戶用儲能系統(tǒng),選鋰離子電池還是鉛酸電池?
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- 關鍵字:技術產(chǎn)品,電池,增長 smarty:/if?>
- 發(fā)布時間:2020-02-11 13:20
今年,工信部正在征集2019年綠色數(shù)據(jù)中心先進適用技術產(chǎn)品,其中包含能源、資源利用效率提升產(chǎn)品(供配電系統(tǒng)等)、可再生能源利用、分布式功能和微電網(wǎng)建設技術產(chǎn)品。此前近期工信部曾發(fā)布政策將試點梯次利用動力電池作為數(shù)據(jù)中心儲能電池,執(zhí)行削峰填谷。數(shù)據(jù)中心儲能變革勢在必行!那么鋰電池和鉛酸電池,誰在引領行業(yè)供配電的趨勢呢?老牌鉛酸企業(yè)天能、超威的儲能業(yè)務布局近日,超威集團鈉鎳電池儲能試點成功投運,天能集團牽手道達爾開展鋰電池儲能業(yè)務。資深鉛酸電池企業(yè)舊貌換新顏、儲能業(yè)務正面開戰(zhàn)!
2018年,鋰離子電池已明顯搶占了電池市場風頭,在從儲能調(diào)頻到電網(wǎng)側(cè)儲能項目,幾筆大容量儲能電池的招標采購,集結(jié)了比亞迪、力神電池、國軒高科、中航鋰電等幾家大型電池企業(yè),尤以磷酸鐵鋰電池銷量獨占鰲頭。2019年初,中國鐵塔取消采購鉛酸電池、轉(zhuǎn)為采購鋰電池的新聞一出,引起行業(yè)熱議。很多人會有這樣的疑問:鉛酸電池是否大勢已去?
也許我們能從天能、超威兩大鉛酸電池企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀可窺探一二。作為資深電池企業(yè),超威和天能都積累了經(jīng)驗與客戶資源,又具有資金和成本優(yōu)勢,在電池行業(yè)競爭中,可謂占盡先機。天能和超威近年都已開始投資布局鋰電池等更先進的電池業(yè)務。
今年的3月24日,鉛酸電池兩大巨頭天能動力和超威動力分別發(fā)布了年報,天能動力2018年營收345.52億元,同比增長28.43%,其中鋰電池銷售收入約5.53億元,同比下滑54.8%;的相比之下超威動力營收269.48億元,同比增長約9.3%,其中鋰離子電池營收7.91億元,同比增長241.2%。
其實受到新能源汽車補貼大幅退坡影響,電池成本壓力增大、行業(yè)競爭加劇,在電池行業(yè)混戰(zhàn)當中,超威天能兩者目前在鋰電池業(yè)務發(fā)展雖不明顯,但同其他大部分電池企業(yè)目標一致,兩家鉛酸電池企業(yè)開始將長遠目標轉(zhuǎn)向儲能領域。
4月1日,超威集團旗下安力能源參與的國內(nèi)首個鈉鎳電池儲能試點項目建成投用。2017年1月,超威集團與美國通用電氣公司GE簽署合作協(xié)議,成立合資企業(yè)浙江安力能源有限公司,開展鈉鎳電池的生產(chǎn)、研發(fā)及銷售。該司研發(fā)的鈉鎳電池屬于鈉電池,單體比能量可達135Wh/kg,循環(huán)壽命是鋰電池的2~5倍,耐溫寬不燃燒不爆炸、具有高安全性高可靠性,安全環(huán)保且成本低,具有更廣泛的應用范圍。因而杭州聯(lián)通與超威集團旗下浙江薪火永明能源科技有限公司及安力能源等溝通決定在浙江省杭州聯(lián)通江干區(qū)之江路干6號監(jiān)控桿通信基站試點應用鈉鎳電池儲能系統(tǒng),替換原有的鉛酸電池,未來將發(fā)揮削峰填谷的作用,據(jù)報道,目前超威的鈉鹽電池項目已進入試生產(chǎn)階段,近期將全面量產(chǎn)下線。
近日,天能子公司與法國道達爾子公司SAFT成立合資企業(yè),生產(chǎn)鋰離子電池推進中國及國際儲能市場等應用。
天能集團成立于1986年,是一家領先的鉛酸電池制造商,產(chǎn)品主要以鎳氫電池、鉛酸電池為主,目前已擁有8個電池生產(chǎn)基地。今年兩會期間天能集團董事長張?zhí)烊卧硎?,公司正計劃從分拆電池制造業(yè)務A股上市,所募資金擬用于收購鉛酸電池業(yè)務,和擴大鋰電池制造產(chǎn)能。
今年3月25日,國家能源局局長章建華曾在北京會見道達爾集團董事長兼CEO潘彥磊,雙方交流討論了道達爾集團與我國企業(yè)合作等議題。
而后不久道達爾發(fā)布公告稱,其子公司SAFT與我國天能集團旗下子公司天能能源科技股份有限公司已于近日簽署協(xié)議,二者將在中國成立合資企業(yè),以推動雙方鋰離子電池在儲能等領域應用。
據(jù)公開資料顯示,天能能源科技股份有限公司主營業(yè)務為制造和銷售鋰電池,此次合資企業(yè)主營業(yè)務為開發(fā)制造銷售鋰離子電池模塊及電池組,其中電動汽車和儲能解決方案是主要目標市場。其中天能集團持有60%的股份,SAFT持有40%股份。合資企業(yè)的制造工廠位于浙江湖州長興縣,潛在總產(chǎn)能達5.5GWh,其中已有部分產(chǎn)能投產(chǎn),而天能還計劃繼續(xù)擴大長興電池制造工廠產(chǎn)能,以滿足未來可再生能源發(fā)展所帶來的不斷增長的需求。
道達爾CEO潘彥磊說這是道達爾繼2016年收購SAFT之后的首個重大戰(zhàn)略舉措,推進SAFT在中國這個世界最大可再生能源市場的業(yè)務開展,同時也擴大儲能的應用、解決在可再生能源大規(guī)模發(fā)展所帶來的間歇性問題。SAFT CEO Ghislain Lescuyer認為2025年中國鋰離子電池的市場需求將占全球40%以上,他和道達爾CEO都表示此次合作開展鋰離子電池業(yè)務,將幫助SAFT打入正蓬勃發(fā)展的中國電池市場。
資料顯示SAFT是一家百年電池企業(yè),目前產(chǎn)品為長壽命固態(tài)電池,專注于工業(yè)領域先進電池儲能解決方案。2016年SAFT被全球第四大石油及天然氣公司——法國道達爾收購。據(jù)了解,道達爾在全球能源轉(zhuǎn)型大背景下,正在加快在可再生能源以及低碳電力方面的投資,近年已陸續(xù)收購多家電池企業(yè)。
此前不久,天能集團表示在電力儲能商業(yè)模式探索獲得成功,位于江蘇沭陽的商業(yè)化用戶側(cè)儲能電站正式并網(wǎng)運行,系統(tǒng)裝機總?cè)萘?.6MW/4MWh。據(jù)報道天能儲能專用鉛碳電池,在倍率特性、充放電效率,循環(huán)壽命、綜合度電成本及安全性方面綜合性能優(yōu)于目前的磷酸鐵鋰電池,適于用戶側(cè)和新能源發(fā)電側(cè)儲能應用。
隨著大規(guī)模儲能項目的實施落地,儲能市場熱度不斷上升,近期頻繁發(fā)布的利好政策也在為儲能的進一步推廣應用造勢。在電池市場競爭中,兩大老牌鉛酸企業(yè)本身已有強大資金與客戶等優(yōu)勢,隨著兩者技術突破、產(chǎn)能釋放,未來有望更快搶占儲能市場份額。鋰電池取代鉛酸電池的時機到了嗎?
據(jù)外媒報道,在以往,大多數(shù)部署電池儲能系統(tǒng)的住宅太陽能用戶采用的是鉛酸電池,特別是完全脫離電網(wǎng)的電池,但在過去的幾年里,這種情況開始發(fā)生變化。隨著住宅儲能系統(tǒng)越來越多地使用鋰電池,那么,鋰離子電池和鉛酸電池哪個更適用于儲能系統(tǒng)?以下是兩者利弊的概述。
從20世紀70年代開始,鉛酸電池一直被用于住宅太陽能發(fā)電設施的備用電源。雖然它們與傳統(tǒng)汽車電池類似,但用于住宅儲能系統(tǒng)的電池被稱為深循環(huán)電池,因為它們的放電和充電次數(shù)高于大多數(shù)汽車電池。
傳統(tǒng)上,鉛酸電池的成本低于鋰離子電池,這使得它們對住宅用戶來說更具吸引力。但是,它們的工作壽命比鋰離子電池要短得多。
鉛酸電池的工作壽命低于鋰離子電池。雖然有些鉛酸電池的充電放次數(shù)高達1000次,而鋰離子電池的充放電次數(shù)在1000到4000次之間。
大多數(shù)鉛酸蓄電池的使用壽命大約為5年,并有相應的保修期。因此,在太陽能發(fā)電設施的整體使用壽命中,住宅用戶將不得不多次更換鉛酸電池。
鉛酸蓄電池的儲能效率低于鋰離子電池等其他儲能技術。由于效率較低,它們也不能像鋰電池儲能系統(tǒng)那樣快速充電或放電。鉛酸電池的放電能力較低,這意味著消耗過多的能量會導致其儲存能量的能力迅速惡化。美國國家可再生能源實驗室(NREL)的研究發(fā)現(xiàn),在鉛酸電池中釋放50%的能量可以使其在儲能容量大幅下降之前完成1800次充放電。如果放電到80%的容量,它只能承受600次充放電,隨后其容量將顯著下降。
由于鉛酸電池的儲能效率相對較低,不能完全放電,因此鉛酸電池比鋰離子電池需要更多的儲能容量和空間。鉛酸電池也比鋰離子電池要重得多,放置鉛酸電池需要更牢固的支架,而且比鋰離子電池組需要更多的空間。
鉛是一種有毒的重金屬,雖然它是可回收的,但仍然可能由于處理不當?shù)卦於晌廴?。鋰離子電池正迅速成為許多電源應用的首選電池,從無線電動工具到筆記本電腦和車輛。越來越多的住宅太陽能發(fā)電設施采用鋰離子電池儲能系統(tǒng)。但是,鋰離子電池仍有一些局限性,首先也是最重要的一點就是成本高昂。
鋰離子電池的前期成本高于鉛酸電池。特斯拉公司Powerwall儲能系統(tǒng)2018年在美國的售價為5900美元或6600美元,其中包括配套硬件。這是一個14kWh的電池系統(tǒng),可以在峰值需求下提供高達7kW的功率。其成本費用不包括安裝成本,而安裝成本通常為600美元到2000美元。
但鋰離子電池的成本正在迅速下降。在過去幾年中,Lazard公司在其儲能平均成本分析報告中評估了各種電池儲能技術的成本。在其2017年11月的最新調(diào)查報告中,發(fā)現(xiàn)住宅太陽能配套的鉛酸電池儲能系統(tǒng)的安裝成本為每千瓦時598美元至635美元。鋰離子電池的安裝成本為每千瓦時831美元至1089美元。
根據(jù)這些數(shù)據(jù),14kWh的鉛酸電池成本低至8372美元,而同等容量的鋰離子電池則低至11634美元。但鉛酸電池的低成本隱藏了許多其他成本,例如較短的工作壽命和更高的運營成本。
隨著時間的推移,各咱電池系統(tǒng)的成本將大不相同。Lazard公司的調(diào)查表明,采用鋰離子電池的儲能系統(tǒng)每兆瓦時成本低于鉛酸電池。每兆瓦時的鉛酸蓄電池系統(tǒng)的成本為1160至1239美元。而每兆瓦時鋰離子電池系統(tǒng)的成本為1024美元至1274美元。
彭博新能源財經(jīng)公司發(fā)布的另一份調(diào)查報告中發(fā)現(xiàn),鋰離子電池的成本也在持續(xù)下降。2010年鋰離子電池的售價高達每千瓦時1000美元,隨后幾年價格下降超過20%。截至2016年底,鋰離子電池的平均售價每千瓦時下降209美元。
然而,彭博新能源財經(jīng)公司的Mark Chediak指出,這些價格主要針對電動汽車制造商提供的電池。他說:“由于固定儲能系統(tǒng)的開發(fā)商訂單量低得多,預計購買電池的費用比汽車制造商支付的費用高出51%。”
出于這些原因,了解鋰離子電池和鉛酸電池目前用于住宅儲能系統(tǒng)的成本非常重要。它們既可以作為獨立儲能系統(tǒng),也可以與住宅太陽能發(fā)電設施配套使用,以滿足部分或全部住宅用戶或企業(yè)的能源需求。
就工作壽命而言,預計鋰離子電池將持續(xù)運行大約10年,它們能夠在不顯著降低容量的情況下充電和放電達到更高的水平。美國國家可再生能源實驗室(NREL)的研究假設特斯拉Powerwall可以運行15年而不會顯著喪失儲存和釋放能量的功能,在此期間的充放電次數(shù)為5475個。
鋰離子電池在較高電壓下也可以更快地充電。雖然鉛酸電池可以長達16小時才能完全充電,但即使是充電最慢的鋰離子電池也可以在大約四小時內(nèi)完全充電。
在重量方面。用于住宅儲能系統(tǒng)的鋰離子電池并不輕,但與鉛酸蓄電相比要輕得多。 13.5kWh的特斯拉Powerwall重約278磅,1.7kWh鉛酸蓄電池重約132磅,而與Powerwall相同容量的鉛酸蓄電池重量將超過1000磅。
總而言之,鋰離子電池比鉛酸電池在儲能應用中更具優(yōu)勢,而且隨著成本的下降,將會越來越廣泛用于儲能系統(tǒng)。
來自:北極星儲能網(wǎng)、中國儲能網(wǎng)
