中國工業(yè)報記者 孟凡君
在碳中和大背景下,構建以新能源為核心的新型電力系統(tǒng)已成為全球共同的認知。在全國兩會上,全國人大代表、江蘇昆侖互聯(lián)新能源集團有限公司董事長劉懷平在《關于支持創(chuàng)新發(fā)展多元儲能技術加速示范應用和場景拓展的建議》中指出,電化學儲能技術是構建新型電力系統(tǒng)、實現(xiàn)“雙碳”目標的重要支撐。他認為,當前,我國電化學儲能產(chǎn)業(yè)雖快速發(fā)展,但以鋰離子電池為主的單一儲能技術路線,難以滿足多場景、多行業(yè)、寬溫域、高安全的市場需求。通過推動多元儲能技術創(chuàng)新發(fā)展、突破關鍵材料瓶頸、加速示范應用與產(chǎn)業(yè)協(xié)同等提升可再生能源利用率,優(yōu)化能源供需匹配,為“雙碳”目標提供有力支撐。
儲能系統(tǒng)憑借其關鍵地位深度融入其中,為保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行發(fā)揮著不可或缺的作用。劉懷平介紹,近年來,我國新型儲能在風能、光伏發(fā)電裝機量快速增長的推動下,源網(wǎng)側儲能需求顯著攀升,我國已成為全球新型儲能領域最大的增量市場。2024年10月,國家發(fā)展改革委等六部門發(fā)布的《關于大力實施可再生能源替代行動的指導意見》,明確提出要加強新型儲能技術攻關和多場景應用,多元提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。2025年2月,工業(yè)和信息化部等八部門聯(lián)合印發(fā)的《新型儲能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案》,旨在推動新型儲能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,構建現(xiàn)代化能源體系的核心動能。
劉懷平表示,通過技術突破、場景創(chuàng)新以及生態(tài)優(yōu)化,新型儲能將成為實現(xiàn)“雙碳”目標的核心支撐力量。據(jù)國家能源局統(tǒng)計,截至2024年底全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達7376萬千瓦/1.68億千瓦時,約為“十三五”末的20倍,較2023年底增長超過130%。“隨著裝機規(guī)模迅速增長,新型儲能對于推動新能源的高效開發(fā)與消納,以及確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的重要作用正日益凸顯。目前,在新型儲能項目中,鋰離子電池儲能占據(jù)絕對優(yōu)勢,未來有望接替抽水蓄能成為第一大儲能技術類型。然而,電力領域場景眾多,鋰離子電池儲能已不能滿足不同場景下的儲能需求,發(fā)展多元儲能技術已成為行業(yè)共識和未來趨勢。”劉懷平強調(diào)。
劉懷平分析,當前鋰離子電池儲能技術所面臨的最大挑戰(zhàn)主要有以下兩個方面:一是場景適配與技術瓶頸制約規(guī)模化發(fā)展。鋰離子電池在電力儲能領域的應用面臨場景匹配與核心技術“短板”的雙重壓力。當前其最適合2~4小時的百兆瓦級調(diào)峰場景,但頻繁大功率充放電或長時儲能易加速電池老化,而熱失控風險仍未根本解決。盡管高安全性的磷酸鐵鋰電池被廣泛采用,有機電解液體系的本質(zhì)缺陷仍可能導致熱失控連鎖反應,威脅電站安全。此外,系統(tǒng)壽命短、溫度適應性差等問題,導致儲能系統(tǒng)難以與風光電站的25年使用壽命同步,顯著提高了全生命周期成本。
二是資源卡脖子威脅產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。鋰電產(chǎn)業(yè)鏈正面臨關鍵礦產(chǎn)的“斷供”危機。全球鋰資源儲采比僅20余年,我國鋰資源開發(fā)受品位和成本限制,超七成依賴進口,供應鏈安全風險已高于石油等傳統(tǒng)能源。動力電池與儲能需求爆發(fā)式增長,疊加鈷、鎳、銅等戰(zhàn)略金屬80%以上依賴政局動蕩地區(qū)進口,供應鏈風險持續(xù)累積。據(jù)測算,到2030年全球車用動力電池對鋰資源的需求將達當前產(chǎn)量的5倍,若儲能需求同步釋放,資源缺口將進一步擴大。構建鈉電池、液流電池等替代技術體系,已成保障我國能源戰(zhàn)略安全的必選項。
三是全球新能源科技競爭給我國儲能技術帶來挑戰(zhàn)。當前全球儲能技術加速向長時數(shù)、本質(zhì)安全和全氣候適配方向迭代。固態(tài)電池因具有超500Wh/kg理論能量密度、徹底消除電解液泄漏風險等突破性優(yōu)勢,正成為各國爭奪的“終極方案”。盡管我國在固態(tài)電池技術研發(fā)方面取得了顯著進展,但在全球競爭中仍面臨來自國際先進國家的強勁挑戰(zhàn)。美國、日本、韓國、德國等在固態(tài)電池領域的科研投入持續(xù)加大,硫化物、氧化物、聚合物路線均有布局。我國在全固態(tài)領域仍面臨三重壁壘:核心電解質(zhì)材料、界面離子傳輸效率、制造成本,更面臨日本筑造的1.2萬項固態(tài)專利壁壘(占全球53%),唯有突破這些桎梏方能在國際標準制定和產(chǎn)業(yè)鏈重構中贏得主導權。
為創(chuàng)新發(fā)展多元儲能技術,劉懷平建議:一是發(fā)展多元儲能技術路線,拓展新型儲能技術邊界。繼續(xù)大力引導和發(fā)展包括壓縮空氣儲能、重力儲能、飛輪儲能、超級電容儲能、固態(tài)電池儲能、液流電池儲能以及鈉離子電池儲能等多元化儲能技術路線,構建差異化儲能技術體系。對于高頻次調(diào)節(jié)的電網(wǎng)調(diào)頻場景,應重點發(fā)展響應速度達毫秒級的超級電容儲能使能技術;在中短時調(diào)峰領域,繼續(xù)推進鈉離子電池的規(guī)模化量產(chǎn)與成本優(yōu)化;針對長時儲能需求,加大釩/鋅基液流電池、氫儲能及壓縮空氣儲能的示范投入。技術創(chuàng)新需突破現(xiàn)有鋰電池技術范式,比如大力扶持發(fā)展具有安全性好、能量密度高、循環(huán)性強的固態(tài)電池技術路線。通過發(fā)展多元儲能技術路線,破解單一技術風險,以滿足多場景及極端環(huán)境儲能需求,緩解戰(zhàn)略資源“卡脖子”問題,分散供應鏈壓力,提升能源安全韌性,為實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標提供更加有力支撐。
二是加大關鍵材料研發(fā)投入,突破新型儲能技術瓶頸。在多元化儲能技術路線并行的同時,新型儲能電池核心材料的研發(fā)已成為推動技術進步的重要方向,未來電池技術的創(chuàng)新最重要的就是材料創(chuàng)新。目前,我國依然有部分關鍵材料存在技術瓶頸或依賴進口,比如固態(tài)電池中電解質(zhì)材料的性能瓶頸、鋰枝晶問題、成本問題、規(guī)模化生產(chǎn)挑戰(zhàn)、界面工程問題、熱管理問題和循環(huán)壽命問題等,與國外相比仍存在一定差距。國家應加大對儲能關鍵材料研發(fā)的財政支持力度,設立專項科研基金,鼓勵高校、科研機構和企業(yè)開展產(chǎn)學研合作,針對高性能離子交換膜、固態(tài)電池電解質(zhì)、高鎳三元正極材料、硅基負極材料、層狀氧化物正極材料和硬碳負極材料等關鍵材料進行聯(lián)合攻關,提高我國在關鍵材料領域的自主創(chuàng)新能力,為多種路線儲能技術大規(guī)模應用提供堅實的技術保障。
三是加速示范應用與產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新,推動新型儲能技術多場景拓展。目前,盡管新型儲能技術在研發(fā)方面取得了一定進展,但在實際應用和產(chǎn)業(yè)化過程中仍面臨諸多挑戰(zhàn)。為了加快新型儲能技術的推廣應用,建議國家加大對新型儲能示范項目的扶持力度,通過建設一批具有代表性和引領性的新型儲能示范工程,驗證技術的可行性、可靠性和經(jīng)濟性,為大規(guī)模多場景商業(yè)化應用積累經(jīng)驗。通過示范應用,既可以加速新型儲能技術的成熟和產(chǎn)業(yè)化進程,還能促進相關產(chǎn)業(yè)鏈的完善和升級,為打造新型儲能新質(zhì)生產(chǎn)力提供有力支撐。
請輸入驗證碼