日前，麻省理工學(xué)院能源倡議組織提交的一份新的研究報告警告說，儲能行業(yè)有可能面臨過早地建立主導(dǎo)技術(shù)的風(fēng)險，可能放棄或錯過了更加適合公用事業(yè)規(guī)模儲能應(yīng)用的儲能技術(shù)。

近日在由美國信息技術(shù)和創(chuàng)新基金會主辦的一次活動中，這個調(diào)查研究報告的作者之一，麻省理工學(xué)院華盛頓辦公室前主任William Bonvillian說，“技術(shù)鎖定將存在一定的風(fēng)險。”

Bonvillian表示，鋰離子電池在市場中的主導(dǎo)地位可能會阻礙放電更長時間的儲能技術(shù)的市場進(jìn)入。他說，“一些能夠改善儲能的技術(shù)研究可能會因此擱淺。”

當(dāng)這種主導(dǎo)儲能設(shè)計推出可執(zhí)行相同功能的備選方案時，就會發(fā)生技術(shù)鎖定的情況。這可能是有益的，因為它加速了創(chuàng)新過程，并降低了主導(dǎo)儲能技術(shù)的成本，從而擴(kuò)大了采用。這就是鋰離子電池發(fā)展所發(fā)生的情況。

調(diào)研機(jī)構(gòu)GTM Research最近的一份報告表明，2017年第四季度鋰離子電池在美國儲能市場的份額為98.8%，使該技術(shù)連續(xù)第13個季度成為市場領(lǐng)導(dǎo)者。在最近的另一份報告中，GTM公司預(yù)測到2022年存儲系統(tǒng)價格將以每年8%的速度下降。

技術(shù)鎖定的風(fēng)險

另一方面，技術(shù)鎖定會帶來一些風(fēng)險。其中一個風(fēng)險就是市場過度集中。該報告稱，更令人擔(dān)憂的風(fēng)險是，可能會改善儲能主導(dǎo)設(shè)計的技術(shù)創(chuàng)新將陷入困境，并且從未完全成熟。

報告作者表示，鋰離子電池適用于電動汽車和電子產(chǎn)品，但不一定是電網(wǎng)的理想選擇，鋰離子電池的市場鎖定使得替代儲能技術(shù)的生產(chǎn)商難以在市場上生存，更不用說繼續(xù)創(chuàng)新和規(guī)模化發(fā)展。這可能會阻止可能放電時間更持久、循環(huán)壽命更長的更加優(yōu)化的替代儲能技術(shù)的進(jìn)入。

David Hart是信息技術(shù)與創(chuàng)新基金會的高級研究員，也是這個調(diào)查報告的作者之一。他指出，目前已經(jīng)出現(xiàn)了兩種跡象。“鋰離子電池的優(yōu)勢已經(jīng)使替代儲能技術(shù)難以進(jìn)入實施階段，全球規(guī)模的公司正在擴(kuò)大鋰離子電池的生產(chǎn)。”Hart說。報告中表明，全球五大鋰離子電池生產(chǎn)商計劃到2020年實現(xiàn)產(chǎn)量增長到三倍。

太陽能電池也有類似的發(fā)展模式。太陽能發(fā)電產(chǎn)品生產(chǎn)商加大了光伏板的生產(chǎn)力度，也為替代太陽能技術(shù)的制造商帶來了壓力，甚至迫使它們退出市場。

2017年4月，兩家美國太陽能產(chǎn)品生產(chǎn)商Suniva公司和SolarWorld公司向美國國際貿(mào)易委員會(ITC)投訴這樣的貿(mào)易行為。今年 1月該委員會宣布對外國光伏板征收30%的關(guān)稅。

Hart說，“存在一些已經(jīng)發(fā)生的問題，我們的競爭對手并不是按照相同的規(guī)則行事。”這指的是一些國家的鋰離子電池制造能力的提升。他表示，“美國在這方面做得并不好，這使企業(yè)競爭處于劣勢。”

鋰離子電池的風(fēng)險

此外，大量的資金投入到擴(kuò)大生產(chǎn)鋰離子電池的項目中，這就增加了其他競爭者僅靠價格競爭的壓力。鋰離子成本曲線是其他各種應(yīng)用的技術(shù)的總和，但主要用于電動車輛和電子產(chǎn)品，因此它不能準(zhǔn)確反映用于實際應(yīng)用的鋰離子電池的成本。

液流電池制造商Ambri公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼商業(yè)化高級副總裁，首席技術(shù)官David Bradwell表示，公用事業(yè)規(guī)模的鋰離子電池的成本具有一些獨(dú)特的特性，并未在許多鋰離子成本曲線預(yù)測中得到充分反映。

Bradwell指出，鋰離子電池也容易受到原材料風(fēng)險的影響，因為它們使用金屬鈷，最近其價格翻了一番。鎳也可以用作一種替代品，但這種折衷是將會減少鋰離子電池循環(huán)壽命。 “這對電動汽車的應(yīng)用來說沒有問題，但它不適用于電網(wǎng)應(yīng)用。”Bradwell說。

其他儲能技術(shù)

麻省理工學(xué)院的研究論文提到了許多類型的儲能技術(shù)，例如，壓縮空氣儲能和動力學(xué)儲能等，但是被視為鋰離子電池主要競爭對手的技術(shù)是液流電池技術(shù)。

液流電池通過電解質(zhì)的交換來存儲和產(chǎn)生電流。與鋰離子電池不同，液流電池可以實現(xiàn)幾乎無限地充放電循環(huán)。通過調(diào)節(jié)容納電解質(zhì)的容器的大小，液流電池電池能夠比鋰離子電池更容易地擴(kuò)展和縮減以滿足放電需求。

然而，與鋰離子電池不同，各種液流電池仍在進(jìn)行激烈的技術(shù)競爭。液流電池的回程效率比鋰離子電池的回程效率低很多，這是因為在電解槽之間移動電解質(zhì)所需的泵的寄生負(fù)載的原因。然而，液流電池的主要優(yōu)勢在于它們能夠通過放大電解質(zhì)儲存池，來提供較長的放電持續(xù)時間。盡管如此，液流電池仍然難以在市場上獲得廣泛認(rèn)可。

“這絕對是一場艱苦的戰(zhàn)斗。”液流電池生產(chǎn)商Primus Power公司的業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理Paul Ferrera表示。他指出，鋰離子電池可以持續(xù)放電四個小時，正在適應(yīng)電網(wǎng)規(guī)模的應(yīng)用。他說，對于很多應(yīng)用來說(比如變電站切換或從太陽能發(fā)電峰值到傍晚升高的能量轉(zhuǎn)換)，液流電池是一個更加可行的選擇。

“液流電池最大的優(yōu)勢是原材料成本低。”Ferrera說。Primus Power公司已將鋅溴液流電池的原材料成本降至50-60美元/千瓦時，而鋰離子電池的原材料成本約為125-150美元/千瓦時。

由于Primus公司的液流電池技術(shù)不需要采用離子交換膜，并且可以使用單個流動回路進(jìn)行電解液交換，因此Ferrera聲稱的獨(dú)特的液流電池與鋰離子電池的成本相當(dāng)。“我們的液流電池的價格可以與鋰離子電池進(jìn)行競爭。”他說。

流程優(yōu)勢

Ferrera表示，他相信，隨著今后的生產(chǎn)制造變得更加高效，液流電池技術(shù)將以成本為基礎(chǔ)迅速超越鋰離子電池。他說，液流電池不會降低使用率，并減少了更換電池成本的需要，也不會降低項目的建設(shè)成本，從而降低了儲能項目的生命周期成本。

Ferrera表示，液流電池特別適用于旨在幫助解決“鴨子曲線”問題的項目，因為它能夠在白天存儲大量電力，并在夜間高峰時段將電量釋放到極限。他說，“我們的液流電池非常適合解決鴨子曲線的問題，它可以實施100%的放電和無限次的循環(huán)。”

但Ferrera承認(rèn)，鋰離子電池在市場地位方面具有一些優(yōu)勢，該技術(shù)具有30年或40年的發(fā)展歷史，并且許多公司得到大量資產(chǎn)負(fù)債表的支持，能夠承受負(fù)利潤率。“我們的公司的發(fā)展歷史只有九年，但我們認(rèn)為儲能市場足夠大。”Ferrera說。

他表示，鋰離子電池將繼續(xù)成為短期應(yīng)用和移動應(yīng)用的市場贏家，并且仍然得到那些空間和功率密度有限的客戶的關(guān)注。但是，越來越多的公用事業(yè)公司開始了解液流電池在長時間儲能方面的優(yōu)勢。

Ferrera表示，Primus Power公司目前正處于過渡期，將從示范項目轉(zhuǎn)向商業(yè)生產(chǎn)。他說，“我們推出了一些商業(yè)項目，在本季度就有5到8個。”

Primus公司也是政府資助的接受者，麻省理工學(xué)院的論文作者希望看到更多的措施來鼓勵發(fā)展儲能技術(shù)的多樣性。其論文為政策制定者提出了若干建議，如擴(kuò)大研發(fā)資金，為以新興技術(shù)為重點的儲能提供稅收抵免，并與國際盟友合作打擊不公平的貿(mào)易行為等。

美國能源部高級研究計劃署日前宣布了一項耗資3000萬美元的長期儲能資金計劃，主要針對可以提供10小時至100小時儲能設(shè)備。

Hart說，創(chuàng)建一個利基市場可以創(chuàng)造一個增長平臺。例如，他列舉了創(chuàng)建太陽能利基市場的例子。

幾年前，風(fēng)電曾是占市場主導(dǎo)地位的可再生能源技術(shù)。為了鼓勵太陽能的發(fā)展，美國許多州都部署了太陽能開發(fā)項目，而以類似的方式，美國各州可以為成熟的儲能技術(shù)開辟一個新的領(lǐng)域，而不是成熟的技術(shù)。Hart表示，“我相信市場需求的作用，但有時它們必須平衡一些。”