未來(lái)鋰離子電池的發(fā)展趨勢(shì)分析

——中國(guó)電力科學(xué)研究院超導(dǎo)電力研究所所長(zhǎng)來(lái)小康

    中國(guó)電力科學(xué)研究院超導(dǎo)電力研究所所長(zhǎng)來(lái)小康參加“第四屆中國(guó)智能電網(wǎng)大會(huì)2012”時(shí)表示，儲(chǔ)能技術(shù)是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，未來(lái)適合規(guī)模化發(fā)展的儲(chǔ)能技術(shù)為鋰離子電池、鉛炭電池、全釩液流電池。

    據(jù)了解，現(xiàn)有的電能存儲(chǔ)方式主要可分為:物理儲(chǔ)能、電磁場(chǎng)儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能。物理儲(chǔ)能方式主要有抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能;電磁場(chǎng)儲(chǔ)能方式包括超導(dǎo)儲(chǔ)能和超級(jí)電容儲(chǔ)能;電化學(xué)儲(chǔ)能主要有鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰離子電池等儲(chǔ)能形式。

    來(lái)小康介紹，儲(chǔ)能技術(shù)包括儲(chǔ)能系統(tǒng)裝置技術(shù)和儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)。如何判斷一種儲(chǔ)能技術(shù)能否在電力領(lǐng)域規(guī)模化應(yīng)用以及在何種條件下大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，成為亟需研究的問(wèn)題。 來(lái)小康認(rèn)為，符合發(fā)展趨勢(shì)的儲(chǔ)能技術(shù)需要達(dá)到以下幾方面要求。

    在指標(biāo)要求方面:系統(tǒng)規(guī)模，容量要求需要達(dá)到MW/MWh級(jí)規(guī)模能力;安全性問(wèn)題MW/MWh級(jí)下的安全性。

    技術(shù)水平:循環(huán)壽命應(yīng)達(dá)到5000次級(jí)以上;能源轉(zhuǎn)換效率在80%以上。

    經(jīng)濟(jì)因素:采用峰谷電價(jià)差收益或棄風(fēng)損失與單位循環(huán)壽命造假兩者之間的差值關(guān)系衡量經(jīng)濟(jì)性;單位循環(huán)壽命造價(jià)由單位KWh儲(chǔ)能系統(tǒng)造價(jià)、儲(chǔ)能系統(tǒng)全周期循環(huán)壽命、儲(chǔ)能系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)換效率、儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本以及儲(chǔ)能系統(tǒng)外圍平衡費(fèi)用等構(gòu)成。

    形態(tài):可以批量化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn);便于安裝、運(yùn)行與維護(hù)。

    來(lái)小康表示，隨著儲(chǔ)能技術(shù)不斷突破，預(yù)計(jì)到2015年-2020年，鋰離子電池和鉛炭電池循環(huán)使用壽命大于5000次，每千瓦時(shí)發(fā)電單位成本低于1500元，轉(zhuǎn)換效率大于80%;全釩液流電池循環(huán)壽命大約10000次，每千瓦時(shí)發(fā)電單位成本低于1500元，轉(zhuǎn)換效率大于70%。

    在儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用方面，國(guó)家電網(wǎng)在河北省張北投資建設(shè)了集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能電站、智能變電站一體化的“風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程”，其中風(fēng)力發(fā)電100兆瓦，光伏發(fā)電40兆瓦，儲(chǔ)能20兆瓦。該示范項(xiàng)目分別安裝了磷酸鐵鋰儲(chǔ)能裝置14MW(共63MWh)。該裝置分布于占地8869平方米的三座廠房?jī)?nèi)，共分為九個(gè)儲(chǔ)能單元。整套磷酸鐵鋰裝置共安裝電池單體27.456萬(wàn)節(jié)。

    來(lái)小康介紹，目前該裝置已全面投入使用。風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程主要針對(duì)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電出力隨機(jī)波動(dòng)的特點(diǎn)，配套建設(shè)儲(chǔ)能設(shè)備，使電站具備平滑出力、跟蹤計(jì)劃負(fù)荷曲線和削峰填谷等功能，提高新能源發(fā)電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與電源和諧發(fā)展。

    來(lái)小康表示，目前該項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上沒(méi)有實(shí)現(xiàn)收支平衡點(diǎn)。關(guān)鍵癥結(jié)在于電池技術(shù)不達(dá)標(biāo)。收支平衡點(diǎn)需要做到循環(huán)使用5000次，且每千瓦時(shí)發(fā)電成本1500元。

    據(jù)行業(yè)內(nèi)企業(yè)人士介紹，按照我國(guó)目前電池技術(shù)成本每千瓦時(shí)發(fā)電成本最起碼比收支平衡點(diǎn)要高出一本，至少3000到4000元。<