可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用，也將為儲(chǔ)能帶來(lái)廣闊的市場(chǎng)。中國(guó)能源研究會(huì)儲(chǔ)能專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任陳海生曾預(yù)計(jì)，2050年我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2萬(wàn)億元。如何在未來(lái)的30年中抓住機(jī)遇贏得競(jìng)爭(zhēng)，有遠(yuǎn)見(jiàn)的企業(yè)早早就開(kāi)始了謀劃布局。

2019年4月17日，超威集團(tuán)與美國(guó)GE公司合資成立的浙江安力能源有限公司(以下簡(jiǎn)稱安力能源)投入建設(shè)近兩年的鈉鎳電池項(xiàng)目一期正式投產(chǎn)。該項(xiàng)目投產(chǎn)，也標(biāo)志著我國(guó)首個(gè)鈉鎳電池項(xiàng)目正式量產(chǎn)。據(jù)了解，該項(xiàng)目計(jì)劃總投資6.59億元，規(guī)劃總產(chǎn)能500MWh，一期產(chǎn)能50MWh。

鈉鎳電池是何方神圣?

鈉鎳電池是鈉-氯化鎳電池的簡(jiǎn)稱，是在陶瓷管中加入鎳和氯化鈉顆粒，在260-300攝氏度的高溫下，進(jìn)行充放電，正極材料轉(zhuǎn)化為氯化鎳和鈉，從而存儲(chǔ)或釋放能量的一種電池產(chǎn)品。

鈉鎳電池與常見(jiàn)的鋰離子電池、鉛酸蓄電池有哪些不同?中科院上海硅酸鹽研究所研究員溫兆銀表示，鈉鎳電池的正極材料是固態(tài)的氯化鈉和鎳顆粒，隔膜是陶瓷管，電解液是四氯鋁酸鈉，這些物質(zhì)都很常見(jiàn)，所以成本很低。

其次，在沒(méi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生單體鈉;電池內(nèi)部沒(méi)有任何酸或其他有機(jī)溶劑，因此鈉鎳電池?zé)o毒無(wú)害，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何危害。

最重要的是，反應(yīng)過(guò)程中，電池內(nèi)部單體鈉不會(huì)與空氣接觸，不存在燃燒爆炸風(fēng)險(xiǎn);即使在反應(yīng)過(guò)程中，陶瓷管不慎破裂，單體鈉也會(huì)先和熔融狀態(tài)下的四氯鋁酸鈉結(jié)合，形成氯化鈉，避免單體鈉與空氣接觸。因此，這款電池的安全性極高。

安力能源常務(wù)副總經(jīng)理張洪濤表示，通常情況下，相對(duì)安全的電池能量密度就會(huì)相對(duì)較低，但這款鈉鎳電池的體積能量密度可以達(dá)到400Wh/L，接近三元鋰電;重量能量密度可以達(dá)到160Wh/kg，成組后的重量能量密度可以達(dá)到110-120Wh/kg，與磷酸鐵鋰材料的水平相近。對(duì)于目前大規(guī)模儲(chǔ)能上應(yīng)用的磷酸鐵鋰電池，鈉鎳電池可以說(shuō)是一種很好的替代產(chǎn)品。

在循環(huán)壽命方面，鈉鎳電池也是為儲(chǔ)能而生的。張洪濤介紹，安力能源這款鈉鎳電池的設(shè)計(jì)壽命為15年-25年，在DOD 90%的情況下可以循環(huán)5000次，在80%的情況下達(dá)到7500次，在70-80%可以實(shí)現(xiàn)萬(wàn)次以上的循環(huán)。

同時(shí)，這款電池的溫度適應(yīng)性極廣。張洪濤解釋道，因?yàn)殡姵剡\(yùn)行的溫度為260-300攝氏度，因此無(wú)論是常年零下幾十?dāng)z氏度的極地地區(qū)，還是零上三四十?dāng)z氏度的熱帶地區(qū)，對(duì)電池來(lái)說(shuō)都不敏感。結(jié)合電池超長(zhǎng)的循環(huán)壽命，因此實(shí)際運(yùn)行維護(hù)成本將非常低。

鈉鎳電池如何花落超威?

如此顛覆性的產(chǎn)品，為何會(huì)花落超威呢?這還要從鈉鎳電池的誕生說(shuō)起。

上世紀(jì)八十年代，鈉鎳電池誕生于南非的實(shí)驗(yàn)室中;十年后，英國(guó)和德國(guó)分別有企業(yè)開(kāi)始嘗試推進(jìn)鈉鎳電池的產(chǎn)業(yè)化。此后這兩家公司分別被瑞士企業(yè)和美國(guó)GE公司收購(gòu)。美國(guó)GE公司收購(gòu)英國(guó)的鈉鹽電池企業(yè)后，投入大量資金，在2012年實(shí)現(xiàn)了鈉鎳電池的商業(yè)化應(yīng)用。

此后，在電力輔助設(shè)施，數(shù)據(jù)中心、電力基站等領(lǐng)域，都能看到鈉鎳電池的身影。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球有包括美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)、南非、日本等在內(nèi)的25個(gè)國(guó)家和地區(qū)約80MWh儲(chǔ)能項(xiàng)目安裝使用了鈉鎳電池，目前運(yùn)行情況均良好。

位于南非的鈉鎳電池儲(chǔ)能項(xiàng)目目前已經(jīng)運(yùn)行5年多的時(shí)間，據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人布蘭登·哈庫(kù)斯介紹說(shuō)，該項(xiàng)目鈉鎳電池目前的能量保持率仍在99.7%左右。他認(rèn)為當(dāng)初選擇鈉鎳電池非常正確。另?yè)?jù)了解，位于日本等地的鈉鎳電池項(xiàng)目目前運(yùn)行狀況也非常好。

回到超威集團(tuán)。成立于1998年的超威集團(tuán)，長(zhǎng)期專(zhuān)注于電動(dòng)自行車(chē)動(dòng)力電池的研發(fā)與生產(chǎn)。面對(duì)全球能源結(jié)構(gòu)調(diào)整與國(guó)家綠色能源發(fā)展的大潮，超威集團(tuán)于2015年開(kāi)始全面啟動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，開(kāi)啟了以兩條戰(zhàn)略路徑為主線、國(guó)際化為視野、七大板塊為支撐，科技創(chuàng)新為核心的轉(zhuǎn)型之路，依托在鉛酸蓄電池和鋰離子電池領(lǐng)域多年積累的優(yōu)勢(shì)和經(jīng)驗(yàn)，超威集團(tuán)不斷在海外尋求新的項(xiàng)目，創(chuàng)造新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)，基于良好的產(chǎn)品性能和商業(yè)運(yùn)行數(shù)據(jù)，鈉鎳電池被超威集團(tuán)收入囊中不足為奇。

但據(jù)一位了解超威與GE合作過(guò)程的人士介紹，其實(shí)美國(guó)GE公司最先溝通的合作對(duì)象，并非超威集團(tuán)，但由于那家企業(yè)對(duì)鈉鎳電池的認(rèn)識(shí)不夠深入，有些猶豫不決。此時(shí)超威集團(tuán)憑借對(duì)鈉鎳電池的深入理解和在儲(chǔ)能領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局，打動(dòng)了GE公司，最終雙方達(dá)成合作。

機(jī)會(huì)總是留給有準(zhǔn)備的人。對(duì)企業(yè)戰(zhàn)略布局的前瞻性規(guī)劃，讓超威集團(tuán)依靠自身實(shí)力成了國(guó)內(nèi)第一家成功引入鈉鎳電池的企業(yè)。

安力能源鈉鎳電池的產(chǎn)業(yè)化之路

布局一種全新的儲(chǔ)能電池產(chǎn)品，超威集團(tuán)成為國(guó)內(nèi)第一個(gè)吃螃蟹的人。提到這個(gè)“第一”，安力能源質(zhì)量、技術(shù)總監(jiān)石再軍既興奮又緊張。

興奮的是自己參與的項(xiàng)目，又讓超威創(chuàng)造了一個(gè)行業(yè)第一;緊張的是沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，全新的技術(shù)全無(wú)參考，即使引進(jìn)美國(guó)GE技術(shù)，順利國(guó)產(chǎn)化仍然是安力能源技術(shù)團(tuán)隊(duì)面臨的重要問(wèn)題。同時(shí)，客戶是不是能夠認(rèn)可，這也不是一朝一夕的事情。

開(kāi)弓沒(méi)有回頭箭。在超威集團(tuán)與美國(guó)GE公司簽約的第二天，石再軍就和技術(shù)團(tuán)隊(duì)的其他成員踏上了美國(guó)的培訓(xùn)之路。在此后的27個(gè)月里，安力能源技術(shù)團(tuán)隊(duì)在張洪濤、石再軍等人的帶領(lǐng)下，與美國(guó)GE公司的團(tuán)隊(duì)密切配合，不斷突破，逐步完善鈉鎳電池的國(guó)產(chǎn)化之路。

石再軍表示，經(jīng)過(guò)兩年多的研發(fā)，目前鈉鎳電池的大部分材料、零部件等都已實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，但仍有部分材料依賴進(jìn)口。張洪濤也表示，安力能源為了實(shí)現(xiàn)鈉鎳電池材料和零部件的全面國(guó)產(chǎn)化，投資超2000萬(wàn)元建立了一座功能齊全的實(shí)驗(yàn)室，目的就是要進(jìn)行相關(guān)材料和零部件的國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)，不斷降低成本，確保電池一致性。

據(jù)張洪濤介紹，目前安力能源鈉鎳電池生產(chǎn)設(shè)備大部分實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代，生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化程度已經(jīng)達(dá)到90%以上，整個(gè)產(chǎn)線可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的可追溯，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中各類(lèi)數(shù)據(jù)的分析，確保產(chǎn)品的一致性。

盡管有南非、日本等地應(yīng)用成果的背書(shū)，但安力能源的鈉鎳電池在投產(chǎn)前，仍然進(jìn)行了大量測(cè)試，尤其是安全測(cè)試。據(jù)張洪濤介紹，在短路、沖擊、過(guò)充過(guò)放、燃燒、跌落、針刺、海水浸泡等一系列測(cè)試中，安力能源鈉鎳電池均未發(fā)生過(guò)起火爆炸情況，即使整包電池從10米高空跌落，或者將電池放在明火中燒2-3個(gè)小時(shí)，該電池仍然不會(huì)起火爆炸。

同時(shí)，為了方便電池的日常維護(hù)和維修，安力能源的鈉鎳電池全部采用模塊化設(shè)計(jì)，前期可以以10千瓦為一個(gè)單元，后期將以兆瓦為單元進(jìn)行組裝。

當(dāng)然，鈉鎳電池產(chǎn)業(yè)化之路上最重要的一條，還是成本，除了在材料、零部件等的研發(fā)上繼續(xù)投入，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代，降低原材料成本外，張洪濤也希望能夠通過(guò)規(guī)?；a(chǎn)來(lái)降低生產(chǎn)成本，“當(dāng)然這也是建立在客戶認(rèn)可的基礎(chǔ)上，通過(guò)客戶的訂單，來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)格的整體下降。”但他也同時(shí)強(qiáng)調(diào)：“與客戶合作的模式不拘一格，任何形式的創(chuàng)新我們都?xì)g迎，安力能源希望做的，是與客戶企業(yè)實(shí)現(xiàn)共贏。”

超威集團(tuán)董事長(zhǎng)周明明也表示，自2017年1月超威集團(tuán)與美國(guó)GE公司簽署合作協(xié)議后，安力能源鈉鎳電池項(xiàng)目組的工作人員經(jīng)歷了27個(gè)月的籌備和建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了鈉鎳電池項(xiàng)目的正式揚(yáng)帆起航。

“超威與GE強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，共同打造的安力能源項(xiàng)目，一定能夠全面達(dá)成合作共贏”，他表示，超威集團(tuán)正是在將傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化成領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)、將技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)、將產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)的過(guò)程中，通過(guò)探索和積累，精準(zhǔn)發(fā)力、重點(diǎn)突破，不斷實(shí)現(xiàn)一個(gè)又一個(gè)突破。