中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：向凈零世界轉(zhuǎn)型是當(dāng)今世界各國(guó)面臨的最大挑戰(zhàn)之一。已有70多個(gè)國(guó)家設(shè)定到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)，其中一些國(guó)家設(shè)定時(shí)間甚至更早。
化石燃料燃燒是溫室氣體排放的主要來(lái)源，因此用可再生能源取代化石燃料將有助于顯著減少溫室氣體排放。最近在日本舉行的七國(guó)（美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本、意大利和加拿大）集團(tuán)峰會(huì)上，成員國(guó)承諾到2030年將海上風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模增加150GW，太陽(yáng)能裝機(jī)規(guī)模增加到1TW。
如今，我們面臨的挑戰(zhàn)在于如何平衡能源供應(yīng)，如何從間歇性能源中獲得穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。
將不到20%的可再生能源納入電網(wǎng)并不難，但一旦超過(guò)這個(gè)份額，對(duì)平衡技術(shù)的需求就變得愈加迫切。
為保持電網(wǎng)的穩(wěn)定，不僅需要抑制短暫而頻繁的波動(dòng)，還需儲(chǔ)存過(guò)剩能量，在需要時(shí)釋放，儲(chǔ)存時(shí)間通常需要數(shù)小時(shí)或數(shù)天，最終實(shí)現(xiàn)基于可變可再生能源(VRE)的自主供電。即使是發(fā)達(dá)的電網(wǎng)也可能出現(xiàn)擁堵問(wèn)題。
儲(chǔ)能是解決上述挑戰(zhàn)的一項(xiàng)重要技術(shù)。抽水蓄能(PHES)已有一百多年的歷史，而最近，固定式電池越來(lái)越多地用于集成VRE。
隨著電動(dòng)汽車不斷發(fā)展，鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于固定儲(chǔ)能領(lǐng)域。鋰離子電池非常適合于短時(shí)應(yīng)用，還需專門研發(fā)用于數(shù)小時(shí)的充放電技術(shù)以滿足長(zhǎng)時(shí)間充放電需求。許多長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能(LDES)技術(shù)開始進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用，但其中多數(shù)處于早期階段。
鈉硫電池(NASbattery)由NGK Insulators開發(fā)，BASF負(fù)責(zé)分銷。
鈉硫電池已在250多個(gè)工業(yè)和公用事業(yè)項(xiàng)目中應(yīng)用了20多年，累計(jì)裝機(jī)量近5GWh，是當(dāng)今最成熟的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)之一。
鈉硫電池可放電持續(xù)6小時(shí)及以上，能量規(guī)模可達(dá)到數(shù)百兆瓦時(shí)。在具有高能量密度和快速響應(yīng)時(shí)間的同時(shí)，該系統(tǒng)還不易損壞，使用壽命長(zhǎng)達(dá)20年或循環(huán)次數(shù)達(dá)7300次。
鈉硫電池儲(chǔ)能為集裝箱式設(shè)計(jì):每20英尺的集裝箱由6個(gè)電池模組構(gòu)成，輸出功率高達(dá)250KW，儲(chǔ)能容量為1450KWh。也可由更多集裝箱構(gòu)成更大尺寸。
電池的主要原料為鈉、硫、氧化鋁等，這些原料供應(yīng)充足，成本低廉。
耐用性和氣候適應(yīng)性也是衡量電池性能的重要指標(biāo):無(wú)論高溫或低溫地區(qū)，鈉硫電池都能適用。例如，近期韓國(guó)的一個(gè)項(xiàng)目在-10°C左右的溫度下安裝，而澳大利亞的一個(gè)項(xiàng)目在30°C以上的溫度下安裝。
安全性及成本競(jìng)爭(zhēng)力
鈉硫電池經(jīng)第三方廣泛測(cè)試，安全性好。其中包括NGK與日本危險(xiǎn)物質(zhì)安全技術(shù)協(xié)會(huì)開展的合作，以及TüV Rheinland在2019年開展的安全審計(jì)。自2011年以來(lái)，僅報(bào)告了一起鈉硫電池事故，其安全記錄確實(shí)令人矚目。毫不奇怪，鈉硫電池在最近幾個(gè)項(xiàng)目中被選擇與氫氣共存。
在全球范圍內(nèi)，根據(jù)UL9540A和UL1973標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)從電池到系統(tǒng)級(jí)別的儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行測(cè)試和認(rèn)證，這對(duì)可融資性至關(guān)重要。鈉硫電池已通過(guò)UL1973認(rèn)證，用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全安裝和操作，并已通過(guò)UL9540A評(píng)估，進(jìn)一步證明其安全性和成本競(jìng)爭(zhēng)力。
鈉硫電池原材料價(jià)格穩(wěn)定，適用于6小時(shí)及以上應(yīng)用，此外，其運(yùn)營(yíng)成本低。該系統(tǒng)以集裝箱形式到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，安裝簡(jiǎn)單快捷。并且耐用性好，維護(hù)成本低。通過(guò)循環(huán)降低系統(tǒng)的衰減程度，減少了在項(xiàng)目周期內(nèi)強(qiáng)化系統(tǒng)的需求，并且通過(guò)100%的放電深度可以獲得最大額定容量，有助于減少客戶的總體擁有成本。
BASF為什么要以鈉硫電池技術(shù)進(jìn)入儲(chǔ)能市場(chǎng)?
BASF有一個(gè)大膽的脫碳戰(zhàn)略，其目標(biāo)是到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放?？偛课挥谌毡久盼莸拟c硫電池制造商N(yùn)GK Insulators公司也設(shè)定了這一目標(biāo)。
轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵是技術(shù)的運(yùn)用，這些技術(shù)將推動(dòng)可再生能源取代化石燃料，而儲(chǔ)能技術(shù)就是其中之一。
兩家公司自2019年開始合作，BASF的全球影響力及強(qiáng)大的研發(fā)能力與NGK在陶瓷領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和制造鈉硫電池的經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，擴(kuò)大了鈉硫電池技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模。
如今，BASF不僅在全球分銷鈉硫電池，還與NGK合作開發(fā)下一代鈉硫電池，產(chǎn)品將于2024年推出。
