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國內首例風光儲能電池招標再啟 技術路徑仍徘徊

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延遲了近一年之後,國家風光儲輸示範工程(一期)儲能設備採購招標終於再次啟動。

3月23日,中國採購與招標網發佈了《華北電網有限公司國家風光儲輸示範工程(一期)儲能設備採購招標公告》,並於4月15日發佈《國家風光儲輸示範工程(一期)液流電池系統採購二次招標公告》。

去 年5月27日發佈的《國家風光儲輸一期示範工程大河光伏及儲能電站電池儲能系統採購招標公告》中提及,採購磷酸鐵鋰電池儲能系統設備14MW×4h和 4MW×6h兩個包。而最新的招標公告則共分為五個包,其中四個都是磷酸鐵鋰電池系統,分別為:6MW×6h、4MW×4h、3MW×3h和 1MW×2h。最後一個包是採購2MW×4h的液流電池系統。

作為我國首個大型儲能示範項目,國家風光儲輸項目從確定建立之初備受矚目。但 本報記者獨家獲悉,招標公告發佈至今,提交了競標標書的企業卻並不多。在磷酸鐵鋰設備招標中,確定參加的是比亞迪(01211.HK)、萬向電動汽車有限 公司、天津力神電池股份有限公司和ATL-東莞新能源電子科技有限公司;液流電池方面,則是北京普能世紀科技有限公司、大連融科儲能技術發展有限公司和國 電南瑞(600406.SH)。

「除了磷酸鐵鋰電池和液流電池,去年發佈招標公告時提及的鈉硫電池應該也還是有機會。」全國工商聯新能源商會儲能專業委員會秘書長林朔表示,「目前也在考慮是不是還要做一個國際招標,把日本NGK引入進來。」

隨著新一輪招標的公告,相關儲能技術優劣再次被熱議。而除了國家風光儲輸招標公告中提及的三種電化學技術之外,目前市場上較受關注的還有抽水蓄能、壓縮空氣、飛輪儲能、超級電容等儲能技術。

「除 了一些傳統的儲能技術,新興技術都還處於不同程度的研發階段,所以相關部門並沒有非常明確表示哪種技術更有優勢。」一位關注儲能行業發展的人士表示,「這 就意味著所有的技術都有機會,但也正因為支持導向不明朗,許多企業都還在考慮是否投資,以及投資的風險,反而制約了技術的發展。」

液流電池意外入局?

隨著國電南瑞的加入,「劇情」豐富起來

據瞭解,國家風光儲輸項目是2009年4月由國家科技部、財政部、能源局和國家電網公司研究決定啟動的大型新能源項目,項目估算總投資在200億元以上。

該項目一期工程位於張北縣,由河北省發改委於2009年底核准通過,是國網力推的堅強智能電網建設的首批示範項目。計劃建設風電100兆瓦、光伏發電50兆瓦、儲能20兆瓦,總投資約33億元,由國網旗下的國網新源控股有限公司具體實施。

普能公司董事長俞振華在接受本報記者採訪時曾表示,風光儲輸一體化項目實際上是對新電池技術的應用解決方案進行研究,「定位是示範而非商用項目,因此電池廠商是賠錢去做。」

然 而,因為項目所具有的意義遠超過其本身的經濟價值,也讓這個項目在啟動之初就受到國內電池生產商的強烈關注。許多人都相信,該項目至少顯示了國家電網公司 的技術偏好,如果示範效果好,那麼在下一次的項目中可就佔了先機,入選技術就大有可能在日後智能電網建設中獲得利益分羹。

「新公佈的招標公告裡,最大的意外應該來自於液硫電池。」前述關注儲能行業發展的人士表示。

他所說的「意外」,並不全是指液流電池在去年吃了國網「閉門羹」後,居然又進入招標範圍。「普能和大連融科參加投標,那是順理成章的事情,但是國電南瑞來湊熱鬧是什麼原因?」

大連融科雖然不如普能那般耀眼,但是其背後有中科院大連化學物理研究所教授張華民的團隊提供技術支持。張早在2004年就上書中央辦公廳和國務院辦公廳,建議重視儲能技術,可謂國內研究大規模儲能電池的元老。

「但沒聽說過國電南瑞有釩電池產品。」這位關注儲能行業發展的人士猜測,「據說去年他們還買了普能的產品,難道這麼快就學會了?」

實際上,在國電南瑞確定參與投標之前,許多人都認為,准保是普能拿下這個標。「標書都是委託普能公司代為擬定的。」一位接近普能公司的人士透露。他同時表示,「畢竟普能有兆瓦級項目的經驗,大化所的電池雖然在實驗室穩定運行了好幾年,但是應該沒有兆瓦級的能力。」

不過,隨著國電南瑞的加入,讓「劇情」變得豐富起來。湊數?陪標?還是放水讓它購買別人的成套系統?一時間,各種猜測滿天飛。

「我覺得這事情沒那麼簡單,過兩週開標就知道結果了。」前述關注儲能行業發展的人士說。

鋰電池之爭

無論何種新型電池技術,都應以這兩起事故為鑑,靜下心來考慮安全問題

與液流電池那邊跌宕起伏的情節相比,磷酸鐵鋰電池的招標「看點」要少得多。

儘管國內的磷酸鐵鋰產業投資勢頭超過了其他任何國家,在資本市場上相關企業一度「沾鋰成妖」。然而,卻只有4家企業遞交了標書。

「截至 2009年,我國生產磷酸鐵鋰材料企業約有150多家。」東海證券研究所汽車與新能源小組分析師吳文釗介紹,但大部分尚處於研發階段,能夠實現批量生產的企業大概在30家。「目前國內大多數磷酸鐵鋰企業的技術能力都只能生產低端材料產品。」

去年的那份招標公告發佈時,許多人都認為14兆瓦磷酸鐵鋰的中標者應該是比亞迪,因為它和國網的關係很到位。

那時,比亞迪董事長王傳福在5月份與股東交流時聲稱,國家電網看好磷酸鐵鋰電池。「液流電池只能作為備用電池,不能作為儲能電池,這是一個常識性錯誤。這個錯誤國網已經明白了,會把液流電池從儲能電池中劃掉。」

與當時王傳福的高調相比,這次比亞迪要內斂許多。「我們在規模儲能項目的經驗上是有優勢的。此次,我們投了兩個包。」比亞迪股份有限公司北方區總經理佟傑告訴記者。但他稱不方便透露具體是哪兩個包。

4月11日下午3時左右,眾泰一輛電動出租車在杭州街頭營運時發生自燃。4月14日下午5時許,江淮生產的一輛電動汽車又在合肥街頭發生自燃事件。「眾泰用的是萬向的磷酸鐵鋰電池,江淮也用的是磷酸鐵鋰電池。」上述鋰電池技術人士透露。

「事故原因還沒正式發佈,但我認為應該是電池的問題。」中投顧問高級研究員李勝茂分析,「車輛運行時間過長發熱,變速功率波動幅度很大,會使電池輸出功率過大,可能造成短路。」

此前,一些關於磷酸鐵鋰優秀性能的評價提及:其單體電池壽命長、安全性良好、高溫性能良好。

「不管是磷酸鐵鋰電池技術,還是其他的新型電池技術,都應該以這兩起事故為鑑,靜下心來考慮安全問題。」中信國安盟固利動力科技有限公司(下稱盟固利動力)副院長劉正耀說。

作為國內在錳酸鋰體系中數一數二的電池企業,劉正耀透露盟固利動力去年在動力電池上的銷售收入是2億元,「但是我們一直也在研究規模儲能電池,目前正在籌建一個儲能示範電站。

劉正耀介紹,盟固利動力生產的錳酸鋰電池現在的循環壽命是約2000次。但目前已經開發出5000-6000次的高壽命電池,「專門給儲能用的高壽命電池甚至可以循環使用8000次,最快將在6月對外公佈。」

與主要用於消費電子產品的鈷酸鋰相比,成本相對低廉的磷酸鐵鋰和錳酸鋰是儲能電池領域的主要原料。其中,中國和美國以磷酸鐵鋰為主,日本、韓國以錳酸鋰為主。

2002年,由中信國安集團公司與中信國安盟固利電源技術有限公司共同出資,成立了盟固利動力。該公司的宣傳材料寫道:盟固利動力是國內唯一一家實現規模化生產大容量錳酸鋰體系動力電池的生產廠家,鋰離子儲能電池技術已經接近國際先進水平。

實際上,錳酸鋰體系電池作用規模儲能的效果如何,仍需拭目以待。因為即使在國外,此種技術的示範項目也較為少見。

但劉正耀對錳酸鋰電池的未來充滿信心。他聲稱,盟固利動力生產的錳酸鋰電池不受一致性問題的制約,並且該公司掌握著該技術的完全自主知識產權。相比之下,「國外的主流技術都是錳酸鋰,磷酸鐵鋰的知識產權卻在美國。」

比亞迪對外一直宣稱的「鐵芯」或者說「鐵電池」,實際上就是磷酸鐵鋰電池。也有業內人士透露,這是因為比亞迪避免以後美國人追究知識產權問題時候吃官司

儘管面臨美國專利的限制,在比亞迪的示範效應之下,湧入磷酸鐵鋰方向的中國企業超過150家。

不過,近年來,錳酸鋰材料在中國也有了更多支持者。2010年5月底,萬向集團旗下的萬向電動汽車與美國EnerDel公司簽署框架協議,將在杭州建立全自動化的電芯及電池系統生產基地,而EnerDel 公司的動力電池以錳系材料為主。

儲能多種技術競辯

要麼缺乏足夠示範項目,要麼不能規模化生產

「A123這些年陸續在世界各地建立了一些成功的儲能項目,這可能在一定程度上激勵著中國的廠家追逐這項技術。」紐約州立大學納米科學與工程學院教授Unni Pillai說,「但國際上最為常見的,還是鈉硫電池儲能項目。」

Unni Pillai表示,「以日本NGK的技術最為成熟,NGK在全球範圍內安裝了215個系統項目,總量達到302兆瓦。」

因為國際上有成熟的項目作為範本,鈉流電池技術在我國也受到眾多追捧,走在最前列的是中國科學院上海硅酸鹽研究所。去年7月硅酸鹽研究所與上海電氣集團公司和上海市電力公司共同簽署了《關於推進鈉硫電池產業化的合作意向書》。

這項合作被外界看作是國家電網公司對於鈉硫電池技術的格外偏愛。也正因為這個原因,此次國家風光儲輸項目招標中並未包括鈉硫電池,頗讓人感到意外。

「這 次招標要求投標人必須是電池製造商,具有電池儲能系統的集成能力並提供完整集成方案,且為中華人民共和國境內註冊的企業法人,我們並不符合要求。」中國科 學院上海硅酸鹽研究所能源材料研究中心主任溫兆銀解釋,「我們的產品還無法做到批量化生產。如果日本人來參加招標,他們的電池中標沒有一點問題。」

國內首例風光儲能電池招標再啟 技術路徑仍徘徊

據瞭解,NGK已產業化的鈉硫電池,其壽命可達10-15年,成本約為2萬元/千瓦。而硅酸鹽研究所的產品,壽命只有5年,而且只能作為示範,並不能規模化的應用。

「但我們正在和國家電網組建公司,也可能還有第三方的加入。」溫兆銀表示,「未來兩三年內以建立生產線為主要工作。」

實際上,國家電網願意投入鈉硫電池,是因為它的成本更具有優勢。

「目前新型電池的價格還是過高,這也是更多人選擇抽水蓄能和壓縮空氣儲能的原因。」Unni Pillai介紹表示。

在儲能領域,有兩個非常重要的指標:放電時間和放電功率。從大功率、長時間兩個維度來看,抽水蓄能具有其他技術無可比擬的優勢,但受地域條件限制。

「抽水蓄能一般都是百萬千瓦以上的項目,它的儲電和放電可以是天數級別的。」林朔介紹。在我國,抽水蓄能的投資不可謂不大,以國網新源控股有限公司為大。

儲能效果僅次於抽水蓄能的是壓縮空氣。「西班牙電力公司和太平洋電力公司最近都有壓縮公司的項目,分別是150兆瓦的紐約Watkins Glen項目和加拿大200兆瓦的Kern County項目。」Unni Pillai告訴記者。

調頻市場率先啟動

電網對功率有要求,所以風場就有了埋單動力

目前,我國並沒有儲能的專門規劃,甚至沒有歸口管理部門。而制約行業發展主要的原因,還在於沒有明確的埋單機制。

「未來可再生能源要大發展,肯定要重視儲能的運用。」龍源電力(00916.HK)集團股份有限公司執行董事、總經理謝長軍表示。

但是,作為發電企業而言,龍源電力顯然沒有為儲能設備付費的動力。「儲能未來肯定是個政策問題,需要國家的支持,因為提供儲能參與風電調節會降低發電企業的經濟性。」謝透露。

他表示,目前來看,電網體制改革對電網的要求,還是希望他們能夠承擔起電網調峰的責任,整個調峰的平衡問題應由電網來解決,「電網目前也認這個賬,要不然他們今後電網的發展就越來越小了。」

多名儲能企業人士也表示希望由電網公司埋單。對此,林朔表示了不同的看法,「我覺得要看具體的應用,在不同的應用場景,會使不同的利益方獲利。」

她 以新能源接入為例,新能源的接入有波動性和間歇性,儲能加入後,能提升輸出的穩定性,這是電網在受益。但是,如果可再生能源經過調解後可以穩定輸出,電網 更多的接入可再生能源,對於發電企業也在受益。「往大了說,大量使用可再生能源可以減少碳排放,所以每個人都是受益方。」

「能量型電池的話,可能確實沒有人願意去埋單。」深圳飛能能源有限公司副總經理肖耀軍認為,風電場沒風不要緊,只要發電企業提前15分鐘告訴電網就行,電網可以把風電切除,用火電調度。

「但15分鐘以內的波動,電網沒法調度。為保證風電並網時候的功率平滑輸出,就要配備功率型電池儲能。」肖耀軍補充,「電網對功率有要求,所以風場就有了埋單的動力。」

據瞭解,功率型儲能電池主要用於調頻,其特點是能夠在短時間內,滿足大功率充放電要求。各種電池技術中,以飛輪儲能和超級電容的效果最好,前者理論上沒有壽命限制,後者單體循環壽命為100萬次。

「風電一般每年運行2000-3000小時,要保證功率平滑輸出,大概每10秒就要充、放電一次,那麼儲能電池1年的充放電次數就是100萬次。高度頻繁的充放電情況目前只有飛輪能夠承受。」肖耀軍表示。


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