電池儲電站，不能沒有“鋰”

　　7月18日，我國首個10萬千瓦級電池儲能電站在江蘇鎮江正式并網投入運營，開啟了我國大型電池儲能電站商業化運行的新階段。

　　而據美國麻省理工學院《技術評論》雜志最新的報道，盡管鋰離子電池的成本在過去十年里急劇下降，但仍然太高，不足以覆蓋更長的使用時間，使可再生能源成為電網的主要能源。

　　“雖然鋰電池儲電站的成本比鉛酸電池高出一倍，但這并不是拋棄鋰電池的理由。”中國電池工業協會副理事長王敬忠告訴《中國科學報》記者，不同各種應用場合對儲能功率和儲能容量要求不同，各種儲能技術都有其適宜的應用領域。

　　全國電力儲能標準化技術委員會秘書長來小康也認為，我國的新型鋰離子電池已經滿足商業運行所要求的耐高溫、不爆炸等安全需求，這都為開啟大規模電池儲能電站建設，提供了技術支撐。而且，預計未來鋰電池成本將降低到每度0.25元。

　　只是“弱替代品”

　　可再生能源技術發展取得了長足的進步，使太陽能和風能發電在價格上能夠與化石燃料競爭，但卻始終因發電間歇性而不穩定。剝離自美國麻省理工學院的新能源存儲公司Form energy首席執行官泰德·威利表示:“如果想用可再生能源為世界提供動力，我們就需要找到一種方法來克服這種可變性。”

　　這就要用到電池儲存多余能量，以彌補供應的變化。根據麻省理工學院和阿貢國家實驗室研究人員2016年的一項分析，今天的電池存儲技術在微小型化應用上效果最好，可替代規模較小的“峰值”發電廠——這些發電廠常以天然氣為燃料提供非常態運營——只在價格合適和需求高的時候迅速開火。

　　但是，除了代替小型“峰值”發電廠，電池遇到了真正的瓶頸。2016年研究者發現，當大量電池存儲添加到電網中時，回報會急劇下降。他們的結論是，將電池存儲與可再生電廠耦合，是大型、靈活的煤炭或天然氣聯合循環電廠的“弱替代品”，鋰離子技術不僅對于傳統能源而言過于昂貴，而且電池壽命有限意味著它不適合在長時間內填補風能和太陽能發電的空白。

　　對此，王敬忠并不贊同，“電池儲電站的壽命取決于其循環次數，磷酸鐵鋰電池循環次數在2000次以上，使用近10年都沒有問題。而且，相較于鎳氫電池、鎳鎘電池，鋰電池的自放電量很小，是可以長時間儲存電力的”。

　　除循環次數以外，外部條件會影響鋰電池的使用壽命。零下20℃的環境，鋰電池基本不能發揮作用，濕度高的話對電池的壽命和安全有影響。

　　對此，王敬忠說：“只要環境合適，鋰電池儲電站的使用壽命和安全性是有保障的。”

　　他補充道，從成本上來看，鋰電池儲能系統的一次性投入確實比鉛酸電池高出許多，但鋰電池具有能量密度高、體積小、額定電壓高等特點，并且鋰離子電池技術進步快、產業基礎較好，其正逐步向分散儲能及規模儲能領域滲透。

　　示范項目探索商業模式

　　從今年6月以來，河南、江蘇、福建、廣東、青海、內蒙古等多地不斷有電網儲能招標、開工、并網等消息傳來，表明我國的儲能市場正在不斷擴大。6月初，河南電網100MW電池儲能示范工程第一次招標，力神電池、南都電源等鋰電池企業投標；7月中旬，力信能源參與承建江蘇鎮江東部儲能電站項目中的北山及五峰山儲能電站項目，其中北山儲能電站被國網江蘇電力列為示范項目。

　　事實上，上述項目只是今年“儲能熱”中的一部分。在這些新增項目中，配套儲能系統的均為鋰電池，鋰電池儲電站的眾多示范應用，就是在不斷探索儲能在集中式可再生能源并網和電網側應用的商業模式。

　　目前有經濟價值的項目在于小型用戶側的應用。中關村儲能產業技術聯盟給記者提供的資料顯示，工商業用戶安裝儲能系統，在峰谷電價差較大的地區，可以為其節省容量電費；在容量電費的核定規則比較靈活的地區，也可以為用戶節省容量電費。由于江蘇省是峰谷電價差較大，且可以靈活核定容量電費的試點地區，鋰電儲能用戶側項目落地較多，在峰谷電價差不低于0.75元/度電的前提下，這類項目的靜態投資回收期一般在7~9年。

　　“相對于收益來講，鋰電池儲能電站的成本還是比較高的。”中國能源研究會儲能專委會高級研究經理岳芬告訴《中國科學報》記者，“江蘇也在評估是否給予電網側儲能項目一定的激勵政策，作為其支撐夏季高峰電力需求的補償，但具體是否會這樣操作尚未公布”。

　　多項儲能技術仍在探索

　　有數據表示，到2025年，鋰離子電池仍繼續占據主導地位，占全球電力電池儲能部署的80%。

　　“大規模部署鋰離子電池儲能系統（也有難點），除了成本瓶頸，最重要的是市場機制和激勵政策的缺失。沒有電力市場和激勵政策，儲能不能從多渠道獲得收益，在成本較高的情況下，投資回收期長。”岳芬表示。

　　事實上，儲能的技術路線并不單一。我國正在積極發展多種儲能技術，2050年我國總裝機容量將達到500億千瓦（KW），按照規模調整供需平衡，儲能的容量將達到4億KW。我國規劃到2050年建造1.6億KW抽水儲能裝機容量，遠遠不能滿足儲能的需要。“目前，以鋰離子電池和鉛炭電池為主，輔之以壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超級電容、液流電池等技術路線，不同的儲能技術路線已經基本能滿足不同應用場景的需求。”岳芬說。

　　“液流和鋰電池，還有其他電池的儲能技術都處在商業化探索轉化的階段，其實并不是初級、實驗室的概念。”北京普能世紀科技有限公司總裁黃綿延表示，“全釩氧化還原液流電池就具有安全性、長壽性、可循環性，以及功率模塊、電容量模塊可獨立配置等特點。”

　　中科院大連化物所與大連融科儲能技術發展有限公司聯合，采用全釩液流電池實施了多項“光—儲”“風—光—儲”應用示范工程，推動我國自主知識產權的液流電池技術進入產業化初級階段。

　　不過，黃綿延也表示，釩電池的發展瓶頸在于技術成本比較高，“這一塊的成本很大程度是釩電解液。我們結合中國豐富的釩資源和在釩的生產領域具有絕對性優勢的企業一起合作，推出釩電解液的租賃模式和釩電解液的回購方式，試圖把整個系統的使用成本和度電成本降下來”。