高新能源大功率钠硫电池建设工程可行性研究报告.doc

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项目建设的背景72.1.1 我国能源现状72.1.2 我国环保产业的现状112.1.3 钠硫电池的发展历史132.2 项目建设的必要性152.2.1 发展钠硫电池的必要性152.2.2 发展钠硫电池产业的意义19第3章 市场分析及预测21第4章 场址选择及建设条件274.1 场址选择274.1.1 地理位置274.1.2 地形地貌27第5章 生产技术方案285.1 生产规模及产品方案285.2 生产技术方案295.2.1 产品标准295.2.2 技术原理295.2.3 主要性能指标325.2.4 生产原料335.3 设备方案33第6章 项目建设方案346.1 项目建设原则346.2 总平面布置和运输346.3 主要建筑布置方案346.4 建设内容及规模356.4.1 建筑工程356.4.2 电力供应366.4.3 给排水376.4.4 取暖37第7章 环境保护、劳动安全及消防387.1 建设地区的环境现状387.1.1 地表水质量现状387.1.2 环境空气质量现状387.1.3 声环境质量现状387.2 环境影响分析387.2.1 施工期环境影响分析387.2.2 运营期环境影响分析397.3 生态影响分析407.4 环境保护措施407.4.1 项目执行标准407.4.2 项目在施工建设期的污染防治措施407.4.3 运营期污染防治措施427.5 地质灾害影响分析427.6 水土保持措施427.7 劳动保护与安全卫生447.7.1 劳动安全447.7.2 劳动利益保护457.7.3 劳动卫生457.7.4 劳动安全卫生机构和人员457.8 消防措施和设施方案建议457.8.1 消防遵循的原则457.8.2 消防依据457.8.3 消防设施和管理467.8.4 消防给水467.8.5 消防管理477.8.6 其他措施47第8章 项目总投资估算488.1 项目总投资488.2 资金筹措488.3 财务分析48第9章 结论与建议509.1 结论509.2 建议50 第1章 总论1.1 项目概况（1）项目名称：高新能源大功率钠硫电池建设工程（2）项目建设单位：*项目管理有限公司（3）法人代表：*（4）建设地址：*市汤池镇萌芽村（5）项目占地:3000亩（6）总建筑面积：17万平方米（7）投资估算：50亿元（8）项目生产规模：年产总容量约100万千瓦的钠硫电池（9）项目实施计划：本项目拟分为两个阶段进行建设。其中：第一阶段为2009年2010年，规划用地约1000亩，建筑面积5万平方米，建成后年生产钠硫电池能力为10万千瓦；第二阶段为2011年2013年，规划用地约2000亩，建筑面积12万平方米，建成后项目生产钠硫电池总能力达100万千瓦/年。（10）主要经济技术指标：序号项目单位技术指标备注1项目总占地亩30001.1第一阶段建设用地亩10001.2第二阶段建设用地亩20002建筑面积平方米1700002.1第一阶段建筑面积平方米500002.2第二阶段建筑面积平方米1200003建设投资亿元503.1第一阶段建设投资亿元53.2第二阶段建设投资亿元454生产能力万千瓦1001.2 项目编制原则（1）贯彻执行建设节约型社会的方针，工程建设中以节约投资，使资金使用实现效益最大化为原则，提高项目资金利用率；（2）根据项目市场的发展情况及*市的实际情况，拟定建设规模、建设方案、工艺技术降低项目投资风险；（3）以合理、有效利用资源为原则，利用项目区自然资源，合理安排发展用地，符合可持续发展的需要；（4）根据场地地形、总图布置，做到科学规划，合理布局；（5）整体设计体现安全、舒适、实用、经济、合理；（6）严格执行国家和地方的有关环境保护、安全、卫生、消防等有关法规、标准和规定，做到文明建设、安全运营。1.3 研究依据（1）国家和拟建地区的工业建设政策、法令和法规；（2）中华人民共和国节约能源法；（3）国务院关于加强节能工作的决定（国发200628号）；（4）当前国家鼓励发展的环保产业设备（产品）目录；（5）中华人民共和国土地管理法；（6）中华人民共和国城市规划法；（7）中华人民共和国环境保护法；（8）关于积极发展环境保护产业的若干规定（9）国务院关于投资体制改革的规定；（10）产业结构调整指导目录(2005年本)；（11）投资项目可行性研究方法与案例应用手册；（12）建设项目经济评价方法与参数(第三版)；（13）*节能专项资金管理暂行办法（2008）；（14）*节约能源条例；（15）*建设工程概算定额；（16）*产业发展指导目录（2006年本）；（17）*市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要；（18）国家有关技术规范、规程和规定等；（19）根据项目需要进行调查和收集的设计基础资料。1.4 研究范围（1）项目投资环境调研；（2）项目的建设背景、必要性；（3）市场的调查及发展前景；（4）项目建设投资、成本及费用的测算；（5）项目产品节能措施和环保；（6）项目经济、社会效益分析等。第2章 项目建设背景及必要性2.1 项目建设的背景2.1.1 我国能源现状现代化国家的经济发展和能源有着密切的关系，在正常的情况下，经济发展与能源之间存在着正相关，也就是说，能源消费量越大，国民生产总值也越高。反之，能源不足就会影响国民经济的发展，甚至会造成巨大的损失。据分析，由于能源不足所引起的国民经济损失，约为能源本身价值的20到60倍。由此可见，不论哪个国家哪一个时期，若要加快发展国民经济，就必须保证能源消费量的相应增长。目前，我国正处于改革开放的前期阶段，要尽快发展社会主义经济建设，除了其他的必要条件外，还必须重视能源这一重要的物质基础。因此，能源是我国更好地进行社会主义现代化建设、发展市场经济的关键问题。我国目前能源现状大致如下：（1）能源丰富而人均消费量少我国是一个能源丰富的国家，从几种广泛利用的常规能源来看，储量都比较大，如下表所示。能源探 明 储 量产 量数 量在世界中的地位1985年1989年煤1.5万亿吨第3位8.72亿吨10.55亿吨石 油70亿吨第6位1.25亿吨1.37亿吨天然气33.3万亿立方米第16位128.6亿立方米152.8亿立方米水 电6.8亿千瓦第1位924.5亿千瓦时1184.2亿千瓦时我国能源虽然丰富，但分布很不均匀，煤炭资源60%以上在华北，水力资源70%以上在西南，而工业和人口集中的南方八省一市能源缺乏。虽然在生产方面，能源开发的增长速度也是比较快，但由于我国人口众多，且人口增长快，造成我国人均能源消费量水平低下，仅为每人每年0.9吨标准煤。（2）能源构成以煤为主从目前状况看，煤炭仍然在我国一次能源构成中占70%以上，成为我国主要的能源。我国工业燃料动力的80%依靠煤炭。而全国总体每年用于直接燃烧的煤炭占总煤耗的84%,其中农村生产和生活耗煤1.2亿吨；城市居民燃煤1.5亿吨，占全年煤产量的25%。同时还要指出，煤炭在我国城市的能源构成中所占的比例也是相当大的。煤炭在各城市能源构成中所占比例城市济南呼和浩特太原唐山南宁贵阳郑州乌鲁木齐合肥%99.498.997.996.795.891.591.190.489.1城市昆明青岛长沙杭州兰州秦皇岛长春包头石家庄%88.187.887.784.184.081.877.475.270.1城市重庆北京广州南京吉林哈尔滨沈阳成都%66.864.764.362.360.559.555.240（3）能源发展需要解决的主要矛盾我国资源约束严重，能源建设任务艰巨，安全隐患不断增大，矛盾更加突出，能源效率低，制约可持续发展。我们煤炭是所谓最多的资源，根据测算，从现在到2020年，经查煤炭总量1700亿吨。石油去年进口9112万吨，今年突破1亿吨。预计到2020年我国要进口5亿吨。按照美国消费发展水平，到2020年，我们要消耗45亿吨，相当于世界的总产量。所以资源不够，天然气也是这样。但安全问题，包括煤矿安全、经济安全等等各方面以及环保矛盾非常突出。整个酸雨面积不断扩大，二氧化碳排放问题，二氧化硫排放问题，氮氧化物排放问题等等一系列问题都制约着我们能源的发展。三、能源相关政策走向这是今年6月30号国务院批准的我国能源20年战略规划的基本方向。我国结构发展的基本能源方针是节能优先，节能放在第一位，效率为本，煤为基础，多元发展，立足国内，开拓国外，统筹城乡，合理布局，依靠科技，创新体制，保护环境，保障安全，为全面建设小康社会提供稳定、经济和清洁的能源保障，以能源的可持续发展和有效利用支持我国经济社会的可持续发展。这就是今后我们20年能源发展总的方针。所以，我们这次编制能源规划的立足点是建立在科学发展观的基础上，是建立在全民节能，建立节能型节约型社会的基础上。如果不能实现科学发展观，不能全面节能，全社会节能，我们这样一个能源的规划是起不了作用的。所以，节能优先放在第一位，效率为本。要提高能源效率，没有这两条，能源规划无从谈起。节约优先、效率为本，是从我国能源实际状况出发的必然选择。要号召全民节能，每人节约一度电，每公斤煤。我们不能像美国那样消耗。我们能不能像美国那样，夏天进屋可以穿毛衣?如果这样的话，整个经济社会无从发展。所以一定要坚持走新型工业化道路，这是我们的客观要求。煤为基础，多元发展，是我国未来能源结构政策的基本方略。我们是能源生产大国，又是一个能源消费大国，要保证我国能源安全必须长期坚持立足国内基本方针，以煤为基础。我们只能这样发展，如果我们不走这条路，我们整个经济就没有基础。立足国内、开拓国外，是我国能源开发战略的重大转变。因为我们各种能源资源都不足，我就不说了。统筹城乡合理布局，是能源发展的重大区域政策。这两天我们正在研究十一五规划。这次十一五规划有个重大的变化，要把编制若干区域发展规划和专项规划结合起来，要突破一些行政区域，按经济发展客观规律编制区域发展规划。技术进步，体制创新，是解决能源深层次矛盾的根本措施。前面我已经讲了，现在技术进步问题，体制还有约束。保护环境、保障安全，是未来经济社会发展对能源两大基本要求。最近我在我们局里开会讲，能源问题不仅仅是一个能源问题，是一个生态保护的问题，是一个社会发展的问题，是人与自然和谐发展、推动人类经济社会全面进步的问题。今天是能源专场，我也大声疾呼，我们每位搞能源同志都要重视环境保护。搞能源我们推动社会进步，同时也给社会带来污染。所以我们一定要学习环境科学，学习环保法，学习环境评价法。当我们上每个项目的时候，都要做好环境保护水土保持、国土整治做整体规划，否则我们能源发展没有出路。所以，一定要保护环境，保障安全就不用说了。能源是我们工业的粮食，我们没有这个粮食工业无法发展，国家安全就不能稳定，这是我们能源工业每个能源工作者肩负两大基本任务。四、能源发展战略目标这我就不多讲了。总体目标有这几个方面，总量基本满足国民经济和社会发展需要。结构调整取得明显进展，效率接近上世纪末国际先进水平。形成具有独特国际竞争力的能源设计、制造建设和运营管理体系、供应服务体系；完善与社会主义市场经济体制相适应的能源工业宏观调控体系、法规体系、安全预警应急体系和企业体制，实现能源经济社会和环境的协调发展。这是我们今后20年能源工业发展的总体目标，内容很多就不讲了。这是能源发展的主要目标，能源生产总量目标，能源消费与结构目标，结构情况，能源效率与环保目标，这里面很重要。因为前几天给中央汇报的时候，就讲环保目标和能源效率能不能达到从2.68吨标煤降到1.5吨标煤。如果降不下来，整个能源规划没有基础。整个能源规划是建立在科学发展观基础上，建立在全民节能、加强环保的基础上制定的。如果我们不能够全民节能，走一条新型工业化道路，我们就不能完成我们的工业规划，整个小康建设就失去了基础。我们一定要走一个科技含量高，效率好，资源消耗少，环保污染低，充分使人的才能发挥的新型工业化道路，这是我们能源发展的必然道路。整个观念、生活方式要理性消费、合理消费、科学消费，所以我们必须要走新型工业化道路。为了确保全面建设小康社会和新型工业化目标实现，必须全方位提高对节能工作重要性认识。节能不是缓解能源紧缺的权宜之计，而是我国经济社会全面发展、协调发展和可持续发展的基本方略，应贯彻到经济社会发展的各个领域。2.1.2 我国环保产业的现状环保产业是为环境污染控制和减排、污染治理及废物等方面提供设备、技术、信息服务的产业，主要包括环保技术开发、环保产业、产品销售、工程设计施工、咨询服务、设施运营、三废综合利用等七大领域。我国环保产业经过近30年的发展，现已进入快步发展、稳步增长阶段，目前已形成了一个良好的市场体系。中国环保产业从规模上看，大型企业在减少，这表明市场集中程度在增加。原先兼营环保产品的大型企业因为重组、破产或调整产业结构而集中，目前存在的大型企业基本成为各个专业领域的“诸侯”，构成了中国环保产业的主力军。中国环保产业从产品结构上看包括三个方面：一是环保设备(产品)生产与经营，主要指大气污染治理设备、水污染治理设备、固体废弃物处理设备、噪音控制设备、环保监测分析仪器、放射性与电磁波污染防护设备等；二是资源的综合利用；三是环境服务。据统计，仅大气污染治理设备、水污染治理设备与固体废弃物处理设备就占环保市场70%。我国环保产业国内市场将呈现两大特点：环保产业技术设备发展的重点是大气污染和水污染防治技术及设备；固体废弃物处理技术和装备有较大的增长势头。有关资料表明，我国环保技术、设备市场需求按照目前水平，至少在未来15年内将保持15%20%以上的增长速度，主要集中在以下几个方面：一是除尘技术和装备制造，除尘技术和设备向即除尘又脱硫的方向发展；二是污水、废水处理技术与装备制造；三是电厂脱硫技术及其成套装备制造。在未来十年间，每年只要有5%的燃煤电厂进行脱硫治理工程，就能形成100亿元以上的产业市场需求。中国环保产业从增长速度看，20世纪80年代到90年代是中国环保产业市场发展的黄金时期，从1988年到1997年近十年间，产值增长了1276.5%，利润增长了600%，环保投资增长257%，表明我国环保产品增势迅猛，正处于快速增长、平稳发展的状况。据统计2000年人均利润环保产业平均为近3500元/人年，而机电工业平均为1662元/人年，人均利润是机电行业的1.9倍。中国环保产业从投资现状看，主要来源于企业自筹。与发达国家相比，真正制约中国环保产业发展的因素是投资不足。但近几年中国已认识到问题所在，出台并实施了相关政策，并加大了投资力度，而且有发展眼光的投资公司已经设立了中国环保创业投资基金，其中由中国节能投资公司、辽宁能源总公司、海通证券有限公司、中信兴业信托投资公司等几家发起并设立了环保创业基金。目前沪深交易所已形成凯迪电力、环保股份、渝开发、清华紫光、龙净环保、菲达环保、洪城股份等近三十家以环保为主业的环保板块，这表明我国环保投资与环保资本市场已初步形成。2.1.3 钠硫电池的发展历史英国人戴维在17781809年间发现钠。七十七年后的一九零六年生物学家克雷麦在一次试验中，无意间将硫酸倒入钠与氯的溶液中，产生了电位差。从此，人类对该元素的研究和开发一直未停，钠硫电池正是受此启发而被重视。随着能源危机的到来，生态危机的加剧，世界各国的科学工作者们都在积极寻找一种新的可再生能源来改变这种危机的局面，钠硫电池无疑是最好的选择，但如何能让这一新能源服务于人类，各国科学工作都为此煞费苦心。钠硫电池最早发明于上世纪60年代中期，早期的研究主要针对电动汽车的应用目标。1966年美国福特汽车公司率先提出了硫化钠(nas)电池原理，并且对其在电动汽车上的应用展开了积极的研究。随后日本的yuasa、英国的bbc以及铁路实验室、德国abb、美国的mink公司等先后组装了钠硫电池电动汽车，并进行了长期的路试。但长期的研究发现，钠硫电池作为储能电池更具有优势，而用作电动汽车或者其它移动器具的电源时，不能显示其优越性，且早期的研究并没有完全解决钠硫电池的安全可靠性问题，因此钠硫电池在车用能源方面的应用最终被人们放弃。但另一方面，钠硫电池的比功率和比能量、低的原材料成本和制造成本、温度稳定性以及无自放电等方面的突出优势，使得钠硫电池成为目前最具市场活力和应用前景的储能电池。日本ngk公司是国际上钠硫储能电池研制、发展和应用的标志性机构。上世纪80年代中期，ngk公司开始与日本东京电力公司合作开发储能钠硫电池，1992年第一个钠硫电池储能系统开始在日本示范运行，至2002年有超过50座钠硫电池储能站在日本示范运行中。2002年ngk公司开始了钠硫电池的商业化生产和供应。2002年9月，在美国aep的主持下，有ngk提供的钠硫电池储能站在美国示范运行。2003年4月开始，ngk开始了储能电池的大规模商业化生产，产量高达30mw，2004年即达到65mw。2004年7月世界上最大的nascar储能站（9.6mw/57.6mwh）在日本正式投入运行，设计中最大钠硫电池储能站的功率达到20mw，是目前全球最大的化学电源储能站。一家新的生产钠硫电池的公司一经建成，年生产能力可达到65mw。ngk公司近期的发展计划是年产160mw。目前，ngk已有100余座钠硫电池储能站在全球运行中。由于硫化钠电池是一种特性优良的二次电池，具有能量密度高、无自放电现象、运行寿命长、便于现场安装与维护以及与外界环境友好等诸多优点，近年来硫化钠电池在日本、北美、欧洲的电力系统中得到迅速发展，已被用于负荷平定（load leveling, ll）或负荷削峰（peak shaving, ps）、不间断电源（uninterrupted power supply，ups）或应急电源（emergency power supply, eps）、电能质量（power quality，pq）维护以及风能发电等多种场合，并且在输配电系统的有、无功支持及多功能电能储存系统中有广泛应用前景。我国从2006年邀请日本专家学习钠硫电池技术开始进行钠硫电池的研究，上海硅酸盐所和上海市电力公司于2007年8月共建了“上海钠硫电池研制基地”，从事大容量城网储能电池模块、电网接入系统和储能系统的研制。科研人员突破了钠硫电池制备的关键核心制造技术，研制了170多台套具有自主知识产权的生产与性能评价装备，贯通了年产2兆瓦钠硫储能电池中试线，实现了10千瓦储能系统成功演示；根据要求，形成了完整的质量控制文件；建立了多重安全体系，识别并评价研究、生产过程的危险源，提出应急控制措施；2009年10月，中国科学院上海硅酸盐研究所通过和上海市电力公司多年来持续不断的合作及共同努力，在大容量钠硫储能电池研制方面获得重要突破，成功研制具有自主知识产权的容量为650ah的钠硫储能单体电池，使我国成为继日本之后世界上第二个掌握大容量钠硫单体电池核心技术的国家。据悉，现已建成2兆瓦大容量钠硫单体电池中试生产示范线，合作双方计划在2009年底前成功研制百千瓦级的钠硫电池储能系统，并将进入2010年上海世博会展示。2.2 项目建设的必要性2.2.1 发展钠硫电池的必要性对新能源和可再生能源的研究和开发，寻求提高能源利用率的先进方法，已成为全球共同关注的首要问题。随着石化能源的不断枯竭，替代能源的开发和利用，将直接关系到人类的生存与发展。日益增长的能源消费，特别是煤炭、石油等化石燃料的广泛大量使用对环境和全球气候所带来的影响使得人类可持续发展的目标面临严峻威胁。据专家预测，如按现有开采不可再生能源的技术和连续不断地日夜消耗这些化石燃料的速率来推算，煤，天然气和石油的可使用有效年限分别为100120年,3050年和1830年。显然,21世纪所面临的最大难题及困境可能不是战争及食品,而是能源。因为目前整个人类发展和工农业生产,几乎都是依赖于这些很有限的化石能源。钠硫电池具有能量和功率密度大、充电时间快、充电放电效率高、使用寿命长、电池原料无污染、不受场地限制、维护方便等特点，所以它既可以作为一种先进的储能电源来提高整个电力行业的利用效率，同时也可以作为一种动力电池来应用到国防行业。概括来说，钠硫电池对于整个能源行业的重要意义主要有三个方面：（1）钠硫电池可以通过削峰填谷的方式解决日益突出的供电紧张现象。在未来的15年中，我国的电力需求的年增长率预计达到每年5.87.2%，2005年电力消耗为2469twh，到2010年预计达到3000twh，2020年则将达到5000twh。与此同时，电力消耗的昼夜峰谷差也在日益扩大，以上海市为例，2006年的最高用电负荷近2000万千瓦，峰谷差高达40%。在低谷电力平衡时，上海电网内的大型火电机组低谷出力大多要减至最低，小型机组更是需要视情况而日开夜停，为此需要付出巨大的代价。要解决这种电力使用严重不对称而造成的电力紧张现象，利用钠硫电池储能是最有效的途径，它在用电需求小于发电量时将多余的电能储存起来，在需要大于供给时补充电能。而且利用分布式的储能系统可以在关键时刻辅助供电或者传输电能；将对供电负荷需求从峰值时刻转移到负荷低谷时刻或者在强制停电或者供电中断的情况下提供电能。根据美国相关机构统计，如果通过储能手段进行削峰填谷，那么每年可以节省全球用于发电的能源近50%；也就是说钠硫储能电站相当于一个巨大的节能器，能够使得现有发电站的资源消耗量减少一半，相应地这些有限的不可再生资源的使用年限可以增加一倍。这无论对于社会还是政府而言，都是一项具有重要意义的能源工程。（2）钠硫电池作为一种先进的储能电池，可以从根本上解决风能太阳能输出电力不稳定的问题。大力发展可再生能源是全球未来电力生产的大方向。目前，我国的可再生能源仅占电力生产总量的0.25，但到2010年预计将达到8.63%，2020年则将增长到15%20%。风力发电和太阳能发电是近几年发展和增长最快的两种可再生能源，目前，全球风电装机容量已达25000mw以上；太阳能发电总量已达9100mw。我国近几年风力发电和太阳能发电都增长很快，且发展潜力巨大。由于可再生能源的电力输出随着风、光照等资源的强度同步变化和波动，因此无法直接向电网输出或向用户出售，需要经过稳定后方可和电网安全对接输出。而且，随着社会的发展，对于用电质量的要求日益提高，这也使得储能电池质量的高低直接决定了风能太阳能等可再生能源的应用前景。钠硫电池的长寿命和快速充电等特性使得它成为与风能太阳能等发电方式配套的一种最理想的储能电池。因此，随着风能太阳能产业的不断发展，钠硫电池产业比必将迎来一个崭新的发展机遇。（3）钠硫电池的诸多远胜于锂离子电池的优点使其完全可以取代锂电池而成为潜艇、军用武器等的储能电源，对于国防实力的提高有着重要的意义。钠硫电池的最大特点是功率大，它与铅酸电池相比，在同等溶量情况下，其功率是铅酸电池的十倍以上，而重量仅是铅酸电池的十分之一。若作为车载，钠硫电池一次性充电时间仅需几十分钟，便可运行1011小时，可反复充电近二万次，也就是说它的使用寿命在十年以上不用维修，不需充液，不排放任何有害物质，也无二次污染公害。该电池的以上优点是其它任何电池都无法具备的，因此它的用途十分广泛，如运输的船舶，特别是在使用综合电力推进系统的军舰上，可减少电池块数，能满足高峰载荷要求，除作为主动力外，还可作备用电源或仪器装备用电。该电池用于潜艇，可提高潜艇的机动性和巡航时间而直接有助于常规潜艇的操作性能，可提高航速或续航力，因而增加了机动能力和机动范围。在核潜艇上，钠硫电池可维持核安全设备，它的高比能增加了反应堆关闭后的水下续航时间，使之有更多的时间来恢复动作。以“u32”潜艇为例：该艇所配置的电池为2000千瓦，它一次性更换电池为5万块，重达160吨。如果该艇改用钠硫电池，2000千瓦也仅需167块足够，这里只占5万块的0.00334%,其重量只有5吨。这不但给该艇提供了更多的活动空间作为它用，更为有效的是它的160吨负载，一下减去155吨，其负载自身所消耗的能量被节省了，由于自身体重减轻，这对它的航行速度来讲是非常有益的。其实该电池只要稍加改动，如配置一个电磁体发射装置，还可用于导弹，火箭，大炮，它能使弹头出膛速度可达每秒350公里超速运行，且性能稳定，可控性好。它不但后坐力小，发射无烟雾，不喷射火光，也无冲击波和辐射，其稳定性好，便于隐藏，其成本只是化学燃料的110。在航天领域，由于该电池使用寿命在十年以上，它可作为无人机的动力能源长期不用补充燃料。也可作为地对空的定向发射和纯有效载荷，还可在天基推动航天器进行轨道转移。总上所述，钠硫电池作为电化学能源家族中的新成员，它的产生一方面弥补了因能源不足而引发的危机，另一方面，由于它不排放任何有害物质，使用或报废后也不会对环境造成二次污染，属绿色工业产品，就其作用和特点而言，它是一种新的电化学能源，是真正意义上的环保型新能源。凡是正在使用以石油为能源的动力设备，改造为电动机，就可使用钠硫电池为能源。同时钠硫电池用于储能具有独到的优势,主要体现在原材料储量大、能量和功率密度大、效率高、不受场地限制、维护方便等特点。钠硫电池已经成功的用于削峰填谷、应急电源、风力发电等可再生能源的稳定输出以及提高电力质量等方面。涉及工业、商业、交通、电力等多个行业,是各种先进二次电池中最具有潜力的一种先进储能电池。2.2.2 发展钠硫电池产业的意义能源越来越成为关乎一个国家发展命运的课题。近年我国电力系统建设正处于快速发展阶段，用电高峰时的供电紧张、有功无功储备不足、输配电容量利用率不高和输电效率低等问题都有不同程度的存在。同时，越来越多的大型工业企业和涉及信息、安全领域的用户对负荷侧电能质量问题提出更高的要求。这些特点为分散电力储能系统的发展提供了广泛的空间。储能系统在电力系统中应用可以达到调峰、提高系统运行稳定性及提高电能质量等目的。钠硫电池自身的优良特性：高能量密度、长运行寿命、低维护成本以及突出的超载脉冲功率输出特性和迅速的动态特性，为钠硫电池储能系统在电力系统的应用提供了广泛的前景。储能用的钠硫电池是各种先进二次电池中最为成熟的一种，也是最具有潜力的一种先进储能电池。实现钠硫储能系统的规模化应用，可能带来电力供应模式的根本性变革，存在着不可估量的经济效益和社会效益。而另一方面，国外关于钠硫电池的研究已经深入开展了许多年，并且已经进入了产业化阶段。而在我国，钠硫电池发展基本上处于空白状态，仅有上海硅酸盐一家研究单位在进行钠硫电池的研究，而且还远未到达市场化应用的阶段。能源技术作为影响一个国家命运的关键技术，我们不可能指望从国外政府手中获得该项技术，也不能依赖于外国企业的产品供应和技术合作。因此唯独靠我们中国人自己研制出钠硫电池产品，并获得该项技术的独立知识产权，才能够真正地使我们不落后于其他国家的步伐。从市场应用方面来看，储能用钠硫电池具有广阔的应用前景和巨大的市场潜力。钠硫电池大规模推广应用的最大障碍在于其价格，目前的水平是2000美元/千瓦。要推动在储能方面的大规模应用，一靠其价格的迅速下降，二靠政府的政策鼓励。根据ngk公司的预测，当钠硫电池的年产量达到1600mwh，钠硫电池的价格将从目前的2000美元/千瓦降到1000美元/千瓦。如果能实现钠硫电池在我国的自主产业化，有望使其成本达到或接近火电水平，那么随着峰谷电价差的逐步加大和对电能质量要求的日益提高，实现钠硫电池的规模化应用是指日可待的。第3章 市场分析及预测钠硫电池作为新型化学电源家族中的一个新成员出现后，已在世界上许多国家受到极大的重视和发展。由于钠硫电池具有高能电池的一系列诱人特点，所以一开始不少国家就首先纷纷致力于发展其作为电动汽车用的动力电池，也曾取得了不少令人鼓舞的成果，但随着时间的推移表明，钠硫电池在移动场合下(如电动汽车)使用条件比较苛刻，无论从使用可提供的空间、电池本身的安全等方面均有一定的局限性。所以在80年代末和90年代初开始，国外重点发展钠硫电池作为固定场合下(如电站储能)应用，并越来越显示其优越性。如日本东京电力公司(tepco)和ngk公司合作开发钠硫电池作为储能电池，其应用目标瞄准电站负荷调平(即起削峰平谷作用，将夜晚多余的电存储在电池里，到白天用电高峰时再从电池中释放出来)、ups应急电源及瞬间补偿电源等，并于2002年开始进入商品化实施阶段，已建成世界上最大规模(8mw)的储能钠硫电池装置，截止2005年10月统计，年产钠硫电池电池量已超过100mw，同时开始向海外输出。在国外，钠硫电池产业按照应用类型分类，主要用于负荷平衡、应急电源以及不间断电源等。目前钠硫电池主要应用于负荷平衡，根据美国科学家统计数据表明，应用储能调峰的方式可以节约现有50%的能源消耗，从而大大的提高能源的有效利用率，缓解能源危机。钠硫电池的储能应用分布情况应用类型比例（%）负荷平衡63负荷平衡+应急电源24负荷平衡+不间断电源13钠硫电池的应用覆盖了商业、工业、电力、水处理等。按照行业分布的应用情况如下：钠硫电池的应用行业分布情况行业应用实例比例（%）商业数据处理29工业制造22电力地铁站等26水处理污水治理23钠硫电池储能系统在电力系统中应用的目的主要为电力调峰、提高系统运行稳定性及提高电能质量。（1）电力调峰的作用电力生产过程的连续性，要求发、输、变、配电和用电在同一瞬间完成，因此发电、供电、用电之间必须随时保持平衡，电力系统内的发电端必须有一定的备用容量。电力的需求在白天和黑夜、不同季节间存在巨大的峰谷差，从建设成本和资源保护的角度出发，通过新增发输配电设备来满足高峰负荷的需求变得越来越困难。同时，分布式电源得到越来越多的应用，电网可靠性和调峰的要求也越来越高。这些特点使得分散的储能系统的重要性日益增加。如果能将夜间多余的电能储存起来，在白天用电高峰时再释放出来，则可以减少发电设备的投资，提高电力设备的使用率，减小线路损耗，提高供电可靠性，并获得可观的经济效益。抽水蓄能电站、电池储能系统就是能起到削峰填谷作用的电能储存系统。（2）提高系统运行稳定性储能装置用于电力系统稳定控制时，可以通过快速的电能存取来响应负荷的波动，吸收多余的能量或补充缺额的能量，实现大功率的动态调节，很好地适应频率调节和电压与功率因数的校正，从而提高系统运行的稳定性。（3）提高供电质量对于供电紧张的电力系统来说，分布式储能系统可以有三种方式来实现可靠供电：a.在关键时刻提供辅助电能；b.将对供电负荷需求从峰值时刻转移到负荷低谷时刻；c.在强制停电或供电中断的情况下向用户提供电能。另外，储能系统还可以通过快速的无功调节来稳定供电端的电压质量。电力储能技术可分为：a.直接电磁储能，如超导储能；b.化学储能，如钠硫电池储能；c.机械能储能，如抽水蓄能、飞轮储能。从技术发展水平看，抽水蓄能已实用化，但受很大的局限性，如必须有合适的自然条件，远离负荷中心，建设周期长；超导及飞轮储能离应用还有一定距离，小容量的化学储能已普遍使用，而对于大容量（百千瓦级）的化学能储能，目前只有钠硫电池有希望发展成为实用的储能电池。此外，钠硫电池还能成功用于风力发电的稳定输出，经过钠硫电池的稳定后，风力输出得到了十分令人满意的稳定效果。目前，钠硫电池已被日本列为政府资助的风力发电储能电源，并有具体的推进计划。风能产业也是近些年来我国发展最快的一项新能源产业，但是风能的不稳定性使其应用受到了很到的限制，钠硫电池作为一种长充电寿命的储能电池，必将随着风能行业的发展而不断壮大。另外，在国防等特殊领域，钠硫电池的高能量比、快速充电、瞬间大电流等特性也将发挥极为重要的作用。因此，钠硫电池应用在储能调峰、稳定风能输出、国防等特殊领域的需求量是十分可观的。目前，在国内尚没有钠硫电池的产业化应用，我们有信心将来作为国内钠硫电池产业的开拓者和领导者，使钠硫电池技术真正造福于中国社会。同时，我们所研制的钠硫电池的性能质量均达到了国外同等水平，又因为采取了更为先进的结构设计，提高了电池的能量密度，相当于降低了钠硫电池的生产成本，再加上国内较低的人力成本和原材料价格，因此就算与国外产品相比，我们仍然具有较好的价格优势。钠硫电池可以通过削峰填谷的方式解决日益突出的供电紧张现象；可以节省现有发电能源近乎50%.在未来的15年中,我国电力需求的年增长率预计达到每年5.87.2%，到2010年预计达到3000tw，2020年则将达到5000tw。与此同时，电力消耗的昼夜谷差也在日益扩大，以上海市为例，2006年的最高用电负荷近2000万千瓦，峰谷差高达40%。在低谷电力平衡时，上海电网内的大型火电机组低谷出力大多要减至最低，小型机组更是要视情况而日开业停，为止需要付出巨大的代价。要解决这种电力使用严重不对称而造成的电力紧张现象，利用钠硫电池村储能是最有效的途径。它在用电需求小于发电量时将多余的电能储存起来，在需要大于供给时补充电能。而且利用分布式的储能系统可以在关键时刻辅助供电或者传输电能，将对供电负荷需求从峰值时刻转移到负荷低谷时刻或者在强制停电，供电中断的情况下提供电能。根据美国相关机构统计，如果通过储能手段进行削峰填谷，那么每年可以节省全球用于发电的能源近50%；也就是说钠硫储能电站相当于一个巨大的节能器，能够使得现有发电站的资源消耗量减少一半，相应地这些有限的不可再生资源的使用年限可以增加一倍。这无论对于社会还是政府而言，都是一项具有重大意义的能源工程。钠硫电池作为一种先进的储能电池，可以从根本上解决风能太阳能输出电力不稳定的问题；是风能产业推广的重要配套产品。大力发展可再生能源是全球未来电力生产的大方向。目前，我国的可再生能源仅占电力生产总量的0.25%，但到2010年预计将达到8.63%，2020年则将增长到15%20%。风力和太阳能发电是近近几年发展和增长最快的两种可再生资源，全球风电装机容量已达25000mw以上，我国近几年风力发电发电都增长很快，且发展潜力巨大。由于可再生能源的电力输出随着风、光照等资源的强度同步变化和波动，因此无法直接向电网输出或向用户出售，需要经过稳定后方可和电网安全对接输出。而且随着社会的发展对于电质量的要求日益提高，这也使得储能电池质量的高低直接决定了风能等可再生能源的应用前景。钠硫电池的长寿命和快速充电等特性使得它成为与风能等发电方式配套的一种最理想的储能电池。因此随着风能产业的不断发展，钠硫电池产业必将迎来一个崭新的发展机遇。钠硫电池的诸多远胜于传统电池的优点使其完全可以取代传统电池而成为潜艇、军用武器等的储能电源，对于国防有着重要的意义。钠硫电池具有能量密度大、充电速度快、使用寿命长等特点，因此它便可以在潜艇、军舰等领域取代现有的锂离子电池和铅酸电池，大大提高续行里程、降低维护成本。第4章 场址选择及建设条件4.1 场址选择本项目拟建于*市汤池镇萌芽村，萌芽水库附近。该地块地域开阔，环境优良，非常适于本项目的建设。4.1.1 地理位置*市是*辖市,是中国最大的边境城市，位于辽东半岛经济开放区东南部鸭绿江与黄海的汇合处，处于东北亚经济圈的中心地带，东与朝鲜民主主义人民共和国的新义州洲市隔江相望，南临黄海，西界鞍山、营口，西南与大连市毗邻，北与本溪市接壤。市区地理坐标为东经 12423，北纬4007。*地区东西最大横距196公里，南北最大纵距160公里,总面积14981.4平方公里，其中市区面积563平方公里。*大陆海岸线长120公里，沿海有大鹿岛、小麦岛等岛屿。4.1.2 地形地貌*地区除东港沿海平原大部分属辽东山地丘陵外，为长白山脉向西南延伸的支脉或余脉的东南坡。地势由东北向西南逐渐降低。按高度和地形特征，可划分为北部中低山区，南部丘陵区，南缘沿海平原区3类规模较大的地貌单元。其中以山地和丘陵为主，局部还有阶地、台地等小型地貌单元。第5章 生产技术方案5.1 生产规模及产品方案本项目生产的产品为钠硫电池，是一种新型的化学电源。计划建成后可以年产100万千瓦总容量的钠硫电池，以每只钠硫电池管的容量1千瓦计算，即年产钠硫电池管100万只。钠硫电池作为化学能源家族中的新成员，一方面弥补了因能源不足而引发的危机，另一方面由于他不排放有害物质，报废后也不会对环境造成二次污染，是一种真正意义上的环保型新能源。钠硫电池用于储能具有独到的优势，主要体现在原材料储量大、能量和功率密度大、充放电效率高、不受产地限制、维护方便等特点。钠硫电池已经成功的用于削峰填谷、应急电源、风力发电等可再生能源的稳定输出以及提高电力质量等方面，涉及工业、商业、交通电力等多个行业，是各种先进二次电池中最具有潜力的储能电池。而在我国钠硫电池的开发和应用则基本上处于空白状态。本项目生产的钠硫电池具有以下技术特征：（1）能量密度大：实际能量密度可达390wh/kg，是锂电池的四倍、镍电池的五倍、铅酸电池的十倍；（2）充电时间快：一次充电时间约为2030分钟，一次充满电完成可使用1012小时；（3）使用寿命长：可达十年之久，连续充电近2万次；（4）无自放电现象：充放电效率高，库伦效率高达100%；（5）体积小、重量轻，使用方便；（6）应用广泛：1）应用于交通运输行业的车辆、船舶，每一次充电行驶里程可达1200公里；2）完全可以取代锂电池成为潜艇、军事武器等军工方面的储能电源，稍加改动配置电磁体发射装置还可以用于导弹、火箭、大炮等；3）应用于发电厂可削峰填谷，节能能源。5.2 生产技术方案5.2.1 产品标准本项目产品属于高新技术新产品，国家并无统一的产品标准。5.2.2 技术原理大功率钠硫电池技术是清华大学赵大庆教授（博士）带领其科研团队经过多年不懈的努力而研发成功的，并获得国家专利。钠硫电池采用钠和硫作为电极反应物质、-氧化铝陶瓷作为电解液（固态），正常工作温度范围维持在300360。高温下的电极物质处于熔融状态，使得钠离子流过-氧化铝固态电解液的电阻大为降低，以获得电池转换高效率；而陶瓷-氧化铝铝电解液则是钠硫电池的关键性技术，要求具备高钠离子传导能力、高机械强度和优异的空间稳定性等特性。它的电池形式如下：na（1）/-氧化铝/na2sx(1)/c(+)基本的电池反应是：2na+xs=na2sx电池放电时，作为负极的na放出电子到外电路，同时na+经-氧化铝移至正极与s发生反应形成钠硫化物na2sx；在对电池充电过程中，钠硫化物在正极分解，na+返回负极并与电子重新结合。钠硫电池与常规电池的最大区别：它的电