4月17日凌晨,北京消防官方微博通報(bào),4月16日12時(shí)17分,北京市119指揮中心接報(bào)豐臺(tái)區(qū)南四環(huán)永外大紅門西馬廠甲14號(hào)院內(nèi)儲(chǔ)能電站起火的警情,調(diào)派15個(gè)消防站47輛消防車235名指戰(zhàn)員到場處置。14時(shí)15分許,在對(duì)電站南區(qū)進(jìn)行處置過程中,電站北區(qū)在毫無征兆的情況下突發(fā)爆炸,導(dǎo)致2名消防員犧牲,1名消防員受傷(傷情穩(wěn)定),電站內(nèi)1名員工失聯(lián)。經(jīng)初步調(diào)查了解,起火現(xiàn)場為北京國軒福威斯光儲(chǔ)充技術(shù)有限公司儲(chǔ)能電站。事發(fā)前,該電站正在進(jìn)行施工調(diào)試。
公開資料顯示,位于豐臺(tái)區(qū)大紅門集美家具城的儲(chǔ)能項(xiàng)目,分為兩期:一期項(xiàng)目建設(shè)屋頂光伏1.4MW,儲(chǔ)能12.7MWh,充電車位24個(gè),直流雙槍充電樁12套;二期擴(kuò)建工程包括屋頂光伏1.73MW,室外8MWh儲(chǔ)能及35套充電樁均已安裝就位,室內(nèi)20MWh儲(chǔ)能電池及相關(guān)直流控制及配電設(shè)備。項(xiàng)目一期日售電能力超過4萬度,相當(dāng)于在城市中心建設(shè)完成全新的小型能效電廠。
該項(xiàng)目是北京城市中心最大規(guī)模的商業(yè)用戶側(cè)儲(chǔ)能電站、最大規(guī)模的社會(huì)公共大功率充電站、第一個(gè)萬度級(jí)光儲(chǔ)充電站、第一個(gè)用戶側(cè)新能源直流增量配電網(wǎng),是北京市最大的光儲(chǔ)充示范項(xiàng)目工程。
事故對(duì)儲(chǔ)能行業(yè)的影響
北京豐臺(tái)這次涉事的儲(chǔ)能電站建設(shè)有25MWh的磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能。通常來看磷酸鐵鋰電安全性相對(duì)更高。不過從豐臺(tái)儲(chǔ)能電站事故來看,這一一向被視為安全性較好的技術(shù)路線處置不當(dāng)也可能產(chǎn)生安全問題。這次事故正在給業(yè)內(nèi)對(duì)于這一賽道的樂觀判斷在一定程度上“潑了冷水”。
據(jù)了解,事故發(fā)生后,北京已召開緊急會(huì)議,連夜展開涉及全市的儲(chǔ)能電站安全性排查。此次事故對(duì)于國內(nèi)儲(chǔ)能行業(yè)的負(fù)面影響有多大尚有待觀察。
一是事故將使用戶側(cè)儲(chǔ)能的步伐短期會(huì)有所放慢。尤其是跟工商業(yè)分布式光伏配套的大型儲(chǔ)能,“光伏+儲(chǔ)能+電動(dòng)車”的商業(yè)模式會(huì)受到階段性挑戰(zhàn)。北京市已經(jīng)做出了“全市要對(duì)類似儲(chǔ)能電站連夜排查,在建的要停下來”的指示,相信其他地區(qū)很快會(huì)跟進(jìn)。
二是儲(chǔ)能的標(biāo)準(zhǔn)化工作會(huì)加快并強(qiáng)化。2021年,政府引導(dǎo)、多方參與的儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化工作機(jī)制,系統(tǒng)的儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系,儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂和儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)國際化等工作將加快推進(jìn)。
三是相關(guān)方更加重視儲(chǔ)能的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。儲(chǔ)能電站的安全性,不僅僅是電池本體的安全,應(yīng)用方案更為重要?,F(xiàn)有電動(dòng)汽車的鋰電池管理,致力于避免出現(xiàn)人員傷亡,比如從冒煙到起火要有足夠預(yù)警時(shí)間讓人員撤離。盲目好大喜功,就忽略了這一點(diǎn),一旦出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn),就失控了。
四是劣質(zhì)供應(yīng)商會(huì)出清,不能僅僅依靠價(jià)格競爭獲得市場。儲(chǔ)能電站作為生產(chǎn)線資料,要測(cè)算經(jīng)濟(jì)回報(bào)率,通常會(huì)傾向選擇價(jià)格更低的供應(yīng)商。如果安全性要求提高,就會(huì)像電動(dòng)汽車行業(yè)一樣,低端鋰電池及系統(tǒng)集成商逐漸退出市場。
五是國有企業(yè)的投資運(yùn)營熱情會(huì)有所降低。儲(chǔ)能電站前期投入資金較大,回收周期較長,收益率并不豐厚,民營企業(yè)在此方面沒有優(yōu)勢(shì),如今風(fēng)險(xiǎn)問題凸顯,勢(shì)必會(huì)打擊國有企業(yè)甚至金融機(jī)構(gòu)的投資積極性。
去年相關(guān)部門已經(jīng)發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化工作的實(shí)施方案》,以期發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范和引領(lǐng)作用,促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。其中提出,到2021年,要形成政府引導(dǎo)、多方參與的儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化工作機(jī)制,推進(jìn)建立較為系統(tǒng)的儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系,加強(qiáng)儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂和儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)國際化。
儲(chǔ)能安全問題不容忽視
“安全”是儲(chǔ)能發(fā)展繞不開的話題。近年來,大到儲(chǔ)能電站,小到新能源車,起火事故時(shí)有發(fā)生。這些事故,除了電池本身缺陷外,還存在著很多亟待解決的系統(tǒng)問題。
自2017年8月韓國23個(gè)儲(chǔ)能電站起火事故發(fā)生以來,儲(chǔ)能安全問題就一直困擾著行業(yè)。近幾年儲(chǔ)能安全也是儲(chǔ)能發(fā)展繞不開的話題,目前儲(chǔ)能安全問題主要來自于電化學(xué)儲(chǔ)能。(根據(jù)《2020儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告》,僅在2019年,中國儲(chǔ)能項(xiàng)目新增裝機(jī)共計(jì)1228.4兆瓦,其中電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目新增裝機(jī)678.4兆瓦,占比第一,高達(dá)54.5%)
截至2019年底,鋰離子電池裝機(jī)占電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模的82.4%。鋰電池在使用過程中,通過鋰離子嵌入和拖出釋放能量。如果使用不當(dāng),如過充、高溫、碰撞等條件下可能會(huì)誘發(fā)電池內(nèi)部的熱化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致熱失控發(fā)生。“如果熱失控在電池模組內(nèi)發(fā)生傳播,會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的火災(zāi)事故的發(fā)生。”值得注意的是,熱失控會(huì)產(chǎn)生有毒和可燃?xì)怏w,而鋰離子電池的火災(zāi)撲救更困難,給消防帶來挑戰(zhàn)。
電池組(堆)是最大的安全隱患之一。目前全球主要儲(chǔ)能企業(yè)以傳統(tǒng)電池企業(yè)為主,技術(shù)類型上基本以兩大派系為主,即日韓三元鋰電池體系和中美磷酸鐵鋰電池體系。但也并不是說磷酸鐵鋰電池絕對(duì)安全。2018年8月初,我國江蘇一儲(chǔ)能項(xiàng)目中磷酸鐵鋰電池集裝箱起火并燒毀,但起火原因目前還未公布。
電池本體因素成為安全核心。儲(chǔ)能安全事故成因可劃分為電池本體、外部激源、運(yùn)行環(huán)境及管理系統(tǒng)四類。而電池本體因素仍是儲(chǔ)能安全的核心,其誘發(fā)安全事故的來源主要包括電池制造過程的瑕疵及電池老化帶來的儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性退化兩方面。電池在非常規(guī)的運(yùn)行環(huán)境及管理系統(tǒng)因素影響下,內(nèi)部老化過程更加復(fù)雜多變,并逐漸演變成安全問題。鑒于電池本體因素長周期演化特征,研究如何通過電池內(nèi)部老化機(jī)理、電池間不一致性演化及對(duì)應(yīng)的外部參數(shù)變化,實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性演化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)和早期預(yù)警,成為當(dāng)前鋰電池儲(chǔ)能安全管理的重點(diǎn)。有關(guān)專家表示,“受現(xiàn)階段管理系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)管控可靠性限制,對(duì)電池本體的充放電的電池荷電狀態(tài)(SOC)區(qū)間有必要適當(dāng)收緊。一般而言,鋰電池在20%~80%的SOC區(qū)間工作時(shí)充放電內(nèi)阻較小,發(fā)熱量也相應(yīng)較小,并且該區(qū)間工作不容易造成電池的過充過放問題,有利于規(guī)避因此產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。”
據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副教授段強(qiáng)領(lǐng)介紹,鋰電池在使用過程中,通過鋰離子嵌入和拖出釋放能量。如果使用不當(dāng),如過充、高溫、碰撞等條件下可能會(huì)誘發(fā)電池內(nèi)部的熱化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致熱失控發(fā)生。“如果熱失控在電池模組內(nèi)發(fā)生傳播,會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的火災(zāi)事故的發(fā)生。”值得注意的是,熱失控會(huì)產(chǎn)生有毒和可燃?xì)怏w,而鋰離子電池的火災(zāi)撲救更困難,給消防帶來挑戰(zhàn)。近年來,電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用提速,產(chǎn)品投運(yùn)周期越來越短,在安全標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善、監(jiān)管機(jī)制尚未建立的情況下,各國儲(chǔ)能安全事故時(shí)有發(fā)生。“必須正視這些關(guān)鍵問題。”以江蘇昆山儲(chǔ)能電站消防設(shè)計(jì)為例介紹,他們通過與國網(wǎng)江蘇省電力公司合作,在磷酸鐵鋰電池預(yù)制艙首次配置自動(dòng)滅火系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng),其中自動(dòng)滅火系統(tǒng)創(chuàng)新性集成應(yīng)用了七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)和高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng),設(shè)置了自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程手動(dòng)控制等4種控制模式,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)效用最大化,將電池運(yùn)行的安全系數(shù)提到最高。據(jù)悉,昆山儲(chǔ)能電站是世界單體容量最大的電網(wǎng)側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能電站,建設(shè)規(guī)模為110.88兆瓦/193.6兆瓦時(shí),總占地面積31.4畝,共配置88組預(yù)制艙式儲(chǔ)能電池,電池采用磷酸鐵鋰電池方案。風(fēng)險(xiǎn)防控與處置相結(jié)合。儲(chǔ)能安全技術(shù)問題的核心分為安全風(fēng)險(xiǎn)和安全處置,前者包括儲(chǔ)能系統(tǒng)及部件的電氣安全風(fēng)險(xiǎn)、機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)、化學(xué)安全風(fēng)險(xiǎn)、火災(zāi)安全風(fēng)險(xiǎn)、爆炸安全風(fēng)險(xiǎn)等多個(gè)維度。風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是認(rèn)知風(fēng)險(xiǎn)的核心內(nèi)容。接下來就是安全處置,包括參數(shù)量化準(zhǔn)入限制設(shè)定、產(chǎn)品防護(hù)設(shè)計(jì)、消防環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)、感知預(yù)警、緊急處理、運(yùn)維等。
如何解決儲(chǔ)能安全問題
一不要恐慌。從理論上來說,儲(chǔ)能項(xiàng)目的安全性都能通過工程技術(shù)手段去解決,因此沒必要引起恐慌。目前遇到的儲(chǔ)能事故,主要是有些技術(shù)門檻及安全措施沒有嚴(yán)格到位。
二不要將事故簡單的歸結(jié)到電池選擇上。目前來看,發(fā)生儲(chǔ)能安全事故的主要原因是鋰電易燃,伴隨有熱失控發(fā)生,但引發(fā)的事故點(diǎn)往往不是電池,我們看到更多的起因是由于電氣事故引發(fā)。安全是一個(gè)復(fù)雜的體系,不能簡單歸結(jié)到電池選擇上,配套系統(tǒng)同樣重要。
三不要以犧牲安全措施為代價(jià)壓低成本。目前國內(nèi)儲(chǔ)能項(xiàng)目招標(biāo)價(jià)格逼近成本價(jià),同時(shí)要求項(xiàng)目短期內(nèi)必須上馬,一方面低成本限制了系統(tǒng)安全措施的投入,另一方面?zhèn)}促交付會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)證期過短,無法充分論證安全性的問題。因此,在保證安全的前提下實(shí)現(xiàn)可接受的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要克服的挑戰(zhàn)。
四要盡快推進(jìn)安全標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)規(guī)范的制定。發(fā)生事故之后必須把起火的真實(shí)原因摸清,針對(duì)問題制定解決方案和整改措施。而滯后或空白的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,有關(guān)部門也要抓緊研究制定和出臺(tái)。中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)針對(duì)儲(chǔ)能安全需要也相繼開展了聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、檢測(cè)認(rèn)證等方面的研究制定工作,目前正在制定儲(chǔ)能系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)并擬開展相關(guān)評(píng)價(jià)工作,推動(dòng)行業(yè)的健康有序發(fā)展。
五要在儲(chǔ)能項(xiàng)目正式運(yùn)行之前經(jīng)過充分論證和安全評(píng)估。近一年來,中國、韓國、比利時(shí)的鋰電項(xiàng)目均出現(xiàn)了起火事故,但鋰電的主流廠商在歐美市場保持比較低的事故率,部分項(xiàng)目的安全使用時(shí)間已經(jīng)超過8年,國外很多有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)轉(zhuǎn)化成為規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。這充分說明雖然鋰電存在易燃、熱失控的風(fēng)險(xiǎn),但通過嚴(yán)格有效的管控、從安全角度提高準(zhǔn)入門檻,并經(jīng)過充分的安全測(cè)試與權(quán)威認(rèn)證是可以保障鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性的。
六要重視新型水電解液電池發(fā)展。大規(guī)模蓄電的儲(chǔ)能電站,務(wù)必將安全放在一切需要考慮的問題之首。儲(chǔ)能電站作為經(jīng)營單位,經(jīng)濟(jì)效益也很重要,應(yīng)該使用能量轉(zhuǎn)換效率高、壽命長、造價(jià)和運(yùn)行成本低、適當(dāng)兼顧比能量的電池。因此,當(dāng)前應(yīng)高度重視新型水電解液電池的發(fā)展與應(yīng)用:
1.大力發(fā)展能量轉(zhuǎn)換效率高于80%、造價(jià)低于2元/瓦時(shí)、循環(huán)壽命達(dá)10000次的新型液流電池;現(xiàn)有液流電池也應(yīng)提高到這個(gè)水平。
2.在持續(xù)治理鉛污染的同時(shí),積極支持研制比能量大于50瓦時(shí)/千克、循環(huán)壽命達(dá)3000次、價(jià)格低于0.6元/瓦時(shí)的新技術(shù)鉛酸電池。
3.鼓勵(lì)發(fā)展比能量大于50瓦時(shí)/千克、循環(huán)壽命達(dá)4000次、價(jià)格低于0.8元/瓦時(shí)、生產(chǎn)-回收全過程環(huán)境友好的新型水電解液儲(chǔ)能電池。
在合適的進(jìn)、出電價(jià)條件下,使用上述電池的蓄電站均有可能取得YCC(規(guī)模蓄電技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的判據(jù))指數(shù)達(dá)1.0的運(yùn)行效果,且有較高的安全保障。
專家觀點(diǎn)
新能源行業(yè)專家們認(rèn)為,“鋰離子電池不容易點(diǎn)燃,但是一旦變成火災(zāi)時(shí),其火焰強(qiáng)度無法使用水滅火,還會(huì)出現(xiàn)如煙花一般的連環(huán)爆炸。雖然ESS儲(chǔ)能系統(tǒng)普及是值得贊揚(yáng)的,但需要政府或安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)此保持重視,至少要具備最小限度的安全概念,需要對(duì)已安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行全方位檢查”。
中國科學(xué)院電工所儲(chǔ)能技術(shù)組組長陳永翀教授認(rèn)為,現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的鋰離子電池應(yīng)用于規(guī)模儲(chǔ)能,尚存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn),需要?jiǎng)?chuàng)新突破。尤其是三元鋰電池,即使是電池系統(tǒng)的外部電壓在正常的范圍內(nèi),經(jīng)過一段時(shí)間的使用后,也很難保證電池內(nèi)部材料電化學(xué)性能的均一性,局部活性區(qū)域容易出現(xiàn)過充或過放,造成鋰枝晶短路或電解液分解,繼而引發(fā)電池的熱失控,發(fā)生燃燒甚至爆炸。
陳永翀指出,目前的儲(chǔ)能鋰電池系統(tǒng)缺乏內(nèi)部可控的安全設(shè)計(jì),一旦某個(gè)電池出現(xiàn)熱失控,很容易導(dǎo)致電池系統(tǒng)的整體失控。因此,鋰電池應(yīng)用于電力儲(chǔ)能,還需要較大的技術(shù)突破,以解決安全和壽命問題。另外,儲(chǔ)能電池的應(yīng)用安全標(biāo)準(zhǔn)也需要建立起來,避免安全事故的發(fā)生。
中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)秘書長劉勇表示,截至目前,業(yè)界主要目光集中在儲(chǔ)能應(yīng)用的商業(yè)模式創(chuàng)新上,而隨著儲(chǔ)能項(xiàng)目在新能源發(fā)電、電網(wǎng)側(cè)、工商業(yè)用戶側(cè)、電力輔助服務(wù)、微電網(wǎng)、光儲(chǔ)充電站、能源互聯(lián)網(wǎng)、智慧能源、數(shù)據(jù)中心、節(jié)能改造、岸電改造等眾多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,以及儲(chǔ)能電站規(guī)模逐步向兆瓦級(jí)、幾十兆瓦級(jí)甚至百兆瓦級(jí)大力推進(jìn),如何做好儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化與安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施將顯得尤為重要。劉勇指出,希望目前暴露出來的安全風(fēng)險(xiǎn)要引起相關(guān)主管部門重視,項(xiàng)目業(yè)主要積極做好相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)安全評(píng)估和預(yù)案措施,同時(shí),要從目前全球儲(chǔ)能項(xiàng)目中暴露出來的安全風(fēng)險(xiǎn)中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并著力構(gòu)建產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),共同推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。
全釩液流電池安全性優(yōu)勢(shì)凸顯
作為儲(chǔ)能領(lǐng)域里的新秀,全釩液流電池的安全性優(yōu)勢(shì)凸顯。全釩液流電池利用不同價(jià)態(tài)釩離子之間的相互轉(zhuǎn)化,通過儲(chǔ)存、釋放化學(xué)能從而實(shí)現(xiàn)充放電的過程。與目前儲(chǔ)能電站的主流電池——使用非水電解液的鋰電池不同,由于全釩液流電池電解質(zhì)離子存在于水溶液中,發(fā)生過熱、爆炸的可能性大大降低,液流電池的安全性能讓其在電池領(lǐng)域脫穎而出。
“坦率地講,鋰電池仍面臨著安全性問題的挑戰(zhàn)。鋰電池導(dǎo)致的爆炸事故不僅是經(jīng)濟(jì)損失的問題,也可能帶來嚴(yán)重的人身傷害。”中科院大連化學(xué)物理研究所潔凈能源國家實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)能技術(shù)研究部部長張華民表示,“但全釩電池是稀硫酸和釩的水溶液,只要管理得當(dāng)就不存在爆炸的危險(xiǎn)。”
北京普能世紀(jì)科技有限公司在全國多地建有全釩液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目,該公司亞太區(qū)經(jīng)理匡楨仁告訴記者,“與鋰電池相比,全釩液流電池的特點(diǎn)很突出。最大的特點(diǎn)是安全,全釩液流電池可以做到兆瓦級(jí)、百兆瓦級(jí),在電動(dòng)汽車的規(guī)模上做鋰電池比較適合,但是做大了就沒那么安全。”
同時(shí),張華民指出,全釩液流電池另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于,其電解液在廢棄回收處理后,能夠?qū)崿F(xiàn)重復(fù)利用。近年來,隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張,大量報(bào)廢的鋰電池由于含有重金屬鎳與鈷,需要進(jìn)行大規(guī)模的環(huán)?;厥仗幚恚@也成為了行業(yè)內(nèi)亟需解決的問題。但全釩液流電池的充放電主要是釩離子價(jià)態(tài)變化,張華民指出,“電解液在充放電不會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì),也不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染物,回收經(jīng)過處理后仍有利用價(jià)值,相當(dāng)于是‘半永久’、可以保值的產(chǎn)品。”
值得一提的是,除安全、可回收等優(yōu)勢(shì)外,全釩液流電池生命周期相對(duì)更長,目前所建儲(chǔ)能電站使用壽命均可達(dá)15年左右。“全釩液流電池儲(chǔ)能電站建設(shè)成本更高,但度電成本可能比鋰電池更低。”匡楨仁說。
《儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)》編委會(huì)副主任、中國化工學(xué)會(huì)儲(chǔ)能工程專業(yè)委員會(huì)委員、清華大學(xué)教授王保國表示,在儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展方面,從專業(yè)層面上應(yīng)符合四項(xiàng)基本準(zhǔn)則。第一是安全性,要優(yōu)先選擇具有安全特征的技術(shù),比如水溶液就不容易著火、爆炸。在這里我們并不是說鈉硫電池不好,但鈉硫電池需要的條件比較苛刻。另外,也要避免使用可燃性氣體。第二,要堅(jiān)持資源可持續(xù)原則。我們需要考慮電池消耗的資源是不是可以再利用?如果不能再利用,將來的價(jià)格將會(huì)無法控制。第三是環(huán)境友好?,F(xiàn)在環(huán)境法規(guī)越來越嚴(yán)格,我們?cè)谑褂眠^程中不能只看一個(gè)產(chǎn)品,還要從原材料生產(chǎn)、制造、使用等整個(gè)生命周期來考量,是否符合環(huán)境要求。第四個(gè)原則是社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益原則。企業(yè)的目的是要賺錢,因此儲(chǔ)能技術(shù)一定要能夠創(chuàng)造價(jià)值。如果一種新研發(fā)的技術(shù)不能產(chǎn)生新的社會(huì)價(jià)值,就無法給社會(huì)創(chuàng)造新的財(cái)富。
全釩液流電池在安全性方面表現(xiàn)突出的同時(shí),其成本近年來也在顯著下降。有預(yù)測(cè)認(rèn)為,到2025年度電成本有望降低至2000元。“全釩液流電池的研究開發(fā)時(shí)間相對(duì)比較短,目前國家對(duì)液流電池的支持力度也相對(duì)較小,從科研經(jīng)費(fèi)、產(chǎn)業(yè)扶持角度來看,國家對(duì)全釩液流電池投入遠(yuǎn)小于對(duì)鋰電池的投入。要形成像鋰電池一樣,從材料到應(yīng)用完整的產(chǎn)業(yè)鏈仍需要時(shí)間。”張華民坦言。
另外,受限于釩在水中的溶解度,相較于鋰電池和另一儲(chǔ)能“熱點(diǎn)”全固態(tài)電池,全釩液流電池始終存在能量密度低的劣勢(shì)。電解質(zhì)水溶液導(dǎo)致電池體積相對(duì)更大,需要配套復(fù)雜的管道系統(tǒng),因此液流電池不適合電動(dòng)汽車等移動(dòng)裝置,僅限于固定式儲(chǔ)能,例如儲(chǔ)能電站等。
盡管應(yīng)用仍受到限制,多位業(yè)內(nèi)專家均對(duì)其表示了信心。“如果加大投入,全釩液流電池從性能、成本控制上仍有很大的發(fā)展空間,遠(yuǎn)沒有觸到‘天花板’。”張華民說。在低溫或者極高溫的環(huán)境下,全釩液流電池比鋰電池及鉛酸電池將更加安全與可靠,仍舊有其專屬的特定市場需求。
原標(biāo)題:北京儲(chǔ)能電站爆炸事故凸顯全釩液流電池安全