2020年钠硫电池成本将降至200美元/千瓦时

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钠硫电池是唯一一种兼具大容量和高能量密度的储能电池，主要用于调峰、可再生能源、辅助电源和微电网。由于钠硫电池仍然面临着高成本的问题，所以在世界上还没有得到广泛的应用。Ngk是世界上最大的钠硫电池制造商，希望到2020年将其成本从300美元/千瓦时降至200美元/千瓦时。Ngk已开始提前在中国进行战略布局，并正在与国内一些逆变器制造商讨论合作，研究和开发储能系统。

“我们计划到2020年将钠硫电池的成本(包括储能双向逆变器和安装成本)降至200美元/千瓦时。”在最近举行的“2016年储能国际峰会”上，NGK股份有限公司纳硫电池事业部设计部长俞跃富向《21世纪经济报道》表示。

“钠硫电池是能够储存大量电能的最可靠、最高效的电池，在大容量储能系统市场中占有最大的市场份额。”ngk公司钠硫电池部海外销售部经理奥森·知止告诉记者。

钠硫电池技术是大规模化学储能技术中最成熟、累积装机容量最大的技术。主要用于调峰填谷、可再生能源、辅助电源、微网等领域。

Ngk是全球最大的钠硫电池制造商，年生产能力为150兆瓦，全球总装机容量为530兆瓦，约占全球储能市场的30%-40%。这意味着钠硫电池的市场份额仅次于锂离子电池，在全球储能市场中占有最高份额。

今年3月，ngk和九州电力有限公司启动了一个改善电力供需平衡的示范项目，输出功率为50mw，设备容量为300wmh。它是世界上最大的大容量储能站。

“我们对中国市场的前景持乐观态度，特别是钠硫电池在新能源并网领域的应用。”于夫·于越解释说，中国新能源(报价为600617，买入)的比例仍然相对较低，而空市场非常大。目前，该公司遭遇了严重的弃风弃光现象，这已成为该公司计划进入中国市场的契机。

由于钠硫电池仍然面临着高成本的问题，所以在世界上还没有得到广泛的应用。

“我们的年产量已经达到了150兆瓦，但是年订购量已经停在了几十兆瓦，这不能达到大规模生产的效果，所以我们不能降低成本，而且会有销售困难。如何摆脱这种恶性循环，仍然是我们需要解决的问题。”奥莫里的智慧。

以精细陶瓷为技术壁垒

在钠硫电池领域，全球制造商寥寥无几，而ngk拥有绝对的技术优势。

对许多人来说，与锂电池或铅酸电池相比，钠硫电池并不是一个特别熟悉的概念。所谓的钠硫电池是这样一种电池，其中负电极是钠(na)，正电极是硫(S)，分隔两个电极的电解质使用精细陶瓷。俞跃夫解释说，其核心障碍在于精细陶瓷技术。

“与普通锂电子电池不同，生产钠硫电池所需的优质陶瓷管技术、电池组件密封技术、防腐电极材料技术和大型成套技术要求特别高，普通企业不敢轻易涉足。”中国科学院工程热物理研究所储能研究中心主任陈海生分析了《21世纪经济报道》。

1919年，为特种高压绝缘子国产化而诞生的ngk公司逐渐掌握了独特的陶瓷技术。1967年，美国福特公司发现了钠硫电池的原理，随后日本、美国和欧洲的公司对这种电池进行了研究。1984年，TEPCO委托ngk开发钠硫电池中的电解质和固体陶瓷。TEPCO和ngk使用的技术是从欧洲的bbc(现在的abb)引进的。

“五年后，我们开始设计单个电池，然后在1991年的电池模块/系统和1997年的电池储能系统测试评估之后，终于在2002年实现了商业化。”俞跃夫说，他们依靠固体陶瓷和全密封技术。

从技术上讲，与锂离子电池和铅酸电池等其他储能电池相比，钠硫电池是唯一既具有大容量又具有高能量密度的储能电池。

以ngk公司销售的钠硫电池为例，有30kw/212kwh和33kw/200kwh两个电池模块，可构成200kw/1200kwh的集装箱电池系统和1200kw/8640kwh的室外箱式电池系统。现场验证表明，钠硫电池的使用寿命为15年或4500±100% DOD(放电深度)充放电循环(以先到者为准)。

然而，2011年9月21日，在钠硫电池商业化应用9年后，ngk公司的钠硫电池发生了一场小火灾。三菱材料有限公司筑波工厂安装的钠硫电池因其特殊的外包装而起火，未造成人员伤亡或建筑设施损坏。

发现燃烧的钠硫电池系统由40个电池模块组成，其中一个电池模块由384个电池元件组成，一个电池元件失效。该电池元件泄漏熔融材料，该熔融材料流入电池模块之间的区域，导致相邻模块中的电池单元之间短路。由于电池组件之间没有安装保险丝，短路会导致高温，从而破坏其他电池组件，最终导致所有电池模块起火。

俞跃富解释说，事故发生后，加强了安全措施，每个电池都设置了防火板，在电池组件之间增加了保险丝，在电池模块之间放置了绝缘板，在电池模块的上方和下方放置了防火板。即使在最坏的情况下，如果一个单电池着火，它也不会损坏周围的单电池。"

“事实上，任何储能系统都是一个能量收集系统，存在安全隐患。因为陶瓷被用作固体隔膜，没有气体存在，所以它不会爆炸。与其他一些电池相比，钠硫电池的事故率很低。”文分析。

提前布局中国市场

ngk公司钠硫电池年产量为150兆瓦/1千兆瓦时，世界总装机容量为530兆瓦/3700兆瓦时。由于成本高，钠硫电池的应用规模总体上相对较小，这意味着钠硫电池的市场需求还没有完全释放出来。

“目前，钠硫电池的价格不低，包括安装成本，成本约为300美元/千瓦时。但是，如果以千瓦时计算，我们的电池在价格上仍然具有竞争力。”俞跃夫说:“我希望到2020年，成本可以降低到200美元/千瓦时。解决方案是通过集装箱电池系统改进生产线，降低人工设计、运输和建造成本。”

ngk公司的钠硫电池主要用于负荷调频、调峰填谷、可再生能源、辅助电源和微电网等领域。申请项目分布在日本、美国、加拿大、德国、意大利、阿拉伯联合酋长国等国家。其中，日本的应用规模最大，达到360兆瓦；；阿拉伯联合酋长国位居第二，达到108兆瓦。

与其他电池类似，日本政府为ngk的早期研发提供补贴。政府将设定一个目标。例如，为了在一定时间内将产品价格降低到一定水平，申请项目单位还将一次性获得一定比例的工程造价补贴。

一些项目由日本政府直接投资，而商业项目的购买者将得到优惠待遇。例如，东京电力公司购买钠硫电池用于调峰填谷，公司将根据峰谷差等指标给予电价优惠。这些激励政策促进了钠硫电池的应用。

“随着可再生能源的快速发展，电能质量和可靠性问题将越来越突出，钠硫电池可以在电网的各个节点发挥重要作用，改善和加强能源安全，因此我们对其市场前景持乐观态度。”余乐富解释道。

Ngk为位于日本青森县柳所村的51mw尤尔风力发电站提供了一个34mw钠硫电池储能系统，该电站于2008年8月开始运行。该系统可在强风下产生过大功率时充电，在风力减弱时放电以增加功率。

《21世纪经济报道》获悉，ngk目前在中国只有一个钠硫电池应用示范项目，即与南瑞吉宝合作的南京江宁200 kw/1440 wh钠硫电池储能示范项目。

“我们还没有在中国建立电池生产厂，所以项目中使用的电池是从日本运来的。”俞跃富说:“中国的储能应用市场前景广阔，但还没有发展起来，所以在初期阶段不能投入太多。”

“目前，虽然储能已被列入国家‘十三五’规划的百强项目，但相关的研发、投资和应用支持政策基本上还是在空白州。”目前，现有的储能政策主要体现在电动汽车储能领域，将储能应用于可再生能源并网和电网的相关政策仍需制定。”中国化工(报价601117，BUY)和物理电力工业协会储能应用分会秘书长刘墉分析了《21世纪经济报道》。

不过，ngk已经开始提前在中国进行战略布局，并正在与一些国内逆变器制造商讨论合作开发储能系统和开拓中国市场。