與鋰離子電池、液流電池相比，鈉硫電池產(chǎn)業(yè)絕對(duì)可以稱得上是一個(gè)“孤單”的產(chǎn)業(yè)。這個(gè)產(chǎn)業(yè)的參與者嚴(yán)格意義上說只有兩家。

全球市場(chǎng)上，除日本NGK公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)外，只有我國(guó)在2011年十月成立了上海電氣鈉硫儲(chǔ)能技術(shù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“上海電氣鈉硫儲(chǔ)能”)。另外，韓國(guó)鋼鐵業(yè)巨頭浦項(xiàng)(POSCO)正在著手布局鈉硫電池的生產(chǎn)應(yīng)用。

“我們現(xiàn)在是具有鈉硫電池生產(chǎn)量力的第二家也是倒數(shù)第一家。”上海電氣鈉硫儲(chǔ)能技術(shù)總監(jiān)劉宇半開玩笑地對(duì)記者說。

倒數(shù)第一的第二名

據(jù)了解，鈉硫電池比能量密度高，且具有較大提升空間;生產(chǎn)所用原材料豐富，重要為鈉、硫、氧化鋁，假如在制備工藝方面趨于成熟和規(guī)模化，成本有大量下降空間。這將使其在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)具有較強(qiáng)生命力。上海電網(wǎng)智能化規(guī)劃明確提出，“十二五”期間鈉硫儲(chǔ)能電池將作為重點(diǎn)建設(shè)方向之一。

鈉硫電池的目標(biāo)市場(chǎng)十分廣闊，重要可定位于城市電網(wǎng)、發(fā)電廠、居住小區(qū)、醫(yī)院、大型公司、可再生能源優(yōu)化等領(lǐng)域。它的“蓄洪”性能非常優(yōu)異，即使輸入的電流突然超過額定功率5~10倍也能泰然承受，再以穩(wěn)定的功率釋放到電網(wǎng)中。

2010年七月二十五日，在上海硅酸鹽研究所和上海電力歷時(shí)5年合作城網(wǎng)儲(chǔ)能鈉硫電池的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步推動(dòng)鈉硫電池產(chǎn)業(yè)化，在上海市政府的推動(dòng)下，上海電氣集團(tuán)、上海電力公司、上海硅酸鹽研究所三方簽訂了合作意向協(xié)議。2011年十月即成立了合資公司——上海電氣鈉硫儲(chǔ)能，落戶在嘉定工業(yè)園區(qū)。

目前該公司正在根據(jù)此前上海硅酸鹽研究所和上海電力公司2009年貫通的2MW鈉硫電池單體試驗(yàn)線成果，進(jìn)一步加快電池產(chǎn)品化和一致性工藝、加快具備機(jī)械化/自動(dòng)化性能的設(shè)備平臺(tái)設(shè)計(jì)與建設(shè)等工作。

顯然，這是一個(gè)技術(shù)、市場(chǎng)與裝備的“黃金組合”。上海硅酸鹽研究所從1968年就已經(jīng)開始研究鈉硫電池，當(dāng)時(shí)重要用于電動(dòng)汽車;上海電力公司可以為鈉硫電池供應(yīng)實(shí)際應(yīng)用的機(jī)會(huì);而上海電氣集團(tuán)在機(jī)械制造方面的優(yōu)勢(shì)也是新合資公司所亟需的。

“當(dāng)前我們的工作重點(diǎn)之一就是面向產(chǎn)業(yè)化的制備技術(shù)與平臺(tái)的設(shè)計(jì)和建設(shè)，由于國(guó)外的技術(shù)封鎖，生產(chǎn)電池所需的大量設(shè)備，包括陶瓷制備、高溫封裝設(shè)備、活性物質(zhì)組裝設(shè)備、電池集成設(shè)備等無(wú)法直接購(gòu)買，我們正在依靠各方力量，尤其是上海電氣集團(tuán)在制造方面的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行自主研發(fā)與整合。”劉宇介紹說，“另一項(xiàng)重點(diǎn)工作是將電池從實(shí)驗(yàn)品變成產(chǎn)品，這要我們考慮成本和性能的平衡后，確定產(chǎn)品采用的結(jié)構(gòu)、工藝以及產(chǎn)品系列等。按照規(guī)劃，2012年下半年設(shè)備將逐步到位，而產(chǎn)品化則會(huì)在2012年年中完成。”

這只是該公司的初步計(jì)劃，在成立之初，考慮到市場(chǎng)需求情況和自身的技術(shù)能力，該公司制定了三個(gè)階段的產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)。

據(jù)介紹，2012年是第一階段，任務(wù)是加大原鈉硫中試基地已開展的各項(xiàng)工程的攻關(guān)力度，提高單體電池的產(chǎn)品化性能;第二階段為2013年或2014年，計(jì)劃貫通具備5-10?MW生產(chǎn)量力的產(chǎn)品中試線，配合國(guó)家、上海市的示范項(xiàng)目，建立兆瓦級(jí)儲(chǔ)能示范電站;第三階段將在2014年年底完成，目標(biāo)是貫通50?MW生產(chǎn)線，達(dá)到產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)，形成規(guī)模化生產(chǎn)量力。

商業(yè)化路遙遙

談到造成鈉硫電池公司數(shù)量少的原因，劉宇認(rèn)為，這與國(guó)外公司的技術(shù)封鎖不無(wú)關(guān)系。

據(jù)悉，NGK公司作為目前國(guó)際上唯一將鈉硫電池實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)作的公司，它瞄準(zhǔn)的市場(chǎng)是電站負(fù)荷調(diào)平、UPS應(yīng)急電源及瞬間補(bǔ)償電源等應(yīng)用，2002年開始進(jìn)入商品化執(zhí)行階段。截至2008年底，其全球商業(yè)用鈉硫電池系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)模達(dá)200個(gè)場(chǎng)所以上，累計(jì)安裝容量超過300?MW，最大系統(tǒng)達(dá)到34?MW，用于51?MW風(fēng)電場(chǎng)。NGK公司的電池儲(chǔ)能模塊在日本和美國(guó)等國(guó)家創(chuàng)造了不少成功的應(yīng)用案例。2010年NGK公司的年產(chǎn)量達(dá)150?MW。

而除了這一孤例，全球再也沒出現(xiàn)第二家實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的公司。

“我們最深刻的體會(huì)是，這一技術(shù)的封鎖性太強(qiáng)了，在一定程度上對(duì)鈉硫電池技術(shù)的進(jìn)步造成了障礙。其實(shí)，我們希望有更多的公司加入到這個(gè)行列，共同推進(jìn)鈉硫電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用。”劉宇感嘆道。

盡管很有可能成為第二家能夠批量生產(chǎn)鈉硫電池的公司，但不得不正視的是，目前我國(guó)在技術(shù)成熟度上與NGK公司之間仍有較大差距。這種差距不僅來源于技術(shù)本身，即所能達(dá)到的單體電池的一致性、電池的壽命、安全性等，還來自于實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用能力與相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

據(jù)了解，NGK公司已經(jīng)將單體鈉硫電池的循環(huán)壽命做到了100%充放電2500次，80%充放電4000次以上，而且這種壽命是已經(jīng)經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)的。它的鈉硫電池生產(chǎn)線已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，產(chǎn)品可控性比較強(qiáng)，一致性較好。最可貴的是大量的運(yùn)行相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)積累，這對(duì)一家公司對(duì)市場(chǎng)的開拓是至關(guān)重要的。

“必須承認(rèn)，我們之間是有差距的。國(guó)內(nèi)鈉硫電池產(chǎn)業(yè)應(yīng)該通過自力更生加快形成自己的核心產(chǎn)業(yè)技術(shù)。首先要依靠政府強(qiáng)力扶持，加快產(chǎn)業(yè)化技術(shù)突破。另外，我們的鈉硫電池產(chǎn)業(yè)不能被NGK公司牽著鼻子走，應(yīng)當(dāng)有所差別，我們會(huì)考慮根據(jù)市場(chǎng)應(yīng)用情況進(jìn)行產(chǎn)品細(xì)分，然后根據(jù)市場(chǎng)需求調(diào)整電池結(jié)構(gòu)以及集成技術(shù)。”劉宇表示。

然而再好的技術(shù)，要得到大發(fā)展最終也要靠市場(chǎng)說話。與其他儲(chǔ)能方式類似，目前我國(guó)對(duì)鈉硫電池的應(yīng)用還重要局限于示范性項(xiàng)目。上海電氣鈉硫儲(chǔ)能已經(jīng)落實(shí)參與的示范項(xiàng)目達(dá)幾兆瓦，重要是集中在上海，比如上海虹橋商務(wù)示范區(qū)、崇明島項(xiàng)目等。

作為一種產(chǎn)品，最終應(yīng)用當(dāng)然不能只限于示范項(xiàng)目。那么何時(shí)我國(guó)能夠?qū)崿F(xiàn)鈉硫電池的商業(yè)化運(yùn)行?什么因素會(huì)阻礙未來鈉硫電池的推廣呢?

劉宇對(duì)此表示：“對(duì)真正合理化的商業(yè)推廣模式的探索是所有儲(chǔ)能電池大規(guī)模應(yīng)用都要做的工作，也是推廣的障礙之一。同時(shí)該電池的制造門檻高，對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)要求較高;而且鈉硫電池要高溫運(yùn)行，有關(guān)高溫、安全的恐懼也造成其市場(chǎng)接受程度較低。從技術(shù)水平、市場(chǎng)接受方面判斷，國(guó)內(nèi)能夠達(dá)到鈉硫電池的商業(yè)化還有很長(zhǎng)一段路并要很多的努力。”