鋰電池適合儲能嗎-瑞達國際集團

鋰電池適合儲能嗎

　　九月二十日，TSLA公司的一塊電池在一個為加州供電的儲能設施中起火，批評者很快便開始對TSLA發(fā)起猛攻。曾精準預測2000年代中期次貸危機的《大空頭》(TheBigShort)作者邁克爾伯利(MichaelBurry)就抨擊了這家電動汽車制造商。

　　然而，指責埃隆馬斯克的公司生產的電池不好，卻忽略了問題的關鍵。我們要思考的是，通常用于消費電子產品和電動汽車的鋰電池是否適合這種能源儲存。鋰電池在個別領域表現(xiàn)良好，并不意味著它們適合于大型裝置。

　　這些大型電池用于儲存可再生能源等，在用電需求達到峰值時使用，重要的是，用于維持電網(wǎng)穩(wěn)定。隨著電力危機的迫近，這些電池的使用將更頻繁。例如，在加州，它們現(xiàn)在對電網(wǎng)峰值容量的貢獻是五年前的60倍，這比核電和風電還要多。在美國，去年的安裝量新增了三倍，而它們在全球的使用量也在新增。

　　這不是第一次發(fā)生該類事件。在世界各地，由于過熱和制造缺陷等問題，電網(wǎng)規(guī)模的電池火此起彼伏。

　　在韓國已經發(fā)生了幾起這樣的火災，加州里奧戴爾(RioDell)的一個房車公園發(fā)生過一起，在我國和澳大利亞農村等地也發(fā)生過類似的火災。這些起火事件的共同點是，大多是由于鋰電池起火，而它們現(xiàn)在是儲能系統(tǒng)中最常見的電池類型。

　　大規(guī)模使用伴隨著巨大的風險，盡管它們因為能量密度更高，充電和放電效率也更高，成為大多數(shù)現(xiàn)代動力系統(tǒng)的選擇。然而，鋰電池有一種揮發(fā)性、易燃的電解質。因此，雖然有保障措施來防止火災，但所有可燃成分仍然存在。火焰可以通過連鎖反應加速，即所謂的熱失控。

　　大電池是由多個電池組排列在一起組成的。電流在內部不斷流動，從而出現(xiàn)熱量。假如組件之間沒有障礙，單個部分的故障會迅速串聯(lián)起來。雖然冷卻系統(tǒng)已經到位，但它占用了實際電池組的能量，減少了它的輸出。此外，當充電時，表面會析出金屬鋰形成枝晶，并導致短路。

　　除此之外，還有其他起火可能。例如，在審查2019年和2012年的電池故障時，亞利桑那州委員會指出，有報告稱火災的火焰高度從10英尺至15英尺上升為50英尺至75英尺，似乎來自鋰電池柜的易燃液體。在一次起火事件之后，人們幾乎用了近三個月的時間來排放滯留的能源。

　　這不僅僅是呼吁人們對火災的警覺性，這種技術廣泛使用的危險性是客觀存在的。我國是世界上最大的電池生產國，去年在發(fā)生了類似事故后啟動了一項計劃，停止使用某些類型的鋰離子存儲系統(tǒng)。2022年，我國國家能源局公布了一份有關發(fā)電安全的文件，呼吁禁止使用某些配方的中大型動力鋰電池組。

　　目前有可行的鋰電池替代品。然而，政策制定者和公司似乎已經過早地認定鋰離子是唯一的選擇。他們應該分析數(shù)據(jù)和風險，因為電池的容量在不斷新增，安全標準和測試方法正在改變。沒人愿意第一個嘗試其他類型的電網(wǎng)規(guī)模電池，這些電池成本高，目前還沒有被廣泛使用。

　　當然，有些選擇或者效率不高，或者要額外的支持系統(tǒng)，使其價格更高一些。然而，我們可以把安全放在第一位，特別是隨著使用量的上升，其他方面的差距會縮小。

　　這并不意味著技術的倒退。電池的化學成分在不斷改進，制造商正在努力提高其他電池配方的能量密度。例如，釩氧化還原電池具有較低的平準化成本，可擴展，不會降解，也沒有起火風險。這些電池使用來自石油廢料的回收金屬，可以在不磨損的情況下進行充電和放電。

　　又比如麻省理工學院的唐納德薩多伊(DonaldSadoway)發(fā)明的液態(tài)金屬電池，由熔融材料制成。這項由比爾蓋茨(BillGates)支持的技術在高溫下運行，不使用可燃材料，所以沒有火災風險。其他幾項技術，如使用有機化合物制造的技術也在研究之列。這些電池的電芯級成本遠遠低于鋰離子。

　　這些電池是能源轉型的一個關鍵部分。但是，這種顛覆性的技術可能很難消化，而且投資者往往過于關注密度、生命周期或千瓦時等面子工程，追求數(shù)據(jù)好看，而忽略了嚴重的安全問題。

　　隨著鋰的價格創(chuàng)下新的歷史紀錄，未來鋰金屬的供應一定滿足不了需求。系統(tǒng)要多樣化，所以現(xiàn)在是時候尋找所有人都能接受的、沒有火災風險、成本問題或停電隱患的技術了。