鋰電池儲能是當前新型儲能市場中的主流選擇。但由于儲能市場天然的多元化特點,以及鋰電池儲能自身存在短板,其他非鋰儲能技術也持續(xù)獲得市場青睞,正在快速崛起之中。
(本文來源 微信公眾號:EnergyKnowledge)
上海證券報記者了解到,鋰電池儲能技術正不斷迭代,補鋰成為改善電池壽命短板的重要手段。而鈉電池、液流電池等新型儲能技術同樣受到市場關注。鋰電池儲能的激烈競爭,將企業(yè)自然導流到非鋰儲能市場、尤其是長時儲能市場中尋找機會。
鋰電儲能技術持續(xù)進步
鋰電池儲能在當前新型儲能中占據(jù)90%以上的市場份額,是主流的技術路線。對鋰電池儲能來說,延長電池使用壽命、減少容量衰減是重要的技術突破方向。記者在峰會上了解到,補鋰技術正成為解決上述問題的手段。
寧德時代儲能總工程師李星在峰會上介紹,鋰離子電池壽命約15年,不足傳統(tǒng)抽水蓄能50年壽命的三分之一,也低于電力行業(yè)核心部件20年壽命的設計標準。因此,儲能鋰電池亟須進一步突破壽命瓶頸。
針對這一問題,寧德時代采取的是“開源”“節(jié)流”相結合的解決方法。開源,即額外補償活性鋰;節(jié)流,即降低本征鋰耗。補償活性鋰可以通過鋰離子電池的預鋰化技術實現(xiàn)。李星介紹,預鋰化技術方法包括化學預鋰化、電化學預鋰化(外短路)、物理接觸(內(nèi)短路)、正極預鋰化添加劑等。這幾種技術路線沒有絕對好壞之分,選擇一種技術路線,重點在于如何彌補它的短板。
李星介紹,補償活性鋰時需要考慮的幾個維度包括:補鋰的利用率有多高、全生命周期內(nèi)是否會帶來其他影響、補鋰和電池陰陽極及電解液產(chǎn)生的交互作用,以及可制造性。他表示,目前可規(guī)?;瘧玫难a鋰技術比較少,因需要考慮補鋰技術和當前電池產(chǎn)線的兼容性。
在“節(jié)流”方面,鋰的消耗原因主要是鋰離子持續(xù)脫嵌,導致陽極結構破壞,SEI不斷損傷修復,持續(xù)消耗活性鋰,壽命衰減加速。為此,寧德時代研發(fā)出自修復陰離子反應機制電解液,以及高穩(wěn)定、低熱力學鋰耗石墨,以降低電池化學體系本征鋰耗。
這些技術應用在了近期寧德時代推出的天恒儲能系統(tǒng)中。據(jù)介紹,天恒系統(tǒng)主打長壽命,可實現(xiàn)首5年容量、功率零衰減。
記者注意到,半固態(tài)電池已經(jīng)在儲能行業(yè)開始試水。據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟統(tǒng)計,2024年上半年半固態(tài)電池裝車2154.7MWh,電池來源為衛(wèi)藍新能源。在儲能方面,衛(wèi)藍新能源280Ah超高安全儲能電芯已于2023年下半年量產(chǎn)交付,為三峽、海博思創(chuàng)、國電投等多個儲能項目供貨。
衛(wèi)藍新能源相關負責人對記者表示,公司目前的半固態(tài)儲能電池售價與液態(tài)電解液鋰離子電池相近。半固態(tài)電池應用于儲能領域,主打的優(yōu)勢之一是安全性。
非鋰儲能受關注度提升
儲能市場中,還有多元化的技術路線正與鋰離子電池技術路線競爭。與鋰離子電池原理基本一致的鈉離子電池就是其中之一。
2024年上半年,鈉離子電池儲能項目頻頻落地。5月,全球首套10MWh鈉離子電池電網(wǎng)側儲能系統(tǒng)在廣西南寧正式投入運行。6月30日,大唐湖北100MW/200MWh鈉離子新型儲能電站科技創(chuàng)新示范項目一期工程建成投運,投產(chǎn)規(guī)模50MW/100MWh。這是全球最大的鈉離子電池儲能項目。
中國工程院院士陳立泉在峰會上表示,鈉離子電池儲能商業(yè)化運行進入了新的階段。鈉離子電池是中國建設新型電力系統(tǒng)的關鍵支撐技術和培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要方向。
記者注意到,與會嘉賓提到的鈉電池相對鋰電池的主要競爭力在于資源儲量豐富,以及更好的倍率性能和低溫性能。不過,目前鈉離子電池生產(chǎn)規(guī)模還不大,產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應未顯現(xiàn),產(chǎn)品價格較高,對其市場應用產(chǎn)生了一定阻礙。
瑞浦蘭鈞能源股份有限公司副總裁易輝瓊認為,鋰離子電池只適合8小時以內(nèi)的儲能。在長時儲能領域,則是其他技術發(fā)展的空間。
偉力得能源集團股份有限公司長期從事液流電池的研究,而液流電池被認為是長時儲能的良好選擇。該公司董事長陳繼軍表示,目前新能源發(fā)電量占比已達到20%左右。由于新能源發(fā)電波動性、間歇性的特性,市場對長時儲能的需求越來越旺盛。長時儲能技術在“十四五”兩部制電價政策落地以后發(fā)展很快。他認為,“十五五”時期(2026至2030年)將成為長時儲能發(fā)展的寶貴時間。
中國石油工程材料研究院儲能負責人計東東介紹,該研究院中的新能源材料研究中心主研方向包括全釩液流電池、鈣鈦礦光伏、余熱溫差發(fā)電等。計東東表示,油氣行業(yè)的特殊性導致在運用儲能技術時特別注重安全性、低成本和可持續(xù)性。本質(zhì)安全的液流電池技術路線,最適合匹配油氣行業(yè)新能源裝機量快速增長對儲能的巨大需求。
此外,鋰電儲能的激烈競爭,正促使部分企業(yè)轉(zhuǎn)向長時儲能市場發(fā)展。河南創(chuàng)力新能源科技股份有限公司董事長楊玉鋒表示,企業(yè)沒有必要都到4至6小時儲能領域去競爭,他選擇8小時至10小時以上的長時儲能市場。