鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:913次 | 2018年09月08日
應(yīng)加快推進(jìn)鉛炭電池發(fā)展
鉛炭電池是鉛酸電池誕生以來的最大技術(shù)進(jìn)步。應(yīng)在規(guī)模儲能和低速電動車中加緊推廣應(yīng)用。政府部門應(yīng)取消鉛炭電池的消費(fèi)稅,允許鉛炭電池在低速電動車中使用,并資助特種炭材料的生產(chǎn)發(fā)展。
山西去年有兩座2兆瓦時的儲能電站被燒毀,其使用的是三星公司生產(chǎn)的三元正極材料鋰離子電池。雖然有人認(rèn)為火災(zāi)不一定源于電池,但是也應(yīng)該引起人們對鋰電池安全問題的重視。今年7月,韓國一座功率4兆瓦、容量12兆瓦時的儲能電站,先起火后爆炸,用的也是三元正極材料鋰離子電池。據(jù)報(bào)道,這已是韓國燒掉的第四座鋰離子電池儲能電站??梢?,三元正極材料鋰離子電池安全性還不穩(wěn)定,在規(guī)模儲能領(lǐng)域應(yīng)謹(jǐn)慎使用。
相比之下,鉛炭電池是一種新型的超級電池,其將鉛酸電池和超級電容器兩者合一:既發(fā)揮超級電容長壽命的優(yōu)點(diǎn),也發(fā)揮了鉛酸電池的安全性、比能量優(yōu)勢,且擁有非常好的充放電性能。鉛炭電池應(yīng)該在儲能電站建設(shè)中占有重要地位。
鉛炭電池優(yōu)點(diǎn)不少
儲能的重要性已為公眾普遍認(rèn)同。規(guī)模儲能的主要作用有:提升傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和安全性;提高風(fēng)、光等可再生能源的消納水平,推動由化石能源向可再生能源更替;促進(jìn)能源生產(chǎn)消費(fèi)開放和靈活交易、實(shí)現(xiàn)多能協(xié)同;構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng),推動電力體制改革和促進(jìn)能源新業(yè)態(tài)發(fā)展。
在多種儲能技術(shù)中,化學(xué)電池占有日益重要的地位。在電動車中,電池更是核心部件,決定著電動車的發(fā)展路線、車輛的行駛里程、速度和價(jià)格,尤其是與其安全性息息相關(guān)。
鉛酸電池向來以其高安全性、價(jià)廉、可靠等優(yōu)秀品質(zhì),占領(lǐng)著電池儲能的主要份額。近年來,利用多孔炭(特種活性炭)粉的電容作用和導(dǎo)電性,將其摻入鉛酸電池負(fù)極中,發(fā)展了電容型鉛酸電池(簡稱鉛炭電池),在保持原有優(yōu)點(diǎn)的同時,大幅度提高了循環(huán)壽命、比功率和低溫性能。而且,充電電壓下降、放電電壓上升,電能利用效率提高。可以說,鉛炭電池是鉛酸電池誕生159年來的最大技術(shù)進(jìn)步。
2004年,工信部的強(qiáng)基工程分別以約2000萬元支持南都、雙登兩家大型鉛酸電池企業(yè)投入鉛炭電池生產(chǎn),這雖然與2009年美國分別以3000多萬美元(約合人民幣4.5億元)支持兩家美國大型鉛酸電池企業(yè)發(fā)展鉛炭電池相比差距不小,但從當(dāng)時國力來衡量,我國政府的支持力度已經(jīng)很大。
從2016年4月國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計(jì)劃(2016~2030年)》,到2017年9月國家發(fā)展改革委、財(cái)政部、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、國家能源局發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,一年多時間里,政府部門就有四個下發(fā)文件中提及發(fā)展鉛炭電池,充分說明鉛炭電池越來越受到政府部門重視。
在使用場景中,鉛炭電池還可在低速電動車中充分發(fā)揮作用。
所謂低速電動車,包括電動自行車、電動摩托車、電動三輪物流車,以及正在制定“技術(shù)條件”的“四輪低速電動車”。這些車活動范圍較小,原本使用鉛酸電池。如果改用壽命延長的動力型鉛炭電池,不僅方便了使用者減少更換電池次數(shù),而且使電池再生的次數(shù)也相應(yīng)減少,能源消耗大為減少。
諸多措施待落實(shí)
政府部門發(fā)文件、指方向固然十分重要,而實(shí)質(zhì)性的行動更為關(guān)鍵。
首先,應(yīng)投入經(jīng)費(fèi)支持特種多孔炭的生產(chǎn)。多孔炭是鉛炭電池的關(guān)鍵材料。我國鉛炭電池發(fā)展慢的主要原因就在特種多孔炭。目前所用的炭主要自美國和日本進(jìn)口,價(jià)格高昂。國產(chǎn)炭不僅產(chǎn)量少,主要問題還有析氫嚴(yán)重,實(shí)質(zhì)問題是炭的結(jié)構(gòu)促進(jìn)了電池充電時水的電解,不僅增加添水維護(hù)的工作量和浪費(fèi)能源,而且放出的氫氣如果疏導(dǎo)不暢將會造成爆燃事故,降低了此類電池固有的安全性。
前面提到的美國政府重金支持發(fā)展鉛炭電池,其同時還出資2100萬美元(折合人民幣1.5億元)支持美國EnerG2公司發(fā)展碳?xì)饽z(一種高導(dǎo)電的多孔炭)。后來,該公司得以將碳?xì)饽z高價(jià)銷來中國供生產(chǎn)鉛炭電池之用。而我國的強(qiáng)基工程支持鉛炭電池產(chǎn)能建設(shè)的同時,卻沒有支持更為根本的多孔炭發(fā)展。
我國的碳?xì)饽z研制已有一定基礎(chǔ),政府應(yīng)該及時幫一把,將這種高技術(shù)產(chǎn)品國產(chǎn)化。
其次,應(yīng)免除鉛炭電池的消費(fèi)稅。關(guān)于鉛蓄電池消費(fèi)稅征收的規(guī)定源于2015年財(cái)政部與國稅總局下發(fā)的《關(guān)于對電池涂料征收消費(fèi)稅的通知》。該通知規(guī)定,“自2015年2月1日起,將對各類電池征收消費(fèi)稅(部分電池免征),在生產(chǎn)、委托加工和進(jìn)口環(huán)節(jié)征收,適用稅率均為4%”,“鉛蓄電池自2016年月1日起征收”。
鉛炭電池出身于“鉛酸電池家庭”,免不了被“牽連”征消費(fèi)稅。鉛炭電池用炭使成本約增加10%(儲能型電池)至20%(動力型電池),4%的消費(fèi)稅對于本來利潤空間已經(jīng)很小的行業(yè)而言,實(shí)乃一沉重負(fù)擔(dān)。為了有利于鉛炭電池的發(fā)展,其消費(fèi)稅應(yīng)予免除。
無論是征收鉛酸電池的消費(fèi)稅,還是低速電動車排斥鉛酸電池,理由都是“鉛酸電池有污染”。其實(shí),經(jīng)過五年來政府部門抓緊整頓和行業(yè)的共同努力,現(xiàn)實(shí)情況已非如此。相反,鋰離子電池行業(yè)也存在污染問題,也需認(rèn)真考察。凡是有污染,不管什么行業(yè)都應(yīng)該治理,要一視同仁,公道處理。
最后,尤其應(yīng)該注意的是,《四輪低速電動車技術(shù)條件(修改稿)》規(guī)定電池組的比能量必須大于每公斤70瓦時,這就將鉛酸電池和鉛炭電池排除在四輪低速電動車之外?,F(xiàn)在距離今年11月《四輪低速乘用車技術(shù)條件》的定稿期限僅有3個月,《四輪低速電動車技術(shù)條件(修改稿)》制定者們應(yīng)該拋棄成見和偏見,接受新事物,將有關(guān)電池組比能量的條文從《技術(shù)條件》中刪去。
當(dāng)前,豐田在全球范圍內(nèi)已售出超過1000萬輛混合動力汽車,即便是在市場接受度相對較低的中國市場,雙擎車型的銷量占比也達(dá)到了10%。
在混合動力市場成為霸主后,豐田于2014年推出了全球首款氫燃料電池汽車MIRAI(未來),這與其多年來在混合動力領(lǐng)域的技術(shù)積累密不可分。
部分車企也紛紛跟進(jìn)豐田的步伐。2015年,本田汽車也推出了自己的氫燃料電池汽車Clarity。
事實(shí)上,除了豐田、本田,韓國現(xiàn)代汽車也是氫燃料電池汽車的“擁躉”,其在1998年就開始了相關(guān)研發(fā)工作,并于2013年推出了TucsonixFCEV,在2018年,其新一代燃料電池車型NEXO問世。
氫燃料電池汽車有著續(xù)航里程長、加氫時間短、噪音低、氫氣來源廣泛、可再生等一系列優(yōu)勢,但其核心零件質(zhì)子交換膜和鉑催化劑的材料成本相當(dāng)昂貴,使得其成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車和純電動汽車費(fèi)用。
而對于中國車企而言,除了昂貴的成本問題,在技術(shù)積累上的滯后也是不小的困難。
當(dāng)前,中國車企都將經(jīng)費(fèi)和精力放在了插電式混合動力以及純電動汽車的研發(fā)上,對于氫燃料電池汽車基本處于“技術(shù)跟隨”的狀態(tài)。
而根據(jù)科技部高新技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化司副司長續(xù)超前的說法,“目前國內(nèi)甚至連生產(chǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)的儲氫罐的能力都不具備”。
毫無疑問,如果中國汽車行業(yè)想要在氫燃料電池領(lǐng)域追趕日韓車企,勢必要投入相當(dāng)?shù)馁Y源,攻克相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難關(guān)。同時,在配套設(shè)施加氫站的建設(shè)上,中國也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本。
根據(jù)勢銀智庫數(shù)據(jù)顯示,截至2017年底,歐洲擁有139座正在運(yùn)行的加氫站,北美擁有68座,亞洲擁有128座(其中91座位于日本)。目前,中國只有14個加氫站在運(yùn)營當(dāng)中,另外還有33個加氫站在規(guī)劃建設(shè)之中。
能鏈認(rèn)為,目前大力發(fā)展氫燃料電池技術(shù)一點(diǎn)也不晚,基于以下幾個理由:
產(chǎn)業(yè)分工仍處于初始階段,細(xì)分化和協(xié)作化遠(yuǎn)還沒有成熟,意味著在產(chǎn)業(yè)鏈許多節(jié)點(diǎn)都存在機(jī)會。
無論是中國企業(yè)還是國外企業(yè),大部分企業(yè)都還沒有在氫燃料電池業(yè)務(wù)上有盈利,意味著這個產(chǎn)業(yè)還有很大的前景可挖。全球知名電堆企業(yè)巴拉德連續(xù)30年虧損,直到去年才因?yàn)橹袊袌觯▽准移髽I(yè)進(jìn)行技術(shù)授權(quán)合作)而取得歷史性盈利。
最重要的基礎(chǔ)設(shè)施加氫站。中國在基礎(chǔ)設(shè)施投入和建設(shè)方面無人可比,可以利用此優(yōu)勢大力發(fā)展加氫站建設(shè),以此帶動氫燃料電池乘用車、商用車、物料搬運(yùn)設(shè)備、儲能、微電網(wǎng)等終端應(yīng)用的發(fā)展。
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