中國儲能網(wǎng)訊：美國電動汽車電池初創(chuàng)廠商Alsym Energy公司首席執(zhí)行官Mukesh Chatter日前表示，事實表明，并沒有一種能夠適合所有應(yīng)用的儲能系統(tǒng)，而電池儲能系統(tǒng)的未來取決于電池多樣性。
美國光伏行業(yè)協(xié)會(SEIA)最近發(fā)布了一份主題為《激勵美國電池儲能制造業(yè)發(fā)展》的報告，引起了人們對影響美國電池儲能制造業(yè)發(fā)展軌跡的關(guān)鍵因素的關(guān)注。
Zinc8公司員工組裝鋅燃料電池
該報告概述了美國儲能行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機遇，包括鋰離子電池原材料和加工材料的獲取、電池儲能系統(tǒng)部署時間表，以及對更多勞動力需求。
但在這份長達(dá)13頁的研究報告中，沒有提及非鋰電池，而非鋰電池將在未來十年(乃至更長時間)占據(jù)全球電池儲能組合的很大比例。雖然鋰離子電池目前占據(jù)電池儲能市場主導(dǎo)地位，但新的選擇正在迅速出現(xiàn)，在許多情況下，多樣性選擇具有更強的價值主張。
EnerVenue公司生產(chǎn)的鎳氫電池儲能單元
對于鋰離子電池的反思
該報告揭示了美國在建立強大儲能制造業(yè)方面所面臨的挑戰(zhàn)，盡管全球電池需求預(yù)計從2022年的670GWh大幅增長到2030年的4000GWh以上。美國光伏行業(yè)協(xié)會(SEIA)在報告中強調(diào)了美國及其貿(mào)易伙伴在促進(jìn)鋰離子電池供應(yīng)鏈以提供所需材料方面面臨的障礙。
對電池原材料和加工材料的成本和可用性的擔(dān)憂（包括石墨和其他材料的潛在短缺），促使許多公用事業(yè)廠商和儲能項目開發(fā)商在探討鋰離子電池未來發(fā)展的同時也在關(guān)注替代電池方案。
歐美國家希望擺脫亞洲國家主導(dǎo)的鋰離子電池價值鏈依賴。雖然美國擁有可供開采的鋰和其他電池金屬材料，但就算沒有面臨監(jiān)管和社區(qū)挑戰(zhàn)，開采的礦山和新建的精煉廠可能需要5～10年才能投產(chǎn)。
而開采和提煉的這些材料的成本難以使美國制造的電池與亞洲公司制造的電池相比更具成本競爭力。
從原材料的開采和加工，到零部件的制造以及最終產(chǎn)品的組裝，鋰離子電池價值鏈的復(fù)雜性需要獲得大量的投資和制定長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略規(guī)劃。
美國光伏行業(yè)協(xié)會(SEIA)在報告中指出，即使美國能夠確保某些電池材料的供應(yīng)（例如陰極活性材料），確保其他材料和組件的供應(yīng)也面臨不同的挑戰(zhàn)。
此外，電池制造過程也會引發(fā)環(huán)保問題，滿足嚴(yán)格的環(huán)境和監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)將減緩工藝每個階段的開發(fā)，并提高成本。
鋰離子電池能夠在最小的空間內(nèi)提供最大能量，具有靈活的放電速率和高容量保持率。但隨著這些電池的大規(guī)模應(yīng)用，其缺點也變得越來越明顯。雖然這份報告并沒有提及安全問題、熱失控事件以及火災(zāi)發(fā)生率的增加，但值得仔細(xì)審查。
鋰離子火災(zāi)的猛烈性和持續(xù)時間給應(yīng)急響應(yīng)人員帶來了挑戰(zhàn)，因為它們使應(yīng)急響應(yīng)人員和附近的居民暴露在有害氣體中。而在過去一年發(fā)生的多起儲能系統(tǒng)的火災(zāi)都與鋰離子電池故障相關(guān)。
如果美國要實現(xiàn)其雄心勃勃的脫碳目標(biāo)，需要承認(rèn)鋰離子電池儲能系統(tǒng)可能并不適合所有的應(yīng)用，并確保其他類型的電池儲能系統(tǒng)隨時可用。
重新評估電池發(fā)展前景
雖然美國光伏行業(yè)協(xié)會(SEIA)的報告只關(guān)注鋰離子電池的發(fā)展，但還有其他類型的電池儲能系統(tǒng)活躍在儲能市場。
目前可用的電池包括液流電池、液態(tài)金屬電池、鋅基化學(xué)電池和鎳氫電池(僅舉幾例)。其他類型的電池將在未來2～3年內(nèi)上市。在大多數(shù)情況下，這些電池比鋰離子電池更安全、更可持續(xù)，有些電池的使用壽命長達(dá)20年～40年。
當(dāng)在偏遠(yuǎn)地區(qū)或農(nóng)村部署電池儲能系統(tǒng)時，其發(fā)生火災(zāi)對人員或財產(chǎn)構(gòu)成很小的風(fēng)險。在這種情況下，鋰離子電池可能是最好的選擇。但是，當(dāng)在城市地區(qū)部署和運營電池儲能系統(tǒng)時，主要重點應(yīng)該放在電池的化學(xué)物質(zhì)上，這些化學(xué)物質(zhì)不僅具有成本效益，而且不易燃。
美國的幾個社區(qū)已經(jīng)頒布暫停部署鋰離子電池儲能系統(tǒng)的命令，其他社區(qū)正在考慮修改法規(guī)和分區(qū)，以限制電池儲能系統(tǒng)的部署地點。在這種情況下需要采用其他類型的電池儲能系統(tǒng)。
目前可用的許多替代電池依賴于既定的電池價值鏈和基礎(chǔ)設(shè)施，這最大限度地減少了地緣政治問題和對鋰電池材料的需求。這是一種更可持續(xù)的方法，最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有資源的潛力，同時解決礦山開采和建造制造工廠的生態(tài)成本問題。
其他類型的電池儲能系統(tǒng)可以為公用事業(yè)廠商和儲能項目所有者提供其他經(jīng)濟(jì)利益。這份報告概述了美國通過擴大激勵力度來支持國內(nèi)制造業(yè)的積極措施，包括稅收抵免、贈款、低成本貸款、政府采購計劃和研發(fā)支持。
特別是在儲能領(lǐng)域，美國的《削減通脹法案》(IRA)為生產(chǎn)電極活性材料、電池單元和電池模塊等關(guān)鍵部件提供了激勵措施，而這些激勵措施很快將無法用于依賴進(jìn)口的鋰離子電池系統(tǒng)。許多非鋰電池已經(jīng)在美國使用國內(nèi)材料生產(chǎn)。
促進(jìn)非鋰電池的發(fā)展
雖然稅收抵免在某些情況下可能有助于提高非鋰電池的吸引力，但許多生產(chǎn)非鋰電池的公司受到產(chǎn)能限制。
通過《削減通脹法案》獲得的大部分資金已經(jīng)分配給了建設(shè)鋰離子電池生產(chǎn)工廠的公司(許多是與亞洲電池生產(chǎn)商的合資企業(yè))，美國希望借此啟動國內(nèi)生產(chǎn)。
雖然這在某種程度上是可以理解的，但這也是一個長期問題的短期解決方案，并為已經(jīng)主導(dǎo)市場的儲能技術(shù)提供了優(yōu)勢。
為了有更多選擇，非鋰電池制造商和初創(chuàng)企業(yè)也需要公共部門和行業(yè)的支持，尤其是那些處于早期研究、開發(fā)和擴大規(guī)模階段的公司，這些公司和初創(chuàng)公司通常依賴風(fēng)險投資。
解決這些關(guān)鍵階段的關(guān)鍵需求對于促進(jìn)新技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要，這些新技術(shù)有助于促進(jìn)美國生產(chǎn)的電池自給自足。
在考慮電池技術(shù)時，行業(yè)人士應(yīng)該牢記一句格言：“不要把所有的雞蛋放在一個籃子里”。
鋰離子電池并不是一種萬能的儲能解決方案，關(guān)注新的非鋰電池并擴大選擇范圍，對于美國確保電池的自給自足以及安全、可持續(xù)的清潔能源未來發(fā)展至關(guān)重要。
