專家解讀鋰離子電池儲(chǔ)能的未來

　　未來的儲(chǔ)能熱點(diǎn)，不是煤炭，也不是鐵礦石，而是鋰。這種自然界中最輕的金屬，卻可能是未來能源格局中分量最重的資源。中國在今年啟動(dòng)雄心勃勃的電動(dòng)車計(jì)劃，將極大地拉升對(duì)鋰電池主要原料鋰的需求——當(dāng)電動(dòng)車達(dá)到100 萬量時(shí)，中國對(duì)鋰的需求將超過現(xiàn)有全球鋰的供應(yīng)量。還有人聲稱，汽車業(yè)從石油轉(zhuǎn)向鋰，不過是從一種有限的資源換到了另一種有限的資源。這種邏輯下，鋰顯然會(huì)取代石油成為財(cái)富的符號(hào)。

　　考慮到全球鋰礦產(chǎn)能的動(dòng)態(tài)增長，以及鋰電池隨著技術(shù)提示而減少對(duì)鋰的使用，上述預(yù)言或許過于危言聳聽了。但在中國宏大的電動(dòng)車計(jì)劃里，供不應(yīng)求局面已開始顯現(xiàn)。大約有1000 多家鋰電池生產(chǎn)商在參與中國鋰產(chǎn)業(yè)的赤膊戰(zhàn)，這提前預(yù)演了對(duì)上游原料的爭(zhēng)奪場(chǎng)面。在最被看好的磷酸鐵鋰電池上游，磷酸鐵鋰的供應(yīng)正在成為問題，全球最大的磷酸鐵鋰供應(yīng)商天津斯特蘭公司，產(chǎn)能也不過2000噸。中國有100 多家企業(yè)在開足馬力生產(chǎn)磷酸鐵鋰，但真正能生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品的企業(yè)不超過10 家，他們將是未來鋰電池產(chǎn)業(yè)的上游主導(dǎo)者。尋找并發(fā)現(xiàn)他們也將是投資者最大的興趣所在。

　　早在1986 年，863 計(jì)劃啟動(dòng)時(shí)，鋰電池就被視為中國的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一。但中國的研究多年停滯不前，鋰電池成為日本和美國人壟斷的領(lǐng)域。直至最近幾年民營企業(yè)與專業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)走到一起，中國鋰電池的技術(shù)才得到質(zhì)的飛躍。在鋰電池的關(guān)鍵部件如隔膜上，中國已經(jīng)有少數(shù)公司可以與世界最好的公司抗衡。

　　鋰產(chǎn)業(yè)只是整個(gè)儲(chǔ)能市場(chǎng)的冰山一角。比電動(dòng)車市場(chǎng)更大的，是新能源并網(wǎng)環(huán)節(jié)和城市里電力的削峰填谷。這三者是互為犄角的一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。儲(chǔ)能不僅能保證在最上游的發(fā)電環(huán)節(jié)接入的新能源電力是持續(xù)而且穩(wěn)定的；在能源的使用端，白天和黑夜的巨大需求差異也需要儲(chǔ)能削峰填谷；而新增加的電動(dòng)車，有專家表示，如果中國現(xiàn)有車輛全部轉(zhuǎn)換為電動(dòng)車，將等于重建一個(gè)國家電網(wǎng)系統(tǒng)，簡(jiǎn)直是災(zāi)難性的投入。最理想的狀態(tài)下，電動(dòng)車應(yīng)不僅能作為能量的吸取方，也可將電力輸送回電網(wǎng)以調(diào)節(jié)峰谷，這可大大減少電網(wǎng)為了平衡負(fù)荷增加過多的建設(shè)。在終極能源版圖里，儲(chǔ)能將成為一種分布式、智能可控能源格局里基石。而現(xiàn)在，儲(chǔ)能只不過占裝機(jī)總量的不到2%。這顯然意味著在上述3 個(gè)方面，儲(chǔ)能蘊(yùn)藏這巨大的商業(yè)機(jī)會(huì)。

　　鋰電池一度被認(rèn)為也適用于后二者，但在最近國家電網(wǎng)投資的國家風(fēng)光儲(chǔ)輸一期示范工程中，總量18 兆瓦的磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)招標(biāo)暫停了。原因在于其成本過高，而且當(dāng)手機(jī)里的電池放大數(shù)百倍時(shí)，其電池一致性的問題仍未解決。在大型儲(chǔ)能領(lǐng)域，風(fēng)頭最勁則屬納硫電池，其能量密度接近鋰電池，而且不存在一致性問題。于此類似的，液流電池的代表釩電池也逐漸被公認(rèn)更適合大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用。在前者上，國家電網(wǎng)公司已經(jīng)接近產(chǎn)業(yè)化。而后者，代表公司如普能通過收購國外領(lǐng)先技術(shù)擁有者，成為全球最具競(jìng)爭(zhēng)力的電池公司之一，并因此獲得了風(fēng)投三輪共計(jì)3000 多萬美元的投資。

　　事實(shí)上，在電池領(lǐng)域沒有完美產(chǎn)品。鉛酸電池，性能穩(wěn)定但壽命太短，且能量密度過??；鈉硫電池，必須保證300℃的工作溫度；釩電池，能量密度太低。最為考驗(yàn)創(chuàng)業(yè)者的是為這些電池找到趨利避害的應(yīng)用市場(chǎng)。如釩電池雖然能量密度低，體積大，但其液流電池的構(gòu)造可以使得其反復(fù)、長期的快速充放電。所以，其天然適合對(duì)占地面積不敏感的大型新能源儲(chǔ)能，而不是城市里的削峰填谷，更不是電動(dòng)車的狹小空間；再比如，被視為落后產(chǎn)品的鉛酸電池，因其價(jià)格低廉，反而有可能在農(nóng)村這些沒有充電樁問題的市場(chǎng)，率先應(yīng)用到初級(jí)電動(dòng)車上。而隨著市場(chǎng)的培育，這些務(wù)實(shí)的公司則有了往更高級(jí)產(chǎn)品升級(jí)的門票。所以，投資者在這一領(lǐng)域可能要警惕技術(shù)至上的原則，那些對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用路徑有著敏銳判斷，對(duì)商業(yè)模式有所創(chuàng)新的公司，同樣也具有投資價(jià)值。

　　至此，我們討論的仍只是儲(chǔ)能解決方案里最為熱點(diǎn)的，但僅僅是很小的一部分。

　　遵循儲(chǔ)能的原理：電力——其他能量——電力這一路徑，電力可以轉(zhuǎn)換為化學(xué)能、勢(shì)能、動(dòng)能、電磁能等形態(tài)存儲(chǔ)。其中物理儲(chǔ)能包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能；電磁儲(chǔ)能包括超導(dǎo)、超級(jí)電容和高能密度電容儲(chǔ)能；電化學(xué)儲(chǔ)能包括鉛酸、鎳氫、鎳鎘、鋰離子、鈉硫和液流等電池儲(chǔ)能；相變儲(chǔ)能包括冰蓄冷儲(chǔ)能等。

　　隨著儲(chǔ)能市場(chǎng)的快速啟動(dòng)，一些傳統(tǒng)儲(chǔ)能技術(shù)正在卷土重來。7 月初，英利新能源董事長苗連生在海南宣布，英利正在開發(fā)新一代飛輪儲(chǔ)能。飛輪儲(chǔ)能是將電力轉(zhuǎn)換為高速轉(zhuǎn)動(dòng)的飛輪動(dòng)能，并在需要時(shí)利用飛輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。其在1990 年代曾在日本和美國用于電力儲(chǔ)能試驗(yàn)，但至今仍未有大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用。飛輪重新得到重視，得益于利用高溫超導(dǎo)在磁懸浮方面的突破。這使磁懸浮軸承成為可能，使其可以消除軸承磨擦損耗；其二，碳纖維等高強(qiáng)度材料的出現(xiàn)，它可以使飛輪有更高的轉(zhuǎn)速，從而讓飛輪儲(chǔ)存更多的能量。

　　而相變儲(chǔ)能的應(yīng)用前景——建筑節(jié)能更具想象力。中國建筑耗能占總耗能比例超過30%，冰蓄冷儲(chǔ)等相變儲(chǔ)能雖然無法儲(chǔ)存電力，但能夠調(diào)節(jié)熱量。其與被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)相結(jié)合，可以大規(guī)模、廉價(jià)的解決建筑節(jié)能問題。對(duì)于中國而言，這是比電動(dòng)車更為劃算的節(jié)能減排路徑。在那些對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)有著克制、理性規(guī)劃的地方如上海，建筑節(jié)能正在獲得政府的政策支持。在容易推廣的公共、商業(yè)建筑領(lǐng)域，相變儲(chǔ)能顯然有大把的機(jī)會(huì)。