甘肃省发展储能产业对策思考.docx

甘肃省发展储能产业对策思考摘要：本文介绍了储能产业发展概况，介绍了有色金属在储能产业上的应用，提出甘肃省通过新能源产业大发展来带动储能产业大发展，同时对解决甘肃新能源消纳与外送提出了措施建议。 关键词：储能 新能源 甘肃 有色金属 一、储能产业发展概况 储能技术是指能量的储存技术，目前主要是电能和热能的储能。全球储能技术主要有物理储能、化学储能和电磁储能等几类。按照功能划分功率型和能量型储能。目前物理储能中最成熟和最普遍的是抽水蓄能。化学储能分两方面，一部分是有色金属电解沉积储能，比如电解铝、电解锌、电解铅等。在电解沉积过程中把电能转变为化学能储存在析出金属中，当用这些金属制作成电池后再把化学能转变为电能释放出来。这部分储能容易被忽视，实际上就一次储能量来说，电解沉积有色金属要比其他储能方式储能量大得多。另一方面是以有色金属为主要原材料制成的电池储能，目前广泛应用的储能电池有锂离子电池、铅酸电池、液流电池、钠硫电池、镍氢电池等，这部分储能为二次储能。世界各国都很重视大容量储能电池技术的研发与运用。目前全球储能电池装机规模已达840MW，其中美国360MW，日本装机规模约为310MW，分别列第一和第二位。中国81MW，列第三位。 杰里米.里夫金(Jeremy Rifkin)发现第三次工业革命的支柱包括以下五个：可再生能源、分布式发电、储能技术、电动车和能源互联网。其中储能是第三次工业革命的支柱之一。储能技术能够解决新能源发电的随机性、波动性问题，其功能主要是平抑、稳定风能、太阳能等间歇式可再生能源发电的输出功率，提高电网接纳间歇式可再生能源能力，使大规模风电及太阳能发电方便、可靠地并入常规电网。因此储能对提高新能源利用率和稳定电网运行起重要作用。国家能源委员会专家咨询委员会主任、原国家能源局局长张国宝认为：在解决可再生能源并网难的问题中，储能产业在市场中获得了发展的重要契机。 同时随着储能电池技术的发展，使得汽车等交通工具有可能逐步脱离石油、天然气等传统能源。因此，在新能源产业大发展的背景下，储能电池产业具有巨大的发展潜力。 伴随着甘肃新能源的快速发展，外送和消纳问题日趋突出，外送电网建设速度远远跟不上新能源发展速度。是否为了解决新能源电力远距离外送问题必须大规模新建电网通道?能否通过先消纳后外送的方式?比如通过电解沉积有色金属，然后外送有色金属。将有色金属作为电能转移的载体。现将有色金属在储能电池产业上的应用情况、甘肃省发展储能电池产业和解决新能源消纳和外送等有关问题进行讨论。 二、有色金属在储能电池产业上的应用情况 储能电池原材料主要是各种有色金属，目前广泛使用的储能电池有锂离子电池、铅酸电池、钒液流电池、镍氢电池、锌空气电池、铝空气电池等，均是以有色金属命名。有色金属本身就是一种电能的载体，有色金属的电积析出过程就是一个充电过程。储能电池产业是有色金属的主要消费领域之一。甘肃省是我国著名的有色金属资源大省，2014年甘肃省有色行业生产十种有色金属360.53万吨(其中铜90万吨、铝225万吨、铅1.99万吨、锌27.35万吨、镍16.13万吨)，约占全国有色金属总产量的10%。与云南、湖南、江西等有色金属资源丰富的省份相比，甘肃的储能电池原材料丰富而集中，并且具有从采矿选矿冶炼加工废旧有色金属回收较为完整的产业链。下面就甘肃省有色金属在储能电池产业上的应用介绍如下： (1)铅的应用情况 铅酸蓄电池是目前世界上广泛使用的一种电池，具有电压平稳、安全可靠、价格低廉、适用范围广、原材料丰富和回收再生利用率高(再生利用率达98%以上)等优点，是世界上各类电池中产量最大、用途最广的一种电池，它所消耗的铅占全球总耗铅量的80%以上。我国的汽车工业和电动车产业发展很快，对起动电池和动力电池需求很大，因此带动国内铅蓄电池业迅猛发展，铅的消费量在急剧增多。我国2014年铅酸蓄电池耗铅量达400多万吨。铅酸电池技术进步很快，最新研发的铅炭电池克服了传统铅酸电池的一些缺点，在新能源储能和动力电池领域得到积极推广。随着技术的不断进步，铅酸电池仍将是储能和动力电池领域主要电池之一。 (2)锌的应用 锌在电池工业中作为负极材料主要用来生产锌锰电池、锌空气电池、锌镍电池、锌银电池、锌溴电池等。锌锰电池是锌的主要用户之一，我国是锌锰电池生产大国，2014年产量近200亿只。锌空气电池是比能量很高的一种电池，目前以锌空气电池为动力源的公交汽车已经投入试运行。液体循环式锌空气电池和锌溴液流电池技术进步很快，有望在新能源储能领域大显身手;与铅酸蓄电池相比，锌空气电池的比能量更高。甘肃省白银有色金属公司是我国主要的铅锌生产基地，具有回收处理铅电池和锌电池的优越条件。 (3)铝的应用 铝在电池工业中有四种应用形式：第一种是作电极合金添加剂，比如在生产镍氢电池负极材料储氢合金过程中要添加一定量金属铝;第二种是以铝为基体制备成合金作负极，如铝空气电池;第三种是把铝制成铝箔，作为锂离子电池的正极材料的附着体和集电体;第四种是用铝制造锂离子电池的外壳。甘肃电力资源丰富，电解铝产业发达，境内有酒钢东兴铝业公司、兰州铝厂、连城铝厂、白银铝厂等大型企业。 金属铝是一种很好的电能载体，目前生产1吨电解铝平均综合电耗为13500度左右。2014年全国电解铝产量达2438万吨，耗电量达3300亿千瓦时，约占全国总用电量的6%7%。在电解析出过程中除一小部分电能变为热能损失掉外，大部分电能转变为化学能储存在了电解铝中。美国铝业公司(Alcoa)和以色列Phinergy公司联合开发的铝空气电池性能优良，100公斤金属铝板(负极)续航里程可以达到1600公里，据称该电池的寿命可达20到30年。其能量来源就是铝电解过程中充入电解铝中的电能，因此金属铝可以充当电力转移的载体。 (4)铜的应用 铜在电池中的应用主要把铜制成铜箔，作为锂离子电池的负极材料的附着体和集电体。近年来，锂离子电池产业发展很快，对铜箔的需求在急剧增加。西北铜加工厂的铜箔分厂已具备了生产这种铜箔的基本条件。目前国内主要铜箔生产厂家的主要技术力量就是该厂输出的。 (5)锂的应用 锂主要用来制造锂电池，包括一次锂电池和二次锂电池。锂一次电池有：锂锰电池、锂碘电池 、锂亚硫酰氯电池等;锂二次电池有：液态锂离子电池和聚合物锂离子电池。在一次锂电池中，锂主要以金属锂片作负极;在二次锂电池中，主要以钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及钴镍锰三元材料等作为锂离子电池正极材料。目前以磷酸铁锂和镍钴锰酸锂三元材料为正极材料的锂离子电池作为汽车动力电池已经开始大量使用，在新能源储能领域也在大量使用。 (6)镍的应用 主要用作镍电池的电极材料。另外还用来制造各种电池连接片和镀镍