登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
图1:日本NGK公司垄断钠硫电池技术
日本NGK公司钠硫电池堆特点:
NAS 电池系统持续放电时间为6至7小时, 可与可再生能源联合使用,最大系统为50MW/300MWh。(不具有储热功能)计划2020年能将成本从300美元/千瓦时降低到200美元/千瓦时。
2015年6月5日,由南瑞继保和NGK共同承建的国内首座200KW/1440KWh钠硫(NAS)电池储能示范项目在南京江宁南瑞继保将军路智能化电气装备产业园投运。因钠硫电池存在安全风险和环保问题,已被拒国内市场。
2、钠镍熔盐电池主要特点
√开路电压高(300℃时为2.58V)
√比能量高(理论为790Wh/kg,实际达150Wh/kg)
√能量转换效率高(无自放电,100%库伦效率)
√可快速充电(30 分钟充电达50% 放电容量)
√工作温度范围宽,可融入槽式CSP系统(250℃~350℃)
√容量与放电率无关(电池内阻基本为欧姆内阻)
√耐过充、过放电(第二电解质NaAlCl4可参与反应)
√制作期间无液态钠操作(电池在放电状态下装配)
√维护简便(全密封结构、电池损坏呈低电阻方式)、安全可靠(无低沸点、高蒸汽压物质,是唯一通过美国先进电池联合协会(USABC)22 项安全测试的电池体系)
综上比较:钠镍熔盐电池性能优越,创新空间大,便于嫁接光热发电循环系统,为储热蓄电首选。
3、美国GE的“大松”钠镍电池生产和用应用
图2: GE公司的钠镍熔盐电池结构
美国GE公司于2007年买下英国Beta R&D钠镍熔盐电池厂,在美国建立 “独拉松”(Durathon)或称“大松”钠盐电池品牌,经过11年研发,投入资金超过4亿美元,因销售业绩不佳,2015年1月宣布停产。
随后,超威与GE合作深耕钠氯电池。2017年1月超威公司发布公告,超威与GE合资成立浙江绿能(安力)能源有限公司,进军钠镍电池(简称钠盐电池)领域。超威及GE将分别出资3000万人民币,500万美元,对应85.7%及14.3%股权。根据技术转让及特许协议,合资公司将向GE 支付1400万美元(以获取特许权)、独家费用(以获取特许权的独家性)、实际使用费;GE 将向合资公司交付技术文件并提供技术支持,以协助合资公司将能源存储产品商业化。
图3:德国弗劳恩霍夫的固体电解质 β-Al2O3陶瓷管
2016年后,钠氯化物电池重回市场,德国弗劳恩霍夫将目光聚焦钠氯化物电池,发挥自身技术优势改进固体电解质结构和封接方式。
图4:德国弗劳恩霍夫的钠镍熔盐电池
2019年3月欧洲储能展。会上,弗劳恩霍夫陶瓷技术与系统研究所(IKTS)展示其最新开发的“cerenergy”陶瓷钠镍高温电池。“Cerenergy”为5千瓦时,由20个单电池组成,成本将低于每千瓦时100欧元。
图5:我国的研究成果
2018年发布信息称,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所成功突破了制备β-Al2O3陶瓷技术,掌握了动态烧结技术和批量化静态烧结技术,达到国际先进水平。成功地进行了陶瓷玻璃封接、金属与陶瓷连接。
4、钠镍电池与钠硫电池性能比较
表1:钠镍电池与钠硫电池性能比较
三、钠镍熔盐电池创新及热利用
单体电池创新方向为变柱状结构为平面结构。
1、传统钠镍熔盐电池存在的问题
(1)传统钠镍熔盐电池零部件多、结构复杂、组装工艺不尽合理,固体电解质β-Al2O3陶瓷管成品率低、制造成本高。
(2)实现储热蓄电互补需着力改进现有电池结构,充分发挥钠镍熔盐电池技术优势。
(3)钠硫电池技术被日本NGK垄断,且无法消除安全和环境隐患;适于电网储能的大型钠镍熔盐电池在国际上尚处于开发阶段,我们应急起直追,积极参与,力争占据钠镍熔盐电池竞争高地。
(4)美国能源部ARPA-E自2008年重点支持钠镍熔盐电池结构创新,其中主导创新的电池结构为平面结构,但至今未实现突破。
2、美国能源部创新平面钠镍电池规划
图6:美国能源部创新平面钠镍电池规划
美国能源部自2008年开始支持钠镍电池平面化技术研发,规划到2016年实现商业化,以替代现有铅酸、锂离子、镍氢等化学电池;主要应用于电力储能。美国能源部科学家持之以恒支持该创新,可谓对平面钠镍熔盐电池情有独钟。
3、美国研发进程
图7:美国PNNL实验室的平面结构设计
上图是美国太平洋西北国家实验室的平面钠镍电池结构,该项目2009年获美国能源部ARPA-E计划资金支持。
高温钠镍电池是一种很有前景的用于电网的存储技术,但现有生产方法既昂贵又不可靠。美国能源部2009年支持102万美元研发高温Sodium-Beta Batteries。该项目由EaglePicher公司与PNNL合作,修改了传统的管状钠镍电池结构,使用堆叠结构设计并提高电池性能,从而降低昂贵的管式结构制造成本。新设计简化了beta氧化铝固体电解质膜(关键技术)的制造过程为后续可伸缩的模块化电池制造提供了最佳途径,预计成本是现有管状设计的一半。
其经济性分析:预测该项目可以帮助美国建立一个可行的钠镍电池制造产业,到2013年,预计能源存储电池市场将超过10亿美元,钠镍电池的市场份额将接近7亿美元。
但令人遗憾的是,该项目研发失败,计划已被取消。
图8:美国MSRI公司的钠镍熔盐电池结构
该项目获2012年美国ARPA-E给予的280万美元财政支持,基于项目未取得实质进展,计划被撤销。
4、自主创新钠镍熔盐电池原则
(1)钠镍熔盐电池用于储热蓄电必须创新,不能照抄照搬,但应肯定美国能源部选择平面结构的合理性。
(2)全新的钠镍熔盐电池应为模块化设计奠定基础,电池单元模块串并联后可组成大型电池堆。
(3)创新钠镍单体电池,减少金属结构件,重点提高工艺可靠性,实现自动化、规模化生产,降低制造成本。
(4)新构造设置集中式温度补偿和温度监控调节装置,相比GE模块和NGK钠硫模块分散管理简单可靠。
图9:新型钠氯化物单体电池构造
其结构优势有:(1)阴极比表面积显著增大;(2)β-Al2O3或微晶玻璃固体电解质的力学强度显著增强;(3)组装工艺简单,安全可靠。
图10:新型钠镍熔盐电池组
该单体电池峰值功率力争大于500W,电池组峰值功率力争大5KW。
创新型钠镍熔盐电池优势如下:
(1)结构优势:阴极比表面积和电池功率密度显著增大;β-Al2O3或微晶玻璃的力学强度显著增强;关键零部件数量减少,核心部件特别适合大规模专业化生产,为降低电池单位造价创造前提。
(2)规模大:钠镍熔盐电池蓄电站电压高、功率大,可实现长时间电网供电,担任电网调峰重任。
(3)应用灵活:既可应用大电网储能,也适合分布式微电网储能;既适合供电侧储能,也适合需求侧储能;模块化结构适合安装使用。
(4)热控制:采用聚光太阳能或采用辅助电力集中加热熔盐电介质和热控制,相比给每个电池组单独设立热管理系统有易于降低制造成本。
(5)热发电:利用光伏、风电以及电网超负荷过载电力加热储热介质,再利用存储热能辅助发电可有效应对弃风弃电,变垃圾电为优质电。
(6)热利用:钠镍熔盐电池堆通过熔盐、导热油、高温硅油或氮气等介质集中调节和管理电池堆温度,充分利用蓄电池充放电产生的化学热实现多功能热利用,例如在储热蓄电设备中配置冬季供暖和夏季制冷设备,或采用低温多效技术淡化海水等,或为小村镇社区、生活居住区配套,扩大利用范围。
图11:德国西门子储热蓄电热管理
图12:德国西门子钠镍电池储热蓄电热利用技术设想
四、光热发电储热蓄电
1、钠镍熔盐电池储热蓄电技术创新
值得关注的是:2015年11月美国能源部为SunShot聚光太阳能发电阿波罗(CSP:APOLLO)子计划拨款3200万美元,其中给予犹他州盐湖城Ceramatec公司和乔治亚技术研究所总计234.878万美元,自行配套147.6706万美元,重点开发聚光太阳能高温熔盐钠盐蓄电模块和固体电解质,预计实现的蓄电效率目标拟超92%;虽然技术模式不同,创新路线却不谋而合。
图13:美国能源部为SunShot聚光太阳能发电阿波罗
图14:美国聚光太阳能储热蓄电原型
2、与槽式太阳能热发电系统配套
图15:在槽式太阳能热循环储热蓄电系统为光伏和风力发电配套
图16:槽式太阳能储热蓄电发电示意图
所以说,适合我国自然地理环境的槽式太阳能储热蓄电发电系统是:
(1)本装置易选用高温硅油做传热介质,工况温度400度,无低温冷凝结晶疑虑。
(2)储热罐采用单罐固体储热介质填充技术,替代价格昂贵的熔盐。
(3)蓄电装置采用钠镍高温熔盐电池堆,中心工况温度300度。
(4)蓄电来源主要吸纳风电、光伏和电网超负荷过载电力。
(5)本装置参与电网削峰填谷、调频调压任务,目标为电网基荷电源。
五、关注美国能源科技创新目标
1、为什么要关注美国能源部创新储能技术?
(1)抽水蓄能(PSH)提供了美国电网95%以上的固定电能存储容量,但在过去30年里由于受地理条件制约,难以批准新项目建设(我国也如此)。
(2)电化学电池尤其是锂离子电池,在电网应用迅速增长,但其高昂的能源成本限制了其在长期应用中的可行性,其次安全隐患大,回收困难。
(3)电网系统需要长时间大容量储能,寄希望提供几天(days)的备用电力,或接纳更多的风能、太阳能等具有间歇性的可再生能源,从而增加现有电网的可靠性和提高其应用价值。
2、应该关注美国能源科技创新的哪些目标?
(1)美国能源部2018年5月1日宣布提供3000万美元资金支持新设立的“DAYS”长周期电能储存计划,组织开发安全、弹性的电网存储技术。
(2)DAYS计划要求构建满足电网长时间能源存储的创新技术,可提供10至100小时长周期电能存储系统(LDES)技术。
(3)LDES系统在整个存储周期(即10至100小时)内,以5美分/度电的固定成本(LCOS)提供电力。
(4)DAYS计划要求新型固定电力存储系统能增强电网弹性,提供低成本容量,支持传输和配电的基础设施,在发电组合中提供更多低成本、间歇性的风能和太阳能资源,以及其他好处。
(5)ARPA-E希望通过DAYS计划采用化学、电化学、热学和机械技术方法来潜在地解决这个问题。该计划要求所有提议的存储系统都单独用电,并以发电作为唯一的输出。
图17:美国NREL采用高温固体大规模储热蓄电
美国可再生能源研究室NREL为实现《DAYS计划》,满足电网长时间能源存储,由华裔科学家马志文提出固体储热蓄电创新技术,可提供10至100小时长周期电能,该存储系统在整个存储周期(即10至100小时)内,以5美分/度电的固定成本(LCOS)提供电力。
六、结语
(1)钠镍熔盐电池储热蓄电是聚光太阳能、光伏、风电等可再生能源相结合的最佳选择。
(2)钠镍熔盐电池储热蓄电可实现电化学热的高效利用,可广泛配套供热、制冷、海水淡化等热利用设施。
(3)钠镍熔盐电池储热蓄电技术是建立经济性、安全性、环保性、大规模、高功率、高可靠、长寿命储能电站和能源互联网、智能电网的必然选择。
(4)钠镍熔盐电池储热蓄电专利技术最具创意全新结构、高效耐用的钠镍熔盐电池有望成为光热发电和电网基础设施的标准构件。
所以说,新型钠镍熔盐电池是电网发电侧或用电侧最优的储能选择,一旦规模化应用即可承担部分燃煤燃气电站削峰填谷、调频调压的任务,同时成为风电光伏发电站的专属配套设备;新型钠镍熔盐电池市场应用前景可期。
作者简介:
退休公务员,曾履职政府管理部门分管科技合作。2003年步入光热发电领域研发槽式太阳能集热管产品,最早将强化传热理念引入其中;2009年,作为北京中航空港通用设备有限公司首席顾问在北京天竺工业园建立国内第一个槽式太阳能热发电实验装置。
现持有光热发电系列发明专利及文献20余项,主要集中在线聚焦集热管强化传热和制造、光热发电与风电互补储热、光热发电超临界二氧化碳系统循环、钠镍熔盐电池结构创新和复合储热蓄电,太阳能风能与燃气互补制氢制甲烷循环热发电技术等。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
近日,彭博新能源财经(BloombergNEF,以下简称“BNEF”)正式发布了2025年第二季度全球光伏逆变器制造商Tier1榜单(BNEFTier1PowerInverter2Q2025)。正泰电源CHINTPOWER凭借卓越的产品品质、深厚的技术积累、可靠的项目交付质量以及不断增强的全球品牌影响力从众多企业中脱颖而出,已经连续7个季度稳
宁夏华电多能互补一体化能源项目研究方案咨询服务招标公告(招标编号:CHDTDZ031/19-QT-024)一、招标条件宁夏华电多能互补一体化能源项目研究方案咨询服务招标项目已批准,招标人为华电(宁夏)能源有限公司,项目资金为自筹。本项目已具备招标条件,现进行公开招标。二、项目规模和招标范围2.1招标采
北极星储能网获悉,6月4日,国家能源局印发关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作的通知。试点方向上提出,构网型技术重点在高比例新能源接入的弱电网地区、“沙戈荒”基地大规模新能源外送地区,应用新能源/新型储能构网型控制技术,有效解决短路容量下降、惯量降低、宽频振荡等问题,提升新能
作为辽宁省大连市最大的传统火电厂,始建于1985年的华能大连电厂,当下正在“双碳”战略的驱动下经历一场深刻变革:一手积极布局新能源,一手加速优化升级传统能源。通过持续的技术创新与管理优化,这座传统火电厂不仅全面实现超低排放,更成功构建起多能互补的现代能源体系,成为东北老工业基地绿色转
近日,国家能源局发布了关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作的通知。通知明确提出,要聚焦新型电力系统有关前沿方向,依托典型项目开展单一方向试点,依托典型城市开展多方向综合试点,探索新型电力系统建设新技术、新模式,推动新型电力系统建设取得突破。坚持重点突破,先期围绕构网型技术、
6月4日,国家能源局印发关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作的通知。通知提出,聚焦新型电力系统有关前沿方向,依托典型项目开展单一方向试点,依托典型城市开展多方向综合试点,探索新型电力系统建设新技术、新模式,推动新型电力系统建设取得突破。坚持重点突破,先期围绕构网型技术、系统友
景春梅金爱伟谢笑梅(中国国际经济交流中心课题组)2024年12月召开的中央经济工作会议指出,要“综合整治‘内卷式’”竞争。近两年来,我国光伏制造业阶段性供需失衡,“量增价减”问题加剧,出现“内卷式”竞争。光伏制造业是我国培育的重要新质生产力,长期看仍有较大发展空间。在推动光伏制造业重回
北极星储能网获悉,6月3日,皖能新疆于田县200MW/800MWh独立新型储能项目正式开启招标,该项目招标人安徽省皖能聚合智慧能源有限公司,合同估算价53655万元,约合单价0.6707元/Wh。项目规划建设1座200MW/800MWh磷酸铁锂电化学储能电站和1座220kV汇集站,采用构网型组串式方案,本期一次性整装建成。本
5月29日,由国网山东综合能源公司负责建设的山东省储能示范项目、济南市重点项目泽安莱芜200兆瓦/400兆瓦时独立共享储能电站正式并网运行。该项目占地面积25.6亩,于2024年8月入选山东省储能示范项目名单。自项目承建以来,公司组建工作专班,建立“全链条协同作战”机制,整合各方优质资源,确保项目
北极星储能网获悉,近日,国家能源局官网发布了安全司回复了某企业关于“自建用户储能电站项目,纯自用不接入公用电网运行,是否不需要电力质监”的留言提问。邮件内容:我公司自建用户储能电站项目,纯自用不接入公用电网运行,是否不需要电力质监?安全司答复:根据《电力建设工程质量监督管理暂行规
作者:彭鹏1王成东2陈满1王青松2雷旗开1金凯强2单位:1.南方电网调峰调频发电有限公司储能科研院2.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室引用本文:彭鹏,王成东,陈满,等.某钛酸锂电池储能电站热失控致灾危害评价[J].储能科学与技术,2025,14(4):1617-1630.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1006本
作者:彭鹏1王成东2陈满1王青松2雷旗开1金凯强2单位:1.南方电网调峰调频发电有限公司储能科研院2.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室引用本文:彭鹏,王成东,陈满,等.某钛酸锂电池储能电站热失控致灾危害评价[J].储能科学与技术,2025,14(4):1617-1630.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1006本
天眼查显示,5月8日,河间市银龙新能源科技有限公司成立,注册资本500万元,经营范围包含:发电机及发电机组销售;太阳能发电技术服务;太阳能热发电产品销售;储能技术服务等。股东信息显示,该公司由银龙股份间接全资持股。
作为新能源行业年度顶级盛会,2025上海SNEC展会将于6月11日在国家会展中心盛大启幕。这场被誉为行业风向标的年度展会,已吸引全球超3500家企业确认参展,38万#x33A1;展览规模将汇聚全球新能源领域的前沿技术与创新成果,为产业高质量发展注入强劲动能。在这场全球瞩目的行业盛事中,数字能源产品及风光
北极星储能网获悉,6月3日消息,福建省科学技术厅等四部门关于组织申报2025年高校产学研联合创新项目的通知,新材料方向包括,锂离子电池、燃料电池等关键材料及工程化技术;电池梯级利用与绿色回收技术;乏燃料后处理技术;先进锂离子电池、动力锂离子电池凝胶聚合物电解质、高离子电导率和高稳定的无
关于召开2025第七届综合能源服务与零碳园区建设大会的通知当前,能源产业生态正经历从“供给侧资源主导”向“需求侧价值创造”的范式跃迁。现代能源服务业通过构建“用户需求-能效服务-价值共享”的新型商业闭环,催生出涵盖规划咨询、系统集成、智慧运维的全周期解决方案。为把握产业变革机遇,北极星
北极星售电网获悉,近日,重庆市能源局发布关于市六届人三次会议第1243号代表建议办理情况的答复函。答复文件明确,重庆实施“百万千瓦屋顶部署推进”光伏式和“千乡万村驭风”行动,截至2025年3月,全市风电、光伏发电装机规模分别达到256万千瓦、352万千瓦,新能源装机将从“十三五”末提升6.3%至16.
北极星储能网讯:5月29日,重庆能源局对代表建议进行答复。其中提出,我局将进一步科学做好新型储能电站项目规划布局和建设,力争到2027年底,全市装机规模达到200万千瓦/400万千瓦时,建设以新型储能等调节电源为核心的多维度平衡性电力资源池,不断增强全市电力系统调节能力。不断创新“新能源+储能
北极星储能网讯:5月30日,内蒙古鄂尔多斯市能源局发布谷山梁300MW/1200MWh电源侧储能项目牵头企业优选公告。其中提出,项目建设地点位于达拉特旗,接入谷山梁500千伏变电站,投产时间为2025年12月。申报项目实施主体牵头单位应为储能装备制造企业。鄂尔多斯市2025年新型储能专项行动项目谷山梁30万千
北极星储能网讯:5月30日,内蒙古自治区能源局发布2025年第一批独立新型储能建设项目清单。最终确定16个项目纳入自治区独立新型储能电站规划。本次装机容量共4.75GW/19.7GWh,2025年计划投产2550MW,2026年计划投产2200MW。项目包括电化学储能、压缩空气储能技术。其中,星辰新能参与了仅有的两个全钒
思源电气股份有限公司(下文简称“思源电气”)成立于1993年12月,是国内知名的专业从事电力技术研发、设备制造、工程服务的上市公司,荣膺上海市创新型企业和重点高新技术企业、国家重点火炬计划企业、中国能源装备十佳民企等荣誉称号。目前,公司拥有八家全资及控股子公司,产品线覆盖输配电一次及二次设备
“十五五”是我国经济迈向高质量发展的关键阶段,也是全球能源格局深刻调整的重要时期。在当前和今后一段时间,我国能源电力将持续处于清洁低碳、安全高效转型的大趋势大环境中,如何更加有效地发挥电力在国民经济中的基础和先导作用,促进国家重大发展战略和目标的实现,更好地满足人民群众日益增长的
未来,随着新能源占比越来越高,储能辅助服务的需求也是会越来越大;铅酸蓄电池的梯次利用,修复以后达不到一定的百分比,到一定程度我们可以再次做梯次利用,至于能不能用到两轮或者三轮电动车,主要的限制还是在电压等级。在2018国际储能峰会上,南都电源产品部总监项海峰先生和华北电力大学李东江副
如何把我们光热发电储能作用更充分的发挥,这就跟电网有直接关联了,一个是提高我们光热发电的效益,延长发电时数,另外一个是意识到现在我们的电网必须具有大规模的储能技术,必须要引入。2018年09月19-20日,2018第五届国际储能峰会在唐山南湖国际会展中心拉开帷幕。峰会邀请来自25个国家和地区百余
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!