钠离子电池储能系统工程应用实践

工信部锂离子电池及类似产品标准工作组于11月28日～29日举办“钠离子电池产业链与标准发展论坛”。本次论坛由中国电子技术标准化研究院联合中关村储能产业技术联盟主办，钠离子电池相关产业链企事业单位共同参与。

此次大会旨在为钠离子电池产业链企业搭建一个交流的平台，同时也为钠离子电池行业相关人员提供一个了解钠离子电池产业最新资讯的窗口。使参会企事业单位加强合作交流，促进钠离子电池产业健康持续发展。期间，18位行业大咖与大家共同探讨钠离子电池的发展现状与市场前景。

来自中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院的苏一博专业师在本次钠离子电池产业链与标准发展论坛上发表了《钠离子电池储能系统工程应用实践》主题演讲。

演讲人苏一博履历介绍，现任三峡集团科技学术研究院综合能源中心专业师、清华大学材料科学与工程博士、哈佛大学约翰保尔森工程与应用科学学院访问学者；主要研究方向为钠离子电池储能系统集成及示范应用、储能辅助服务市场与电价机制。

本次演讲主要围绕双碳愿景下发展钠离子电池技术的意义、三峡乌兰察布先进储能布局与平台建设、钠离子电池储能工程应用实践、钠离子电池储能技术研究展望这四个主题展开。

双碳愿景下，大规模新能源的接入给电力系统的平衡和安全稳定运行带来巨大挑战。因为新能源出力具有间歇性和随机性，影响系统电量平衡以及功率平衡和稳定。大量新能源和储能通过电力电子装置接入，显著改变了系统动态特征，给系统稳定控制带来巨大挑战。储能能够弥补新能源发电特征与能力的不足，但其必要程度高度依赖其经济性。

规模化储能是解决目前新型电力系统中平衡和稳定难题的关键技术之一。新型储能可作为独立储能参与电力市场，并对新型储能在参与市场中关于身份、电价、交易机制、调度运营机制等诸多关键问题予以明确。如何有效管控如此巨大规模的储能尚缺乏成熟系统的技术方案，在储能配置，系统接入、运行控制、科学评价、支持新能源外送等方面面临巨大挑战。

钠离子储能是应对未来锂资源短缺保障国家能源安全的重要技术方向。我国约80%锂资源依赖进口，未来10年内将会由于锂资源短缺引发锂资源价格大幅上涨，并传递至储能产业链下游，导致储能经济性进一步降低。因此，开发锂离子电池替代品具有重要的战略意义。

钠离子电池是新型储能中与锂离子电池综合特征最接近的一种储能形式，且产业基础高度兼容。相比于锂离子电池，钠离子电池具备资源丰富、原材料理论成本更低的优势。钠离子地壳丰度是锂的1000倍以上，储存相同的能量，成本比钠离子电池少30%左右，将成为未来锂离子电池的补充技术。

当前我国已形成从材-电芯-系统全面的自主知识产权，参与编制形成首个钠离子团体标准，100%国产自主可控。预计2022年底-20223年初将具备GWh级钠离子电池储能生产能力，电池电芯产品通过SGS第三方测试。

钠离子储能技术已进入规模化示范应用验证的发展阶段，正在进行的项目介绍。

演讲的第二部分，三峡乌兰察布先进储能布局与平台建设。

乌兰察布源网荷储技术研发试验基地建设背景，为缓解当地电力供应紧张，提升新能源消纳利用水平，探索新型电力系统，三峡集团在乌兰察布建设新一代电网友好型新能源示范电站。该项目是我国规模最大的风光储一体化示范项目。另外在乌兰察布三峡能源创新示范园中规划建设了源网荷储技术研发试验基地。

乌兰察布源网荷储技术研发试验基地集研发、实证、应用为一体，是先进储能技术的竞技场，试验基地规划建设总用地面积约258亩，总建筑面积超10736平方米。

乌兰察布源网荷储技术研发试验基地是国内储能技术种类最多的新型储能技术验证平台；国内首个园区级源网荷储场景下的新型储能技术验证平台。

乌兰察布源网荷储技术研发试验基地规划建设13个科技创新示范项目，形成首批科研成果有5项，建设储能测试实验室、大规模新能源及储能系统半实物仿真实验室等2个行业领先的实验室，被央视、国资等权威官媒正面报道5次。依托试验基地成功申报4项十四五国家重点研发计划项目，1项国家发改委揭榜挂帅以及2项内蒙古自治区科技重大专项。

演讲第三部分，钠离子电池储能工程应用实践介绍。

高比例新能源的接入导致电力系统频率安全问题凸显，调频对储能的技术需求为充放电频次高、响应速度快，持续时间短、安全性高、可靠性强、使用寿命长。尽管钠离子半径大于锂离子，由于其溶剂化能更低且Stokes半径更小，因此钠离子电池比锂离子电池具有更好的倍率性能，有望应用在调频领域。

当前被动均衡的电池一致性管理技术不能从系统解决好储能系统安全、容量保持与长寿命问题；受限于钠离子电池的循环寿命与一致性，如何实现钠离子电池储能系统的高均衡性管理与高容量利用率，成为功率型钠离子储能系统应用中的关键问题。

乌兰察布源网荷储技术研发试验基地开发的钠离子电池数字储能系统是全球首座功率型钠离子电池储能系统；钠离子电池的成本弥补了动态可重构系统的成本提升的问题，动态可重构系统对电池不一致性的高度兼容弥补了新型电化学储能电池发展初期一致性不好的问题，两者的结合实现了优势互补。

三峡能源、三峡资本投资成立阜阳海钠科技有限责任公司，建设全球首条GWh钠离子电池生产线，总投资5.88亿元，将于2023年上半年投产。该生产线的落成，将加速钠离子储能电池技术进步和产业化落地的速度，推动建立行业标准和规范，助力中国钠离子储能电池产业在世界上取得主导地位。

30MW/60MWh钠离子电池储能项目位于安徽省阜阳市阜南县，建设300兆瓦、600兆瓦时储能电站。适用于钠离子电池的系统继承优化设计；钠离子电池和磷酸铁锂电池复合储能系统多工况耦合应用研究；钠离子电池储能系统的施工安装和运行管理研究；钠离子电池和磷酸铁锂电池复合应用对比研究。

演讲第四部分，钠离子电池储能技术研究展望。

电池储能系统研究层次与方向介绍。

在钠离子电池接下来的发展中，参考锂离子电池发展路径，将会加快推进材料改性与电芯性能优化。根据推算，在2023年，相比于同规模的锂离子电池储能，钠离子电池储能系统集装箱将多出25%-50%。

面向钠离子电池的智能管控系统介绍，BMS系统将会更安全、更高效、更长寿。拥有状态监测更全面、评估诊断更精准、控制逻辑更智能、电池维护更精细、充放电管理更高效、系统可持续升级的优势。

钠离子电池热失控机理介绍与相应的安全防护技术介绍。相较于传统电池安全防护机理，钠离子电池可以实现从根源上消除风险，降低事故发生的概率。

以上为中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院的苏一博博士在本次钠离子电池产业链与标准发展论坛上发表的《钠离子电池储能系统工程应用实践》主题演讲。有兴趣深入了解的可以与其联系。

相关阅读：

「展会预告」

2023（春季）亚洲充电展

以下热门话题可以点击蓝字了解，也可以在充电头网微信后台回复如下关键词获取专题

「历年拆解」

「电源芯片」

南芯、英集芯、智融、茂睿芯、必易微、美芯晟、杰华特、华源、硅动力、富满云矽、芯海、天德钰、贝兰德、力生美、创芯微、稳先微、宝砾微、东科、易冲、拓尔微、恒成微、Elevation

「被动器件」

特锐祥、贝特、沃尔德、柏瑞凯、金瑞、高特

「氮化镓」

纳微、英诺赛科、聚能创芯、能华、威兆、镓未来、微硕

「快充工厂」

航嘉、古石、酷科、鹏元晟、瑞嘉达、天宝、田中精机

「品牌专区」

苹果、华为、mophie、绿联、航嘉、公牛、TRÜKE充客、机乐堂、爱国者、魔栖、TECLAST台电、图拉斯、Mcdodo麦多多、MOMAX

商务合作联系：[e-mail]