電化學儲能:“遇冷”有待“升溫”
發布時間:2020-01-17 13:58:27
關鍵詞:動力電池鋰電池
與物理儲能相比,包括鉛炭電池、鋰離子電池等在內的電化學儲能技術能量轉換效率更高,未來將在整個能源體系中扮演重要角色。


從2017年8月到19年5月,韓國共發生23起儲能電站火災。雖然6月11日公布的調查結果顯示,由于火災現場基本全部燒毀,查明原因有一定困難,也并沒有指向任何一家涉事企業,但業內仍舊認為,用于電力儲存裝置的三元鋰電池難以撇清關系,至少無法撲滅的大火燒的是電池中的有機電解液。再加上國內儲能電站也發生過類似的火災,“這給化學儲能的發展帶來相當的影響” 。近日,在接受《中國科學報》采訪時,中國工程院院士楊裕生表示。

“相比前兩年的快速增長,2019年儲能產業發展得不太好。”楊裕生坦言。

安全性應放在第一位

儲能技術可分為物理儲能技術和電化學儲能技術兩類。在楊裕生看來,與物理儲能相比,包括鉛炭電池、鋰離子電池等在內的化學儲能技術能量轉換效率更高,未來將在整個能源體系中扮演重要角色。例如,抽水蓄能技術能量轉化率在70%到75%之間,在物理儲能中排在首位,而化學儲能則通常都在85%以上,甚至達到90%多。“如果發展大規模化學儲能技術,就有望徹底解決‘棄風、棄光’問題。” 楊裕生說。

談及化學儲能發展,楊裕生認為,“還是應該把安全性放在第一位。不是口頭上的安全第一,而是要付諸實際行動。

近年來,鋰離子電池被認為是當下綜合性能最好的電池體系,具有高比能量、高循環壽命、體積小、質量輕等特點,并迅速發展成為新一代電源,用于信息技術、電動車和混合動力車、航空航天等領域。國家也相繼出臺了一系列政策,推動鋰離子電池產業的發展。但是,在楊裕生看來,“鋰離子電池用于大規模儲能電站,有待商榷”。

與之相比,“鉛炭電池雖然也曾在2016年至2017年間被各部委四次發文鼓勵發展,但受貼上過“古老”“落后”“污染”等標簽的鉛酸電池“連累”,應用并不普遍。實際上,鉛炭電池“是最可靠、最安全的”,其可再生技術也是最成熟的。楊裕生告訴《中國科學報》,雖然目前鉛酸電池的回收還沒有做到足夠規范,仍有部分電池流失到非法回收渠道,但“這個問題是完全可以解決的” 。而不可忽視的是,鋰離子電池回收、再生問題也很嚴重,“搞得不好也會造成環境污染” 。

楊裕生建議,對于鋰離子電池的大規模儲能使用要慎重,最好還是用鉛炭電池。“因為它沒有可燃的有機溶劑,即使電池控制系統出現了問題,也不會著這么大的火,遭受電站燒光這樣的重大損失。

不能拿老眼光看待化學儲能

全釩液流電池在國內的發展也比較快速,是目前最為成熟、安全的液流電池技術。不過,由于釩的價格上漲得太快,導致全釩液流電池競爭力急劇下降。現在出現了以便宜的鐵和鉻做活性材料的液流電池,而且用的是廉價的陽離子交換膜,成本就降低很多。目前,國家電投集團正在就其開展放大研究。

“用這一電池開展大規模儲能也是有發展前景的。不過,液流電池實際上是一個電化工廠,運行要比固定電解液的儲能電池繁雜得多。” 楊裕生說。

19年11月22日,國家電網印發了《關于進一步嚴格控制電網投資的通知》,明確在未來一段時間內,“不得以投資、租賃或合同能源管理等方式開展電網側電化學儲能設施建設,不再安排抽水蓄能新開工項目”。“這對儲能產業發展而言是一個不小的打擊。”楊裕生評價道。

他認為,目前我國的可再生能源發電量在全部電能生產量中的比例還不高,還應繼續大力發展以減少溫室氣體排放。而可再生能源發電必然需要儲能來配合,只有這樣才能不再陷入大量“棄風、棄光”的窘境。因此,此舉對可再生能源來說也是一個沉重的打擊。“不過,這同時也給其他愿意致力于儲能產業的企業以良好的發展機遇。” 楊裕生說。

在楊裕生看來,電力系統還存在一種過時的觀念,認為“應用化學儲能代價太大了,一度電經過化學儲能要加價4~6元”。實際上,近些年來隨著技術的發展,鉛炭電池的壽命延長了好幾倍,磷酸鐵鋰電池的價格也降到了幾年前的五分之一,壽命長至萬次,因此這些電池的使用成本都已大幅下降。“在這樣的情況下,就不能再拿老眼光來看待化學儲能了。”楊裕生告訴《中國科學報》,無論是鋰離子電池還是鉛炭電池,現在一度電經過化學儲能的加價只有大約0.3元左右。

楊裕生希望,2020年政府部門能夠更加全面地考慮電價政策問題,例如拉開白天和夜晚的電價差別,充分發揮出儲能在整個電力系統中的作用。同時,要制定加快可再生能源發展步伐、抑制燃煤電能生產擴張的政策,使得電力系統減排二氧化碳的效果更加顯著。



稿件來源: 中國科學報
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