鋰電池儲能產(chǎn)業(yè)亟待解決的 三大問題及建議

楊俊峰 代曉霞 李博洋

目前，儲能是發(fā)展前景廣闊的萬億級新興產(chǎn)業(yè)，其中鋰電池儲能是最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)方向，也是驅(qū)動能源革命的重要力量。2018年，全球儲能鋰電池出貨量同比增長90.2%，產(chǎn)業(yè)發(fā)展開始步入爆發(fā)式增長階段。然而，與此形成鮮明對比的是，鋰電池的質(zhì)量、壽命、安全等問題日益顯現(xiàn)，停機、著火事故頻發(fā)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展遭遇瓶頸。不難看出，鋰電池儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇與風險并存，亟需進行深入研究，找準問題精準施策。

鋰電池儲能應用潛力巨大

技術(shù)適應性強，應用范圍和場景廣闊。鋰電池儲能具有能量密度大、自放電小、無記憶效應、工作溫度范圍寬，以及可快速充放電、使用壽命長、環(huán)境污染小和不受地形限制等優(yōu)點，是目前儲能產(chǎn)品開發(fā)中適應性最好的技術(shù)路線，可以勝任各種復雜的場景，在發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)、電網(wǎng)側(cè)等主要儲能領域均有很強的競爭力。在發(fā)電側(cè)，鋰電池儲能主要應用于光儲電站、風儲電站、自動發(fā)電控制（AGC）調(diào)頻電站等;在用戶側(cè)，主要應用于通信基站、軌道交通、家庭儲能和備用電源等;在電網(wǎng)側(cè)，主要應用于變電站儲能、虛擬發(fā)電廠、微電網(wǎng)和調(diào)峰調(diào)頻等場景。

產(chǎn)業(yè)配套能力強，規(guī)模經(jīng)濟效應顯著。在新能源汽車銷量迅猛增長的帶動下，鋰電池行業(yè)也保持了良好發(fā)展勢頭。國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2018年，我國各類鋰電池產(chǎn)量124.2GWh，同比增長23.1%，這為鋰電池儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了堅實基礎。尤其是成本低、安全性較好的磷酸鐵鋰電池正迎來新一輪增長期，正極材料、負極材料、隔膜、電解液等關(guān)鍵材料市場持續(xù)擴張，產(chǎn)業(yè)配套能力不斷增強，有力支撐了鋰電池在儲能領域的大量應用。隨著鋰電池行業(yè)骨干企業(yè)的迅速成長，規(guī)模經(jīng)濟效應日益顯現(xiàn)，鋰電池價格成本大幅下降，在儲能領域應用的經(jīng)濟性更加可行。

產(chǎn)業(yè)融合延伸性好，將成為能源革命的重要支撐。以新能源、電動汽車、智能電網(wǎng)為代表的能源革命正在全球范圍內(nèi)深入發(fā)展，鋰電池儲能產(chǎn)業(yè)將成為推動新一輪能源變革的重要紐帶。第一，鋰電池儲能是新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要延伸和主要方向。鋰電池儲能設施的配套應用可有效解決新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性和并網(wǎng)技術(shù)問題，從而提高電能質(zhì)量，實現(xiàn)對新能源的高效利用。第二，鋰電池儲能與電動汽車產(chǎn)業(yè)高度融合、相輔相成，電動汽車在停放時可作為分布式儲能設施發(fā)揮移峰填谷作用，動力電池“退役”后還可作為儲能電池進行梯次利用。第三，儲能技術(shù)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，可提升電網(wǎng)運行的可靠性與靈活性。

制約鋰電池儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大問題

安全性存在隱患。過充、過放、過熱和機械碰撞等內(nèi)外部因素容易引起電池隔膜崩潰、內(nèi)部短路，導致熱失控進而引發(fā)安全問題。此外，鋰電池目前采用的電解液多為易燃或可燃的有機溶劑，增加了發(fā)生火災的隱患。傳統(tǒng)的安全消防措施往往并不能有效抑制鋰電池的熱失控，會造成初期火災迅速蔓延，進而演變?yōu)榇笠?guī)模的火災。2017年8月至2019年5月間，韓國接連發(fā)生了23起儲能電站火災事故，韓國政府曾一度暫停了所有正在運行的儲能電站項目，解決鋰電池儲能系統(tǒng)的安全問題成為重中之重。

政策標準及技術(shù)規(guī)范發(fā)展滯后。鋰電池儲能產(chǎn)業(yè)還處于孕育期，政策仍將是驅(qū)動市場發(fā)展的主要動力。目前，我國在該領域的相關(guān)戰(zhàn)略和政策研究不充分，缺乏有效的引導政策和激勵措施，不利于鋰電池儲能產(chǎn)業(yè)的進一步做大做強。此外，我國鋰電池儲能的技術(shù)標準制定工作尚處于起步階段，目前只發(fā)布了1項國標和3項團體標準。技術(shù)標準滯后已成為影響行業(yè)規(guī)范化發(fā)展的重要癥結(jié)，可能導致儲能項目設計過于簡單、性能指標模糊、檢驗測試缺乏和安全隱患大等問題。

項目檢測管理不系統(tǒng)、不深入。目前，在全國范圍內(nèi)，還沒有一家大規(guī)模的儲能鋰電池產(chǎn)品質(zhì)量綜合檢驗機構(gòu)，部分檢驗項目和參數(shù)設置分布在全國十多個檢驗機構(gòu)，大部分儲能用鋰電池產(chǎn)品的質(zhì)量、安全性檢驗，特別是高電壓、大電流、防爆等試驗在國內(nèi)仍處于缺失狀態(tài)。一系列的儲能電站事故暴露了儲能系統(tǒng)檢測和管理問題突出。在沒有對儲能系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性進行充分論證的情況下，不少公司或機構(gòu)就急于上馬儲能項目，系統(tǒng)測試與驗證期過短，有些技術(shù)門檻及安全措施沒能嚴格到位，倉促交付現(xiàn)象突出。

四點思考

開展鋰電池儲能重大戰(zhàn)略和政策研究。聚焦安全性、可靠性、能源轉(zhuǎn)化效率及壽命等關(guān)鍵問題，加強頂層規(guī)劃設計，研究制定鋰電池儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn)略規(guī)劃，明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標、突破方向和重點任務。研究促進鋰電池儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)路線圖，不斷完善政策機制和商業(yè)模式，培育龍頭骨干企業(yè)，引導利益相關(guān)方共同努力，加快推動鋰電池儲能項目的應用落地。

推進重點技術(shù)標準的研制與實施。協(xié)調(diào)有關(guān)單位和標準化組織機構(gòu)，組建鋰電池儲能標準化委員會和工作組。從系統(tǒng)應用的角度，全面開展對鋰電池儲能規(guī)劃、設計、制造、運行、維護和回收等重點標準的研制，建立全流程各環(huán)節(jié)相互支撐、協(xié)同發(fā)展的技術(shù)標準體系，重點推進安全與環(huán)保標準的研制。積極參與鋰電池儲能國際標準化活動，牽頭或參與研制鋰電池儲能的重要國際標準，提高國際影響力和話語權(quán)。開展鋰電池儲能技術(shù)標準的培訓和宣貫，推動標準的應用實施。

深入開展安全質(zhì)量檢測和認證。開展鋰電池儲能適應性檢測技術(shù)研究，開發(fā)高精度、高可靠性的測試技術(shù)和專用測試設備，提升檢測設備的智能化水平和測試效率。完善儲能電池電化學性能及安全性測試的評估方法與模型，增加運營管理階段的檢測頻率，研究和建立鋰電池儲能系統(tǒng)安全性檢測和認證制度。培育建設一批鋰電池儲能綜合檢測平臺和認證機構(gòu)，強化服務功能，防范和化解各類風險問題，推動鋰電池儲能產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

構(gòu)建鋰電池儲能項目全生命周期管理體系。牢固樹立全生命周期思想，針對目前鋰電池儲能項目建設和運營管理中存在的安全性、可靠性等問題，統(tǒng)籌考慮整個儲能系統(tǒng)的設計、制造、安裝、運行、維護和回收等全生命周期各階段的關(guān)鍵要素和管理要求，加快實現(xiàn)全流程、全要素的精細化、系統(tǒng)化管理。