中國儲能網(wǎng)訊：5月11日，從南方電網(wǎng)公司廣西電網(wǎng)公司了解到，我國首個大容量鈉離子電池儲能電站——伏林鈉離子電池儲能電站在廣西南寧建成投運。這是國家重點研發(fā)計劃“百兆瓦時級鈉離子電池儲能技術(shù)”項目示范工程，通過自主創(chuàng)新，首次將鈉離子電池技術(shù)應(yīng)用于大容量儲能電站。工程的投產(chǎn)標志著鈉離子電池大規(guī)模儲能工程技術(shù)取得關(guān)鍵性突破，這是南方電網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司深化改革，強化能源領(lǐng)域原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)的重大成果。
■ 整體技術(shù)國際領(lǐng)先
從空中俯瞰伏林鈉離子電池儲能電站，鐵塔銀線牽引電力能源，匯聚到整齊排列的電池艙、變流器艙組成的白綠格子方陣中。隨著這片儲能裝置投入運行，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大容量鈉離子電池儲能技術(shù)實現(xiàn)在電力工程的首次應(yīng)用。
在電站主控樓里，技術(shù)人員通過電子大屏實時監(jiān)控儲能電站設(shè)備。“通過大屏，我們可以看到儲能電站運行設(shè)備的實時參數(shù)。通過相連的線路，儲能電站可以智能化參與電力調(diào)峰，實現(xiàn)靈活存儲和釋放新能源電量，把清潔電力送到千家萬戶?！蹦戏诫娋W(wǎng)廣西南寧供電局高級工程師羅傳勝說。
該電站由南方電網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司投資建設(shè)，本期投產(chǎn)規(guī)模為十兆瓦時。區(qū)別于常規(guī)的電化學(xué)儲能電站，該電站采用全新自主研發(fā)的大容量鈉離子電池儲能技術(shù)，這在國內(nèi)尚屬首次。
據(jù)南方電網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司創(chuàng)新管理部副總經(jīng)理高立克介紹，2022年11月起，廣西電網(wǎng)公司承擔了國家重點研發(fā)計劃項目子課題“百兆瓦時級鈉離子電池儲能系統(tǒng)集成技術(shù)及應(yīng)用示范”研究任務(wù)，聯(lián)合中國科學(xué)院物理研究所、南方電網(wǎng)儲能股份有限公司、中科海鈉科技有限責任公司等多家單位組成項目團隊進行攻關(guān)。
經(jīng)過1年多的研究，項目團隊研制出全國首款210安時長壽命、寬溫區(qū)、高安全性的鈉離子儲能電池，研制了國內(nèi)首套十兆瓦時鈉離子電池儲能系統(tǒng)，并運用這些技術(shù)建設(shè)了全國首座電力儲能用鈉離子電池儲能電站——伏林儲能電站，形成材料—電池單體—儲能系統(tǒng)—工程建設(shè)的成套解決方案。“項目團隊圍繞高性能電芯規(guī)模制備、系統(tǒng)集成和安全防控等關(guān)鍵技術(shù)開展攻關(guān)，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鈉離子電池制備及系統(tǒng)集成技術(shù)。”高立克介紹。
南方電網(wǎng)廣西電力科學(xué)研究院領(lǐng)軍級技術(shù)專家唐彬博士稱，項目采用了大容量鈉離子電池和智能組串式技術(shù)，在提高儲能系統(tǒng)安全性的同時，系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率也得到大幅提升。
南方電網(wǎng)儲能股份有限公司領(lǐng)軍級技術(shù)專家李勇琦介紹，項目組運用了新的儲能變流溫控技術(shù)和安全防控技術(shù)，讓該鈉離子電池儲能系統(tǒng)能夠在實現(xiàn)能量整體轉(zhuǎn)換效率超過92%的同時，22000多個電池溫差不超過3攝氏度，轉(zhuǎn)換效率、安全性等多項關(guān)鍵指標優(yōu)于同類鋰離子電池儲能系統(tǒng)。
今年1月28日，由中國工程院院士蔣劍春、中國科學(xué)院院士程時杰、張躍、歐盟科學(xué)院院士孫金華等專家組成的中國機械工業(yè)聯(lián)合會鑒定委員會對項目成果作出評審鑒定：該項目團隊研制的“十兆瓦時電力儲能電站用鈉離子電池儲能系統(tǒng)”整體技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。
■ 開啟鈉離子電池新賽道
鈉離子電池儲能技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，正在加快打破我國新型儲能技術(shù)現(xiàn)有格局。
當前，我國新型儲能技術(shù)路線以鋰離子電池為絕對主導(dǎo)。截至一季度末，全國已建成投運新型儲能項目超過3500萬千瓦，其中鋰離子電池儲能裝機占比超過95%。在儲能和電動汽車快速發(fā)展下，鋰離子電池存在關(guān)鍵材料進口依賴度較高、資源短缺等問題，難以支撐我國新型儲能產(chǎn)業(yè)可持續(xù)快速發(fā)展，與鋰離子電池儲能形成互補和有效替代的新材料需求迫切。
據(jù)了解，新型儲能是指通過電化學(xué)儲能、物理儲能等技術(shù)實現(xiàn)能量存儲。鈉離子電池與鋰離子電池都屬于電化學(xué)儲能，它們的工作原理相似，都是通過電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化來完成充、放電。相對于鋰離子電池儲能，鈉離子電池儲能原材料儲量豐富、易于提取、成本低廉，低溫條件下性能更好，在大規(guī)模儲能方面具有明顯優(yōu)勢。
中國科學(xué)院物理研究所研究員胡勇勝表示，鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池相似，生產(chǎn)工藝類同，產(chǎn)業(yè)線轉(zhuǎn)換成本相對較低，可推動實現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電、光伏發(fā)電的經(jīng)濟并網(wǎng)?！皬V西伏林儲能電站順利投運，為鈉離子電池儲能技術(shù)大范圍應(yīng)用提供了實證支撐，未來還將進一步推動產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?！?
■ 可規(guī)?；瘡?fù)制推廣
本次投運的國重項目示范工程一期工程，是我國首次實現(xiàn)鈉離子電池儲能技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用，該系統(tǒng)的一大優(yōu)勢是可規(guī)?；瘡?fù)制推廣。“這個儲能系統(tǒng)可以靈活地進行模塊化組合擴展，好比搭積木，積木越多，規(guī)模越大?！备吡⒖私榻B，該系統(tǒng)通過模塊化組合擴展，可以達到百兆瓦時級以上規(guī)模。
鈉離子儲能技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用發(fā)展，可以進一步降低運行成本?！扳c離子電池儲能進入規(guī)?；l(fā)展階段，成本造價可降低20%至30%，在充分改進電池結(jié)構(gòu)和工藝、提高材料利用率和循環(huán)壽命的前提下，度電成本可下探至0.2元/千瓦時，是推動新型儲能經(jīng)濟應(yīng)用的重要技術(shù)方向?！比珖娏δ軜藴驶夹g(shù)委員會副秘書長、南方電網(wǎng)戰(zhàn)略級技術(shù)專家陳滿表示。
隨著關(guān)鍵技術(shù)的突破，鈉離子電池有望成為成本最低的電化學(xué)儲能技術(shù)，將加快推動我國新型儲能電站向集中式、大型化趨勢發(fā)展，促進新能源大規(guī)模、高比例消納，進一步打造新質(zhì)生產(chǎn)力，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系、支撐實現(xiàn)“雙碳”目標夯實基礎(chǔ)。
“鈉離子電池儲能技術(shù)應(yīng)用前景廣闊?！敝锌坪ｂc科技有限責任公司總經(jīng)理李樹軍博士認為，鈉離子電池儲能技術(shù)在大規(guī)模電化學(xué)儲能、電動汽車、工程機械等主要應(yīng)用領(lǐng)域，有望與鋰離子電池形成互補和有效替代。包括鈉離子電池儲能技術(shù)在內(nèi)的新型儲能創(chuàng)新發(fā)展技術(shù)突破和應(yīng)用探索，也將有力推動新型儲能產(chǎn)業(yè)體系培育壯大。
中國工程院院士陳立泉表示：“目前新型儲能裝置里重要的裝置就是鋰離子電池和鈉離子電池，鈉電池現(xiàn)在發(fā)展趨勢就是要把它產(chǎn)業(yè)化，將來鈉離子電池肯定會有很大的經(jīng)濟效益?！?
