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專家解讀鋰離子電池儲能的未來
來源:網絡來源 日期:2012-7-9 作者:全球電池網 點擊:

中國在今年啟動雄心勃勃的電動車計劃,將極大地拉升對鋰電池主要原料鋰的需求——當電動車達到100 萬量時,中國對鋰的需求將超過現有全球鋰的供應量。還有人聲稱,汽車業(yè)從石油轉向鋰,不過是從一種有限的資源換到了另一種有限的資源。這種邏輯下,鋰顯然會取代石油成為財富的符號。

考慮到全球鋰礦產能的動態(tài)增長,以及鋰電池隨著技術提示而減少對鋰的使用,上述預言或許過于危言聳聽了。但在中國宏大的電動車計劃里,供不應求局面已開始顯現。大約有1000 多家鋰電池生產商在參與中國鋰產業(yè)的赤膊戰(zhàn),這提前預演了對上游原料的爭奪場面。在最被看好的磷酸鐵鋰電池上游,磷酸鐵鋰的供應正在成為問題,全球最大的磷酸鐵鋰供應商天津斯特蘭公司,產能也不過2000噸。中國有100 多家企業(yè)在開足馬力生產磷酸鐵鋰,但真正能生產高品質產品的企業(yè)不超過10 家,他們將是未來鋰電池產業(yè)的上游主導者。尋找并發(fā)現他們也將是投資者最大的興趣所在。

早在1986 年,863 計劃啟動時,鋰電池就被視為中國的戰(zhàn)略產業(yè)之一。但中國的研究多年停滯不前,鋰電池成為日本和美國人壟斷的領域。直至最近幾年民營企業(yè)與專業(yè)研發(fā)機構走到一起,中國鋰電池的技術才得到質的飛躍。在鋰電池的關鍵部件如隔膜上,中國已經有少數公司可以與世界最好的公司抗衡。

鋰產業(yè)只是整個儲能市場的冰山一角。比電動車市場更大的,是新能源并網環(huán)節(jié)和城市里電力的削峰填谷。這三者是互為犄角的一個生態(tài)系統(tǒng)。儲能不僅能保證在最上游的發(fā)電環(huán)節(jié)接入的新能源電力是持續(xù)而且穩(wěn)定的;在能源的使用端,白天和黑夜的巨大需求差異也需要儲能削峰填谷;而新增加的電動車,有專家表示,如果中國現有車輛全部轉換為電動車,將等于重建一個國家電網系統(tǒng),簡直是災難性的投入。最理想的狀態(tài)下,電動車應不僅能作為能量的吸取方,也可將電力輸送回電網以調節(jié)峰谷,這可大大減少電網為了平衡負荷增加過多的建設。在終極能源版圖里,儲能將成為一種分布式、智能可控能源格局里基石。而現在,儲能只不過占裝機總量的不到2%。這顯然意味著在上述3 個方面,儲能蘊藏這巨大的商業(yè)機會。

鋰電池一度被認為也適用于后二者,但在最近國家電網投資的國家風光儲輸一期示范工程中,總量18 兆瓦的磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)招標暫停了。原因在于其成本過高,而且當手機里的電池放大數百倍時,其電池一致性的問題仍未解決。在大型儲能領域,風頭最勁則屬納硫電池,其能量密度接近鋰電池,而且不存在一致性問題。于此類似的,液流電池的代表釩電池也逐漸被公認更適合大規(guī)模儲能應用。在前者上,國家電網公司已經接近產業(yè)化。而后者,代表公司如普能通過收購國外領先技術擁有者,成為全球最具競爭力的電池公司之一,并因此獲得了風投三輪共計3000 多萬美元的投資。

事實上,在電池領域沒有完美產品。鉛酸電池,性能穩(wěn)定但壽命太短,且能量密度過小;鈉硫電池,必須保證300℃的工作溫度;釩電池,能量密度太低。最為考驗創(chuàng)業(yè)者的是為這些電池找到趨利避害的應用市場。如釩電池雖然能量密度低,體積大,但其液流電池的構造可以使得其反復、長期的快速充放電。所以,其天然適合對占地面積不敏感的大型新能源儲能,而不是城市里的削峰填谷,更不是電動車的狹小空間;再比如,被視為落后產品的鉛酸電池,因其價格低廉,反而有可能在農村這些沒有充電樁問題的市場,率先應用到初級電動車上。而隨著市場的培育,這些務實的公司則有了往更高級產品升級的門票。所以,投資者在這一領域可能要警惕技術至上的原則,那些對產品應用路徑有著敏銳判斷,對商業(yè)模式有所創(chuàng)新的公司,同樣也具有投資價值。

至此,我們討論的仍只是儲能解決方案里最為熱點的,但僅僅是很小的一部分。

遵循儲能的原理:電力——其他能量——電力這一路徑,電力可以轉換為化學能、勢能、動能、電磁能等形態(tài)存儲。其中物理儲能包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能;電磁儲能包括超導、超級電容和高能密度電容儲能;電化學儲能包括鉛酸、鎳氫、鎳鎘、鋰離子、鈉硫和液流等電池儲能;相變儲能包括冰蓄冷儲能等。

隨著儲能市場的快速啟動,一些傳統(tǒng)儲能技術正在卷土重來。7 月初,英利新能源董事長苗連生在海南宣布,英利正在開發(fā)新一代飛輪儲能。飛輪儲能是將電力轉換為高速轉動的飛輪動能,并在需要時利用飛輪驅動發(fā)電機發(fā)電。其在1990 年代曾在日本和美國用于電力儲能試驗,但至今仍未有大規(guī)模儲能應用。飛輪重新得到重視,得益于利用高溫超導在磁懸浮方面的突破。這使磁懸浮軸承成為可能,使其可以消除軸承磨擦損耗;其二,碳纖維等高強度材料的出現,它可以使飛輪有更高的轉速,從而讓飛輪儲存更多的能量。

而相變儲能的應用前景——建筑節(jié)能更具想象力。中國建筑耗能占總耗能比例超過30%,冰蓄冷儲等相變儲能雖然無法儲存電力,但能夠調節(jié)熱量。其與被動式節(jié)能技術相結合,可以大規(guī)模、廉價的解決建筑節(jié)能問題。對于中國而言,這是比電動車更為劃算的節(jié)能減排路徑。在那些對低碳經濟有著克制、理性規(guī)劃的地方如上海,建筑節(jié)能正在獲得政府的政策支持。在容易推廣的公共、商業(yè)建筑領域,相變儲能顯然有大把的機會。

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