shang)海(hai)硅(gui)酸鹽研究(jiu)所(suo)以及上(shang)海(hai)電(dian)(dian)力公(gong)(gong)司簽訂合(he)(he)資(zi)合(he)(he)同,成立上(shang)海(hai)電(dian)(dian)氣鈉(na)硫(liu)(liu)(liu)(liu)儲能(neng)(neng)技術有(you)(you)限(xian)公(gong)(gong)司,開(kai)始鈉(na)硫(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)池的(de)產業化開(kai)發。2015 年,上(shang)海(hai)鈉(na)硫(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)池儲能(neng)(neng)技術有(you)(you)限(xian)公(gong)(gong)司在崇明島風電(dian)(dian)場實現了(le)兆瓦(wa)時(shi)級(ji)的(de)商業應用示范(見(jian)圖 1d)。

中科(ke)院(yuan)固體物(wu)理研(yan)究(jiu)所近年也突破了 β-Al2O3 陶瓷的(de)制備技術,掌握了陶瓷燒結、陶瓷玻璃封(feng)接、金屬(shu)與陶瓷連接等核心技術,目前處(chu)于鈉硫電池組研(yan)制的(de)中試(shi)階(jie)段。除(chu)此之外,韓國浦項產業科(ke)學研(yan)究(jiu)院(yuan)(RIST)針對平板和管式鈉硫電池進行(xing)較為系統的(de)工程化開(kai)(kai)發。RIST 從 2005 年開(kai)(kai)始申請鈉硫電池材料與制造的(de)專利(li)(li),目前持有(you)(you) 53 項以(yi)上相(xiang)關有(you)(you)效專利(li)(li)。

(二)鈉(na) – 金屬氯化物電(dian)池(chi)在(zai)國內外的發(fa)展與應(ying)用現狀(zhuang)

美(mei)國通用(yong)(yong)電(dian)(dian)氣有限(xian)公(gong)司(si)于 2007 年購買了英國 beta R & D 公(gong)司(si)的(de) ZEBRA 電(dian)(dian)池(chi)技(ji)(ji)術,建(jian)立 “Durathon”電(dian)(dian)池(chi)品牌,經過(guo) 11 年研發,投入資(zi)金(jin)超(chao)過(guo) 4 億美(mei)元。早期主要面向車(che)用(yong)(yong),圖 2a 為裝載 Durathon 動力電(dian)(dian)池(chi)的(de)礦車(che)。目前 GE 在(zai)全球多個(ge)國家和地區的(de)電(dian)(dian)網(wang)和電(dian)(dian)信領域運行(xing)了總計 15 MW 以(yi)上(shang)、30 余個(ge) ZEBRA 電(dian)(dian)池(chi)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)項目。圖 2d 分別為 Durathon 擴展(zhan)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)系統。2017年1月,超(chao)威電(dian)(dian)池(chi)與 GE 開展(zhan)技(ji)(ji)術合(he)作,合(he)資(zi)成立浙江綠能(neng)(安(an)力)能(neng)源有限(xian)公(gong)司(si),進軍國內儲(chu)(chu)(chu)能(neng)電(dian)(dian)池(chi)市場。

2010年,與 GE 擁(yong)有同(tong)一技(ji)術源頭的(de)(de)(de) MESDEA 公司和 FIAMM 成立新(xin)公司 FZ SONICK SA,并推出了 SONICK 商(shang)標(biao)的(de)(de)(de) ZEBRA 電(dian)池,主要應(ying)用在電(dian)動車、備用電(dian)源等領域。2015 年,FZ SONICK 的(de)(de)(de) ZEBRA 電(dian)池儲(chu)(chu)能(neng)(neng)解決方(fang)案被德國航空和運輸領域的(de)(de)(de)跨國公司龐巴(ba)迪公司選中,為(wei) Innovia Monorail 300 平臺列車項目提(ti)(ti)供備用電(dian)源服務。圖(tu) 2b 和圖(tu) 2e 分別為(wei) SONICK 電(dian)池應(ying)用于微(wei)網(wang)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)及(ji)其儲(chu)(chu)能(neng)(neng)單元(yuan)的(de)(de)(de)情況。FZ SONICK 還為(wei)薩沃納大(da)學校園提(ti)(ti)供了智能(neng)(neng)電(dian)網(wang)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)系統。

從2016年開始,德國弗勞(lao)恩霍夫陶(tao)瓷(ci)技(ji)術與系(xi)統研究(jiu)所(suo)(IKTS)也在 ZEBRA 電(dian)池(chi)上持續(xu)投入。2019年3月,歐洲儲能(neng)展會上,IKTS 展示其最新開發的“Cerenergy” 陶(tao)瓷(ci)鈉(na) – 氯化鎳高溫電(dian)池(chi)。該型號的鈉(na)鎳電(dian)池(chi)容量為5kWh,由(you) 20 個(ge)單電(dian)池(chi)組成,每千瓦時成本將低于 100 歐元。2015年11月,作為 SunShot 聚光太(tai)陽能(neng)發電(dian)阿波羅計劃(hua)(hua)的子計劃(hua)(hua),美(mei)國能(neng)源部提(ti)供猶他州鹽(yan)(yan)湖(hu)城(cheng) Ceramatec 公(gong)司和喬治亞技(ji)術研究(jiu)所(suo)總(zong)計 234.878 萬美(mei)元經費(fei)支持,重點開發聚光太(tai)陽能(neng)高溫熔鹽(yan)(yan)鈉(na)鹽(yan)(yan)蓄電(dian)模(mo)塊,預計實(shi)現 92% 以上的蓄電(dian)效率目標(biao)。同時,美(mei)國西北(bei)太(tai)平洋國家(jia)實(shi)驗(yan)室(shi)在美(mei)國能(neng)源部支持下持續(xu)開展平板型鈉(na)鹽(yan)(yan)電(dian)池(chi)的產業(ye)化研發。

在國(guo)內(nei),從2014 年(nian)開始,中國(guo)科學院上海(hai)硅(gui)酸(suan)鹽研(yan)究(jiu)所在前(qian)期鈉硫電(dian)池和鈉鎳電(dian)池的(de)研(yan)發基礎(chu)上,開展鈉鎳電(dian)池產(chan)業(ye)化(hua)的(de)推進工作。2017 年(nian),中國(guo)科學院上海(hai)硅(gui)酸(suan)鹽研(yan)究(jiu)所參股成立(li)上海(hai)奧能瑞拉(la)能源科技有限(xian)公司(si),開展鈉鎳電(dian)池產(chan)業(ye)化(hua)開發。如圖 2c 和圖 2f,目前(qian)該公司(si)已完成年(nian)產(chan)100MWh 的(de)鈉鎳電(dian)池工廠的(de)全線調試(shi),進入第(di)一代產(chan)品(pin)的(de)試(shi)生產(chan)階段。

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圖 2 鈉 - 金屬氯(lv)化物電池儲能產品及其商業應用(yong)實例

五、我國儲能鈉電池發(fa)展面臨的挑(tiao)戰

儲(chu)(chu)能(neng)鈉(na)(na)電(dian)池(chi)(chi)在(zai)電(dian)力系統和(he)電(dian)信系統具有極大(da)(da)的(de)(de)(de)應用(yong)優勢,并得到全球儲(chu)(chu)能(neng)市場的(de)(de)(de)普(pu)遍(bian)認(ren)可,但是由于其(qi)技(ji)(ji)術難(nan)度大(da)(da),目前儲(chu)(chu)能(neng)鈉(na)(na)電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)成熟(shu)技(ji)(ji)術在(zai)全球范圍內(nei)僅由日本 NGK、美(mei)國(guo) GE、意(yi)大(da)(da)利 FIAMM 等幾家(jia)企業掌握,我(wo)國(guo)儲(chu)(chu)能(neng)鈉(na)(na)電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)發(fa)展還面臨以(yi)下諸多挑戰。

(一)儲(chu)能鈉電池(chi)技(ji)術幾乎(hu)被國外壟斷(duan)

近年來,中國(guo)科學院上(shang)海硅(gui)酸(suan)鹽(yan)研(yan)究所在(zai)儲(chu)(chu)能(neng)鈉(na)(na)電(dian)(dian)池的(de)(de)相關領域開展(zhan)了技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)革新和(he)(he)示(shi)范應(ying)用,基(ji)本掌握了鈉(na)(na)硫電(dian)(dian)池和(he)(he)鈉(na)(na)鎳(nie)電(dian)(dian)池的(de)(de)全套技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu),形成(cheng)了具(ju)有自主知識(shi)產(chan)(chan)權(quan)的(de)(de)儲(chu)(chu)能(neng)鈉(na)(na)電(dian)(dian)池完整技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)路線(xian),但是(shi)總體而言,我國(guo)自主知識(shi)產(chan)(chan)權(quan)儲(chu)(chu)能(neng)鈉(na)(na)電(dian)(dian)池的(de)(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)成(cheng)熟度(du)不(bu)高(gao),規模化(hua)生產(chan)(chan)設(she)備(bei)需要高(gao)代價(jia)的(de)(de)定制,尚未形成(cheng)儲(chu)(chu)能(neng)鈉(na)(na)電(dian)(dian)池的(de)(de)成(cheng)熟產(chan)(chan)品體系。超(chao)威集團引(yin)進(jin)美國(guo) GE 的(de)(de)成(cheng)熟技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu),進(jin)行儲(chu)(chu)能(neng)鈉(na)(na)電(dian)(dian)池國(guo)產(chan)(chan)化(hua)的(de)(de)嘗試也尚未在(zai)國(guo)內外市(shi)場(chang)打(da)開局(ju)面,根本原因是(shi)我國(guo)儲(chu)(chu)能(neng)鈉(na)(na)電(dian)(dian)池的(de)(de)發展(zhan)目前(qian)仍然只能(neng)依(yi)賴和(he)(he)引(yin)進(jin)日本和(he)(he)美國(guo)公司的(de)(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu),尚不(bu)具(ju)備(bei)獨立開發新一代儲(chu)(chu)能(neng)鈉(na)(na)電(dian)(dian)池的(de)(de)能(neng)力(li),技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)革新的(de)(de)速度(du)無法應(ying)變市(shi)場(chang)的(de)(de)需求。

(二)儲能鈉電池上(shang)下游產業鏈供給不足導致高成本

儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)鈉(na)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)高溫(wen)技(ji)術瓶(ping)頸極大(da)地限制了涉(she)足儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)鈉(na)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)開發的(de)(de)研究院所(suo)和企業(ye)的(de)(de)數(shu)量,導致儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)鈉(na)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)在(zai)產(chan)(chan)業(ye)鏈的(de)(de)推動上(shang)(shang)困難(nan)重(zhong)重(zhong)。經過測(ce)算, 1 GWh 鈉(na) – 氯化(hua)(hua)鎳(nie)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)生(sheng)產(chan)(chan)線上(shang)(shang)生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)成(cheng)(cheng)本約為 1050 元 / 度電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian),當生(sheng)產(chan)(chan)線產(chan)(chan)能(neng)(neng)(neng)提高至(zhi) 10 GWh,電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)成(cheng)(cheng)本可降(jiang)至(zhi) 800 元 / 度電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)以下(xia)(xia)。然而,目(mu)前(qian)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)鈉(na)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)規(gui)模不(bu)足以帶動上(shang)(shang)下(xia)(xia)游產(chan)(chan)業(ye)鏈的(de)(de)快速發展(zhan)。NGK、GE 等公(gong)司(si)同樣面臨電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)成(cheng)(cheng)本偏高的(de)(de)困境(jing)。對我(wo)國(guo)(guo)而言(yan),儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)鈉(na)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)中鈉(na)硫(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)含耐(nai)腐蝕涂(tu)層的(de)(de)集流(liu)體外殼等零部(bu)件、鈉(na) – 氯化(hua)(hua)鎳(nie)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)關(guan)鍵原材料 T255 鎳(nie)粉(英國(guo)(guo) Inco 公(gong)司(si))還依(yi)賴進口(kou),國(guo)(guo)產(chan)(chan)化(hua)(hua)替代方案缺失(shi)。儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)鈉(na)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)中溫(wen)運行環境(jing)對保溫(wen)箱(xiang)等下(xia)(xia)游供應的(de)(de)要求較高,但我(wo)國(guo)(guo)尚(shang)沒有類(lei)似產(chan)(chan)品(pin)開發。儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)鈉(na)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)上(shang)(shang)下(xia)(xia)游產(chan)(chan)業(ye)鏈供給(gei)不(bu)足成(cheng)(cheng)為推動儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)鈉(na)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)技(ji)術發展(zhan)和成(cheng)(cheng)本降(jiang)低(di)的(de)(de)一大(da)障礙。

(三)儲能鈉電池的評(ping)估(gu)檢測標準(zhun)和(he)評(ping)估(gu)平臺(tai)缺失(shi)

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