鉅大LARGE | 點擊量：853次 | 2021年09月13日
技術(shù)路線與電池成本難題未解 儲能市場虛大
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李俊峰絕對是一個好的演講嘉賓：他知曉最新政策，也了解行業(yè)動態(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能大會上，李俊峰一上臺就說：抱歉沒做PPT，不是我想偷懶，而是沒什么好說的。這著實給臺下翹首企盼的聽眾們潑了一盆冷水。根據(jù)電監(jiān)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國風(fēng)電去年棄風(fēng)量占全年發(fā)電量的20%，達到約150億-180億度，甚至連裝機量為220萬千瓦的光伏電站也出現(xiàn)了棄光的現(xiàn)象。
我們確實要儲能，但是在技術(shù)路線與電池成本方面上，目前來看市場上還沒有好的解決方法。李俊峰說。
盡管并不是那么嚴謹，凱旋創(chuàng)投副總裁衣進總喜歡用光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑來比對儲能行業(yè)，以希望從方向上得到一些啟發(fā)。根據(jù)對光伏行業(yè)的研究，得出的結(jié)論是產(chǎn)量每擴充一倍，太陽能電池的成本會下降20%。衣進說，而且考慮到儲能比光伏發(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：假如儲能成本過高，電力市場就沒有大規(guī)模購買的動力；而假如沒有規(guī)?；氖袌鲂枨?，儲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防爆標準
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%
實際上，在電池效率與成本難題短時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。
衣進試圖換一個角度來看電池的材料成本，因為電池表現(xiàn)的提升可以促進成本的下降。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)的低價材料或者沒有經(jīng)過大量項目運用的新材料。
現(xiàn)在儲能還以示范項目為主，假如產(chǎn)品中的新材料出問題，以后在市場上就難混了，所以寧愿選價格高但是可靠的產(chǎn)品。一位國內(nèi)電池生產(chǎn)商說。
不過，作為國家973液流儲能電池重大基礎(chǔ)研究項目的首席科學(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)用項目最多的公司，但這都不足以改變另一個事實：關(guān)鍵材料全氟離子交換膜全部靠進口。
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）就開始進行液流儲能電池的研發(fā)。除了將電池的容量做得更大，液流儲能電池的核心部件離子交換膜也是重點攻關(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)并不是一項容易突破的難題，但張華民稱其領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊現(xiàn)在已經(jīng)攻下了這片高地。去年，張華民團隊在學(xué)術(shù)期刊《Energy&EnvironmentalScience》發(fā)表了這項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，我們會小規(guī)模的生產(chǎn)使用非氟離子膜的樣機，規(guī)模生產(chǎn)有望在兩年內(nèi)實現(xiàn)。
但也有同行業(yè)者卻并不看好融科的這項創(chuàng)新。質(zhì)疑者的觀點認為，非氟離子交換膜成本可能低廉，但離子交換基團的引入會大幅度降低非氟離子交換膜的穩(wěn)定性，嚴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？
在眾多的儲能技術(shù)中，除了抽水蓄能以外，鋰離子電池儲能發(fā)展最為成熟、產(chǎn)業(yè)鏈更為完整、相關(guān)公司也最多，但在北京國際儲能大會上，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)鄒德天在半小時的發(fā)言時間中，只是從宏觀角度將電池儲能系統(tǒng)可應(yīng)用的情境做了盤點。
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，但鄒德天對此只是回應(yīng)，任何汽車在被車速為180公里/小時的另一輛車撞擊時，都難以保證絕對安全。
實際上，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)命運逆轉(zhuǎn)。
去年，A123凈虧損達2.58億美元，今年第一季度A123凈虧損已高達1.25億美元。A123公司日前還透露，在接下來的幾個季度里，公司或?qū)⒊霈F(xiàn)資金匱乏以及大幅虧損，對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汽車開展了更換缺陷電池的項目。
此外，通用汽車替代能源技術(shù)中心下屬全球電池系統(tǒng)電池實驗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試時，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個模塊，10個完全燒毀，20個部分燒毀，同時影響了部分相鄰的儲能系統(tǒng)。大火持續(xù)了約10個小時，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，無可防止的會出現(xiàn)一些問題，個別廠家的個別事故不會拖垮整個行業(yè)。衣進說，因為鋰離子電池的可應(yīng)用場合最多，包括傳統(tǒng)領(lǐng)域和電動汽車的發(fā)展，都會加快鋰離子電池在儲能領(lǐng)域的成熟，并帶動其成本的下降。
