铅炭电池/液流电池/锂离子电池未来发展趋势预判

　　日前国家发改委、国家能源局印发了《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》，其中储能技术作为能源互联网和可再生能源产业发展的关键技术被列为中国未来15年的关键创新任务之一。

　　在5月11日召开的储能国际峰会上，中关村储能产业技术联盟发布了《储能产业研究白皮书2016》，白皮书中提到：2015年储能技术领域令人振奋。不仅在液流电池、锂离子电池、钠镍电池、压缩空气、相变储热等技术的性能改进方面取得了大量突破，而且全固态电池、锂硫电池、锂空气电池、液态金属电池、P2G等多种生机勃勃的新技术构成了“乱花渐欲迷人眼”的画面。

　　储能技术的进步直接带动了储能产业的发展，同时各种技术应用模式也不断涌现。这里举一个大家能切实感知的例子：夏天由于天气炎热，都需要开空调，此时电力负荷达到最大值，但是用电高峰只有几天的时间，有没有必要为了满足几天的尖峰负荷新建电厂?有没有更合适的办法?对此中国可再生能源学会理事长石定寰表示，五年前美国就对新建电厂和储能的经济性进行过研究，根据储能当时的造价以及未来的成本预估得出，在满足短期的尖峰负荷方面储能更具经济效益。

　　“调峰仅是储能的一种应用模式，除此之外，储能还可以开展各种辅助服务，在电力系统发电、输电、配电、用户侧方面潜力巨大。当然，上述各种应用模式的实现都离不开储能技术的支撑。” 中关村储能产业技术联盟理事长俞振华说。

　　储能技术流派“百家争鸣”

　　优质、自愈、安全、清洁、经济、互动是我国智能电网的设定目标，储能技术尤其大规模储能技术具备的诸多特性得以在发电、输电、配电、用电4大环节得到广泛应用，储能技术是构建智能电网及实现目标不可或缺的关键技术之一。一般来讲，储能技术主要有5个关键评价指标，即电池循环寿命、规模化、安全性、效率、成本。那么目前中国储能市场主要采用哪些技术?哪种技术更具发展前景呢?

　　最具技术优势——铅炭电池

　　铅炭电池是技术先进、性能优越的化学储能技术。该技术最早由澳大利亚科学家提出，后来日本古河开始研究，又到美国开始重视，再到中国开始研究，已经有十多年的发展。近年来，中国在此领域的研究也颇有建树。

　　山东圣阳电源股份副总经理隋延波告诉记者：“铅炭电池具有国际领先性。圣阳电源的铅炭电池技术将超级电容器和铅电池技术的结合，既发挥了超级电容瞬间大功率充电的优点，也有铅酸电池容量储存能力较强的优势。根据现有测试，未来我们的铅炭电池70%DOD循环使用寿命可达到5000余次。此外，圣阳还由产品延伸至整个系统，打通了其中的关键技术，储能度电成本进一步降低。”

　　除了技术上的突破之外，铅炭电池在生产工艺上也有十足的进步。近年来，双登集团在针对储能工况下使用的铅碳电池的技术工艺取得革命性突破。双登集团一直非常重视技术研发及质量控制，华为、中兴都在双登设有联合研发机构，双登也是这一领域的多项标准制订者。双登集团北京慧峰聚能副总经理/中国科学院电工所研究员唐西胜博士就说：“储能是一个系统工程，涉及到电池、设备、电池管理系统等各个环节，如果其中任何一环做不好，系统性能就会大打折扣，如何把电池性能和运行管理过程有机结合到一起，这对企业的要求是非常高的。”

　　由于铅炭电池的循环寿命较长且技术运用成熟，更适合应用于规模性储能，在削峰平谷，微网运行方面都能发挥很好的作用。

　　最具性价比——液流电池

　　液流电池是一种大规模高效电化学储能电池。由于具有单独的活性物质储液罐，液流电池的输出功率和容量相对独立，系统设计灵活，能量效率高，可深度放电而不损坏电池。主要包括四种技术类型，全钒电池、锌溴电池、铁铬电池和多硫化钠/溴电池。目前研究和应用最广泛的是全钒液流电池，但是锌溴液流电池由于其低成本的优势近年来也获得较多关注。

　　北京百能汇通总经理陆克就对锌溴液流电池的发展充满了信心。他说，锌溴液流电池是最具性价比的电池技术。谈到储能，给人们留下的最深印象就是成本贵，但是成本贵背后的原因是不一样的，有一种贵是基因贵，比如原材料贵或者某种关键部件被化工集团垄断，这种贵很难通过量产来解决;还有一种贵是产业链不完善造成的，但是这种贵通过后期需求量的增大和产能的提升可以得到解决。从成本角度来看，锌溴液流电池材料非常具有成本优势，一方面我们国家的锌含量在世界排名前五，价格便宜，另一方面溴是海水里的一种元素，含量丰富，再加上溴化锌反应介质也不贵，所有这一切都造就了锌溴液流电池的未来前景。北京百能汇通致力于提供以锌溴电池储能模块为基本单元的大容量储能解决方案，公司自主研发的标准储能模块有电堆、电解液储罐、电控系统和辅助系统等，整个系统安装在一个标准集装箱柜体内，运输安装快捷，可快速投入使用。

　　锌溴液流电池技术是一种先进高效的储能技术，适用于固定式大规模储能的装置，相比于目前常用的铅酸蓄电池、镍镉电池等二次蓄电池，具有功率和储能容量可独立设计、效率高、寿命长、可深度放电、环境友好等优点，是规模储能技术的首选技术之一。

　　最具应用优势——锂离子电池

　　据中关村储能产业技术联盟全球储能项目库统计，截止2015年底，全球已投运的锂离子电池储能项目装机规模为356.7MW，占全球总规模的38%;中国已投运的锂离子电池储能项目装机规模为69.3 MW，占中国总规模的66%。中国储能市场中，锂离子电池具有绝对的应用优势。

　　锂离子电池是目前最热门的储能技术之一，也是近年来增长速度最快的一类技术。应用较为广泛，包括可再生能源并网、电力调频、电力输配、分布式微网、电动汽车等领域。

　　当然，没有哪一种储能技术能解决所有的问题，储能技术先进性之争也讨论多年。至于哪一种储能技术更具优势，山东圣阳电源股份副总经理隋延波的话似乎更有道理：我们应该跳出储能来看这件事，用户需要的不是技术，而是储电能力，技术用哪一种不重要，重要是的是用户想要的效果有没有发挥。然后以安全为约束，以度电成本为标尺来衡量，回归储能本质，把复杂问题简单化。

　　各储能技术未来发展趋势预判

　　虽然各类储能技术仍将保持多元化的发展格局，大多数技术都还处于完善和阶段，但安全性好、循环寿命长、成本低、能效高一直是未来储能技术的发展方向。在不同储能应用领域中，各种技术面临的挑战也不尽相同，需要不断地通过示范应用进行优化和验证。未来，各种储能技术将在不同应用领域中发挥各自的优势，并逐步走向成熟。

　　铅炭电池技术突破方向有三个，第一个是炭的作用机理方面还需要研究，因为现在作用机理非常多，而且不同炭材料的机理也不一样，所以这个机理必须要有针对性地改进和提高。第二是高性能炭材料与添加剂还要进一步完善，国际上也在往新的方向发展，我们现在用活性炭的材料或者磁木等材料。第三是不同的炭材料之间有机协同也需要进一步研究，铅炭电池里面的一些电池管理系统和规模化的技术，也是铅炭电池技术里非常重要的方面。

　　液流电池到2020年底，完善电池材料与电解液等关键技术，保持与国际水平的竞争优势，全钒液流电池能量成本降至2800-3000元/kwh，锌溴液流电池能量成本降至2100元/kwh左右;到2030年底，持续完善液流电池工艺技术并达到技术成熟水平。

　　锂离子电池到2020年底，完善锂离子电池各部件材料的研发与制备技术，与国际水平形成竞争，循环寿命提升至6000—8000次，成本降至1000-1500元/kwh;到2030年底，实现高性能、长寿命锂离子电池的规模化批量生产。

　　在应用层面，2015年之前，项目以示范应用为主，应用领域大致分为可再生能源并网、调频辅助服务、电力输配、分布式发电及微网、电动汽车光储式充电站;2015-2020年期间，开始出现若干初具商业化、但还不具备规模化复制条件的项目，正逐步向商业化迈进，并逐步建立起适合国情发展、具有可复制性的商业模式;2020年之后，储能在调频辅助服务、分布式发电及微网、电动汽车光储式充电站及需求侧管理等领域得到成熟应用，并形成若干典型的商业模式，逐步在各个领域实现商业化发展。

关注电子行业精彩资讯，关注华强资讯官方微信，精华内容抢鲜读，还有机会获赠全年杂志

关注方法：添加好友→搜索“华强微电子”→关注

或微信“扫一扫”二维码