我國首個大容量鈉離子電池儲能電站在廣西南寧投運

　　5月11日，從南方電網(wǎng)公司了解到，我國首個大容量鈉離子電池儲能電站——伏林鈉離子電池儲能電站在廣西南寧建成投運。這是國家重點研發(fā)計劃“百兆瓦時級鈉離子電池儲能技術(shù)”項目示范工程，通過自主創(chuàng)新，首次將鈉離子電池技術(shù)應(yīng)用于大容量儲能電站。工程的投產(chǎn)標(biāo)志著鈉離子電池大規(guī)模儲能工程技術(shù)取得關(guān)鍵性突破。

我國首個大容量鈉離子電池儲能電站——伏林鈉離子電池儲能電站在廣西南寧建成投運。梁磊/攝

　　自主研發(fā)的大容量鈉離子電池儲能系統(tǒng)整體技術(shù)國際領(lǐng)先

　　從空中俯瞰伏林鈉離子電池儲能電站，鐵塔銀線牽引電力能源，匯聚到整齊排列的電池艙、變流器艙組成的白綠格子方陣中。這片儲能裝置投入運行后，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大容量鈉離子電池儲能技術(shù)也實現(xiàn)了在電力工程的首次應(yīng)用。

在伏林鈉離子電池儲能電站主控樓里，技術(shù)人員通過電子大屏實時監(jiān)控儲能電站設(shè)備。梁磊/攝

　　在電站主控樓里，技術(shù)人員通過電子大屏實時監(jiān)控儲能電站設(shè)備。“通過大屏，我們可以看到儲能電站運行設(shè)備的實時參數(shù)。通過相連的線路，儲能電站可以智能化參與電力調(diào)峰，實現(xiàn)靈活存儲和釋放新能源電量，把清潔電力送到千家萬戶。”南方電網(wǎng)廣西南寧供電局高級工程師羅傳勝指著電子屏幕介紹。

　　該電站由南方電網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司投資建設(shè)，本期投產(chǎn)規(guī)模為十兆瓦時。區(qū)別于常規(guī)的電化學(xué)儲能電站，該電站采用全新自主研發(fā)的大容量鈉離子電池儲能技術(shù)，這在國內(nèi)尚屬首次。

　　南方電網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司創(chuàng)新管理部副總經(jīng)理高立克介紹，2022年11月起，廣西電網(wǎng)公司承擔(dān)了國家重點研發(fā)計劃項目子課題“百兆瓦時級鈉離子電池儲能系統(tǒng)集成技術(shù)及應(yīng)用示范”研究任務(wù)，聯(lián)合中國科學(xué)院物理研究所、南方電網(wǎng)儲能股份有限公司、中科海鈉科技有限責(zé)任公司等多家單位組成項目團(tuán)隊進(jìn)行攻關(guān)。

　　經(jīng)過一年多的研究，項目團(tuán)隊研制出了全國首款210安時長壽命、寬溫區(qū)、高安全性的鈉離子儲能電池，研制了國內(nèi)首套十兆瓦時鈉離子電池儲能系統(tǒng)，并運用這些技術(shù)建設(shè)了全國首座電力儲能用鈉離子電池儲能電站——伏林儲能電站，形成了從材料-電池單體-儲能系統(tǒng)-工程建設(shè)的成套解決方案。“項目團(tuán)隊圍繞高性能電芯規(guī)模制備、系統(tǒng)集成和安全防控等關(guān)鍵技術(shù)開展攻關(guān)，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鈉離子電池制備及系統(tǒng)集成技術(shù)。”高立克介紹。

　　南方電網(wǎng)廣西電力科學(xué)研究院領(lǐng)軍級技術(shù)專家唐彬博士介紹，項目采用了大容量鈉離子電池和智能組串式技術(shù)，在提高儲能系統(tǒng)安全性的同時，系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率也得到了大幅提升。

　　南方電網(wǎng)儲能股份有限公司領(lǐng)軍級技術(shù)專家李勇琦介紹，項目組運用了新的儲能變流溫控技術(shù)和安全防控技術(shù)，讓該鈉離子電池儲能系統(tǒng)能夠在實現(xiàn)能量整體轉(zhuǎn)換效率超過92%的同時，22000多個電池溫差不超過3攝氏度，轉(zhuǎn)換效率、安全性等多項關(guān)鍵指標(biāo)優(yōu)于同類鋰離子電池儲能系統(tǒng)。

　　1月28日，由中國工程院蔣劍春院士、中國科學(xué)院程時杰院士、張躍院士、歐盟科學(xué)院孫金華院士等專家組成的中國機械工業(yè)聯(lián)合會鑒定委員會對項目成果作出評審鑒定：該項目團(tuán)隊研制的“十兆瓦時電力儲能電站用鈉離子電池儲能系統(tǒng)”整體技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。

　　新型儲能技術(shù)開啟鈉離子電池新賽道

　　鈉離子電池儲能技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，正在加快打破我國新型儲能技術(shù)現(xiàn)有格局。

　　當(dāng)前，我國新型儲能技術(shù)路線以鋰離子電池為絕對主導(dǎo)。截至今年一季度末，全國已建成投運新型儲能項目超過3500萬千瓦，其中鋰離子電池儲能裝機占比超過95%。在儲能和電動汽車快速發(fā)展下，鋰離子電池存在關(guān)鍵材料進(jìn)口依賴度較高、資源短缺等問題，難以支撐我國新型儲能產(chǎn)業(yè)可持續(xù)快速發(fā)展，與鋰離子電池儲能形成互補和有效替代的新材料需求迫切。

　　據(jù)了解，新型儲能是指通過電化學(xué)儲能、物理儲能等技術(shù)實現(xiàn)能量存儲。鈉離子電池與鋰離子電池都屬于電化學(xué)儲能，它們的工作原理相似，都是通過電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化來完成充、放電。相對于鋰離子電池儲能，鈉離子電池儲能原材料儲量豐富、易于提取、成本低廉，低溫條件下性能更好，在大規(guī)模儲能方面具有明顯優(yōu)勢。

　　中國科學(xué)院物理研究所研究員胡勇勝介紹，鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池相似，生產(chǎn)工藝類同，產(chǎn)業(yè)線轉(zhuǎn)換成本相對較低，可推動實現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電、光伏發(fā)電的經(jīng)濟(jì)并網(wǎng)。“廣西伏林儲能電站順利投運，為鈉離子電池儲能技術(shù)大范圍應(yīng)用提供了實證支撐，未來還將進(jìn)一步推動產(chǎn)業(yè)鏈條的發(fā)展。”胡勇勝表示。

　　可規(guī)模化復(fù)制推廣 發(fā)展前景廣闊

　　本次投運的國重項目示范工程一期工程，是我國首次實現(xiàn)鈉離子電池儲能技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用。其系統(tǒng)的一大優(yōu)勢，是可規(guī)模化復(fù)制推廣。“這個儲能系統(tǒng)可以靈活地進(jìn)行模塊化組合擴(kuò)展，好比搭積木，積木越多，規(guī)模越大。”高立克介紹，該系統(tǒng)通過模塊化組合擴(kuò)展，可以達(dá)到百兆瓦時級以上規(guī)模。

　　鈉離子儲能技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用發(fā)展，也將進(jìn)一步推動降低運行成本。“鈉離子電池儲能進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段，成本造價可降低20%至30%，在充分改進(jìn)電池結(jié)構(gòu)和工藝、提高材料利用率和循環(huán)壽命的前提下，度電成本可下探至0.2元/千瓦時，是推動新型儲能經(jīng)濟(jì)應(yīng)用的重要技術(shù)方向”，全國電力儲能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會副秘書長、南方電網(wǎng)戰(zhàn)略級技術(shù)專家陳滿表示。

　　隨著關(guān)鍵技術(shù)的突破，鈉離子電池有望成為成本最低的電化學(xué)儲能技術(shù)，將加快推動我國新型儲能電站向集中式、大型化趨勢發(fā)展，促進(jìn)新能源大規(guī)模、高比例消納，進(jìn)一步打造新質(zhì)生產(chǎn)力，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系、支撐實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)夯實基礎(chǔ)。

　　“鈉離子電池儲能技術(shù)應(yīng)用前景廣闊。”中科海鈉科技有限責(zé)任公司總經(jīng)理李樹軍博士認(rèn)為，鈉離子電池儲能技術(shù)在大規(guī)模電化學(xué)儲能、電動汽車、工程機械等主要應(yīng)用領(lǐng)域，有望與鋰離子電池形成互補和有效替代。包括鈉離子電池儲能技術(shù)在內(nèi)的新型儲能創(chuàng)新發(fā)展技術(shù)突破和應(yīng)用探索，也將有力推動新型儲能產(chǎn)業(yè)體系培育壯大。

　　中國工程院院士陳立泉表示：“目前新型儲能裝置里重要的裝置就是鋰離子電池和鈉離子電池，鈉電池現(xiàn)在發(fā)展趨勢就是要把它產(chǎn)業(yè)化，將來鈉離子電池肯定會有很大的經(jīng)濟(jì)效益。”

　　文丨陳欽榮 劉德欣 黃昉 梁磊