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鋰離子電池儲能的未來趨勢

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年09月09日  

未來的儲能熱點,不是煤炭,也不是鐵礦石,而是鋰。這種自然界中最輕的金屬,卻可能是未來能源格局中分量最重的資源。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(dāng)電動車達(dá)到100萬量時,中國對鋰的需求將超過現(xiàn)有全球鋰的供應(yīng)量。還有人聲稱,汽車業(yè)從石油轉(zhuǎn)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(chǎn)能的動態(tài)增長,以及鋰電池隨著技術(shù)提示而減少對鋰的使用,上述預(yù)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(yīng)求局面已開始顯現(xiàn)。大約有1000多家鋰電池生產(chǎn)商在參與中國鋰產(chǎn)業(yè)的赤膊戰(zhàn),這提前預(yù)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(yīng)正在成為問題,全球最大的磷酸鐵鋰供應(yīng)商天津斯特蘭公司,產(chǎn)能也不過2000噸。中國有100多家企業(yè)在開足馬力生產(chǎn)磷酸鐵鋰,但真正能生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品的企業(yè)不超過10家,他們將是未來鋰電池產(chǎn)業(yè)的上游主導(dǎo)者。尋找并發(fā)現(xiàn)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(chǎn)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(lǐng)域。直至最近幾年民營企業(yè)與專業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)走到一起,中國鋰電池的技術(shù)才得到質(zhì)的飛躍。在鋰電池的關(guān)鍵部件如隔膜上,中國已經(jīng)有少數(shù)公司可以與世界最好的公司抗衡。


鋰產(chǎn)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(wǎng)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(xiàn)有車輛全部轉(zhuǎn)換為電動車,將等于重建一個國家電網(wǎng)系統(tǒng),簡直是災(zāi)難性的投入。最理想的狀態(tài)下,電動車應(yīng)不僅能作為能量的吸取方,也可將電力輸送回電網(wǎng)以調(diào)節(jié)峰谷,這可大大減少電網(wǎng)為了平衡負(fù)荷增加過多的建設(shè)。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(xiàn)在,儲能只不過占裝機(jī)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(jī)會。


鋰電池一度被認(rèn)為也適用于后二者,但在最近國家電網(wǎng)投資的國家風(fēng)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(biāo)暫停了。原因在于其成本過高,而且當(dāng)手機(jī)里的電池放大數(shù)百倍時,其電池一致性的問題仍未解決。在大型儲能領(lǐng)域,風(fēng)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(rèn)更適合大規(guī)模儲能應(yīng)用。在前者上,國家電網(wǎng)公司已經(jīng)接近產(chǎn)業(yè)化。而后者,代表公司如普能通過收購國外領(lǐng)先技術(shù)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(fēng)投三輪共計3000多萬美元的投資。


事實上,在電池領(lǐng)域沒有完美產(chǎn)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(yīng)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(gòu)造可以使得其反復(fù)、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(chǎn)品的鉛酸電池,因其價格低廉,反而有可能在農(nóng)村這些沒有充電樁問題的市場,率先應(yīng)用到初級電動車上。而隨著市場的培育,這些務(wù)實的公司則有了往更高級產(chǎn)品升級的門票。所以,投資者在這一領(lǐng)域可能要警惕技術(shù)至上的原則,那些對產(chǎn)品應(yīng)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(zhuǎn)換為化學(xué)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(dǎo)、超級電容和高能密度電容儲能;電化學(xué)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。


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