爲防範電化學儲能電站火災事故,三元電池和鈉硫電池被攔在門外。這意味着,除了性能、成本等市場競爭因素之外,上述兩種電池在政策方面也處於劣勢。

中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池,不宜選用梯次利用動力電池;選用梯次利用動力電池時,應進行一致性篩選並結合溯源數據進行安全評估。近日,國家能源局發佈《防止電力生產事故的二十五項重點要求(2022年版)(徵求意見稿)》提出上述要求。

“這項政策實際影響不算大,因爲受制於成本因素,國內主要的儲能路線已經是磷酸鐵鋰電池,梯次利用的退役電池效益也不好,應用的並不多。政策的主要目的是強調儲能電站安全第一。”鑫欏資訊研究員張金惠告訴證券時報·e公司記者。

國內外曾有多起儲能電站安全事故引發關注。去年4月,北京市豐臺區一座儲能電站起火,致兩名消防員犧牲,一名員工失聯。事故原因是電站磷酸鐵鋰電池發生內短路故障,引發電池熱失控起火。去年7月,特斯拉在澳大利亞維多利亞州的儲能單元於測試期間發生火災,大火持續三天才得到控制。該項目是目前澳大利亞最大的電化學儲能項目,採用三元電池。

目前國內儲能方案包括抽水儲能、壓縮空氣儲能和電池類儲能;電池類儲能又具體分爲鉛酸電池、鈉硫電池、液硫電池和鋰離子電池等。由成本較低,抽水儲能是當前的主流方案。招銀國際研報數據顯示,抽水儲能當前市場份額達86.3%,鋰離子電池爲11.21%。

不過,隨着風光發電規模提升,以鋰電池爲代表的新型電化學儲能市場前景廣闊。上述研報顯示,鋰離子電池目前在新型儲能中佔比爲90%。截至2021年底,中國新型儲能累計裝機規模只有5.73GW,假設以發改委2025年規模30GW目標計算,年複合增速高達51%。

鋰電池當前主流技術路線爲三元和磷酸鐵鋰兩種,二者在新能源汽車領域較量多年,如今市場爭奪之勢又蔓延到儲能領域。其中,磷酸鐵鋰因循環壽命長、安全性高且成本較低受到市場青睞,因此也被認爲是儲能領域的優先選項。

真鋰研究創始人墨柯告訴證券時報·e公司記者,國內儲能領域幾乎一邊倒的選擇磷酸鐵鋰,成本是重要的考量。三元儲能在海外的應用比較普遍,比如特斯拉就用高三元方案做了很多大項目,說明其安全性還是有解決方案的,另外隨着固態電池技術成熟,三元安全性也可以得到提升,“這次政策禁用三元,可能也有限制海外大廠到中國儲能市場的考慮。”

除了新生產的電池之外,退役的動力電池也可以被梯次利用在儲能領域。由於三元電池含鎳、鈷、錳等貴金屬,因此退役後多被拆解回收,而磷酸鐵鋰電池更多被梯次利用。但在近兩年鋰資源價格飆升的背景下,磷酸鐵鋰電池也具備了拆解回收的經濟效益。

按照上述徵求意見稿要求,梯次利用的電池需要經過嚴格的安全性評估。墨柯表示,目前來看梯次利用的電池更適合做一些小型的產品,比如家用儲能等,但在中大型項目上安全性沒辦法掌控,電芯一致性較差意味着需要非常頂尖的電池管理系統,這一點國內還很難做到。

徵求意見稿禁用的另一種產品是鈉硫電池,它同樣屬於鈉電池體系,但不同於寧德時代等公司正在研發量產的品種。

招銀國際介紹稱,鈉硫電池正極由液態的硫組成,負極由液態的鈉組成,電池運行溫度需保持在 300°C以上,以使電極處於熔融狀態。其在國內幾乎沒有規模化應用,主要短板在於安全性較差。據悉,日本NGK是全球唯一實現鈉硫電池商業化量產的公司。

“鈉硫電池的出現比鈉離子電池要早,但應用實踐過程中出現了很多安全事故,之後這條路線基本被放棄了,全球可能只有一兩個項目在用。從經濟性方面看,鈉硫電池也因爲規模小而成本較高。鋰電池方面也有對應的鋰硫電池和鋰離子電池,其性能問題也是類似。”墨柯表示。

國內多家電池廠商已經在研發不同化學體系的鈉離子電池。寧德時代和容百科技等公司選擇普魯士藍/白類技術路線,而中科海鈉、鈉創新能源則發力層狀氧化物方向。

鈉離子電池在儲能領域的應用廣受看好。除了資源豐富、電化學性能相對穩定的優勢之外,其成本優勢也頗爲顯著。據中科海鈉官網數據顯示,即便遠期鋰價回落至15萬/噸中樞,鈉離子電池原料成本相較鋰電池,仍可低30%-40%。

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