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三元電池退出儲能電站市場

發布日期:2022-07-23

核心提示:6月29日,國家能源局發布《防止電力生產事故的二十五項重點要求(2022年版)(征求意見稿)》(下簡稱《征求意見稿》),提出中
 6月29日,國家能源局發布《防止電力生產事故的二十五項重點要求(2022年版)(征求意見稿)》(下簡稱“《征求意見稿》”),提出中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池,不宜選用梯次利用動力電池。《征求意見稿》對電化學儲能電站的場址、電池設備間、運維等多方面做出詳細要求,可見對電化學儲能電站安全問題越來越重視。

6月3日,法國某光伏儲能電站的一個裝有鋰電池的儲能集裝箱發生火災,不完全統計,這是2022年第14次儲能火災;4月18日,美國亞歷桑那州鹽河變電站內鋰離子儲能設施發生火災,悶燒和冒煙長達5天;1月12日,韓國sk能源公司電池儲能大樓發生火災;2021年7月30日,位于澳大利亞的特斯拉旗下最大儲能電站發生火災,大火燃燒4天才被撲滅。

過去十年儲能產業發展在技術、應用、商業模式等方面都取得了很大進展,但產業快速發展帶來的安全問題,一次次引起全社會的焦慮。儲能安全是系統性問題,事故誘因眾多,如電池管理系統、電纜線束、預警監控消防系統、運行環境等因素,但行業專家認為,引發儲能安全事故的首要原因還是電池自身

數據顯示,在電化學儲能的技術路線中,鋰離子電池是電化學儲能主要技術形式,2020年鋰離子電池的市場占比達92%,鈉硫電池和鉛蓄電池占比分別為3.6%和3.5%,液流電池為0.7%。

隨著電池電極材料研究的快速發展,目前已拓展到了三元系、鈦酸鋰等多種電池體系并存,鋰離子電池負極材料主要以碳材料、鈦酸鋰為主。三元鋰電池的負極為碳材料,由于碳電極與金屬鋰的電位接近,當電池過充電時會在碳電極表面析出金屬鋰形成鋰枝晶,鋰枝晶會刺穿電池隔膜引起短路。

DSC等測試數據表明,三元鋰材料在200℃左右開始發生分解,釋放大量熱同時生成氧分子,引發電解液被氧化等連鎖反應導致電池劇烈燃燒,甚至爆炸。早在2016年,三元鋰電池曾一度被禁止列入新能源客車推廣應用推薦目錄。正由于三元鋰電池用語電動客車存在較大的風險,目前國內市場沒有三元鋰電池應用于新能源客車領域。

2022年3月21日,《“十四五”新型儲能發展實施方案》正式印發,標志著新型儲能正式從商業化初期向規模化發展轉變,方案再次提到,要立足安全,規范管理。如今,三元鋰電池被禁用于中大型電化學儲能電站,背后是全方位審視電池儲能技術的安全,保障儲能項目建設運行的全過程安全。

儲能安全事故頻發,中國工程院院士陳清泉在公開場合表示:“儲能產業健康發展始終要把電池的安全性放在第一位,經過多年的實踐證明,格力鈦電池是目前鋰電池領域安全性能最好的電池之一。”由于鈦酸鋰負極材料嵌鋰電位高,在充電的過程中避免金屬鋰的生成和析出,且不與電解液反應,不形成固—液界面鈍化膜,避免了很多副反應的發生,從而大大提高其安全性,一度被業界稱為鋰離子電池里的一朵“奇葩”。

2021年,基于鈦酸理技術的格力鈦“高安全大倍率儲能系統關鍵技術研發與應用”,鑒定委員認為,對推進電儲能規模化安全可靠應用,被鑒定為達到“國際領先”水平。中國科學院院士、項目評估委員會主任歐陽明高表示,“一個是高安全,一個是大倍率,該項目做了很多創新,作為科技成果我很贊成。”

鈦酸理的高安全性能,讓它在儲能方面有著長足的發展,先后應用于我國最大的風光儲輸示范工程、中科院智慧儲能系統平臺、粵港澳大灣區熱電廠能源項目、全球首個光伏儲能實證實驗平臺、世界第一大風力發電運營商風能儲輸項目等等,經統計,搭載格力鈦電池的儲能項目未發生過電池安全事故。

《儲能產業研究白皮書2022》顯示,2021年全球電力儲能裝機達到209.4GW。儲能是許多國家推進碳中和目標進程的關鍵技術之一,我國明確2030年30GW儲能裝機目標。在堅守安全底線前提下,從科學研究到技術路線選擇,再到商業化規模化,各大儲能企業應為降低危險系數做出努力。

陳清泉院士認為,格力鈦電池除了具備好的安全性能外,還具備大倍率、快充放、耐寬溫、長壽命等特性,在電網調頻、備電擴容等特定應用場景,鈦酸鋰電池儲能系統具有更廣闊的市場前景和應用價值,充分發揮它的最大優勢。

 


 
 
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