钠硫电池及液流电池行业分析 联系客服

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理研究所研制成功10 kW试验电堆,并通过国家科技部验收,标志着中国的全钒液流电池系统取得阶段性成功。研究开发的全钒液流储能电池示范系统由千瓦级电池模块、系统控制模块和LED屏幕3部分组成。利用该系统可实现利用储能电池储存夜间电能,在日间对LED屏幕进行供电。电池的能量效率为87%,截止目前未见衰减。

清华大学利用在膜分离功能材料制备、膜过程与设备设计等方面的研究经验和技术积累,以及电解质溶液热力学、功能膜材料物理化学、化工过程传质学的丰富理论研究成果,在电堆流道设计、电堆密封结构、锁紧方式方面取得研究成果,并成功研发出全钒液流电池测试平台。

北京普能公司通过收购加拿大VRB POWER公司,已拥有世界钒电池50%以上的核心发明专利,其中15项核心专利可覆盖全球24个国家和地区,并已经在钒电池的电堆集成技术、关键材料研发以及电解液制备技术3方面取得重大成果,占据了国际领先地位。此外,承德新新钒钛有限公司、攀钢钢钒、天兴仪表、银轮股份、万利通集团、北京金能燃料电池有限公司、青岛武晓集团等公司也已经开展钒电池的研发,并已取得了一定的成果。

第三章、政策环境

钠硫电池和钒液流电池受到虽然具有能量密度高、能量损耗低和使用寿命长等特性,但是由于其对使用环境的安全性、稳定性要求较高,很难实现在新能源汽车等移动设备上使用,只能用于大型储能电站的建设。鉴于这种情况影响,储能电站产业的相关政策就构成了钠硫电池和液流电池的主要政策环境。

目前,由于储能电站技术在全世界范围内还属于前沿科技,暂时还不具备产业化的条件,所以我国还没有出台专门针对储能电站行业发展的制定相应政策及规划。但是政府为了解决化石能源日渐减少、能源使用需求不断增加以及温室气体排放增多等日益严重的社会矛盾,先后出台了《可再生能源法》、《新能源产业发展规划》、《可再生能源中长期发展规划》等政策及规划,极大程度了促进了储能电站上游行业的发展,当上游行业形成一定规模以后,对储能电站产业的需求必将呈现规模化增长。 《可再生能源法》

自2005年2月开始制定,到2006年1月正式实施,是一部政策框架性质的法规,主要是为可再生能源发展奠定法律基础,中央及各地方政府需要在本法规的框架下制定相应的可再生能源发展规划。本法规于2009年12月进行修订,修正案自2010年4月开始实施。

《可再生能源法》中对保障可再生能源产业的发展给予了框架性规定,包括电网企业对可再生能源承担收购义务,国家各级政府可以安排资金对可再生能源产业进行补贴等。 《可再生能源中长期发展规划》

《可再生能源中长期发展规划》是在《可再生能源法》的框架指引下,结合发达国家发展可再生能源的先进经验后制定的,具有全面指导可再生能源发展方向的作用。

《中长期规划》有四条主要原则高度概括了可再生能源与经济、社会、市场、政策以及发展阶段的关系,分别是:1、坚持开发利用与经济、社会和环境相协调;2、坚持市场开发与产业发展相互促进;3、坚持近期开发利用与长期技术储备相结合;4、坚持政策激励与市场机制相结合。

在这四条原则下,制定出的行业发展目标为:2010年使可再生能源消费量达到能源消费总量的10%左右,2020年达到15%左右。水电、生物质能、风电、光伏等行业的具体发展目标如下表:

水电 生物质能 光伏 风电 2005年(实际值) 2010年(目标) 2020年(目标) 1.17亿千瓦 200万千瓦 7万千瓦 126万千瓦 1.9亿千瓦 550万千瓦 30万千瓦 500万千瓦 3亿千瓦 3000万千瓦 180万千瓦 3000万千瓦 从2006年到2020年,预计总投资2万亿元,其中水电投资1.3万亿元,生物质能发电投资2000亿元,风电投资1900亿元,光伏发电1300亿元。

在此基础上,各地放政府根据总体规划,结合本地区能源环境特色,制定出了各自的地方发展规划,具体如下表:

2015年规划目标 30万千瓦 名称 政策文件 河北省 《关于促进光伏产业发展的指导意见》(2010) 《山东省人民政府办公厅转发山东省发展改革委关于扶持光伏发电加快发展的意见的通知》(2010) 《上海市可再生能源发展专项资金扶持办法》(2008) 《上海市太阳能光伏发电项目管理暂行办法》(2008) 山东省 10万千瓦 上海市 10万千瓦 浙江省 《浙江省人民政府办公厅关于加快光伏等新能源推广应用与产业发5万千瓦展的意见》(2009) (2012) 江苏省 《省政府办公厅关于转发省发展改革委江苏省光伏发电推进意见的通知》(2009) 80万千瓦 安徽省 陕西省 《安徽省人民政府关于加快新能源和节能环保产业发展的意见》 20万千瓦 《陕西省人民政府关于进一步加快新能源发展的若干意见》(2009) 仅国土部门出台了利用荒漠化土地开发新能源的鼓励政策,即研究50万千瓦 青海省 采用租赁而非以往征用的模式利用荒漠化土地开发新能源。 《青海65.5万千瓦 省太阳能综合利用总体规划》 30万千瓦太甘肃省 《关于加快新能源装备制造业发展的指导意见》(2010) 阳电池及组件生产 《内蒙古光伏产业发展纲要》、《内蒙古光伏产业发展框架协议》、内蒙古 《内蒙古光伏产业环境评估体系》、《呼和浩特市政府关于硅材料 工业发展的指导意见》 宁夏 《加快新能源产业发展的若干意见》、《宁夏新能源产业发展规划》、60万千瓦 《促进新能源产业发展的若干政策规定》 《关于研究特变电工太阳能光电建筑应用示范项目相关问题的会议纪要》 《关于加快西藏太阳能光伏电站建设有关要求的通知》 新疆 西藏 《新能源产业发展规划》(未出台)

新能源产业发展的“十二五”规划从2009年年底到现在为止,一直都在酝酿当中,其颁布时间之所以一拖再拖,主要是因为新能源产业将是中国未来五到十年主要发展的战略型产业之一,全国上下新能源产业的发展方向都倍加关注,其颁布实施后的影响也将十分深远。 目前虽然无法获得具体的新能源产业发展目标及时间规划,但是重点发展的方向基本可以确定,即大力发展光伏、风电、生物质能等替代能源,并且不论是发展哪一种替代能源,其最终的利用形式基本都是通过电力的方式,所以都很难离开储能设备的发展。 其他行业相关政策法规

《可再生能源发电有关管理规定》

《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行方法》 《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》 《可再生能源发展专项资金管理办法》 《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》

《关于运用价格杠杆调节电力供求促进合理用电有关问题的通知》等

根据国家可再生能源产业和新能源产业发展的相关政策及规划可以发现,目前国家对新能源发展的重点还集中于电力产生部分,并已经制定出了明确的发展计划和相应的支持政策,但是对于电能存储产业还没有形成足够的重视,相关政策法规的制定还很不完善,这种情况直接造成了新能源发电与电网行业脱节,例如内蒙古地区在近五年内风电行业迅速发展,但由于电源的不稳定性并不能完全实现持续稳定的向电网输电,造成了能源收购方与能源提供方的矛盾,大量风力发电机组闲置,浪费了许多资源。

所以从政策环境方面来看,化学储能电站行业虽然存在着十分巨大的市场机会,但是真正迎来飞速的阶段还有待相关政策的不断完善。

第四章、主要企业

北京普能能源公司

北京普能能源公司专注于钒电池专利产品技术研发、生产和系统集成。

普能能源通过对加拿大VRB Power公司的收购,成功结合了VRB Power公司的技术成果取得了全世界超过50%的核心专利技术,成为国际钒电池行业的领航企业。 目前北京普能公司已经参与了两个成功钒电池商业应用案例。

美国犹他州Castle Vally钒电池储能系统是北美首个钒电池大规模商业应用案例,该项目为美国犹他州偏远地区输电线路全场209英里的25千伏变电站配置250千瓦-2兆瓦时钒电池系统,用一提高其输变电力线容量,减少输电线路损耗,改进电力质量,起到削峰填谷和平衡负荷的作用。此地区位于犹他州国家公园,钒电池系统灵活的配置方案和环境友好性满足了当地要求。

另外,日本Sumitomo Electric Industrials(SEI)公司与2005年,在Tomamae风场(日本电网J-Power下属的风电场),输出功率为32兆瓦)安装了4兆瓦×1.5小时钒电池储能系统(VRB—ESS),实现了风电连续稳定输出。

第五章、主要项目

上海嘉定南门产业基地钠硫电池储能电站

2010年4月16日,中国科学院上海硅酸盐研究所与上海市电力公司合作的100千瓦/800千瓦时钠硫储能电站在上海硅酸盐所嘉定南门产业化基地成功启动运行。

100千瓦/800千瓦时钠硫储能电站展示,是国家电网上海世博园智能电网综合示范工程(上海漕溪能源转换综合展示基地)的一部分。位于上海硅酸盐所嘉定南门产业化基地的100千瓦/800千瓦时钠硫储能电站,通过并网,实时导播到国家电网位于上海漕溪站的能源转换综合展示基地。在漕溪能源转换综合展示基地,可远程控制钠硫储能电站的充放电并网工作。

上海嘉定南门产业基地的钠硫电池使用电池为日本NGK公司的钠硫电池,目前国内还没有成熟的钠硫电池技术。

第六章、总结

虽然目前我国直接促进储能电池行业发展的鼓励政策还并为出台,但是随着风力发电、光伏发电规模的不断扩大,储能电站技术作为风电、光电上网前的重要步骤,必将得到越来越多的重视,而利用液流电池和钠硫电池进行储能电站建设,又比利用水力、锂电池、铅酸电池等更具优势,具有极大可能市场发展空间。

此外,中国在储能电站技术方面已经积累了一定的先发优势,尤其是在钒液流电池领域,获得的技术专利数量已经在世界范围内居于领先地位,并且已经开始和新能源电动车充电系统和智能电网系统配合试用,相信在新能源电动车和可再生能源产业的不断推动下,储能电池行业也将迎来快速发展的黄金时期。

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张轩 2012-1-9