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皇冠球网:三元锂、钠硫遭“除名”,储能市场要“变天”?这两种电池或迎新机遇

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三元锂、钠硫遭“除名”,储能市场要“变天”?这两种电池或迎新机遇

每日经济新闻 2022-07-26 16:51:54

每经记者 李硕    每经编辑 孙磊

储能市场技术路线或将发生变化。

日前,国家能源局综合司发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿)》(以下简称《征求意见稿》)中提到:中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池。

据了解,目前国内储能方案主要包括抽水储能、压缩空气储能和电化学类储能。其中,电化学类储能又具体分为铅酸电池、钠硫电池、液硫电池和锂离子电池等。招银国际研报数据显示,抽水储能是当前储能的绝对主力,市场份额为86.3%,而锂离子电池为11.21%。不过随着风光发电规模提升,以锂电池为代表的新型电化学储能市场前景广阔。数据显示,在新型储能中锂离子电池占比为90%。

“从当前国内储能发展情况看,使用三元锂电池的情况比较少;而钠硫电池也是国外厂家主推的技术,国内落地的情况并不多。因此,《征求意见稿》关于这一条的相关规定,从目前来看对国内储能行业的发展暂时影响有限。”中国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇表示。

此次被“除名”的三元锂电池和国内电化学储能项目广为使用的另一大技术路线磷酸铁锂电池同属锂电池。相较而言,前者的最大优势为能量密度高,通常可以用更少的数量达到更高的储电效果。不足是三元锂电池稳定性较为一般,循环寿命也较低。

图片来源:视觉中国

磷酸铁锂电池则与之相反,电压平台较低,储能密度较为一般,但优势是磷酸铁锂电池拥有更好的稳定性,甚至能通过挤压、穿刺、高温运行测试,寿命也远高于三元锂电池,通常可达3000~5000次。

另一被剔除出储能电池领域的技术路线钠硫电池则归属于钠电池领域,但其技术路线与主流钠离子电池路线存在较大差异。其正极为液态(熔融)硫,负极为(熔融)钠,两者通过固态氧化铝陶瓷分离开,电解质只允许正钠离子通过和硫结合形成多硫化物。钠硫电池具有比能量高、功率特性好、循环寿命长、无自放电、设计寿命长等优势。但钠硫电池在充电状态下需要一定的加热保温,在放电状态下还需要良好的散热设计,存在运行环境要求苛刻,散热要求高等问题。

国泰君安研报认为,三元锂电池、钠硫电池被剔除中大型电化学储能的可选方案,是因为虽然具有较高的能量密度,但是二者实用安全性较差。其中,三元材料由于结构的不稳定性,容易发生热失控;钠硫电池则采用高温的熔融硫、金属钠,一旦陶瓷隔膜破裂极易发生爆炸。

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《征求意见稿》还提出,中大型电化学储能电站不宜选用梯次利用动力电池。选用梯次利用动力电池时,应进行一致性筛选并结合溯源数据进行安全评估。

事实上,去年9月,国家能源局在发布的《新型储能项目管理规范(暂行)》中,就将新建动力电池梯次利用储能项目的要求更新为:“在电池一致性管理技术取得关键突破、动力电池性能监测与评价体系健全前,原则上不得新建大型动力电池梯次利用储能项目。”

中国物资再生协会副会长高延莉认为,此次《征求意见稿》再次强调对梯次动力电池的限制态度,主要原因是当前梯次利用电池本身就是电容量不足被淘汰下来的,其中80%左右的电池来源于报废或者故障的汽车电池。尽管从资源节约的角度而言,发展梯次利用动力电池作用明显,但实际运行的过程中暴露出很多问题。所以当前政策一直强调要做好筛选和安全评估。但如果完全按照规范要求,必要时更换电池包里的组件,在经济效益上又失去了梯次利用的优势。

液流、钠离子电池或将受益

上述几类电池被排除后,又有一批替代技术路线备受关注。

业内人士认为,液流电池和钠离子电池未来或将受益。其中,液流电池在储能方面的主要应用有全钒液流电池和锌溴液流电池,从具体应用上来看,目前投运项目较多的主要是钒电池。

图片来源:摄图网-400105948

申万宏源分析认为,钒电池作为液流电池的典型代表,其充放电过程主要通过电解液中不同价态钒离子的电化学反应来实现,具有更高的安全性,兼具长寿命、大容量的特点,能方便应用模块化管理,不过能量密度低导致重量和体积较大,因而目前更适合用于大型储能场景,未来在小型化、生活化场景的应用仍需技术进步。

在鑫椤资讯分析师张金惠看来,钒电池的初装成本偏高,通常是锂电池的两到三倍。而且由于产业链不成熟,规模较小,其电解液价格波动比较剧烈,整体偏高。不过随着使用时长的拉升,其全生命周期成本优势将逐渐显现。因此,钒电池更适合应用于静态储能系统和长时储能系统。

此外,钠离子电池也被认为是储能项目中锂电池的有力替代者。据了解,钠元素在地壳中丰度为2.3%,位居所有元素第六位,显著高于锂元素的0.0017%。这也体现在原材料成本上,目前金属钠价格为1.9万元/吨、碳酸钠价格为0.3万元/吨,显著低于金属锂的298万元/吨、碳酸锂的48.4万元/吨。

同时,钠电池在安全性、低温性能上都有较好表现。不过当前钠离子电芯的能量密度约为100Wh~150Wh/kg,与磷酸铁锂电池相比仍存在一定差距。

麦肯锡预测,2025年全球长时储能(8小时以上)累计装机量将达到30~40GW,2040年将达到1.5~2.5TW(是目前全球储能系统装机量的8~15倍)。另据Guidehouse Insights数据显示,预计到2031年全球钒电池每年新增装机量将达到32.8GW(2022年预计约1.6GW),2022~2031年复合增长率为41%。

封面图片来源:摄图网-400105948

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