鈉離子電池儲能規?；瘧梦磥?lái)可期

近日，我國首個(gè)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(zhù)鈉離子電池大規模儲能工程技術(shù)研制取得關(guān)鍵性突破。“鈉離子儲能電站可以智能化參與電力調峰，實(shí)現靈活存儲和釋放新能源電量，把清潔電力送到千家萬(wàn)戶(hù)。”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(diǎn)研發(fā)計劃“百兆瓦時(shí)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(shí)。整體建成后，項目容量將達百兆瓦時(shí)，每年可發(fā)出清潔電能7300萬(wàn)度，相應減少二氧化碳排放5萬(wàn)噸，滿(mǎn)足3.5萬(wàn)居民用戶(hù)的用電需求。那么，鈉離子電池儲能有何獨特優(yōu)勢與市場(chǎng)前景?

與鋰離子電池儲能形成互補

當前，我國正加快推動(dòng)新型儲能多元化高質(zhì)量發(fā)展。在產(chǎn)業(yè)規?；鲩L(cháng)的同時(shí)，新技術(shù)不斷涌現，技術(shù)路線(xiàn)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%，處于絕對主導地位。

然而，鋰離子電池原材料依賴(lài)進(jìn)口、資源短缺，難以支撐我國新型儲能產(chǎn)業(yè)可持續快速發(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(huì )副秘書(shū)長(cháng)、中國南方電網(wǎng)有限責任公司戰略級技術(shù)專(zhuān)家陳滿(mǎn)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(chǎng)推廣應用等方面的工作已全面展開(kāi)，但把鈉離子電池應用于大容量?jì)δ茈娬驹趪H上還沒(méi)有先例。

“雖然鈉離子電池和鋰離子電池反應原理相似，但要結合前者充放電特性研制出成套儲能系統，還需要攻克很多新難題。”南方電網(wǎng)儲能股份有限公司技術(shù)專(zhuān)家李勇琦說(shuō)。

“我們圍繞高性能電芯規模制備、系統集成和安全防控等關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展攻關(guān)，形成具有自主知識產(chǎn)權的鈉離子電池制備及系統集成技術(shù)。”項目負責人、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合鈉離子電池充放電特性研制出成套儲能系統。

高性能電芯是整套鈉離子電池儲能系統的基礎單元。經(jīng)過(guò)長(cháng)達一年半的研究，項目團隊研制出全球首款長(cháng)壽命、寬溫區、高安全210安時(shí)鈉離子儲能電池。“從性能看，這種鈉離子電池具有工作溫區寬、充電速度快和倍率性好等優(yōu)點(diǎn)，12分鐘可充電90%。”中國科學(xué)院物理研究所研究員胡勇勝介紹。

促進(jìn)新能源發(fā)電高比例消納

隨著(zhù)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。其大規模應用可加快推動(dòng)我國新型儲能電站向集中式、大型化趨勢發(fā)展，促進(jìn)新能源發(fā)電高比例消納。

“鈉離子電池儲能進(jìn)入規?；l(fā)展階段后，成本造價(jià)可降低20%—30%。在充分改進(jìn)電池結構和工藝、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(shí)。”陳滿(mǎn)表示，“這是推動(dòng)新型儲能應用的重要技術(shù)方向。”

“此次投運的儲能電站，用鈉離子電池儲能系統可以靈活地進(jìn)行模塊化組合擴展。好比用積木搭房子，積木越多，規模越大。”高立克介紹，通過(guò)模塊化組合靈活擴展，電站能達到百兆瓦時(shí)級以上規模。

高立克表示，未來(lái)鈉離子電池將繼續在能量密度、循環(huán)壽命等方面突破，實(shí)現度電成本持續降低。隨著(zhù)電站運行數據不斷積累，百兆瓦時(shí)級鈉離子電池儲能系統集成技術(shù)及應用示范項目在系統集成技術(shù)方面還可以持續優(yōu)化，儲能系統投資成本有望進(jìn)一步降低。這有利于鈉離子電池儲能規?；瘧?。