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哪一类的钠储能电池技术可以最快商业化?

发布时间:2022-04-12

彭博新能源财经近日发布《2021年全球储能展望》指出,未来10年,中美两国将继续主导全球储能市场,预计2030年底中美两国储能部署总量将占全球70%以上。2017年以来,锂离子电池急剧发展,占据了中国和美国储能市场绝大部分份额,技术成熟度不断提高。但随着越来越多锂电储能系统的部署,安全事故的风险也随之增加,尤其是电池热失控导致的安全事故频发引起了人们的重视和担忧。

根据《储能钠电池技术发展的挑战与思考》分析,储能钠电池在电力系统和电信系统具有极大的应用优势,并得到全球储能市场的普遍认可,但是由于其技术难度大,目前储能钠电池的成熟技术在全球范围内仅由日本 NGK、美国 GE、意大利 FIAMM 等几家企业掌握。如此看,我国要发展钠储能电池产业还面临缺技术、成本高、没标准的挑战。

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1、技术几乎被国外垄断。中国科学院上海硅酸盐研究所在储能钠电池的相关领域开展了技术革新和示范应用,基本掌握了钠硫电池和钠镍电池的全套技术,形成了具有自主知识产权的储能钠电池完整技术路线,但是总体而言,我国自主知识产权储能钠电池的技术成熟度不高,规模化生产设备需要高代价的定制,尚未形成储能钠电池的成熟产品体系。

超威集团引进美国 GE 的成熟技术,进行储能钠电池国产化的尝试也尚未在国内外市场打开局面,根本原因是我国储能钠电池的发展目前仍然只能依赖和引进日本和美国公司的技术,尚不具备独立开发新一代储能钠电池的能力,技术革新的速度无法应变市场的需求。


2、成本偏高的困境。储能钠电池的高温技术瓶颈极大地限制了涉足储能钠电池开发的研究院所和企业的数量,导致储能钠电池在产业链的推动上困难重重。经过测算, 1 GWh 钠–氯化镍电池生产线上生产电池的成本约为 1050 元 / 度电,当生产线产能提高至 10 GWh,电池成本可降至 800 元 / 度电以下。然而,目前储能钠电池的生产规模不足以带动上下游产业链的快速发展。NGK、GE 等公司同样面临电池成本偏高的困境。

对我国而言,储能钠电池中钠硫电池的含耐腐蚀涂层的集流体外壳等零部件、钠–氯化镍电池的关键原材料 T255 镍粉(英国 Inco 公司)还依赖进口,国产化替代方案缺失。储能钠电池的中温运行环境对保温箱等下游供应的要求较高,但我国尚没有类似产品开发。储能钠电池上下游产业链供给不足成为推动储能钠电池技术发展和成本降低的一大障碍。


3、评估检测标准和评估平台缺失。1998 年,美国能源部国家可再生能源实验室就钠盐电池的健康状态、滥用安全特性和回收处理办法出具了说明书式的研究报告。2017 年, FIAMM SoNick 公司根据美国标准 UL 9540A 对 ZEBRA 电池产品进行了安全性测试,从单芯、模组和电池单元架三个层面进行了系统的安全性能评估。2018 年,电气与电子工程师协会(IEEE)出台了编号为 IEEE Std 1679.2—2018,标题为“静态储能应用中钠 -beta 电池的表征和评估指导”的指导性标准。该标准为静态储能应用的用户评估钠 -beta 电池的性能、安全性,以及进行合格评估测试和监管等问题提供了指导。


这些研究报告和标准的建立很大程度上促进了美国和欧洲等国家和地区储能钠电池的规范化和市场化。由于我国储能钠电池的产业化处于初级阶段,相关评估检测标准缺失,相应的评估平台和评估机构尚不支持储能钠电池的性能和安全性评估,这也成为储能钠电池产业大步推进的障碍之一。

根据以上分析,中国企业和科研机构早开始在储能钠电池技术展开探索,但目前还处于早期研发阶段,尚未形成储能钠电池的成熟产品体系。由于技术几乎被国外垄断。国内研发上优势不算明显。如此看,无论是哪一类的储能钠电池技术的大规模商业化应用都不会在短期内实现。

(转载自氢云链,如有侵权请联系删除)


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