随着储能产业蓬勃发展,国内相关机构、企业不断研发新技术,欲在产业爆发前占领制高点。在众多的储能技术中,电化学储能潜力巨大,在储能领域崭露头角。
其中,铅酸电池、锂离子电池储能技术占据中国整个储能装机总量的94%,居于主导地位。
但是随着储能的发展,铅酸电池和锂电池在某些场合显示出诸多不足,例如宽温性能,一般铅酸电池在-10℃;锂电在-20℃以下,性能会大大衰减,甚至无法使用,温度高于50℃,就要给储能系统配置空调、水冷风冷等降温措施,否则电池无法正常工作。
另外锂电池具有非常大的安全隐患,由于其有机电解液体系以及高分子隔膜的使用,很容易出现内短路,并且短路后出现热失控,导致起火爆炸等灾难,造成严重的电网安全事故和财产损失;铅酸电池循环寿命短,不能与电网设备匹配,需要频繁更换电池才能保证其与电网设备同生命周期,增加了维护的复杂性和成本,另外其能量密度较低,占地空间较大限制了其应用领域。
今天向大介绍一款“古老而又新型的”储能电池-钠盐电池。
钠盐电池发明于1978年。其正极是固态NiCl2,负极为液态Na,电解质为固态β-Al2O3陶瓷及四氯铝酸钠等无机盐体系,该电池具有如下特点:
1.安全性高,无论是化学体系、生产环节和使用环节都根本上杜绝了起火爆炸等问题,通过了严苛的过充过放、针刺、挤压、高空跌落、盐水浸泡、枪击等测试能,已被充分证明是一款绝对安全的电池。
2.能量密度高,体积能量密度为440Wh/L,是铅酸电池的8倍,磷酸铁锂电池的2-3倍,与三元锂电池相当,重量能量密度达130-180Wh/kg,是铅酸电池的4-5倍,优于磷酸铁锂电池,为用户节约了占地空间。
3.使用寿命长,根据不同工况,寿命达4500-15000次,是铅酸电池的10-20倍,远高于同类工况锂电寿命,日历寿命长达15-25年以上,和新能源(如太阳能发电)设备等寿命,避免传统储能方案的更换电池的麻烦且运营成本低,全生命周期看成本优势显著。
4.耐酷暑严寒,电池特殊的结构设计以及化学体系的特点,该电池具有非常好的耐候性在-50℃到+65℃的环境下,不论在南极、北极或赤道地区,依然能够正常工作,环境适应能力及强。
2018年以后,在电网侧储能大规模爆发的带动下,储能市场呈现转机,全球储能发展提速,据预测2019年全球年度储能装机将首次超过10GWh,中国市场进入“GW/GWh”时代,彭博新能源财经(BNEF)预言,全球的储能装机量最早可能在2025年达到100GWh,并在2030年左右突破300GWh。到2040年,预计全球能源存储市场将累计增长至942GWh,价值约6200亿美元。目前这个阶段非常关键,在可再生能源没有出现“阶跃式”发展之前以及电力市场化改革刚起步的阶段,未来储能的发展路径对市场格局重塑发挥着至关重要的作用。目前储能产业正站在“十字路口”,在“冰”与“火”的裹挟中走向何方,需要每一位储能人的深思和努力。
如何选择一款具有较好安全、高能、长寿的储能系统是对行业、产业以及政府智慧的考验。
钠盐电池主要运用在电网储能、通讯基站及动力电源领域,能有效调节可再生能源发电系统中用电与发电的时差矛盾,提高发电设备的利用率,为解决当前绿色能源发展中存在的因储能能力不足导致的弃风、弃光、弃谷电问题提供有效的解决途径,同时为电能的合理利用和智能电网发展提供有力支撑,为新一代高能效汽车、火车机车和矿用车辆、船舶等领域的大型混合动力或纯电动交通工具提供动力,具有良好的经济、社会和环境效益。