5月19日至21日，“第八屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)”在深圳隆重召開(kāi)， 來(lái)自中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、加拿大、西班牙、日本、韓國(guó)、澳大利亞等國(guó)和地區(qū)1500余位政府機(jī)構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項(xiàng)目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會(huì)。

中國(guó)科學(xué)院電工研究所教授陳永翀?jiān)趦?chǔ)能電池專(zhuān)場(chǎng)，發(fā)表了題為"儲(chǔ)能電池技術(shù)發(fā)展方向探討"的精彩演講。

演講內(nèi)容如下：

陳永翀：

很高興有機(jī)會(huì)跟大家交流，關(guān)于儲(chǔ)能電池技術(shù)發(fā)展方向的探討。有些觀(guān)點(diǎn)不一定是對(duì)的，借此機(jī)會(huì)跟大家交流。我是中科院電工研究所儲(chǔ)能技術(shù)研究組組長(zhǎng)陳永翀。

之所以發(fā)展儲(chǔ)能，核心點(diǎn)在于新能源，尤其是光伏和風(fēng)力發(fā)電，是間歇的、不穩(wěn)定的，因此需要儲(chǔ)能系統(tǒng)配合，提供穩(wěn)定可靠的電力。我想強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)應(yīng)該是發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的“不忘初心”。我們看現(xiàn)在國(guó)際和國(guó)內(nèi)的儲(chǔ)能應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展，國(guó)際市場(chǎng)儲(chǔ)能用得比較多的還是光伏、風(fēng)電規(guī)模比較大的地區(qū)，也可以對(duì)比我們國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r。我認(rèn)為儲(chǔ)能的作用雖然不僅僅是為新能源發(fā)電配套服務(wù)，但我們要記住這是當(dāng)前和未來(lái)發(fā)展儲(chǔ)能的核心。稍候會(huì)談到儲(chǔ)能的其他應(yīng)用場(chǎng)景。

我想跟大家一起回顧一下儲(chǔ)能的發(fā)展歷史。20世紀(jì)70年代我國(guó)開(kāi)始發(fā)展抽水儲(chǔ)能。因?yàn)楫?dāng)時(shí)要發(fā)展核電，核電需要穩(wěn)定運(yùn)行，無(wú)論是白天還是黑夜。在深夜用戶(hù)側(cè)低谷用電時(shí)依然要滿(mǎn)功率的發(fā)電，因此需要抽水蓄能和核電配合使用。

近幾年儲(chǔ)能之所以越來(lái)越受重視，是由于最近10年新能源光伏、風(fēng)電的發(fā)電成本快速下降了。在最初大家沒(méi)有考慮儲(chǔ)能成本的重要性，因?yàn)楣夥L(fēng)電太貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于儲(chǔ)能的成本，所以?xún)?chǔ)能的問(wèn)題并不尖銳。沒(méi)想到今天的風(fēng)電、光伏價(jià)格快速下降，已經(jīng)接近平價(jià)上網(wǎng)了。新能源規(guī)模發(fā)展的不穩(wěn)定性、間歇性需要儲(chǔ)能配合，儲(chǔ)能的成本問(wèn)題便凸顯出來(lái)了。

儲(chǔ)能包括本體技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)，二者都很重要的。我是做本體技術(shù)的研究，但我們不能忽視應(yīng)用技術(shù)。儲(chǔ)能本體技術(shù)又分為四大分類(lèi)，物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱蓄冷。從本體技術(shù)來(lái)說(shuō)，我們把電池歸為電化學(xué)儲(chǔ)能類(lèi)。2018儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)報(bào)告分類(lèi)里跟這個(gè)分類(lèi)有所不同，把電池稱(chēng)之為化學(xué)儲(chǔ)能。我個(gè)人認(rèn)為從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，最好把電化學(xué)儲(chǔ)能和狹義的化學(xué)儲(chǔ)能分開(kāi)。化學(xué)反應(yīng)都涉及到電荷的轉(zhuǎn)移的，如何電荷對(duì)外做功，可以稱(chēng)為電化學(xué)儲(chǔ)能，例如電池和超級(jí)電容器;如果電荷僅僅是內(nèi)部轉(zhuǎn)移不對(duì)外做功，可以稱(chēng)之為化學(xué)儲(chǔ)能，例如儲(chǔ)氫和儲(chǔ)碳。作為儲(chǔ)能電池本體技術(shù)，又包括電池的模塊技術(shù)和電池的系統(tǒng)技術(shù)。我認(rèn)為對(duì)于大型儲(chǔ)能電池系統(tǒng)而言，在未來(lái)，模塊技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)的融合設(shè)計(jì)非常重要。很多外部系統(tǒng)需要考慮的因素，是否可以放在大型電池內(nèi)部來(lái)加以考慮設(shè)計(jì)，這里面有許多可以交流的地方。

我們喜歡模塊化的東西，因?yàn)橹恍枰K的插拔，對(duì)于系統(tǒng)組裝來(lái)說(shuō)很方便。但對(duì)于電力系統(tǒng)的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，整個(gè)的儲(chǔ)能電站對(duì)他來(lái)講才是模塊、基本單元。這個(gè)基本單元里面應(yīng)該可以有很多模塊和系統(tǒng)之間的互動(dòng)結(jié)構(gòu)，未來(lái)還會(huì)有顛覆性的技術(shù)，這是我的看法。

作為儲(chǔ)能電池的應(yīng)用技術(shù)，BMS、PCS、EMS很重要。目前在做的很多示范項(xiàng)目，電池廠(chǎng)家跟電力系統(tǒng)、電網(wǎng)直接對(duì)接，電網(wǎng)也可能會(huì)直接介入電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，甚至指定說(shuō)我要某某廠(chǎng)家的電池。在未來(lái)，我認(rèn)為中間會(huì)有獨(dú)立的第三方提供儲(chǔ)能服務(wù)，這個(gè)第三方會(huì)跟金融、保險(xiǎn)公司合作，它可以跟電網(wǎng)應(yīng)用端承諾系統(tǒng)的安全性及其壽命，因?yàn)殡娋W(wǎng)公司并不需要電池資產(chǎn)，電池性能會(huì)逐步衰退直至報(bào)廢，電網(wǎng)公司需要的是安全可靠的儲(chǔ)能服務(wù)，而不是儲(chǔ)能電池。

現(xiàn)在很多電池廠(chǎng)做集裝箱儲(chǔ)能電池系統(tǒng)來(lái)跟電網(wǎng)對(duì)接，我認(rèn)為未來(lái)不是這個(gè)模式。未來(lái)會(huì)出現(xiàn)獨(dú)立的第三方，儲(chǔ)能系統(tǒng)集成服務(wù)商，他的技術(shù)核心就是儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)。目前的標(biāo)準(zhǔn)不太清晰，界面在什么地方也不知道，因?yàn)镋MS跟電力有交叉，BMS跟電池模塊有交叉，所以現(xiàn)在不確定第三方與電池方及電網(wǎng)方的界面在哪里，缺乏標(biāo)準(zhǔn)，以后的標(biāo)準(zhǔn)需要逐步建立起來(lái)。以后應(yīng)該有獨(dú)立的第三方，儲(chǔ)能系統(tǒng)集成服務(wù)商，而不是由電池廠(chǎng)家直接跟電網(wǎng)公司對(duì)接。

儲(chǔ)能的發(fā)展，核心是跟光伏、風(fēng)力配套，當(dāng)然在儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的早期還有其他很多應(yīng)用場(chǎng)景。這三天的會(huì)議也在討論各方面的應(yīng)用場(chǎng)景。但從電池的角度來(lái)看，可以分為三大類(lèi)：

第一，容量型電池，電池倍率小于0.5C，應(yīng)用于容量型儲(chǔ)能，例如調(diào)峰;

第二，功率型電池，電池倍率大于2C，應(yīng)用于功率型儲(chǔ)能，例如調(diào)頻;

第三，能量型電池，介于之間的1C左右，應(yīng)用于復(fù)合儲(chǔ)能場(chǎng)景。

沒(méi)有任何一種電池路線(xiàn)適用于所有的場(chǎng)合，有時(shí)候需要功率型，有時(shí)候需要容量型，有時(shí)候需要混合搭配。

我們電池想往儲(chǔ)能方向去應(yīng)用去發(fā)展，尤其是鋰離子電池。手機(jī)電池，第一要求是高能量密度，這樣可以加長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間。手機(jī)電池對(duì)能量密度有迫切的需求，現(xiàn)在的智能手機(jī)大多是一天一充甚至一天幾充。當(dāng)鋰離子電池往儲(chǔ)能方向走，從原來(lái)高能量密度為第一要求，變成低成本為第一要求，還有長(zhǎng)壽命、高安全和易回收。一塊手機(jī)電池有賣(mài)30元，也有賣(mài)100元，而作為大型儲(chǔ)能電站電池來(lái)說(shuō)，對(duì)成本非常敏感。我們現(xiàn)在考慮各種電池的性能發(fā)展時(shí)，不僅看性能如何，首要的還是看成本。

涉及成本時(shí)，它有一個(gè)發(fā)展過(guò)程，不能一步到位。大概分為四個(gè)階段：

第一階段，開(kāi)發(fā)非調(diào)峰功能的儲(chǔ)能電池技術(shù)和市場(chǎng)，包括移動(dòng)儲(chǔ)能、調(diào)頻儲(chǔ)能等;

第二階段，短期是5-10年，低于峰谷電價(jià)差的度電成本，但這并不是儲(chǔ)能電池發(fā)展的最終目標(biāo)。峰谷電價(jià)差套利很被動(dòng)，當(dāng)你上了很多儲(chǔ)能，峰谷的差異會(huì)有所變化，因此它是一個(gè)偽命題，短期來(lái)說(shuō)是有用的，長(zhǎng)期來(lái)說(shuō)有問(wèn)題。

第三階段，中期是10-20年，低于火電調(diào)峰和調(diào)度的成本，這樣才能逐步規(guī)模應(yīng)用于電網(wǎng)。

第四階段，長(zhǎng)期是20-30年，儲(chǔ)能最重要的和風(fēng)力光伏匹配使用，因此長(zhǎng)遠(yuǎn)的成本一定要低于同時(shí)期風(fēng)光發(fā)電的成本。否則，寧愿棄風(fēng)棄光，也不會(huì)上儲(chǔ)能。

中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，要注意中國(guó)的兩個(gè)特點(diǎn)、國(guó)情：

第一，中國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，不是發(fā)達(dá)國(guó)家。我們經(jīng)常說(shuō)歐洲、美國(guó)、日本儲(chǔ)能發(fā)展如何，他們是發(fā)達(dá)國(guó)家，我們是發(fā)展中國(guó)家。電價(jià)和電力市場(chǎng)結(jié)構(gòu)是完全不同的。

第二，雖然中國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，但中國(guó)的電網(wǎng)非常堅(jiān)強(qiáng)，可以說(shuō)穩(wěn)定性是世界數(shù)一數(shù)二。

這就是我國(guó)儲(chǔ)能發(fā)展面臨的實(shí)際情況。所以，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能電池大部分面向海外市場(chǎng)，出口歐洲、澳洲、美國(guó)。

儲(chǔ)能系統(tǒng)成本和新能源發(fā)電系統(tǒng)成本還是偏高，在未來(lái)，系統(tǒng)的能耗要仔細(xì)計(jì)算，可能不是現(xiàn)有的能耗計(jì)算方法，應(yīng)該把裝備、生產(chǎn)環(huán)境的能耗放進(jìn)去。換句話(huà)說(shuō)應(yīng)該是設(shè)想未來(lái)在完全新能源的供電環(huán)境，我們所有的一切都由新能源供應(yīng)，蓋房子、裝備、生產(chǎn)，在這樣的環(huán)境下生產(chǎn)光伏系統(tǒng)、風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)，才能體現(xiàn)真正的能耗是怎樣的，是否是可持續(xù)發(fā)展。而不是像現(xiàn)在，僅僅計(jì)算從二氧化硅到光伏板的制造過(guò)程的能耗。

去年我們跟著秘書(shū)長(zhǎng)走南闖北，走訪(fǎng)調(diào)研了90家企業(yè)和18家儲(chǔ)能項(xiàng)目，收獲頗豐，有以下四點(diǎn)：

1、儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景較多，國(guó)外以澳洲、美國(guó)和德國(guó)為代表，儲(chǔ)能市場(chǎng)已起步發(fā)展;國(guó)內(nèi)已有的儲(chǔ)能技術(shù)主要應(yīng)用在成本相對(duì)較高的剛需場(chǎng)景或示范場(chǎng)景。

2、目前已經(jīng)商業(yè)應(yīng)用的儲(chǔ)能電池，包括鋰離子電池和鉛炭電池，在降成本方面已經(jīng)接近極限，若要進(jìn)一步提高1倍以上的性?xún)r(jià)比，必須有新的顛覆性的技術(shù)突破或工藝突破。

3、缺乏適用于電力調(diào)峰的低成本的容量型儲(chǔ)能電池，也缺乏適用于電力調(diào)頻的安全的功率型儲(chǔ)能電池。

4、在各類(lèi)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用體系中，低成本、長(zhǎng)壽命、高安全和易回收是業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。

我們要高度重視大型電力儲(chǔ)能電池技術(shù)的基礎(chǔ)創(chuàng)新研究和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的布局，推動(dòng)開(kāi)展儲(chǔ)能電池技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)商業(yè)共享。現(xiàn)有各類(lèi)儲(chǔ)能電池存在危機(jī)。當(dāng)然任何時(shí)候都存在問(wèn)題，所以大家不需要害怕。鉛酸電池在回收方面做得很棒，這是鋰電池應(yīng)該好好向鉛酸電池學(xué)習(xí)的地方。當(dāng)然鉛酸電池如果回收不規(guī)范會(huì)帶來(lái)很大的污染，一旦規(guī)范化，原料成本又上去了。液流電池系統(tǒng)效率較低，運(yùn)維較復(fù)雜。鋰離子電池回收成本高，具有安全隱患。

不是所有的電池都可以稱(chēng)為儲(chǔ)能電池。一定要從應(yīng)用問(wèn)題、電力儲(chǔ)能對(duì)電池要求的角度開(kāi)發(fā)儲(chǔ)能電池新技術(shù)。廣義來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的功率至少要大于1KW，而狹義的電力儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，1MW才是基本單位。有的電池適合消費(fèi)類(lèi)手機(jī)，有的電池適合大型儲(chǔ)能使用，它甚至無(wú)法做小。天生我才必有用，發(fā)揮各自特點(diǎn)。用做小電池的思路做小電池，用做大電池的思路做大電池。

我們?cè)谧鲣嚌{料電池，什么是鋰漿料電池?電池全部或者部分電極由漿料態(tài)電極構(gòu)成。由于它是超厚的電極，其制造成本可以大大降低。它是漿料態(tài)的，我們可以做一定程度的內(nèi)部再生，達(dá)到長(zhǎng)壽命使用的要求。在安全性方面，漿料電池固液可以分離，分離后便是安全品，危險(xiǎn)品和安全品的運(yùn)輸費(fèi)用相差很大。這是漿料電池安全性方面的優(yōu)勢(shì)。另外，漿料厚電極方便回收再生。

沒(méi)有任何一種電池可以用于所有的場(chǎng)景，既然漿料電池做的是超厚電極，顯然就不能作為功率型用，應(yīng)該是容量型儲(chǔ)能電池。它犧牲了4-5%的能量效率，我們說(shuō)有舍有得，你看看犧牲某部分性能，再換取另外一部分性能的獲得。

我們要在三方面做電池工作：

第一，結(jié)構(gòu)技術(shù)突破，集流內(nèi)阻解耦結(jié)構(gòu)，沒(méi)有這個(gè)結(jié)構(gòu)無(wú)法做鋰漿料電池。

第二，材料技術(shù)突破，開(kāi)發(fā)柔性導(dǎo)電復(fù)合材料的制備技術(shù)。

第三，制造技術(shù)突破，開(kāi)發(fā)超厚漿料電極的制造技術(shù)。

我們?cè)谧鲋性嚕诜e累數(shù)據(jù)，不久以后我們會(huì)推出第一代中試產(chǎn)品。這是我們的中試基地。

大家非常熟悉這張圖，為什么在大功率、大容量時(shí)，電池不可以應(yīng)用?鉛酸電池單體可以做到1000-2000Ah，大家可以比較一下。未來(lái)新型儲(chǔ)能電池是否有可能單體功率大于100KW，有人說(shuō)不可能，現(xiàn)在做到1KW都已經(jīng)很困難的，但我認(rèn)為這是有可能的，需要顛覆性的技術(shù)。10年或者20年后的儲(chǔ)能電池如何，還是今天的電池嗎?大家可以想象，做未來(lái)的事情。

儲(chǔ)能系統(tǒng)的組合概念。對(duì)于電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)能系統(tǒng)是一個(gè)黑匣子，只要能儲(chǔ)電和放電就行，至于里面是用一類(lèi)電池還是一個(gè)大型的化學(xué)化工機(jī)械復(fù)合系統(tǒng)，電網(wǎng)用戶(hù)是不管的。因此，未來(lái)大型儲(chǔ)能系統(tǒng)還有很多創(chuàng)新的空間，而不僅局限于現(xiàn)在單一儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的考慮。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)很重要，一是競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)估，二是交易。知識(shí)產(chǎn)權(quán)得不到保護(hù)，談創(chuàng)新是很困難的。知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題也是中美貿(mào)易摩擦的核心點(diǎn)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)不是全部，但它是非常重要的一點(diǎn)。

這是我們的技術(shù)方向，現(xiàn)在有76項(xiàng)專(zhuān)利。

我們要根據(jù)儲(chǔ)能電池技術(shù)的水平實(shí)事求是發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)，我們示范的目的是積累應(yīng)用數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用問(wèn)題，評(píng)估應(yīng)用經(jīng)濟(jì)。在本體技術(shù)基本安全可靠的情況下才能做規(guī)模示范，不要貿(mào)然做大型的，這很燒錢(qián)。當(dāng)前針對(duì)霧霾問(wèn)題和尖峰電力短缺問(wèn)題出臺(tái)政策，發(fā)展儲(chǔ)能。

以上四個(gè)觀(guān)點(diǎn)發(fā)表在《中國(guó)能源報(bào)》，謝謝大家!