5月11日，從南方電網公司了解到，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”項目示范工程，通過自主創(chuàng)新，首次將鈉離子電池技術應用于大容量儲能電站。工程的投產標志著鈉離子電池大規(guī)模儲能工程技術取得關鍵性突破。

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。梁磊/攝

　　自主研發(fā)的大容量鈉離子電池儲能系統(tǒng)整體技術國際領先

　　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。這片儲能裝置投入運行后，具有自主知識產權的大容量鈉離子電池儲能技術也實現(xiàn)了在電力工程的首次應用。

在伏林鈉離子電池儲能電站主控樓里，技術人員通過電子大屏實時監(jiān)控儲能電站設備。梁磊/攝

　　在電站主控樓里，技術人員通過電子大屏實時監(jiān)控儲能電站設備。“通過大屏，我們可以看到儲能電站運行設備的實時參數。通過相連的線路，儲能電站可以智能化參與電力調峰，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。”南方電網廣西南寧供電局高級工程師羅傳勝指著電子屏幕介紹。

　　該電站由南方電網廣西電網公司投資建設，本期投產規(guī)模為十兆瓦時。區(qū)別于常規(guī)的電化學儲能電站，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，這在國內尚屬首次。

　　南方電網廣西電網公司創(chuàng)新管理部副總經理高立克介紹，2022年11月起，廣西電網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)集成技術及應用示范”研究任務，聯(lián)合中國科學院物理研究所、南方電網儲能股份有限公司、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。

　　經過一年多的研究，項目團隊研制出了全國首款210安時長壽命、寬溫區(qū)、高安全性的鈉離子儲能電池，研制了國內首套十兆瓦時鈉離子電池儲能系統(tǒng)，并運用這些技術建設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，形成了從材料-電池單體-儲能系統(tǒng)-工程建設的成套解決方案。“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鍵技術開展攻關，形成了具有自主知識產權的鈉離子電池制備及系統(tǒng)集成技術。”高立克介紹。

　　南方電網廣西電力科學研究院領軍級技術專家唐彬博士介紹，項目采用了大容量鈉離子電池和智能組串式技術，在提高儲能系統(tǒng)安全性的同時，系統(tǒng)能量轉換效率也得到了大幅提升。

　　南方電網儲能股份有限公司領軍級技術專家李勇琦介紹，項目組運用了新的儲能變流溫控技術和安全防控技術，讓該鈉離子電池儲能系統(tǒng)能夠在實現(xiàn)能量整體轉換效率超過92%的同時，22000多個電池溫差不超過3攝氏度，轉換效率、安全性等多項關鍵指標優(yōu)于同類鋰離子電池儲能系統(tǒng)。

　　1月28日，由中國工程院蔣劍春院士、中國科學院程時杰院士、張躍院士、歐盟科學院孫金華院士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)”整體技術處于國際領先水平。

　　新型儲能技術開啟鈉離子電池新賽道

　　鈉離子電池儲能技術的應用發(fā)展，正在加快打破我國新型儲能技術現(xiàn)有格局。

　　當前，我國新型儲能技術路線以鋰離子電池為絕對主導。截至今年一季度末，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。

　　據了解，新型儲能是指通過電化學儲能、物理儲能等技術實現(xiàn)能量存儲。鈉離子電池與鋰離子電池都屬于電化學儲能，它們的工作原理相似，都是通過電能和化學能的相互轉化來完成充、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。

　　中國科學院物理研究所研究員胡勇勝介紹，鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池相似，生產工藝類同，產業(yè)線轉換成本相對較低，可推動實現(xiàn)大規(guī)模風電、光伏發(fā)電的經濟并網。“廣西伏林儲能電站順利投運，為鈉離子電池儲能技術大范圍應用提供了實證支撐，未來還將進一步推動產業(yè)鏈條的發(fā)展。”胡勇勝表示。

　　可規(guī)模化復制推廣 發(fā)展前景廣闊

　　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規(guī)?；瘧谩Ｆ湎到y(tǒng)的一大優(yōu)勢，是可規(guī)?；瘡椭仆茝V。“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。”高立克介紹，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。

　　鈉離子儲能技術的規(guī)?；瘧冒l(fā)展，也將進一步推動降低運行成本。“鈉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%，在充分改進電池結構和工藝、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，是推動新型儲能經濟應用的重要技術方向”，全國電力儲能標準化技術委員會副秘書長、南方電網戰(zhàn)略級技術專家陳滿表示。

　　隨著關鍵技術的突破，鈉離子電池有望成為成本最低的電化學儲能技術，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，進一步打造新質生產力，為構建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系、支撐實現(xiàn)“雙碳”目標夯實基礎。

　　“鈉離子電池儲能技術應用前景廣闊。”中科海鈉科技有限責任公司總經理李樹軍博士認為，鈉離子電池儲能技術在大規(guī)模電化學儲能、電動汽車、工程機械等主要應用領域，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在內的新型儲能創(chuàng)新發(fā)展技術突破和應用探索，也將有力推動新型儲能產業(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業(yè)化，將來鈉離子電池肯定會有很大的經濟效益。”

　　文丨陳欽榮 劉德欣 黃昉 梁磊