楊裕生院士：發(fā)展化學(xué)儲(chǔ)能有助于解決“棄風(fēng)”“棄光”難題

　亟待消除化學(xué)儲(chǔ)能偏見

　　

現(xiàn)在，仍有部分電力系統(tǒng)人士認(rèn)為，“應(yīng)用化學(xué)儲(chǔ)能代價(jià)太大，要加價(jià)4-6元”，實(shí)際上，隨著技術(shù)發(fā)展，化學(xué)儲(chǔ)能的成本已下降。

　　

近五年來，鉛炭電池壽命延長(zhǎng)了好幾倍，磷酸鐵鋰電池的壽命延長(zhǎng)至萬次，價(jià)格降到了幾年前的1/5。

　　

當(dāng)前，無論是鋰離子電池還是鉛炭電池,儲(chǔ)能一度電的加價(jià)約為0.3元左右。在峰谷電價(jià)有合理差別情況下，將谷電（包括“三北”風(fēng)電）通過化學(xué)儲(chǔ)能時(shí)移至用電高峰期，對(duì)發(fā)電、輸電、用電各個(gè)環(huán)節(jié)都有好處。

　　

回收是化學(xué)儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)，只要精準(zhǔn)施策，其回收處置完全可以做好，從而避免對(duì)環(huán)境的污染。

　　

總之，不能因?yàn)閭�(gè)別歷史遺留問題，影響對(duì)化學(xué)儲(chǔ)能積極作用的評(píng)價(jià)。

　

　不同化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)各有優(yōu)劣

　　

鉛炭電池安全性有保障。儲(chǔ)能應(yīng)把安全性放在第一位。以水溶液為電解液的鉛炭電池不含可燃物，安全性有保障。

　　

工信部將鉛炭電池列入“強(qiáng)基工程”支持企業(yè)發(fā)展，形成了規(guī)模化產(chǎn)能。2016年-2017年，相關(guān)主管部門先后四次發(fā)文鼓勵(lì)鉛炭電池發(fā)展：國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030年）》；國(guó)家發(fā)改委、工信部、國(guó)家能源局發(fā)布《中國(guó)制造2025—能源裝備實(shí)施方案》；工信部發(fā)布《輕工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》；國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部、科技部、工信部、國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》。

　　

目前，我國(guó)有小至幾十千瓦時(shí)、大至百兆瓦時(shí)的20多個(gè)鉛炭電池儲(chǔ)能電站，已安全運(yùn)行多年。

　　

我國(guó)鉛炭電池不僅應(yīng)用在國(guó)內(nèi)的儲(chǔ)能電池，也應(yīng)用在德國(guó)等海外的調(diào)頻電站中，運(yùn)行良好。在國(guó)外，“古老”“落后”“污染”不是鉛炭電池的標(biāo)簽。

　　

鋰離子電池儲(chǔ)能有利也有弊。鋰離子電池具有比能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，近年來，受益于電動(dòng)汽車的拉動(dòng)，其價(jià)格迅速下降，并廣泛應(yīng)用于信息技術(shù)、航空航天及儲(chǔ)能領(lǐng)域。引人注目的是，韓國(guó)建立了幾百個(gè)以三元材料為正極的鋰離子電池儲(chǔ)能電站，單站規(guī)模達(dá)十兆瓦時(shí)級(jí)。因此，我國(guó)也有人士認(rèn)同此技術(shù)路線，用三元鋰離子電池建儲(chǔ)能電站。

　　

數(shù)據(jù)顯示，從2017年8月到2019年5月，韓國(guó)共發(fā)生23起儲(chǔ)能電站火災(zāi)，甚至還引發(fā)爆炸。盡管關(guān)于火災(zāi)的調(diào)查結(jié)果未指向任何一家涉事企業(yè)，甚至認(rèn)為主要起因并非三元鋰電池。但不可否認(rèn)的是，大火燃燒的是電池中的有機(jī)電解液，蔓延的大火令電站損失嚴(yán)重。因此，鋰離子電池用于大規(guī)模儲(chǔ)能電站，應(yīng)該慎重。

　　

相比之下，鉛炭電池更安全，其沒有可燃的有機(jī)溶劑，即使電氣系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，也不會(huì)引發(fā)大火、遭受電站燒毀的重大損失。磷酸鐵鋰電池不易產(chǎn)生助燃的氧，安全性高；且磷酸鐵鋰電池壽命長(zhǎng)，使用成本低，可在一定規(guī)模的儲(chǔ)能電站中使用。

　　

各種體系的液流電池競(jìng)相發(fā)展。液流電池安全性高，壽命很長(zhǎng)；體系繁多，各有千秋。

　　

　　

需要注意的是，液流電池實(shí)際上是一個(gè)電化工廠，與通常生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的化工廠不同，其產(chǎn)品是直流電，運(yùn)行要比固定電解液的儲(chǔ)能電池復(fù)雜得多，運(yùn)行成本相對(duì)較高。因此，需要通過縝密的經(jīng)濟(jì)可行性分析加以選擇。

　　化學(xué)儲(chǔ)能競(jìng)爭(zhēng)力可期

　　

目前，已建成的化學(xué)儲(chǔ)能站規(guī)模達(dá)百兆瓦時(shí)，在此基礎(chǔ)上再逐漸擴(kuò)大規(guī)模至千兆瓦時(shí)（即百萬千瓦時(shí)）應(yīng)不存在技術(shù)難題�；瘜W(xué)儲(chǔ)能電站造價(jià)目前大致可控制在1200元人民幣/千瓦時(shí)，與抽水蓄能電站造價(jià)（6800-7000元/千瓦,6小時(shí)發(fā)電）相當(dāng)；但其選址的靈活性、快速響應(yīng)性等優(yōu)勢(shì)，則是抽水蓄能電站所不及。因而，可在不同場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)兩者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

　　

化學(xué)儲(chǔ)能電站因能量轉(zhuǎn)換效率高（以85%計(jì)），與抽水蓄能電站（能量轉(zhuǎn)換效率以70%計(jì)）比，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益將高出約20%（進(jìn)、出電價(jià)均分別按0.3元和1.0元計(jì)）。較短的投資回收期完全可以彌補(bǔ)其壽命稍短的不足。

　　

我們專為大規(guī)模儲(chǔ)能電站研制新型水系電池，其比能量接近鋰離子電池，但安全性優(yōu)勢(shì)明顯；價(jià)格接近鉛炭電池，但環(huán)保性優(yōu)勢(shì)明顯；壽命接近液流電池，但方便性優(yōu)勢(shì)明顯。目前，工作已有顯著進(jìn)展，正擇機(jī)融資擴(kuò)大研制規(guī)模。

　　

此外，我們已研制出一種塑鉛復(fù)合板柵，其重量?jī)H為相同尺寸鉛板柵的47%。使用該板柵，鉛酸電池生產(chǎn)流程不需變動(dòng)，電池用鉛量減少，比能量提高30%，成本顯著下降，其儲(chǔ)能競(jìng)爭(zhēng)力將相應(yīng)上升。

　　儲(chǔ)能發(fā)展的幾點(diǎn)建議

　　

化學(xué)儲(chǔ)能創(chuàng)新前景廣闊，必將有力地推動(dòng)可再生能源高效利用。為切實(shí)推動(dòng)化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展，建議：

　　

1.各部委拿出切實(shí)執(zhí)行所發(fā)文件的具體政策和辦法，將清潔能源從字面落到實(shí)處。普遍實(shí)行峰谷電價(jià)，以合理拉大峰谷電價(jià)差的政策代替普遍降低工業(yè)用電電價(jià)的政策，這有利于充分發(fā)揮儲(chǔ)能在整個(gè)電力系統(tǒng)中的作用，消化各種來源的谷電。同時(shí)，要用經(jīng)濟(jì)手段抑制煤電的生產(chǎn)擴(kuò)張、克服地方保護(hù)主義和部門利益。

　　

2.目前，我國(guó)可再生能源發(fā)電量占比仍不高，大力推動(dòng)可再生能源發(fā)電，就必然需要儲(chǔ)能來配合，以避免大量“棄風(fēng)”、“棄光”的窘境。因此，政府要大力支持儲(chǔ)能技術(shù)（包括儲(chǔ)能的專用電池）創(chuàng)新，要鼓勵(lì)建立儲(chǔ)能電站，發(fā)放貼息（低息甚至無息）貸款或是一種行之有效的途徑。

　　

3.電力系統(tǒng)要突破部門利益束縛，從節(jié)能減排的高度重視化學(xué)儲(chǔ)能的作用。