Три основных требования к аккумуляторным батареям для хранения энергии: безопасность является наиболее важным фактором.
Электрохимическое хранение энергии считается основной формой хранения энергии в будущих энергетических системах. Аккумуляторы и системы хранения энергии занимают наибольшую долю рынка, но при этом являются важнейшими элементами производственной цепочки. Основные требования к ним заключаются в высокой безопасности, длительном сроке службы и низкой стоимости. При этом безопасность является ключевым фактором. Некоторые отраслевые эксперты отмечают, что в настоящее время электростанции с электрохимическим хранением энергии развиваются стремительно, но проблема безопасности является узким местом их крупномасштабного развития. Взрывной рост электростанций с электростанциями в Пекине и проектах Tesla Australia также бил тревогу в отрасли хранения энергии.
С этой целью в Руководящих указаниях по ускорению развития новых систем хранения энергии предлагается создание стандартов безопасности технологий и системы управления, усиление противопожарной безопасности, строгое соблюдение принципа безопасности как основополагающего принципа; обеспечение долгосрочного прогресса в таких аспектах, как высокая безопасность, низкая стоимость, высокая надежность, длительный срок службы и т. д.; усиление безопасности исследований в области электрохимических технологий хранения энергии и т. д. Национальная комиссия по развитию и реформам и Национальное энергетическое управление организовали разработку проекта «Временные меры по безопасному управлению электрохимическими станциями хранения энергии (проект)», который 24 августа был вынесен на общественное обсуждение с целью усиления управления безопасностью систем хранения энергии.
Высокая безопасность, длительный срок службы, преимущества никель-металл-гидридных батарей.
Данные Китайской ассоциации производителей аккумуляторов показывают, что никель-металлгидридные батареи обладают высокой безопасностью, длительным сроком службы, их положительный электрод изготовлен из никелевых сфер, а активный материал отрицательного электрода поддерживается сплавом для хранения водорода, что делает их относительно стабильным материалом. Водный электролит обладает хорошими огнестойкими свойствами, исключая взрывы и возгорания. Плотность энергии батареи достигает 140 Вт·ч/кг; срок службы до 3000 циклов, циклы зарядки-разрядки до 10 000 и более; срок службы более 10 000 циклов; возможность использования более 10 000 циклов; возможность поддержания высокой скорости зарядки-разрядки в диапазоне температур от -40°C до 60°C. Мировые продажи гибридных автомобилей Toyota достигли более 18 миллионов единиц, и они широко оснащены никель-металлгидридными батареями. Не было зафиксировано ни одного случая возгорания батареи, что полностью подтверждает высокую безопасность батареи.
Более того, зарядка и разрядка аккумулятора — это преобразование химической энергии в электрическую, при этом температура оказывает большое влияние на химические реакции. Электростанции с накопителями энергии в основном располагаются на открытом воздухе, и большинство типов батарей подвержены влиянию окружающей среды и температуры, что ограничивает возможности размещения электростанций и ослабляет роль накопителей энергии. Никель-металлогидридные батареи обладают превосходной эффективностью заряда и разряда при очень низких и высоких температурах, что делает размещение электростанций с накопителями энергии более гибким, удобным и обеспечивает лучшие общие характеристики, что стало их преимуществом в конкуренции различных технологических направлений в области батарей.
Фактически, применение никель-металлгидридных батарей на рынке хранения энергии уже стало прецедентом. В 2020 году компания Nilar, занимающаяся разработкой никель-металлгидридных батарей для хранения энергии, получила инвестиции Европейского инвестиционного банка в размере 47 миллионов евро. Понятно, что Nilar фокусируется на интеграции и хранении энергии в возобновляемых источниках, резервном электроснабжении и зарядке электромобилей. Инвестиции направлены на продвижение компании в области интеграции батарей в бытовые, коммерческие и промышленные системы, а также в крупномасштабные сети и инфраструктурные объекты. Согласно журналу Frontiers in Polymer Science, команда профессора И Цуя из Стэнфордского университета разработала никель-металлгидридную (Ni-MH) батарею для крупномасштабного применения в возобновляемой энергетике и хранении энергии, обладающую преимуществами сверхдлительного срока службы, отсутствия риска возгорания или теплового разгона, отсутствия необходимости в плановом техническом обслуживании, хорошей работы при низких температурах и низкой стоимости. Команда Цуя планирует построить пилотный блок с емкостью хранения 2 мегаватта в 2021 году и увеличить его емкость в 20 раз к 2022 году.
Дата публикации: 24 августа 2023 г.
