鈉離子電池儲能規(guī)模化應用未來可期

　　近日，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投運，標志著鈉離子電池大規(guī)模儲能工程技術研制取得關鍵性突破。“鈉離子儲能電站可以智能化參與電力調峰，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。”南方電網廣西電網公司南寧供電局高級工程師羅傳勝介紹。

　　作為國家重點研發(fā)計劃“百兆瓦時級鈉離子電池儲能技術”項目示范工程的一期工程，伏林鈉離子電池儲能電站裝機容量10兆瓦時。整體建成后，項目容量將達百兆瓦時，每年可發(fā)出清潔電能7300萬度，相應減少二氧化碳排放5萬噸，滿足3.5萬居民用戶的用電需求。那么，鈉離子電池儲能有何獨特優(yōu)勢與市場前景?

　　與鋰離子電池儲能形成互補

　　當前，我國正加快推動新型儲能多元化高質量發(fā)展。在產業(yè)規(guī)模化增長的同時，新技術不斷涌現(xiàn)，技術路線百花齊放。在全國已建成的新型儲能項目中，以鋰離子電池為代表的電化學儲能占比超95%，處于絕對主導地位。

　　然而，鋰離子電池原材料依賴進口、資源短缺，難以支撐我國新型儲能產業(yè)可持續(xù)快速發(fā)展。我國迫切需要能有效替代或與鋰電池儲能形成互補的儲能技術。

　　全國電力儲能標準化技術委員會副秘書長、中國南方電網有限責任公司戰(zhàn)略級技術專家陳滿介紹，鈉離子電池與鋰離子電池的電化學機理相似。相對于鋰離子電池，鈉離子電池原材料儲量豐富、易于提取、成本低廉，低溫條件下性能更好，在大規(guī)模儲能方面優(yōu)勢明顯。

　　突破關鍵技術

　　盡管我國在鈉離子電池產品研發(fā)制造、標準制定以及市場推廣應用等方面的工作已全面展開，但把鈉離子電池應用于大容量儲能電站在國際上還沒有先例。

　　“雖然鈉離子電池和鋰離子電池反應原理相似，但要結合前者充放電特性研制出成套儲能系統(tǒng)，還需要攻克很多新難題。”南方電網儲能股份有限公司技術專家李勇琦說。

　　“我們圍繞高性能電芯規(guī)模制備、系統(tǒng)集成和安全防控等關鍵技術開展攻關，形成具有自主知識產權的鈉離子電池制備及系統(tǒng)集成技術。”項目負責人、南方電網廣西電網公司創(chuàng)新管理部副總經理高立克介紹。作為主要技術參與方，南方電網儲能股份有限公司儲能科研院結合鈉離子電池充放電特性研制出成套儲能系統(tǒng)。

　　高性能電芯是整套鈉離子電池儲能系統(tǒng)的基礎單元。經過長達一年半的研究，項目團隊研制出全球首款長壽命、寬溫區(qū)、高安全210安時鈉離子儲能電池。“從性能看，這種鈉離子電池具有工作溫區(qū)寬、充電速度快和倍率性好等優(yōu)點，12分鐘可充電90%。”中國科學院物理研究所研究員胡勇勝介紹。

　　促進新能源發(fā)電高比例消納

　　隨著關鍵技術取得突破，鈉離子電池儲能有望成為成本最低的電化學儲能方式。其大規(guī)模應用可加快推動我國新型儲能電站向集中式、大型化趨勢發(fā)展，促進新能源發(fā)電高比例消納。

　　“鈉離子電池儲能進入規(guī)模化發(fā)展階段后，成本造價可降低20%—30%。在充分改進電池結構和工藝、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。”陳滿表示，“這是推動新型儲能應用的重要技術方向。”

　　“此次投運的儲能電站，用鈉離子電池儲能系統(tǒng)可以靈活地進行模塊化組合擴展。好比用積木搭房子，積木越多，規(guī)模越大。”高立克介紹，通過模塊化組合靈活擴展，電站能達到百兆瓦時級以上規(guī)模。

　　高立克表示，未來鈉離子電池將繼續(xù)在能量密度、循環(huán)壽命等方面突破，實現(xiàn)度電成本持續(xù)降低。隨著電站運行數(shù)據(jù)不斷積累，百兆瓦時級鈉離子電池儲能系統(tǒng)集成技術及應用示范項目在系統(tǒng)集成技術方面還可以持續(xù)優(yōu)化，儲能系統(tǒng)投資成本有望進一步降低。這有利于鈉離子電池儲能規(guī)模化應用。

　　來源：科技日報 記者 劉昊、葉 青 通訊員 黃 昉、陳欽榮