2018年，是中國儲能產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的元年。

在這個千億級的市場上，鋰電池、鉛炭電池、液流電池、鈉硫電池等技術(shù)路線都在試圖分享蛋糕。

每一種技術(shù)路線，優(yōu)劣勢各不相同，但是用戶如何評判這些技術(shù)路線?

在一份電網(wǎng)側(cè)儲能項目案例中，業(yè)主對于各種技術(shù)路線是這樣評判的：

一

電池儲能技術(shù)現(xiàn)狀

（一）鉛炭電池短期性價比優(yōu)勢明顯

鉛蓄電池是使用最廣泛的蓄電池儲能技術(shù)，具有價格低廉、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，但由于能量密度低、壽命短和不可深度放電等因素限制了更大范圍應(yīng)用。

以鉛炭電池為代表的先進(jìn)鉛蓄電池技術(shù)改善了傳統(tǒng)鉛蓄電池的缺陷，成為鉛蓄電池技術(shù)發(fā)展的重要方向。鉛炭電池相較傳統(tǒng)鉛蓄電池的生產(chǎn)成本僅有小幅增加，但充放電功率、循環(huán)壽命、充電速度等關(guān)鍵指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了明顯提升。鉛炭電池目前已步入商業(yè)化初期。

與鋰電池等其它主流電化學(xué)儲能技術(shù)相比，鉛炭電池的成本較低，短期性價比優(yōu)勢明顯。但是鉛炭電池放電深度一般在40%~60%(鋰離子電池可達(dá)80%以上)，同時大功率放電能力也弱于鋰離子電池。

長期來看，鋰離子電池等其它電化學(xué)儲能的發(fā)展和成本降低將對其市場空間構(gòu)成一定挑戰(zhàn)。

（二）鋰離子電池具備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展優(yōu)勢

鋰離子電池應(yīng)用范圍廣、能量密度高、充放電速率快，近年來其規(guī)模和技術(shù)發(fā)展迅速。在全球已建MW級電化學(xué)儲能項目中，鋰離子電池項目裝機(jī)容量約占總?cè)萘康?5%，國內(nèi)的張北風(fēng)光儲示范電站、深圳寶清儲能電站等項目，也都將鋰電儲能作為重點(diǎn)技術(shù)路線發(fā)展。

受電動汽車動力電池需求增長的拉動，鋰電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。目前鋰離子電池儲能的規(guī)模效應(yīng)已逐漸顯現(xiàn)，儲能成本實(shí)現(xiàn)快速下降。以電力儲能領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的磷酸鐵鋰電池為例，2013年磷酸鐵鋰電池成本在4500-6000元/kWh左右，2015年后最低可至2000-3000元/kWh，預(yù)計到2020年有望降至1000元/kWh。(備注：遠(yuǎn)景集團(tuán)創(chuàng)始人兼CEO張雷2018年10月18日在“一帶一路”能源部長會議上表示，過去十年間，電動汽車電池(鋰電池)成本從每千瓦時1000美元降至200美元，預(yù)計到2020年有望降至100美元，2025年降至50美元。比業(yè)主預(yù)測更為樂觀。)

此外，動力電池梯次利用有望進(jìn)一步提高鋰電儲能的經(jīng)濟(jì)性。動力鋰離子電池容量下降到80%時須退役，但此時仍具有利用價值，可在電力儲能領(lǐng)域繼續(xù)工作，美國、德國、日本等起步較早的國家已有成功案例。隨著未來國內(nèi)電動汽車退役電池數(shù)量的快速增長，以及梯次利用技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展完善，有望推動鋰電儲能成本進(jìn)一步下降。

（三）全釩液流電池具有循環(huán)壽命長的優(yōu)勢

液流電池種類繁多，具有充放電性能好、循環(huán)壽命長、功率容量可調(diào)的特點(diǎn)，適合大規(guī)模儲能應(yīng)用。全釩液流電池是目前應(yīng)用最廣泛的液流電池技術(shù)。全釩液流電池循環(huán)次數(shù)超過1萬次，系統(tǒng)功率和容量相互獨(dú)立，并且容量可在線恢復(fù)。

全釩液流電池技術(shù)的主要缺點(diǎn)包括：單位千瓦時電池成本是鉛炭、鋰離子電池的2-4倍，造成初始投資較高，但考慮到其循環(huán)次數(shù)是鉛炭、鋰離子電池的2-3倍，單次循環(huán)的度電成本與鉛炭、鋰離子電池相比也具有一定的競爭力;能量轉(zhuǎn)換效率較低，在70%左右;能量密度低，需要占用較多的土地和建筑資源;全釩液流電池正常運(yùn)行需要電解液循環(huán)泵等輔助設(shè)備，運(yùn)維相較其它電化學(xué)儲能技術(shù)更為復(fù)雜。

（四）鈉硫電池技術(shù)受國外壟斷

鈉硫電池可實(shí)現(xiàn)較高的儲能容量，電池運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)量非常少，循環(huán)壽命可達(dá)4000余次，并且已經(jīng)有10年以上的業(yè)績實(shí)證。但鈉硫電池需要300℃~350℃的高溫運(yùn)行條件，具有一定的安全運(yùn)行風(fēng)險。

鈉硫電池在國外應(yīng)用較為成熟，在全球范圍內(nèi)已建成200余座鈉硫電池儲能電站，其規(guī)模僅次于鋰離子電池。日本NGK公司在鈉硫電池系統(tǒng)研發(fā)方面處于國際領(lǐng)先地位，是全球唯一具有大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)鈉硫電池能力的企業(yè)。國內(nèi)鈉硫電池研制起步較晚，短期難以商業(yè)化推廣。

二

電池儲能技術(shù)分類及性能比較

從儲能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性來看，鋰離子電池有較強(qiáng)的競爭力，鈉硫電池和釩液流電池未形成產(chǎn)業(yè)化，供應(yīng)渠道受限，成本昂貴。從運(yùn)營和維護(hù)成本來看，鈉硫電池需要持續(xù)供熱，釩液流電池需要泵進(jìn)行流體控制，增加了運(yùn)營的成本，而鋰電池幾乎不需要維護(hù)。

數(shù)據(jù)來源：2018年4月，中信建投證券研究報告

三

磷酸鐵鋰電池的安全性論證

對于鋰電池來說，常見使用類型為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。三元鋰電池正極材料的分解溫度在200℃左右，磷酸鐵鋰電池正極材料的分解溫度在700℃左右。實(shí)驗(yàn)室測試環(huán)境下短路磷酸鐵鋰電池單體，基本不發(fā)出現(xiàn)著火的情況，三元鋰電池則不然，在使用三元鋰電池時尤其要對熱管理提出較高的要求，一旦出現(xiàn)過溫、過充、過流等異常情況基友可能造成起火、爆炸等嚴(yán)重后果，因而在安全性方面磷酸鐵鋰電池較三元電池而言有著絕對的優(yōu)勢;同時，三元鋰電池的理論壽命約為800次循環(huán)，而磷酸鐵鋰約為2000次以上，因而磷酸鐵鋰電池在循環(huán)壽命上具有絕對優(yōu)勢。

新能源客車安全技術(shù)管理規(guī)定測試要求及標(biāo)準(zhǔn)以磷酸鐵鋰技術(shù)指標(biāo)為測試驗(yàn)證指標(biāo)，尤其在熱失控及熱失控管理方面的實(shí)驗(yàn)要求也僅僅只有磷酸鐵鋰電池符合要求。公共設(shè)施首重安全，公共汽車等尤為嚴(yán)格，對此嚴(yán)格要求，僅僅只有磷酸鐵鋰電池滿足其要求。世博會期間，人流量高達(dá)45萬多人，且在夏天高溫情況下，磷酸鐵鋰電池大巴滿足運(yùn)載要求，未發(fā)生一例因磷酸鐵鋰電池引起安全事故，磷酸鐵鋰電池在如此惡劣的高溫環(huán)境下經(jīng)受住了考驗(yàn)，可見其安全性。

磷酸鐵鋰電池的全名是磷酸鐵鋰鋰離子電池，簡稱為磷酸鐵鋰電池。磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，難以分解，即便在高溫或過充時也不會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強(qiáng)氧化性物質(zhì)，因此擁有良好的安全性;磷酸鐵鋰為橄欖石結(jié)構(gòu)，材料熱穩(wěn)定性高，不會形成尖銳的結(jié)晶，刺穿隔膜，導(dǎo)致內(nèi)部短路;同時一些廠家采用了高安全性的六氟磷酸鋰電解質(zhì)，添加了阻燃添加劑和防爆添加劑，不會出現(xiàn)由于電解液而導(dǎo)致的安全故障。因此磷酸鐵鋰不出現(xiàn)燃燒、爆炸等危害。

磷酸鐵鋰具有嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝要求及質(zhì)量檢測要求。電池在無塵車間內(nèi)生產(chǎn)，生產(chǎn)線為全自動產(chǎn)線，對每個工序都進(jìn)行全程監(jiān)控并配有追溯系統(tǒng)。質(zhì)量部門對每批次都需進(jìn)行抽樣檢測，而針刺檢測是眾多測試實(shí)驗(yàn)中最為直觀驗(yàn)證磷酸鐵鋰電池安全可靠性實(shí)驗(yàn)。將針直接刺入電池殼體，此時電池發(fā)生內(nèi)部短路，而發(fā)生內(nèi)部短路的情況下，磷酸鐵鋰電池只是冒煙而無明火或爆炸現(xiàn)象。

根據(jù)國內(nèi)外儲能系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀和電池特點(diǎn)，磷酸鐵鋰電池具有高安全性，是儲能應(yīng)用技術(shù)最佳選擇。