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如何多维度破解电池梯次利用等储能难题?

时间:2017-04-06 13:37

近日国家能源局印发《关于促进储能技术与产业发展的指导意见(征求意见稿)》,提出要为储能产业发展建立补偿机制,并将储能与电力体制改革结合起来,允许储能通过市场化方式参与电能交易。意见指出,储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统、“互联网+”智慧能源的重要组成部分和关键支撑技术,是构建能源互联网,促进能源新业态发展的核心基础。同时,这一政策的出台,也被业界看作是吹向储能产业的又一股政策“春风”。


国务院原参事、中国可再生能源学会原理事长石定寰曾表示,我国作为可再生能源发展速度最块、装机容量最多、资本市场最活跃的国家,储能已经成为推动可再生能源发展的重要环节。“如何把这种不够稳定的、变化的、对需求侧来说还不很适应的能源,转变为安全的、平顺的、稳定的能源体系,没有储能的介入很难做到”。

储能“风口”何时来?

尽管此前,我国出台多项能源规划政策,其中包括有“十三五”规划纲要、《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》、《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》、《电力发展“十三五”规划(2016-2020)》、《可再生能源发展“十三五”规划》等,但对于储能“风口”的判断,却远没有新能源汽车产业那样明晰。

尽管投资界有句名言“风口到了,猪都能在天上飞”,但是此前业内对于储能风口的判断莫衷一是。尽管美国、德国、澳大利亚等国在储能领域都已经具备较为成功的经验,但由于其储能应用方向与国内不尽相同,大部分国内企业还都处于“摸着石头过河”的状态。

对于如何判断储能“风口”是否真正到来的问题,电池中国网编辑同华北电力大学现代电力研究院研究员吴少杰进行了沟通交流,他给出的判断是,在一些有“先见之明”的投资人或企业家眼里,储能的“风口”可能已经早于储能产业“盈亏平衡点”出现之前就已到来。他对电池中国网表示,尽管根据多种测算方法,现有的一些储能商业模式都还无法实现盈亏平衡,但也正因如此,一些投资人或企业家眼里已经看到了储能带来的财富而不仅仅是财务,因此在下一步储能“风口”到来时,可以实现企业相关业务的大爆发。

因此,在资本市场上,提前布局储能领域的企业受到了各大投资机构的推崇。据电池中国网统计,仅2017年第一季度布局电化学领域储能的电池企业就有国轩高科、沃特玛、亿纬锂能、比亚迪、南都电源、猛狮科技等,此外还有众多企业正在进行已布局储能项目的推进工作。当“猪都能上天”的“风口”到来之时,这些企业将凭借前瞻性的布局分得储能领域的第一轮“蛋糕”。

电化学储能:电池各显神通

相对于传统储能手段,电化学储能近年来颇受青睐。各大企业在布局储能领域时,也将电化学储能作为首要选择,在各类储能电池研发方面的力度也不断加大。但是电化学储能领域是“一枝独秀”更好,还是“百花齐放”更宜,业界并没有一个一致的说法。

当电池中国网问及对各类电化学储能装置的看法时,石定寰用了“很难下结论”来表示,“我觉得从目前看来,各种技术还是在竞相发展,还需要不断比较出究竟哪种技术更合适。”

新能源汽车的发展带动锂离子电池产业大规模发展,但在其成本未下降到合理区间、安全性尚不稳定的情况下,锂电储能也只是企业一种有益的尝试。特别是在一些基本性能方面,储能电池与电动汽车动力电池的需求不同,“汽车更关注安全性、续航里程,而储能更关注电池寿命、放电深度、放电倍率。这两种系统,关注的点完全不一样”,阳光三星(合肥)储能电源有限公司总经理吴家貌也坦言。

铅酸蓄电池由于技术成熟、价格便宜等优势,已经在部分储能领域占有一席之地。“目前来看,铅酸蓄电池的运营寿命还比较低,而且未来集中处理的时候如果做不好可能会给环境带来很大影响。”石定寰表示,“现在一些改进的铅炭电池,大幅提高了电池寿命,降低储能成本,并依托铅电池很好的安全性,我认为未来在储能的应用中,同样会占一席之地”。国内企业如南都电源、圣阳股份等,在铅炭电池方面的推进,也让人们看到了这种古老电池技术在储能方面焕发的新的活力。

同样,董明珠对于钛酸锂电池应用于储能领域的看好、超威集团在钠盐储能电池方面的布局,以及各大企业、科研院所对液流电池、钒电池等技术的研发和应用,都让业界看到了电化学储能“百家争鸣”的未来。“无论是抽水蓄能,还是各种化学电源储能,包括磷酸铁锂、钛酸锂、液流电池、铅酸电池等,它们都在提升自身的技术水平,未来也可能还有更多新的储能系统出现,这些技术将对我国的能源革命起到至关重要的作用”,石定寰对此颇有信心。

成本、安全性:电化学储能绕不开的“槛儿”

当电池中国网问及对于各类储能电源发展的看法时,吴少杰的看法似乎出乎意料又在情理之中,“从经济性来说,哪种电池更好我还说不准,但是单就度电成本来讲,只要成本低于0.5元的电池都应该欢迎。”从这位电力研究专业人员的回答,也可以看出成本对于储能的重要性。

石定寰认为,目前我国大规模储能市场并未真正开始,价格也是其中一个重要因素。他提出,目前我国在河北省张北地区的风光储输示范项目,不仅可以推动多种储能技术的应用与发展,也是各类储能电池成本的“试金石”。吴家貌则认为企业应该更加关注度投资收益,他强调,一些储能技术初始投资成本较低,但是后期的重复投入增加,这样的投资收益实际很低;相反,一些技术前期投入较大,但属于一次性投资,这样的技术则具备较高的投资收益。

除了成本,安全性同样重要,这也是石定寰多次强调的问题,“锂电池用于电动汽车上的安全性还没有得到绝对保障,而一旦锂电池结合户用储能技术,进入家庭,其安全问题就显得更为突出。”国外很多国家户用储能系统都要求很高的安全性,这也是石定寰着重提出要国内企业学习和借鉴的。

在《关于促进储能技术与产业发展的指导意见(征求意见稿)》中提到,储能是提升传统安全性的重要手段。中国工程院院士杨裕生也曾撰文建议,在大规模使用储能电池时,需要首先参考核电站的建设,对储能电站进行安全性评估,并要“务必将安全性放在一切需要考虑的问题之首”。“储能可以为电网提供一些安全性保障,因此对于储能技术的安全性,也就尤为重要”吴少杰也多次强调储能的“安全性”。

电池梯次利用:到底能不能用?

动力电池梯次利用,一直被看作是解决动力电池回收和发展电化学储能的一种“一举两得”的技术手段。但这种方式是否只是电动汽车行业的“一厢情愿”?

作为企业实际运营者,吴家貌的看法更为实际。他强调,储能电池和动力电池在技术性能方面的关注点不同,储能系统和动力系统BMS所面对的系统复杂程度不同,特别是经过长期使用后,同厂家同批次电池都会出现一致性的下降,导致动力电池梯次利用更像是一个“伪命题”,而对于一致性不同的电池进行大量的筛检工作,也会让企业从经济性方面考虑“望而却步”。

在这方面,石定寰却显得更为乐观。他认为只要在动力电池二次回收方面制订相应标准,动力电池梯次利用完全可以实现。“哪些二次电池能用、哪些不能用,使用中要有什么注意事项,如何来管理……这些方面都有了一定的技术标准和规范,梯次利用就可以实现。”

吴少杰则认为,通过动力电池的梯次利用,电动汽车的庞大用户,可以为储能产业带来其他附加价值,这些价值可能体现在大数据方面,也可能体现在绿色证书等方面,而这些都需要企业进一步的探索。

无论电化学储能领域还有哪些难题尚在探索之中,都离不开创新,无论是基础理论方面,还是商业模式方面。“无论是技术方面、经济政策方面、应用系统方面,还是管理方面、商业模式方面,储能和能源系统的结合,还都处在创新探索之中。”石定寰认为,处于创新发展中的储能产业,将大有可为。