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2022年5月20日 星期五
谁主沉浮,储能电池技术路线尘埃未定
所属分类:技术前沿
来源: 中国储能网
作者: 禾木
更新日期:2022-05-11

电化学储能作为新型储能中装机占比最高、应用场景和功能最为丰富的储能类型,关于电池技术路线的选择经历过一段迷茫的历程,从早期的铅酸(炭)电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池、钠硫电池、液流电池等多元试验示范到目前磷酸铁锂电池成为绝对主导,但与此同时,磷酸铁锂电池也并未成为“终极答案”,新的电池技术路线仍不断涌现或衍变,电池技术路线的探索也仍在继续。

2017年前,除山西等少数地区的火电调频项目商业化应用外,电化学储能的发展总体来说属于试验示范阶段,行业对各类储能电池特性处于摸索阶段。例如2011年投运的国网张北风光储项目,选用磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、全钒液流电池、铅炭电池等电池技术路线进行示范验证;2011年投运的深圳宝清储能电站选用钛酸锂电池、磷酸铁锂电池进行示范验证。通过示范项目对各类电池性能和运行特性进行分析总结,为储能电池的商业化应用奠定了基础。

与此同时,电动汽车产业快速发展,磷酸铁锂电池、三元锂电池为主的锂电池通过规模化和产业化带来了性能的提升和成本的快速下降,特别是磷酸铁锂电池,其具有能量密度高、充放电次数多、转换效率高、安全等方面的优势,同时,伴随着产业化的优势,磷酸铁锂电池成本也在快速下降,查阅相关数据,磷酸铁锂电池单位瓦时成本从2010年的3.75元/Wh左右下降到2020年底的0.7元/Wh左右,价格的指数级下降叠加其性能的提升使得磷酸铁锂电池具备全寿命周期成本的优势,逐步成为市场的主导选择。据CESA储能应用分会发布的《2022储能产业应用研究报告》统计数据显示,2021年,中国新增电化学储能技术中,锂离子电池储能技术装机规模达1830.9MW,功率规模占比高达99.3%;铅蓄电池储能技术装机规模2.2MW;液流电池储能技术装机规模10.0MW;其它电化学储能技术装机规模1.52MW。

与此同时,尽管磷酸铁锂电池相对安全,但也并非绝对安全,近几年也发生过多起事故,追求更安全的电池始终是行业孜孜以求的目标。另外,2021年来,包括碳酸锂等原材料价格的暴涨使得储能电站建设成本水涨船高,去年下半年来许多储能项目进入观望的阶段,同时也促使行业将视线转向其他的电池类型,例如液流电池、钛酸锂电池、钠离子电池等,尽管其他电池类型在技术成熟度和成本方面离磷酸铁锂电池仍有一定的差距,但随着技术的发展和产业链的健全,也将逐步从试验示范走向商业化应用。

国家和行业一直在促进储能的多元化技术路线,国家发改委、能源局印发的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》以及《“十四五”新型储能发展实施方案》等文件均提出要推动储能技术路线的多元化发展,储能作为具备技术创新优势的战略性新兴产业,当前,储能电池新技术路线也层出不穷,包括铝离子电池、固态锂离子电池、金属空气电池、锂浆料电池等技术路线如雨后新笋般涌现,技术路线的多元化可满足不同的应用场景和功能的需求。在项目应用中,常常面临短时或长时储能、土地资源紧缺或宽裕地区、自然环境差别较大等差异,多元化路线可适应不同的需求,例如随着新能源逐步成为主体能源,长时储能将成为其不可或缺的元素,而磷酸铁锂不太适合长时储能的需要,需要发展更适合的储能类型。

随着储能电池技术水平不断提高、市场模式日渐成熟、应用规模快速扩大,以储能技术为支撑的能源革命的时代已经悄然到来。坚持储能的多元化技术路线,行业仍需继续付诸努力,发展高安全、低成本、高可靠、长寿命、环保的储能电池,实现系统全寿命周期成本的降低,通过市场验证适应新型电力系统的储能电池,助力双碳目标实现。




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