中国电池工业协会:储能安全最关键 镍氢电池有望脱颖而出

日期: 2024-06-24 13:10:13|浏览: 98|编号: 76043

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中国电池工业协会:储能安全最关键 镍氢电池有望脱颖而出

储能安全问题备受行业关注,中国电池工业协会在其官方微信发布《储能安全最关键 镍氢电池有望脱颖而出》的文章,引发行业思考。

随着新能源的快速发展,储能市场迅速升温,但电化学储能的安全警钟却持续响起。

7月30日,全球最大的储能项目之一——澳大利亚维多利亚州“大电池”发生爆炸,重达13吨的特斯拉锂电池组彻底起火。就在几个月前,北京一处储能项目突发爆炸,造成两名消防员死亡。据不完全统计,近3年来,全球储能项目共发生30多起爆炸起火事件。

业内人士表示,特斯拉锂电池储能单元爆炸事件将影响或改变储能业务的发展,如果最终认定起火是由电池单元问题引发,则很有可能促使储能厂商加快选择其他技术发展路线,并影响不同电池技术在储能业务的规模应用。

7月23日,国家发改委、国家能源局发布《关于加快推进新能源储能发展的指导意见》(以下简称《指导意见》),这也是我国最新的权威储能政策。《指导意见》提出,到2025年,新能源储能由商业化初级阶段转向规模化发展,装机规模超过3000万千瓦(30GW);到2030年,新能源储能全面实现市场化。2020年底,我国已投运的新能源储能电站规模为3.8GW。这一政策明确提出,到2025年装机规模要达到30GW,意味着未来五年行业复合增长率将达到51%。

储能行业正步入快速发展期,储能安全的重要性也日益提升。尤其是在经历了数起严重的火灾甚至爆炸事件后,储能电池的安全等级标准将被强制执行,从而提高其综合成本。国家能源局近日提出,在电池一致性管理技术取得重点突破、动力电池性能监测评价体系健全之前,原则上不得新建大规模动力电池梯次利用储能项目。

《指导意见》也多次强调储能安全,包括建立安全技术标准和管理制度、加强消防安全管理、严守安全底线等基本原则;在高安全、低成本、高可靠、长寿命等方面取得较大进展;加强电化学储能安全技术研究等。

“锂荒”下,需不同技术路线竞争

除了安全问题,“锂荒”也刺激着市场的神经。根据瑞银集团的预测,电化学储能将逐步取代抽水蓄能,成为储能的主流技术路线。根据民生证券等机构的研报,全球储能系统需求有望超过2021-2025年,其中储能系统需求将超过2025年,储能系统需求预计将超过2030年。市场判断,随着新能源汽车、电动自行车、电动工具、储能、智能穿戴等多个领域的需求超预期,业内普遍预计锂、钴等稀缺资源的新增供给速度将难以赶上需求的增长速度。同时,由于供需失衡,缺乏上游矿产资源布局的资源类企业也将面临较大的成本压力。 据悉,目前我国2/3锂矿依赖进口,国内资源开发缓慢但需求增长迅速,未来3年缺口仍将不断扩大。上游核心资源制约也将持续影响新能源汽车、储能场景的技术路线。长期来看,我国能源行业亟待走上多元化发展之路。

碳中和强力驱动储能创新,镍氢储能十分合适

在碳中和的大背景下,能源结构转型进入加速阶段,高比例的可再生能源必然带来电力系统对储能的长期持续需求。储能作为平抑清洁能源发电波动、提高系统消纳能力的关键手段,将在政策的推动下与新能源发展体系相匹配,得到广泛应用。

8月10日,国家发改委、国家能源局联合发布《关于鼓励可再生能源发电企业建设或购买调峰储能容量增加并网规模的通知》,鼓励发电企业通过建设或购买调峰储能容量增加可再生能源发电装机规模和并网规模。这是继《指导意见》之后对储能市场行业的又一利好。在安全、可靠、长寿命的要求以及多元化的技术竞争下,镍氢电池凭借独特的储能性能,有望在储能领域受到青睐。

由于应用场景和应用性能不同,储能电池与动力电池、消费电池存在较大差异,相对而言,储能电池对能量密度要求不高,但更注重安全性和循环寿命,对成本和价格也比较敏感。

电池技术方面,除锂电池外,宁德时代还推出钠离子电池,单电芯能量密度高达160Wh/kg;常温下充电15分钟,电池即可达到80%以上的容量;即便在-20℃的低温环境下,也有90%以上的放电保持率,市场反响热烈。

镍氢电池早已被证明是一种非常有价值的储能技术,安全性领先,能量密度也低于锂电池和钠电池。但正如前文所说,由于储能应用场景相对固定,对重量和体积没有特殊要求,因此电池能量密度并不是储能系统优先考虑的因素。

据资料显示,镍氢电池正极活性物质主要由球形镍构成,负极活性物质由储氢合金支撑,是一种比较稳定的材料,水系电解液具有良好的阻燃性能。电芯能量密度最高可达140wh/kg;循环寿命可达3000次,浅充放电条件下循环可达10000次以上;在-40℃~60℃环境下均可维持高倍率充放电。镍氢电池在混合动力汽车、轨道交通、航空航天等场景下已经得到广泛应用。《TOP新能源》指出,“目前全球航空运输、地下作业等均需使用镍氢电池,因为镍氢电池比较稳定,不会自燃爆炸。丰田汽车全球新能源汽车保有量超过1800万辆,无一辆发生自燃爆炸。” 镍氢电池的高安全性已经得到充分验证。

值得注意的是,丰田的“双极镍氢电池”已在日本新一代AQUA混合动力汽车上实现商业化应用。与上一代镍氢电池相比,双极镍氢电池中每个电池单元的产量提高了1.5倍,相同空间内所含电池数量是原来的1.4倍以上,总产量提高了约两倍。“双极镍氢电池”的出现,表明镍氢电池的性能还有显著提升的空间,在储能市场有着广阔的前景。

据了解,科利源是国内镍氢电池龙头企业,公司所属先进储能材料国家工程研究中心是我国唯一一家先进储能技术与关键储能材料领域的国家工程中心,其“高安全、宽温域、长寿命二次电池及关键材料研发及产业化”项目荣获国家科技进步二等奖。目前,公司泡沫镍(电池基板)及极板(关键电池部件)已供应储能市场客户,应用于电信基站备用电源、风力发电储能电池等领域。科利源基于先进电池技术研发的第四代镍氢电池也即将上市,更具“高安全、宽温域、超长寿命”的特点。 它特别适合大规模储能市场,可实现15C以上高功率使用、95%DOD充放电、10000次以上的寿命。电池超长的使用寿命也意味着其在整个生命周期内的能量密度和成本将不再是问题。

随着储能市场对电池安全性的日益重视,镍氢电池有望凭借优异的“适应性”,在储能技术路线的竞争中脱颖而出。

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