鋰電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)亟待解決的 三大問(wèn)題及建議

楊俊峰 代曉霞 李博洋

目前，儲(chǔ)能是發(fā)展前景廣闊的萬(wàn)億級(jí)新興產(chǎn)業(yè)，其中鋰電池儲(chǔ)能是最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)方向，也是驅(qū)動(dòng)能源革命的重要力量。2018年，全球儲(chǔ)能鋰電池出貨量同比增長(zhǎng)90.2%，產(chǎn)業(yè)發(fā)展開(kāi)始步入爆發(fā)式增長(zhǎng)階段。然而，與此形成鮮明對(duì)比的是，鋰電池的質(zhì)量、壽命、安全等問(wèn)題日益顯現(xiàn)，停機(jī)、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(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)并存，亟需進(jìn)行深入研究，找準(zhǔn)問(wèn)題精準(zhǔn)施策。

鋰電池儲(chǔ)能應(yīng)用潛力巨大

技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用范圍和場(chǎng)景廣闊。鋰電池儲(chǔ)能具有能量密度大、自放電小、無(wú)記憶效應(yīng)、工作溫度范圍寬，以及可快速充放電、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境污染小和不受地形限制等優(yōu)點(diǎn)，是目前儲(chǔ)能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中適應(yīng)性最好的技術(shù)路線，可以勝任各種復(fù)雜的場(chǎng)景，在發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)、電網(wǎng)側(cè)等主要儲(chǔ)能領(lǐng)域均有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。在發(fā)電側(cè)，鋰電池儲(chǔ)能主要應(yīng)用于光儲(chǔ)電站、風(fēng)儲(chǔ)電站、自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）調(diào)頻電站等;在用戶側(cè)，主要應(yīng)用于通信基站、軌道交通、家庭儲(chǔ)能和備用電源等;在電網(wǎng)側(cè)，主要應(yīng)用于變電站儲(chǔ)能、虛擬發(fā)電廠、微電網(wǎng)和調(diào)峰調(diào)頻等場(chǎng)景。

產(chǎn)業(yè)配套能力強(qiáng)，規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)顯著。在新能源汽車銷量迅猛增長(zhǎng)的帶動(dòng)下，鋰電池行業(yè)也保持了良好發(fā)展勢(shì)頭。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2018年，我國(guó)各類鋰電池產(chǎn)量124.2GWh，同比增長(zhǎng)23.1%，這為鋰電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。尤其是成本低、安全性較好的磷酸鐵鋰電池正迎來(lái)新一輪增長(zhǎng)期，正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液等關(guān)鍵材料市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)張，產(chǎn)業(yè)配套能力不斷增強(qiáng)，有力支撐了鋰電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的大量應(yīng)用。隨著鋰電池行業(yè)骨干企業(yè)的迅速成長(zhǎng)，規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)日益顯現(xiàn)，鋰電池價(jià)格成本大幅下降，在儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)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(dòng)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(chǔ)能產(chǎn)業(yè)將成為推動(dòng)新一輪能源變革的重要紐帶。第一，鋰電池儲(chǔ)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(chǔ)能設(shè)施的配套應(yīng)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(wèn)題，從而提高電能質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源的高效利用。第二，鋰電池儲(chǔ)能與電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)高度融合、相輔相成，電動(dòng)汽車在停放時(shí)可作為分布式儲(chǔ)能設(shè)施發(fā)揮移峰填谷作用，動(dòng)力電池“退役”后還可作為儲(chǔ)能電池進(jìn)行梯次利用。第三，儲(chǔ)能技術(shù)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，可提升電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性與靈活性。

制約鋰電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大問(wèn)題

安全性存在隱患。過(guò)充、過(guò)放、過(guò)熱和機(jī)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(dǎo)致熱失控進(jìn)而引發(fā)安全問(wèn)題。此外，鋰電池目前采用的電解液多為易燃或可燃的有機(jī)溶劑，增加了發(fā)生火災(zāi)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(huì)造成初期火災(zāi)迅速蔓延，進(jìn)而演變?yōu)榇笠?guī)模的火災(zāi)。2017年8月至2019年5月間，韓國(guó)接連發(fā)生了23起儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故，韓國(guó)政府曾一度暫停了所有正在運(yùn)行的儲(chǔ)能電站項(xiàng)目，解決鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全問(wèn)題成為重中之重。

政策標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范發(fā)展滯后。鋰電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)還處于孕育期，政策仍將是驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿ΑＤ壳埃覈?guó)在該領(lǐng)域的相關(guān)戰(zhàn)略和政策研究不充分，缺乏有效的引導(dǎo)政策和激勵(lì)措施，不利于鋰電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步做大做強(qiáng)。此外，我國(guó)鋰電池儲(chǔ)能的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定工作尚處于起步階段，目前只發(fā)布了1項(xiàng)國(guó)標(biāo)和3項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)致儲(chǔ)能項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)于簡(jiǎn)單、性能指標(biāo)模糊、檢驗(yàn)測(cè)試缺乏和安全隱患大等問(wèn)題。

項(xiàng)目檢測(cè)管理不系統(tǒng)、不深入。目前，在全國(guó)范圍內(nèi)，還沒(méi)有一家大規(guī)模的儲(chǔ)能鋰電池產(chǎn)品質(zhì)量綜合檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，部分檢驗(yàn)項(xiàng)目和參數(shù)設(shè)置分布在全國(guó)十多個(gè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，大部分儲(chǔ)能用鋰電池產(chǎn)品的質(zhì)量、安全性檢驗(yàn)，特別是高電壓、大電流、防爆等試驗(yàn)在國(guó)內(nèi)仍處于缺失狀態(tài)。一系列的儲(chǔ)能電站事故暴露了儲(chǔ)能系統(tǒng)檢測(cè)和管理問(wèn)題突出。在沒(méi)有對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性進(jìn)行充分論證的情況下，不少公司或機(jī)構(gòu)就急于上馬儲(chǔ)能項(xiàng)目，系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)證期過(guò)短，有些技術(shù)門(mén)檻及安全措施沒(méi)能嚴(yán)格到位，倉(cāng)促交付現(xiàn)象突出。

四點(diǎn)思考

開(kāi)展鋰電池儲(chǔ)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(wèn)題，加強(qiáng)頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)，研究制定鋰電池儲(chǔ)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(biāo)、突破方向和重點(diǎn)任務(wù)。研究促進(jìn)鋰電池儲(chǔ)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(jī)制和商業(yè)模式，培育龍頭骨干企業(yè)，引導(dǎo)利益相關(guān)方共同努力，加快推動(dòng)鋰電池儲(chǔ)能項(xiàng)目的應(yīng)用落地。

推進(jìn)重點(diǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研制與實(shí)施。協(xié)調(diào)有關(guān)單位和標(biāo)準(zhǔn)化組織機(jī)構(gòu)，組建鋰電池儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)和工作組。從系統(tǒng)應(yīng)用的角度，全面開(kāi)展對(duì)鋰電池儲(chǔ)能規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、維護(hù)和回收等重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)體系，重點(diǎn)推進(jìn)安全與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的研制。積極參與鋰電池儲(chǔ)能國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)，牽頭或參與研制鋰電池儲(chǔ)能的重要國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，提高國(guó)際影響力和話語(yǔ)權(quán)。開(kāi)展鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的培訓(xùn)和宣貫，推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用實(shí)施。

深入開(kāi)展安全質(zhì)量檢測(cè)和認(rèn)證。開(kāi)展鋰電池儲(chǔ)能適應(yīng)性檢測(cè)技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)高精度、高可靠性的測(cè)試技術(shù)和專用測(cè)試設(shè)備，提升檢測(cè)設(shè)備的智能化水平和測(cè)試效率。完善儲(chǔ)能電池電化學(xué)性能及安全性測(cè)試的評(píng)估方法與模型，增加運(yùn)營(yíng)管理階段的檢測(cè)頻率，研究和建立鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性檢測(cè)和認(rèn)證制度。培育建設(shè)一批鋰電池儲(chǔ)能綜合檢測(cè)平臺(tái)和認(rèn)證機(jī)構(gòu)，強(qiáng)化服務(wù)功能，防范和化解各類風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，推動(dòng)鋰電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

構(gòu)建鋰電池儲(chǔ)能項(xiàng)目全生命周期管理體系。牢固樹(shù)立全生命周期思想，針對(duì)目前鋰電池儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理中存在的安全性、可靠性等問(wèn)題，統(tǒng)籌考慮整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行、維護(hù)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(shí)現(xiàn)全流程、全要素的精細(xì)化、系統(tǒng)化管理。