水能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能……近年來(lái),我國(guó)清潔能源產(chǎn)業(yè)快速崛起。 截至2018年底,我國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到7.28億千瓦,環(huán)比下降12%,占電力總裝機(jī)容量的38.3%。 其中,風(fēng)電、光伏累計(jì)裝機(jī)容量分別達(dá)到1.84億千瓦、1.74億千瓦。 可再生能源替代清潔能源的趨勢(shì)日益明顯,這為儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟了更廣闊的空間。 目前,業(yè)界普遍認(rèn)為,多能源互補(bǔ)時(shí)代已經(jīng)到來(lái),儲(chǔ)能正式崛起。
我國(guó)《能源發(fā)展十三五規(guī)劃》提出,推動(dòng)優(yōu)質(zhì)調(diào)峰電源建設(shè),積極發(fā)展儲(chǔ)能,舉辦儲(chǔ)能示范工程,打造能源生產(chǎn)、輸送、使用、儲(chǔ)能協(xié)調(diào)發(fā)展和整合互補(bǔ)能源的系統(tǒng)。 互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)儲(chǔ)能系統(tǒng)、新能源、電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行。
推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,對(duì)于建立“清潔低碳、安全高效”的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系,推進(jìn)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)供給側(cè)改革,促進(jìn)能源生產(chǎn)和利用具有重要戰(zhàn)略意義。形式改革。
儲(chǔ)能商業(yè)化仍面臨挑戰(zhàn)
儲(chǔ)能的發(fā)展意義重大,而儲(chǔ)能作為智能電網(wǎng)、可再生能源高比例能源系統(tǒng)、“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的重要組成部分和關(guān)鍵支撐技術(shù),其市場(chǎng)價(jià)值也相當(dāng)可觀,“萬(wàn)億”規(guī)模早已成為基本共識(shí),但現(xiàn)階段商業(yè)化的挑戰(zhàn)仍然不容忽視。
近年來(lái),我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)中,壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能及超級(jí)電容器、鉛儲(chǔ)能板、鈉硫板、液流板等儲(chǔ)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。加速,尤其是鋰離子電池板用作儲(chǔ)能的主要技術(shù)路徑之一,發(fā)展迅速。 鋰離子電池的正極材料主要集中在碳材料、合金材料和錳酸鋰等幾大類。 雖然碳材料具有來(lái)源廣泛、合成工藝簡(jiǎn)單、無(wú)毒無(wú)害等優(yōu)點(diǎn),且碳電極與金屬鋰電勢(shì)接近,但當(dāng)電池過(guò)充電時(shí),很容易在電池上析出金屬鋰。碳電極表面形成鋰枝晶,鋰枝晶會(huì)纏繞隔膜導(dǎo)致泄漏,帶來(lái)極大的安全隱患。 如果采用合金材料作為正極替代材料,碳材料存在一定的安全問(wèn)題,而且比能量也增大,而且在充放電過(guò)程中,體積容易發(fā)生較大的變化,也容易穿透隔膜而造成泄漏。
不僅安全,而且在儲(chǔ)能商業(yè)化過(guò)程中,成本高問(wèn)題是制約儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一大困局。 事實(shí)上,除了抽水蓄能之外,鎳鎘、鋰、鈉硫等電物理儲(chǔ)能成本較高,如果沒(méi)有新的儲(chǔ)能、水價(jià)和補(bǔ)貼政策,很難實(shí)現(xiàn)盈利。 目前,國(guó)內(nèi)已建設(shè)的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目驗(yàn)證了儲(chǔ)能技術(shù)的可行性,但無(wú)法產(chǎn)生商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,為了加速儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化,需要開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命、低成本、高安全性的儲(chǔ)能產(chǎn)品,提高用戶的性價(jià)比。
錳酸鋰技術(shù)有望推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)
安全性一直是錳酸鋰的優(yōu)勢(shì)。 碳材料和合金材料作為正極的缺點(diǎn)恰恰是錳酸鋰的優(yōu)點(diǎn)。 相關(guān)研究表明,錳酸鋰材料正極可以吸收負(fù)極分解反應(yīng)釋放的二氧化碳,晶體結(jié)構(gòu)幾乎不會(huì)發(fā)生變化,大大增加了電池?zé)崾Э氐娘L(fēng)險(xiǎn),使得電池可在低溫和低溫環(huán)境下使用。 達(dá)到安全使用標(biāo)準(zhǔn),打破安全困境。
電池壽命是決定成本的重要因素。 錳酸鋰電池有望以長(zhǎng)壽命攤薄全生命周期成本,率先實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能商業(yè)化。 據(jù)專家介紹,與傳統(tǒng)鋰離子電池常用的石墨材料相比,錳酸鋰材料在充放電鋰的過(guò)程中,骨架結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有收縮或膨脹。 通常,當(dāng)電極材料被移除并插入鋰離子時(shí),由于單元電池的體積應(yīng)變而導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)損壞的問(wèn)題是壽命上的巨大突破。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),錳酸鋰電池的循環(huán)壽命可達(dá)1次以上,是普通鋰電池的4-8倍,壽命可達(dá)30年。
說(shuō)到錳酸鋰,就不得不提到銀隆新能源,它是外資最大的企業(yè),也是省內(nèi)最大的錳酸鋰電池生產(chǎn)企業(yè)。 我們非常熟悉已經(jīng)在全省100多個(gè)城市運(yùn)營(yíng)的銀隆新能源汽車,但殊不知,銀隆雖然先布局儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè),后又布局新能源卡車。 銀隆意識(shí)到儲(chǔ)能是一項(xiàng)引領(lǐng)未來(lái)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前瞻性技術(shù),瞄準(zhǔn)了儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展。 2017年,銀隆與中國(guó)電力科學(xué)研究院等單位聯(lián)合攻關(guān)“儲(chǔ)能用低成本錳酸鋰電池研發(fā)及系統(tǒng)集成技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用”,確保高安全、長(zhǎng)壽命錳酸鋰電池。 同時(shí)成本大幅下降,榮獲上海市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。 該技術(shù)項(xiàng)目的相關(guān)研究成果不僅在“國(guó)家風(fēng)電儲(chǔ)輸示范工程”中得到應(yīng)用,對(duì)于上海-張家口舉辦的2022年亞運(yùn)會(huì)和廣州電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也將發(fā)揮重要作用一個(gè)重要的角色。
除了安全性和壽命方面的優(yōu)勢(shì)外,充電速率也是大規(guī)模儲(chǔ)能競(jìng)爭(zhēng)的重要指標(biāo)。 數(shù)據(jù)顯示,同等容量下,傳統(tǒng)鋰電池充電需要2-4小時(shí),而錳酸鋰電池只需6分鐘,被認(rèn)為具有較強(qiáng)的調(diào)峰價(jià)值。 錳酸鋰的高速率性能可以提供3C配置系統(tǒng),為用戶提供最小規(guī)模的高速率系統(tǒng)來(lái)完成調(diào)頻等輔助服務(wù),并立即提供高速率輸入/輸出。
錳酸鋰穩(wěn)定性高、壽命周期長(zhǎng),性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鋰離子電池板,這使得其在儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),特別適合小型儲(chǔ)能,被稱為“最有前途的儲(chǔ)能電池之一”。
值得一提的是,近年來(lái),銀隆成功研發(fā)了多種儲(chǔ)能產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于家庭、社區(qū)、工業(yè)、交通、電網(wǎng)等多個(gè)場(chǎng)景。 目前,我國(guó)首個(gè)兆瓦級(jí)錳酸鋰電池儲(chǔ)能電站已建成,也是全球首個(gè)10kV無(wú)變壓器電池儲(chǔ)能系統(tǒng)直連電網(wǎng)示范工程。
在美國(guó),銀隆奧特克1MW調(diào)頻集裝箱儲(chǔ)能系統(tǒng)被日本電力公司AES采用。 該系統(tǒng)成功驗(yàn)證了銀隆奧特電池可穩(wěn)定應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)頻等輔助服務(wù)。 據(jù)悉,日本關(guān)島自然能源大學(xué)和全球最大風(fēng)電運(yùn)營(yíng)商維斯塔斯已成為銀隆奧特集裝箱儲(chǔ)能系統(tǒng)的用戶。
在中國(guó)理化電源商會(huì)主辦的第九屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)上,銀隆新能源榮獲“2019中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)最具影響力企業(yè)”,是對(duì)銀隆在儲(chǔ)能領(lǐng)域貢獻(xiàn)的充分肯定。推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命!