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储能锂电池产业亟待解决的问题

2020-02-14 16:06 浏览量:

储能锂电池产业亟待解决的问题


储能是发展前景广阔的万亿级新兴产业,其中锂电池储能是最具发展潜力的技术方向,也是驱动能源革命的重要力量。
2018年全球储能锂电池出货量同比增长90.2%,产业发展开始步入爆发式增长阶段。然而,与此形成鲜明对比的是,锂电池的质量、寿命、安全等问题日益显现。停机、着火事故频发,产业发展遭遇瓶颈。不难看出,锂电池储能产业发展机遇与风险并存,亟需进行深入研究,找准问题精准施策。
锂电池储能应用潜力巨大
技术适应性强,应用范围和场景广阔。锂电池储能具有能量密度大、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽,以及可快速充放电、使用寿命长、环境污染小和不受地形等自然条件限制等优点,是目前储能产品开发中适应性最好的技术路线,可以胜任各种复杂的场景,在发电侧、用户侧、电网侧等主要储能领域均有很强的竞争力。
在发电侧,锂电池储能主要应用于光储电站、风储电站、自动发电控制(AGC)调频电站等;在用户侧,主要应用于通信基站、轨道交通、家庭储能和备用电源等;在电网侧,主要应用于变电站储能、虚拟发电厂、微电网和调峰调频等场景。
产业配套能力强,规模经济效应显著。在新能源汽车销量迅猛增长的带动下,锂电池行业也保持了良好发展势头。国家统计局数据显示,2018年我国各类锂电池产量124.2亿瓦时(GWh),同比增长23.1%,这为锂电池储能产业发展奠定了坚实基础。尤其是成本低、安全性较好的磷酸铁锂电池正迎来新一轮增长期,正极材料、负极材料、隔膜、电解液等关键材料市场持续扩张,产业配套能力不断增强,有力支撑了锂电池在储能领域的大量应用。随着锂电池行业骨干企业的迅速成长,规模经济效应日益显现,锂电池价格成本大幅下降,在储能领域应用的经济性更加可行。
产业融合延伸性好,将成为能源革命的重要支撑。以新能源、电动汽车、智能电网为代表的能源革命正在全球范围内深入发展,锂电池储能产业将成为推动新一轮能源变革的重要纽带与催化剂。
第一,锂电池储能是新能源产业发展的重要延伸和主要方向。锂电池储能设施的配套应用可有效解决新能源发电的不稳定性和并网技术问题,从而提高电能质量,实现对新能源的高效利用。
第二,锂电池储能与电动汽车产业高度融合、相辅相成,电动汽车在停放时可作为分布式储能设施发挥移峰填谷作用,动力电池退役后还可作为储能电池进行梯次利用。
第三,储能技术是智能电网的重要组成部分,可提升电网运行的可靠性与灵活性。
制约锂电池储能产业发展的三大问题
第一,安全性存在隐患。
锂电池在过充、过放、过热和机械碰撞等内外部因素作用下,容易引起电池隔膜崩溃、内部短路,导致热失控进而引发安全问题。此外,锂电池目前采用的电解液多为易燃或可燃的有机溶剂,增加了发生火灾的隐患。传统的安全消防措施往往并不能有效抑制锂电池的热失控,会造成初期火灾迅速蔓延,进而演变为大规模的火灾。2017年8月至2019年5月间,韩国接连发生了23起储能电站火灾事故,韩国政府曾一度暂停了所有正在运行的储能电站项目,解决锂电池储能系统的安全问题成为重中之重。
第二,政策标准及技术规范发展滞后。
锂电池储能产业还处于孕育期,政策仍将是驱动市场发展的主要动力。目前我国在该领域的相关战略和政策研究不充分,缺乏有效的引导政策和激励措施,不利于锂电池储能产业的进一步做大做强。此外,我国锂电池储能的技术标准制定工作尚处于起步阶段,目前只发布了1项国标和3项团体标准。
第三,技术标准滞后已成为影响行业规范化发展的主要症结,可能导致储能项目设计过于简单、性能指标模糊、检验测试缺乏和安全隐患大等问题。项目检测管理不系统、不深入。目前,在全国范围内还没有一家大规模的储能锂电池产品质量综合检验机构,部分检验项目和参数设置分布在全国十多个检验机构,大部分储能用锂电池产品的质量、安全性检验,特别是高电压、大电流、防爆等试验在国内仍处于缺失状态。一系列的储能电站事故暴露了储能系统检测和管理问题突出,在没有对储能系统的安全性和稳定性进行充分论证的情况下,不少公司或机构就急于上马储能项目,系统测试与验证期过短,有些技术门槛及安全措施没能严格到位,仓促交付现象突出。
几点思考
(一)开展锂电池储能重大战略和政策研究。
聚焦安全性、可靠性、能源转化效率及寿命等关键问题,加强顶层规划设计,研究制定锂电池储能产业发展的重大战略规划,明确产业发展目标、突破方向和重点任务。
研究促进锂电池储能技术与产业发展的技术路线图,不断完善政策机制和商业模式,培育龙头骨干企业,引导利益相关方共同努力,加快推动锂电池储能项目的应用落地。
(二)推进重点技术标准的研制与实施。协调有关单位和标准化组织机构,组建锂电池储能标准化委员会和工作组。
从系统应用的角度,全面开展对锂电池储能规划、设计、制造、运行、维护和回收等重点标准的研制,建立全流程各环节相互支撑、协同发展的技术标准体系,重点推进安全与环保标准的研制。积极参与锂电池储能国际标准化活动,牵头或参与研制锂电池储能的重要国际标准,提高国际影响力和话语权。开展锂电池储能技术标准的培训,推动标准的应用实施。
(三)深入开展安全质量检测和认证
开展锂电池储能适应性检测技术研究,开发高精度、高可靠性的测试技术和专用测试设备,提升检测设备的智能化水平和测试效率。完善储能电池电化学性能及安全性测试的评估方法与模型,增加运营管理阶段的检测频率,研究和建立锂电池储能系统安全性检测和认证制度。
培育建设一批锂电池储能综合检测平台和认证机构,强化服务功能,防范和化解各类风险问题,推动锂电池储能产业健康可持续发展。
(四)构建锂电池储能项目全生命周期管理体系。牢固树立全生命周期思想,针对目前锂电池储能项目建设和运营管理中存在的安全性、可靠性等问题,统筹考虑整个储能系统的设计、制造、安装、运行、维护和回收等全生命周期各阶段的关键要素和管理要求,加快实现全流程、全要素的精细化、系统化管理。
 
 
 
与此形成鲜明对比的是,锂电池的质量、寿命、安全等问题日益显现。停机、着火事故频发,产业发展遭遇瓶颈。不难看出,锂电池储能产业发展机遇与风险并存,亟需进行深入研究,找准问题精准施策。

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