編者按:獻策映初心,履職不停步。一年一度的全國兩會,是匯聚民智、共商國是的盛會,也是展現代表委員履職風采的重要平臺。一條條建議、一份份提案,既是凝聚民意的“任務書”,更是擘畫藍圖的“施工圖”。進入兩會時間,人民論壇網特別推出“兩會國是廳”專欄,聚焦兩會熱點,聆聽代表委員聲音,展現新時代代表委員的責任與擔當。
劉懷平
全國人大代表江蘇昆侖互聯新能源集團有限公司董事長
電化學儲能技術是構建新型電力系統、實現“雙碳”目標的重要支撐。當前,我國電化學儲能產業雖快速發展,但以鋰離子電池為主的單一儲能技術路線,難以滿足多場景、多行業、寬溫域、高安全的市場需求。通過推動多元儲能技術創新發展、突破關鍵材料瓶頸、加速示范應用與產業協同等提升可再生能源利用率,優化能源供需匹配,為“雙碳”目標提供有力支撐。
目前,在新型儲能項目中,鋰離子電池儲能占據絕對優勢,未來有望接替抽水蓄能成為第一大儲能技術類型。然而,電力領域場景眾多,鋰離子電池儲能已不能滿足不同場景下的儲能需求,發展多元儲能技術已成為行業共識和未來趨勢。當前,鋰離子電池儲能技術所面臨的最大挑戰主要有以下三個方面:
1.場景適配與技術瓶頸制約規?;l展。鋰離子電池在電力儲能領域的應用面臨場景匹配與核心技術短板的雙重壓力。當前其最適合2-4小時的百兆瓦級調峰場景,但頻繁大功率充放電或長時儲能易加速電池老化,而熱失控風險仍未根本解決。盡管高安全性的磷酸鐵鋰電池被廣泛采用,有機電解液體系的本質缺陷仍可能導致熱失控連鎖反應,威脅電站安全。此外,系統壽命短、溫度適應性差等問題,導致儲能系統難以與風光電站的25年使用壽命同步,顯著提高了全生命周期成本。
2.資源卡脖子威脅產業可持續發展。鋰電產業鏈正面臨關鍵礦產的“斷供”危機。全球鋰資源儲采比僅20余年,我國鋰資源開發受品位和成本限制,超七成依賴進口,供應鏈安全風險已高于石油等傳統能源。動力電池與儲能需求爆發式增長,疊加鈷、鎳、銅等戰略金屬80%以上依賴政局動蕩地區進口,供應鏈風險持續累積。據測算,到2030年全球車用動力電池對鋰資源的需求將達當前產量的5倍,若儲能需求同步釋放,資源缺口將進一步擴大。構建鈉電池、液流電池等替代技術體系,已成保障我國能源戰略安全的必選項。
3.全球新能源科技競爭給我國儲能技術帶來挑戰。當前全球儲能技術加速向長時數、本質安全和全氣候適配方向迭代。固態電池因具有超500Wh/kg理論能量密度、徹底消除電解液泄漏風險等突破性優勢,正成為各國爭奪的“終極方案”。盡管我國在固態電池技術研發方面取得了顯著進展,但在全球競爭中仍面臨來自國際先進國家的強勁挑戰。美國、日本、韓國、德國等在固態電池領域的科研投入持續加大,硫化物、氧化物、聚合物路線均有布局。我國在全固態領域仍面臨三重壁壘:核心電解質材料、界面離子傳輸效率、制造成本,更面臨日本筑造的1.2萬項固態專利壁壘(占全球53%)。唯有突破這些桎梏,方能在國際標準制定和產業鏈重構中贏得主導權。
為此,建議:
一是發展多元儲能技術路線,拓展新型儲能技術邊界。繼續大力引導和發展包括壓縮空氣儲能、重力儲能、飛輪儲能、超級電容儲能、固態電池儲能、液流電池儲能以及鈉離子電池儲能等多元化儲能技術路線,構建差異化儲能技術體系。對于高頻次調節的電網調頻場景,應重點發展響應速度達毫秒級的超級電容儲能使能技術;在中短時調峰領域,繼續推進鈉離子電池的規?;慨a與成本優化;針對長時儲能需求,加大釩/鋅基液流電池、氫儲能及壓縮空氣儲能的示范投入。技術創新需突破現有鋰電池技術范式,比如大力扶持發展具有安全性好、能量密度高、循環性強的固態電池技術路線。通過發展多元儲能技術路線,破解單一技術風險,以滿足多場景及極端環境儲能需求,緩解戰略資源“卡脖子”問題,分散供應鏈壓力,提升能源安全韌性,為實現碳達峰、碳中和目標提供更加有力支撐。
二是加大關鍵材料研發投入,突破新型儲能技術瓶頸。在多元化儲能技術路線并行的同時,新型儲能電池核心材料的研發已成為推動技術進步的重要方向,未來電池技術的創新,最重要的就是材料創新。目前,我們依然有部分關鍵材料存在技術瓶頸或依賴進口,比如固態電池中電解質材料的性能瓶頸、鋰枝晶問題、成本問題、規?;a挑戰、界面工程問題、熱管理問題和循環壽命問題等,與國外相比仍存在一定差距。建議國家加大對儲能關鍵材料研發的財政支持力度,設立專項科研基金,鼓勵高校、科研機構和企業開展產學研合作,針對高性能離子交換膜、固態電池電解質、高鎳三元正極材料、硅基負極材料、層狀氧化物正極材料和硬碳負極材料等關鍵材料進行聯合攻關,提高我國在關鍵材料領域的自主創新能力,為多種路線的儲能技術的大規模應用提供堅實的技術保障。
三是加速示范應用與產業協同創新,推動新型儲能技術多場景拓展。目前,盡管新型儲能技術在研發方面取得了一定進展,但在實際應用和產業化過程中仍面臨諸多挑戰。為了加快新型儲能技術的推廣應用,建議國家加大對新型儲能示范項目的扶持力度,通過建設一批具有代表性和引領性的新型儲能示范工程,驗證技術的可行性、可靠性和經濟性,為大規模多場景商業化應用積累經驗。通過示范應用,既可以加速新型儲能技術的成熟和產業化進程,還能促進相關產業鏈的完善和升級,為打造新型儲能新質生產力提供有力支撐。
