儲(chǔ)能電池被認(rèn)為是將來電網(wǎng)大規(guī)模接入間歇性可再生能源，以及電動(dòng)汽車能夠大范圍推廣的關(guān)鍵技術(shù)之一，主要包括鉛酸電池、鋰電池、鎳氫電池、液流電池、鈉基電池等。近年來，鋰電池在電網(wǎng)儲(chǔ)能和動(dòng)力電池市場被業(yè)界寄予厚望，2015年5月，美國特斯拉公司發(fā)布名為Powerwall（采用鋰電池技術(shù)）的家用儲(chǔ)能電池，開始涉足儲(chǔ)能市場，更是引發(fā)全球關(guān)注。本期數(shù)說能源將介紹電網(wǎng)儲(chǔ)能電池的現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹目前發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁的鋰電池的境況。

    全球儲(chǔ)能TOP10

    根據(jù)美國能源部全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫（DOE Global Energy Storage Database）的統(tǒng)計(jì)，目前全球有超過50個(gè)國家和地區(qū)已經(jīng)在運(yùn)行或即將運(yùn)行電網(wǎng)儲(chǔ)能電池，安裝容量最大的10個(gè)國家占全球總量的85%。其中，美國是全球毫無爭議的領(lǐng)先者，達(dá)到了848兆瓦，占全球的52%，其三大主流儲(chǔ)能電池技術(shù)，鋰電池、鉛酸電池和液流電池的安裝量分別占全球的50%、60%和37%。日本排名第2，總?cè)萘繛?02兆瓦，約為美國的1/4。中國的電網(wǎng)儲(chǔ)能電池總?cè)萘繛?8兆瓦（尚有規(guī)劃中的50兆瓦容量未計(jì)入），位列意大利和智利之后排名第5位。目前，中國的電網(wǎng)儲(chǔ)能電池主要采用的是鋰電池，共計(jì)58兆瓦，比例超過85%。

    電池儲(chǔ)能仍屬小眾

    儲(chǔ)能電池目前仍然處于很初級(jí)的發(fā)展階段，在所有電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)中只占很小的份額。截至2015年10月底，全球電網(wǎng)儲(chǔ)能電池的總安裝量為1631兆瓦（含所有在運(yùn)、在建、已簽約以及已宣布的儲(chǔ)能容量），僅占所有儲(chǔ)能容量的1%，抽水蓄能占據(jù)全球電網(wǎng)儲(chǔ)能的絕大多數(shù)（96%），儲(chǔ)熱和機(jī)械儲(chǔ)能分別占2%和1%。若統(tǒng)計(jì)口徑改為運(yùn)行中的各類技術(shù)，儲(chǔ)能電池的占比進(jìn)一步降為0.4%。

    在儲(chǔ)能電池中，鋰電池的總?cè)萘繛?18兆瓦，約占所有儲(chǔ)能電池的一半，鉛酸電池（9%）、液流電池（6%）等其它儲(chǔ)能電池占據(jù)另一半份額。鋰電池中，目前可運(yùn)行的總?cè)萘繛?42兆瓦（占總量的42%）、在建221兆瓦、已簽約127兆瓦、已宣布建設(shè)計(jì)劃的128兆瓦。

    全球容量快速增長

    近幾年，電網(wǎng)儲(chǔ)能電池發(fā)展速度很快，2015年的總?cè)萘渴?003年的近11倍。最近兩年的增長速度更為驚人，新增近1吉瓦，約占累計(jì)總?cè)萘康?0%。美國的發(fā)展歷史最長久，早在上世紀(jì)90年代就已經(jīng)開始安裝，近兩年則迎來了市場規(guī)模的爆發(fā)，全球的增長也主要來自于美國。日本在進(jìn)入2000以后，發(fā)展較為平穩(wěn)。中國則從2010年左右，才開始重視電網(wǎng)儲(chǔ)能電池的發(fā)展。

    電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)大PK

    電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)的功率、最大放電時(shí)間、響應(yīng)時(shí)間、效率、充放電次數(shù)、成本等因素，決定了其應(yīng)用的可行性及場合。下圖大致描述了各類電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)在最大放電時(shí)間、功率和轉(zhuǎn)換效率方面的情況。

    抽水蓄能擁有功率大、放電時(shí)間長的特點(diǎn)，效率在60%～70%之間，當(dāng)前全球最大的在運(yùn)抽水蓄能電站是位于美國佛吉尼亞州的巴斯康蒂抽水蓄能電站，容量達(dá)到了3吉瓦，發(fā)電最大時(shí)長為10小時(shí)18分鐘。壓縮空氣儲(chǔ)能的最大放電時(shí)間和功率也都較大，但效率一般不超過50%，當(dāng)前全球最大的在運(yùn)壓縮空氣儲(chǔ)能電站位于德國的埃爾斯費(fèi)萊特，容量達(dá)到了321兆瓦，發(fā)電最大時(shí)長為2小時(shí)，效率為42%。儲(chǔ)能電池種類繁多，其最大容量一般在幾十兆瓦，最大放電時(shí)長為幾個(gè)小時(shí)，轉(zhuǎn)換效率為60%～90%，當(dāng)前全球最大的儲(chǔ)能電池位于美國的德克薩斯州，容量為36兆瓦，放電時(shí)長為40分鐘。規(guī)劃中的最大儲(chǔ)能電池容量近100兆瓦，放電時(shí)長為4個(gè)小時(shí)，位于美國加利福尼亞州。電容、飛輪、超導(dǎo)的放電時(shí)長一般較短，功率也較小。其中，美國擁有2個(gè)功率近400兆瓦的飛輪儲(chǔ)能裝置，但并非該項(xiàng)技術(shù)的主流。

    中國電網(wǎng)儲(chǔ)能電池工程一覽

    中國的電網(wǎng)規(guī)模、發(fā)電裝機(jī)、風(fēng)電和光伏等可再生能源裝機(jī)均位列世界第一，但儲(chǔ)能電池容量不足美國的1/10。國家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范項(xiàng)目（國家電網(wǎng)），南方電網(wǎng)寶清儲(chǔ)能電站項(xiàng)目等均取得了良好的運(yùn)營效果，大量建設(shè)儲(chǔ)能電池將會(huì)是中國電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)之一。

    目前，中國共有60個(gè)電網(wǎng)儲(chǔ)能電池工程，在運(yùn)53個(gè)，在建4個(gè)，已簽約或宣布3個(gè)。按技術(shù)來看，所有60個(gè)工程中有50個(gè)采用的是鋰電池技術(shù)，總?cè)萘繛?8兆瓦，占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位，其中有45個(gè)（或90%）工程采用的是磷酸鐵鋰技術(shù)，總?cè)萘?1兆瓦。在美國和日本，鋰電池也是最廣泛采用的電網(wǎng)儲(chǔ)能電池技術(shù)，份額均在50%左右。

    誰是未來潛力股

    盡管目前電動(dòng)汽車的總保有量還不高，但未來電動(dòng)汽車配備的動(dòng)力電池不僅將改變交通用能的現(xiàn)狀，還可能作為移動(dòng)的儲(chǔ)能電池與電網(wǎng)進(jìn)行互動(dòng)。

    目前動(dòng)力電池市場主要有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。其中，鉛酸電池技術(shù)因能量密度較低、自放電率較高，一般應(yīng)用在低速和城市短途電動(dòng)車上，無法應(yīng)用于時(shí)速80公里以上的電動(dòng)汽車；鎳氫電池則因生產(chǎn)成本較高、自放電率高等原因，主要用于混合動(dòng)力汽車，很少用于純電動(dòng)汽車；鋰電池因?yàn)楸饶芰亢捅裙β矢�，工作溫度范圍寬、自放電小與循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)成為了汽車動(dòng)力電池的主流。美國先進(jìn)電池聯(lián)盟（USABC）認(rèn)為，動(dòng)力鋰電池是迄今為止最能滿足電動(dòng)汽車中遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)的技術(shù)，是未來最值得投資的電池技術(shù)。

    全球鋰電池市場TOP10

    無論是電網(wǎng)儲(chǔ)能電池還是汽車動(dòng)力電池，鋰電池將會(huì)是未來最主要的技術(shù)選擇。

    鋰電池以鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料，目前主流技術(shù)多以鈷酸鋰，錳酸鋰，鎳鈷鋁，鎳鈷錳，磷酸鐵鋰等為正極材料，后三者主要用于電動(dòng)汽車，代表廠商分別是特斯拉、北汽和比亞迪。

    目前，全球鋰電池市場主要被日、韓、中三國占據(jù)。2014 年全球前十電池企業(yè)占全球 67%產(chǎn)值，其中，韓國三星SDI與LG化學(xué)合計(jì)占27%，日本松下與索尼合計(jì)占21%，中國最大的五家企業(yè)合計(jì)占16%。從企業(yè)來看，排名前六的是三星SDI、松下、LG化學(xué)、索尼、ATL和比亞迪，市場份額分別是15%、14%、11%、11%、7%和4%。

    動(dòng)力電池行業(yè)仍處于發(fā)展初期，競爭格局非常不穩(wěn)定，隨著電動(dòng)汽車的迅猛發(fā)展未來的企業(yè)市場份額將發(fā)生較大的變化。尤其是作為蘋果優(yōu)質(zhì)供貨商的ATL和產(chǎn)業(yè)布局完整的比亞迪有望挑戰(zhàn)日韓企業(yè)的龍頭地位。<