鈉離子電池儲能規(guī)?；瘧?yīng)用未來可期

我國首個大容量鈉離子電池儲能電站投運，標志鈉離子電池大規(guī)模儲能技術(shù)取得關(guān)鍵突破。鈉離子電池因原材料豐富、成本低、低溫性能好，有望成為鋰離子電池的補充，促進新能源發(fā)電的高效利用。關(guān)鍵技術(shù)的突破使得鈉離子電池儲能成本有望降低，成為最經(jīng)濟的電化學(xué)儲能方式，推動儲能電站向大型化發(fā)展。

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(shù)研制取得關(guān)鍵性突破?！扳c離子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)廣西電網(wǎng)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(shù)”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(yīng)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(zhì)量發(fā)展。在產(chǎn)業(yè)規(guī)模化增長的同時，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，技術(shù)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(xué)儲能占比超95%，處于絕對主導(dǎo)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(chǎn)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(shù)。

全國電力儲能標準化技術(shù)委員會副秘書長、中國南方電網(wǎng)有限責任公司戰(zhàn)略級技術(shù)專家陳滿介紹，鈉離子電池與鋰離子電池的電化學(xué)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(guān)鍵技術(shù)

盡管我國在鈉離子電池產(chǎn)品研發(fā)制造、標準制定以及市場推廣應(yīng)用等方面的工作已全面展開，但把鈉離子電池應(yīng)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(yīng)原理相似，但要結(jié)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?！蹦戏诫娋W(wǎng)儲能股份有限公司技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)開展攻關(guān)，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鈉離子電池制備及系統(tǒng)集成技術(shù)?！表椖控撠熑?、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。作為主要技術(shù)參與方，南方電網(wǎng)儲能股份有限公司儲能科研院結(jié)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(chǔ)單元。經(jīng)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?！皬男阅芸矗@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%?！敝袊茖W(xué)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(guān)鍵技術(shù)取得突破，鈉離子電池儲能有望成為成本最低的電化學(xué)儲能方式。其大規(guī)模應(yīng)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(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?！标悵M表示，“這是推動新型儲能應(yīng)用的重要技術(shù)方向?！?/p>

“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?！备吡⒖私榻B，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(shù)及應(yīng)用示范項目在系統(tǒng)集成技術(shù)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)?；瘧?yīng)用。

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