編者按:獻(xiàn)策映初心,履職不停步。一年一度的全國(guó)兩會(huì),是匯聚民智、共商國(guó)是的盛會(huì),也是展現(xiàn)代表委員履職風(fēng)采的重要平臺(tái)。一條條建議、一份份提案,既是凝聚民意的“任務(wù)書(shū)”,更是擘畫藍(lán)圖的“施工圖”。進(jìn)入兩會(huì)時(shí)間,人民論壇網(wǎng)特別推出“兩會(huì)國(guó)是廳”專欄,聚焦兩會(huì)熱點(diǎn),聆聽(tīng)代表委員聲音,展現(xiàn)新時(shí)代代表委員的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。
劉懷平
全國(guó)人大代表江蘇昆侖互聯(lián)新能源集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)
電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支撐。當(dāng)前,我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)雖快速發(fā)展,但以鋰離子電池為主的單一儲(chǔ)能技術(shù)路線,難以滿足多場(chǎng)景、多行業(yè)、寬溫域、高安全的市場(chǎng)需求。通過(guò)推動(dòng)多元儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展、突破關(guān)鍵材料瓶頸、加速示范應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)協(xié)同等提升可再生能源利用率,優(yōu)化能源供需匹配,為“雙碳”目標(biāo)提供有力支撐。
目前,在新型儲(chǔ)能項(xiàng)目中,鋰離子電池儲(chǔ)能占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì),未來(lái)有望接替抽水蓄能成為第一大儲(chǔ)能技術(shù)類型。然而,電力領(lǐng)域場(chǎng)景眾多,鋰離子電池儲(chǔ)能已不能滿足不同場(chǎng)景下的儲(chǔ)能需求,發(fā)展多元儲(chǔ)能技術(shù)已成為行業(yè)共識(shí)和未來(lái)趨勢(shì)。當(dāng)前,鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)所面臨的最大挑戰(zhàn)主要有以下三個(gè)方面:
1.場(chǎng)景適配與技術(shù)瓶頸制約規(guī)?;l(fā)展。鋰離子電池在電力儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用面臨場(chǎng)景匹配與核心技術(shù)短板的雙重壓力。當(dāng)前其最適合2-4小時(shí)的百兆瓦級(jí)調(diào)峰場(chǎng)景,但頻繁大功率充放電或長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能易加速電池老化,而熱失控風(fēng)險(xiǎn)仍未根本解決。盡管高安全性的磷酸鐵鋰電池被廣泛采用,有機(jī)電解液體系的本質(zhì)缺陷仍可能導(dǎo)致熱失控連鎖反應(yīng),威脅電站安全。此外,系統(tǒng)壽命短、溫度適應(yīng)性差等問(wèn)題,導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)難以與風(fēng)光電站的25年使用壽命同步,顯著提高了全生命周期成本。
2.資源卡脖子威脅產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。鋰電產(chǎn)業(yè)鏈正面臨關(guān)鍵礦產(chǎn)的“斷供”危機(jī)。全球鋰資源儲(chǔ)采比僅20余年,我國(guó)鋰資源開(kāi)發(fā)受品位和成本限制,超七成依賴進(jìn)口,供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)已高于石油等傳統(tǒng)能源。動(dòng)力電池與儲(chǔ)能需求爆發(fā)式增長(zhǎng),疊加鈷、鎳、銅等戰(zhàn)略金屬80%以上依賴政局動(dòng)蕩地區(qū)進(jìn)口,供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)累積。據(jù)測(cè)算,到2030年全球車用動(dòng)力電池對(duì)鋰資源的需求將達(dá)當(dāng)前產(chǎn)量的5倍,若儲(chǔ)能需求同步釋放,資源缺口將進(jìn)一步擴(kuò)大。構(gòu)建鈉電池、液流電池等替代技術(shù)體系,已成保障我國(guó)能源戰(zhàn)略安全的必選項(xiàng)。
3.全球新能源科技競(jìng)爭(zhēng)給我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)帶來(lái)挑戰(zhàn)。當(dāng)前全球儲(chǔ)能技術(shù)加速向長(zhǎng)時(shí)數(shù)、本質(zhì)安全和全氣候適配方向迭代。固態(tài)電池因具有超500Wh/kg理論能量密度、徹底消除電解液泄漏風(fēng)險(xiǎn)等突破性優(yōu)勢(shì),正成為各國(guó)爭(zhēng)奪的“終極方案”。盡管我國(guó)在固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)方面取得了顯著進(jìn)展,但在全球競(jìng)爭(zhēng)中仍面臨來(lái)自國(guó)際先進(jìn)國(guó)家的強(qiáng)勁挑戰(zhàn)。美國(guó)、日本、韓國(guó)、德國(guó)等在固態(tài)電池領(lǐng)域的科研投入持續(xù)加大,硫化物、氧化物、聚合物路線均有布局。我國(guó)在全固態(tài)領(lǐng)域仍面臨三重壁壘:核心電解質(zhì)材料、界面離子傳輸效率、制造成本,更面臨日本筑造的1.2萬(wàn)項(xiàng)固態(tài)專利壁壘(占全球53%)。唯有突破這些桎梏,方能在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定和產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)中贏得主導(dǎo)權(quán)。
為此,建議:
一是發(fā)展多元儲(chǔ)能技術(shù)路線,拓展新型儲(chǔ)能技術(shù)邊界。繼續(xù)大力引導(dǎo)和發(fā)展包括壓縮空氣儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能、固態(tài)電池儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能以及鈉離子電池儲(chǔ)能等多元化儲(chǔ)能技術(shù)路線,構(gòu)建差異化儲(chǔ)能技術(shù)體系。對(duì)于高頻次調(diào)節(jié)的電網(wǎng)調(diào)頻場(chǎng)景,應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展響應(yīng)速度達(dá)毫秒級(jí)的超級(jí)電容儲(chǔ)能使能技術(shù);在中短時(shí)調(diào)峰領(lǐng)域,繼續(xù)推進(jìn)鈉離子電池的規(guī)模化量產(chǎn)與成本優(yōu)化;針對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求,加大釩/鋅基液流電池、氫儲(chǔ)能及壓縮空氣儲(chǔ)能的示范投入。技術(shù)創(chuàng)新需突破現(xiàn)有鋰電池技術(shù)范式,比如大力扶持發(fā)展具有安全性好、能量密度高、循環(huán)性強(qiáng)的固態(tài)電池技術(shù)路線。通過(guò)發(fā)展多元儲(chǔ)能技術(shù)路線,破解單一技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),以滿足多場(chǎng)景及極端環(huán)境儲(chǔ)能需求,緩解戰(zhàn)略資源“卡脖子”問(wèn)題,分散供應(yīng)鏈壓力,提升能源安全韌性,為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)提供更加有力支撐。
二是加大關(guān)鍵材料研發(fā)投入,突破新型儲(chǔ)能技術(shù)瓶頸。在多元化儲(chǔ)能技術(shù)路線并行的同時(shí),新型儲(chǔ)能電池核心材料的研發(fā)已成為推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的重要方向,未來(lái)電池技術(shù)的創(chuàng)新,最重要的就是材料創(chuàng)新。目前,我們依然有部分關(guān)鍵材料存在技術(shù)瓶頸或依賴進(jìn)口,比如固態(tài)電池中電解質(zhì)材料的性能瓶頸、鋰枝晶問(wèn)題、成本問(wèn)題、規(guī)?;a(chǎn)挑戰(zhàn)、界面工程問(wèn)題、熱管理問(wèn)題和循環(huán)壽命問(wèn)題等,與國(guó)外相比仍存在一定差距。建議國(guó)家加大對(duì)儲(chǔ)能關(guān)鍵材料研發(fā)的財(cái)政支持力度,設(shè)立專項(xiàng)科研基金,鼓勵(lì)高校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作,針對(duì)高性能離子交換膜、固態(tài)電池電解質(zhì)、高鎳三元正極材料、硅基負(fù)極材料、層狀氧化物正極材料和硬碳負(fù)極材料等關(guān)鍵材料進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān),提高我國(guó)在關(guān)鍵材料領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力,為多種路線的儲(chǔ)能技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。
三是加速示范應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新,推動(dòng)新型儲(chǔ)能技術(shù)多場(chǎng)景拓展。目前,盡管新型儲(chǔ)能技術(shù)在研發(fā)方面取得了一定進(jìn)展,但在實(shí)際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中仍面臨諸多挑戰(zhàn)。為了加快新型儲(chǔ)能技術(shù)的推廣應(yīng)用,建議國(guó)家加大對(duì)新型儲(chǔ)能示范項(xiàng)目的扶持力度,通過(guò)建設(shè)一批具有代表性和引領(lǐng)性的新型儲(chǔ)能示范工程,驗(yàn)證技術(shù)的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性,為大規(guī)模多場(chǎng)景商業(yè)化應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)示范應(yīng)用,既可以加速新型儲(chǔ)能技術(shù)的成熟和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,還能促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的完善和升級(jí),為打造新型儲(chǔ)能新質(zhì)生產(chǎn)力提供有力支撐。
