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。
鋰電儲能技術持續進步
鋰電池儲能在當前新型儲能中占據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,不足傳統抽水蓄能50年壽命的三分之一,也低于電力行業核心部件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”“節流”相結合的解決方法。開源,即額外補償活性鋰;節流,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。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、全生命周期內是否會帶來其他影響、補鋰和電池陰陽極及電解液產生的交互作用,以及可制造性。他表示,目前可規模化應用的補鋰技術比較少,因需要考慮補鋰技術和當前電池產線的兼容性。
在“節流”方面,鋰的消耗原因主要是鋰離子持續脫嵌,導致陽極結構破壞,SEI不斷損傷修復,持續消耗活性鋰,壽命衰減加速。為此,寧德時代研發出自修復陰離子反應機制電解液,以及高穩定、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中。據介紹,天恒系統主打長壽命,可實現首5年容量、功率零衰減。
記者注意到,半固態電池已經在儲能行業開始試水。據中國汽車動力電池產業創新聯盟統計,2024年上半年半固態電池裝車2154.7MWh,電池來源為衛藍新能源。在儲能方面,衛藍新能源280Ah超高安全儲能電芯已于2023年下半年量產交付,為三峽、海博思創、國電投等多個儲能項目供貨。
衛藍新能源相關負責人對記者表示,公司目前的半固態儲能電池售價與液態電解液鋰離子電池相近。半固態電池應用于儲能領域,主打的優勢之一是安全性。
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鈉離子電池電網側儲能系統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新示范項目一期工程建成投運,投產規模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的關鍵支撐技術和培育戰略性新興產業的重要方向。
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規模還不大,產業規模效應未顯現,產品價格較高,對其市場應用產生了一定阻礙。
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小時以內的儲能。在長時儲能領域,則是其他技術發展的空間。
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,目前新能源發電量占比已達到20%左右。由于新能源發電波動性、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展很快。他認為,“十五五”時期(2026至2030年)將成為長時儲能發展的寶貴時間。
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、余熱溫差發電等。計東東表示,油氣行業的特殊性導致在運用儲能技術時特別注重安全性、低成本和可持續性。本質安全的液流電池技術路線,最適合匹配油氣行業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,正促使部分企業轉向長時儲能市場發展。河南創力新能源科技股份有限公司董事長楊玉鋒表示,企業沒有必要都到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。