新型铁镍电池储能助力“削峰填谷” 节能增效
1. 解决削峰填谷问题，发展城市分布式储能是可行途径
1、解决削峰填谷问题的关键是搞清用电“峰”与“谷”形成的原因。
据国家能源局2023年第一季度统计，我国工业用电量占全社会用电量的60-75%，全天用电比较均衡稳定，大部分时间不会出现白天用电波动、晚上不用的情况，即使是高耗能行业、大型工业企业或其他用电大户，低谷期一般也不会停产，并不是造成用电峰谷的主要原因；其次，城市功能和居民用电，如地铁、电梯、空调、电脑、各类电器等，约占全社会用电的20-30%（其余电力为农业和第三产业用电）。 虽然总量小于工业用电，但存在用电时段集中的普遍特点：早晚高峰易形成用电高峰，而23时至次日8时之间，城市功能及人员休息时段明显减少，形成用电低谷，这是形成电力“峰”与“谷”的主要原因。
2、解决削峰填谷问题，正确的做法不是对工业企业断电，而是从造成用电“峰”“谷”的源头上解决问题。
过去，解决峰谷用电问题，往往采取限制工业企业高峰时段用电，或实施工业企业峰谷电价，引导工业企业错峰生产用电的方式。但实践表明，由于大多数工业企业需要连续生产，峰谷电价对企业实际运行帮助不大，加之相关储能设施投入较大，工业企业停电实际上不仅没有达到预期调控效果，未能有效解决峰谷用电矛盾，反而加重了企业负担，影响了经济的持续增长。而且，这种情况逐年加剧，严重影响区域经济发展、当地营商环境和工业投资资源的有效利用，不仅未能改善民生，还造成资源的巨大浪费，偏离了双碳战略要求的资源高效利用目标。
3、解决削峰填谷问题最有效的途径是建设城市分布式储能电站。
城镇功能用电和居民用电属于“保民生”“六保”范畴，同时，也是造成用电“峰谷”现象的成因，因此削峰填谷、充分配置电力资源，必须从解决城镇功能用电和居民用电问题入手。
我们可以把整个电网链条比喻成一条“高速公路系统”：电网侧（特高压电网）就是“高速公路”；前端是发电侧（发电厂），是“高速公路”的入口；用户侧（城市功能用电、居民用电）是后端，类似于“高速公路”的出口。发电侧和电网侧都有储能需求，但储下的电能仍需通过高压电网输送给用户。其储能应用规模受限于“高速公路”的通行能力，无法在用电高峰时大量增加供给，因此无法从根本上解决削峰填谷问题。相反，作为城市功能用电、居民用电的用户侧，他们的用电行为才是造成峰谷现象的主要原因，谷底储能、高峰使用，并不需要通过高压电网输送。 从用户侧建设分布式储能电站是解决用电峰谷问题最直接、最有效、最根本的途径。
2.高安全高可靠城市分布式储能系统建设技术路线与解决方案
1、高安全性是城市分布式储能电网建设最基本的要求
城市分布式储能系统是指在高层建筑人口密集区、办公区、医疗卫生、文教区、CBD功能区、军事及国家安全区等分别建设的储能系统。
这些区域市场潜力巨大，是电网峰谷控制的关键，也是关系国计民生安全的重要区域，因此，这些区域储能系统建设责任重大，安全重于一切。
对储能技术的要求可分为三个层次：第一层次是安全第一，没有安全，一切都是零；第二层次包括循环寿命、成本、能量转换效率等与运行经济效益直接相关的指标；第三层次包括功率、环境友好性、易用性、地域适应性等指标应尽可能提高。电站的核心——储能电池必须满足以下要求：（1）固有安全性，即使在居民区也没有火灾隐患；（2）长寿命等经济性考虑；（3）占地面积小，场址选择范围广；（4）全年正常供电，不需频繁维护。其中，安全性是一票否决权。
2、高安全、高可靠性城市分布式电网储能系统建设解决方案
（1）目前可供用户使用的储能电池主要为电化学储能电池，包括磷酸铁锂电池、液流电池、水系镍氢电池、水系铁镍电池、钠离子电池、铅酸电池等。
目前磷酸铁锂是主流技术方向，正在发展中的钠离子电池也备受期待。
以磷酸铁锂为代表的锂离子电池所采用的有机电解质体系的特性决定了锂离子电池的安全性问题无法彻底解决。在燃烧爆炸过程中，锂电池几乎不可能熄灭，而且会产生剧烈的毒烟和有毒的氟化氢气体，对人身安全造成致命影响。此外，锂离子电池除了存在主动燃烧爆炸的风险外，还会被动失控，引发燃烧爆炸。国内外该领域频发的安全事故，引起了相关行业和社会的高度警惕。特别是在北京大红门事件之后，我国该领域的储能建设实际上处于半停滞状态。在国际上，在锂电池电动自行车已成为“公害”的当下，敏感区域、办公场所、人口密集区等城市功能区和人口密集区的储能建设基本上是电化学储能应用的禁区。 由于锂离子电池性价比的提升，我国业界对其在储能领域的应用过度热情，而忽视了其安全性。
（2）铁镍电池属于传统水性电池，电解液为氢氧化钠和氢氧化钾的混合水溶液，主辅材料本质上不易燃、不易爆，也不用担心有毒气体侵蚀。“零”防火成本是铁镍电池的最大优势。因此，铁镍电池是本质安全的动力、储能电池。铁镍电池在充电时，和铅酸电池一样，会释放出一些氢气和氧气，只要保持通风、防止氢气积聚，即可保证电池使用安全。
进入21世纪，随着人类对环境污染的高度重视以及动力、储能电池应用场景需求的大幅增长，具有固有安全性、长寿命、环保性强等特点的铁镍电池再次回到人们的视线中。国内有：南开大学林东峰、四川大学陈云桂教授团队、中南大学唐有根教授团队等。国外如美国、以色列、荷兰、英国、澳大利亚等国家均对铁镍电池进行了阶段性改进研究。
在认识到铁镍电池相较于其他电池体系具有无可比拟的安全和环保优势后，创力新能源历时14年、投入近亿元，终于在铁镍电池负极材料、电池结构、电池技术等方面实现了一系列重大突破，创造出了全新的铁镍电池体系，既保留了铁镍电池固有安全、环境友好、性能可靠的优势，又解决了铁镍电池大电流快速充放电、低温钝化、充电效率高、析氢严重以及负极材料制备污染能耗高等核心难题，将其循环寿命由550次（国标）提高到100次/次以上（70%DOD），重量能量比由18wh/kg提高到70wh/kg（超越铅酸电池约30%）。 在电池性能大幅飙升的同时，铁镍电池综合成本也降低了40%以上（每千瓦时成本接近全钒液流电池的一半）。近期，储能电解水制氢一体化电池再度被攻克，将储能与绿色电解水制氢融为一体，有潜力成为大多数储能场景，特别是城市分布式储能等大规模储能的主要技术路线和解决方案之一。
（3）储能电池的另一种选择是钠离子电池和铅酸电池，但钠离子电池还有一些技术路线需要成熟。铅酸电池存在有害重金属污染、使用寿命短等问题，不适合用户侧储能需求。
南开大学副校长、中科院院士陈军也认为，水系铁镍电池是目前解决储能安全唯一可行方案。
3、解决削峰填谷问题的紧迫性
2月10日，国家能源局召开2月份可再生能源发展建设形势分析会。会议指出，受国民经济快速发展需要、国际形势、夏冬季气温变化等因素影响，可以预见今年电力需求增幅将有较大幅度提升。但基础设施投资加大将带动钢铁、建材等高耗能行业快速复苏，加之2023年前低后高的基数效应，以及国家气象部门预测今年夏季我国大部分地区气温接近常年偏高，预计今年全社会用电量同比增长将远高于2022年的7.0%，增速也将明显反弹。
会议指出，2020年以来，受三年国内外疫情、宏观经济、燃料供应、气温、降水以及煤电企业持续大面积严重亏损等影响相互交织叠加，电力供需缺口巨大，预计迎峰度夏、迎峰度冬期间全国电力供需将呈现偏紧态势。
会议强调，今年电力供应形势十分严峻，一方面要提高效率、挖掘潜力、确保可靠供电，但应对高峰用电总体形势十分紧张。电力系统继续加强在役机组运行管理，减少非计划停机、阻机，确保机组稳定满发，最大限度发挥各类电源高峰发电潜力。另一方面，优化跨区电网间开机备用、错峰配套、余缺调节等工作，确保高峰时段电力供需平衡。同时，加快推进骨干电源建设，缓解负荷中心供电紧张局面。加快推进区域网架优化和配电网建设改造，实施农网整合提升工程，增强电网供电可靠性。
此外，在实现“双碳目标”背景下，新能源占比不断提高，电力系统安全稳定运行不确定性增大，大规模停电潜在风险指标逐步上升。目前，可再生能源大规模发展仍面临部分地区消纳空间不足，陆用海用难以保障等问题。大型风电、光伏基地还存在“电网等项目”“项目等电网”“电网等规划”等问题。由于风电、光伏本身的不稳定性、消纳难度大，弃风弃光已成为行业发展中无法回避的问题，是制约光伏、风电等新能源电力安全、广泛应用的首要因素。目前，“调峰需求”问题还不能通过新能源建设从根本上得到解决。
国家发改委能源局《发改能规〔2021〕1051号》提出：“鼓励结合源、网、荷不同需求，探索储能多元化发展模式，大力推进电源侧储能项目建设，积极推动电网侧储能合理布局，积极支持用户侧储能多元化发展。到2025年，新能源储能由商业化初期向规模化发展转变。新能源储能技术创新能力显著提升，核心技术装备自主可控水平大幅提升，装机规模达到3000万千瓦以上。到2030年，实现新能源储能全面市场化。新能源储能成为能源领域碳达峰、碳中和的关键支撑之一。”
综上所述，在用电侧建设高安全性、高可靠性的城市分布式电网储能系统，是解决“削峰填谷”问题的切实有效途径，同时直接或间接地为节能减排、实现“双碳”目标做出不可估量的贡献，也将为我国经济高质量发展添砖加瓦！因此，亟需新型水性安全铁镍电池等储能电池在城市分布式电网储能系统中的创新应用。
4.能给国家带来显著的经济效益和社会效益
鉴于新型铁镍电池“电气性能适用性好、防火安全、投资回报率高、区域使用灵活”等优势，有望超越锂电池、全钒液流电池，成为大多数储能场景特别是城市（含工业园区）分布式储能等大规模储能的主要技术路线和解决方案之一。推广使用以新型铁镍电池为代表的安全储能电池建设城市分布式储能，将真正解决削峰填谷问题，实现显著的节能减排，显著促进碳达峰、碳中和的早日实现，兼顾未来30年经济发展，为国家、产业生态、社会资本实现经济效益和社会效益的双丰收：
（1）直接减少化石能源10%以上，减少各类排放10%以上；
（2）对稳定全球电网、增加全球电网的冗余度和灵活性具有重要意义；
（3）电网可消纳可再生能源比例超过10%；
（4）为未来5-10年经济发展创造巨大空间；
（5）间接减少了特高压电网等大型基础设施的投资，可以有效抑制钢铁、水泥等高耗能、高污染产能的不必要投入，间接起到节能减排的作用，有利于实现碳达峰和碳中和；
（6）能够有效改善和发挥现有资源禀赋的经济效益和社会效益；
（7）为经济转型和新旧动能转换提供了抓手和突破口，新能源特别是储能产业或将成为推动社会经济高质量发展的主力军；
（8）可能带来一场电力消费的革命，为世界各国实现碳达峰、碳中和提供中国方案。
创力新型铁镍水系电池体系是储能技术领域一颗耀眼的明珠，具有绝对环保、绝对安全、反复充放电次数达15000次、温度性能好、储能容量长期大、输出持续性好、技术成熟国际领先、全寿命周期成本低等优势。以此为核心，城市分布式储能建设将能突破“削峰填谷”的发展瓶颈，显著实现节能减排，同时兼顾未来30年经济发展，推动早日实现碳达峰、碳中和，为国家带来显著的经济效益和社会效益。