南方电网储能科研院院长陈满：锂离子电池的安全性已成为业内聚焦的关键问题

2023年11月16日，南方电网储能股份有限公司储能科研院党支部书记、副院长陈满在出席《南方周末》举办的“2023科创大会”并发表演讲时认为，风光新能源的不可预测性、随机性、间歇性对电网的安全稳定会带来很大的影响。

“在目前比例还不太高的情况下，大家都知道电网非常坚强，非常稳定，大家不会感受到用电各方面的问题。一旦为了实现双碳目标、构建新型电力系统时，就要遇到各种各样的问题。”在陈满院长看来，随着可再生能源并网不断增大，规模化储能在电力系统的作用会越来越重要。

陈满院长直指，近5年来，全球范围内发生的锂离子电池火灾事故已达70多起，锂离子电池的安全已经成为业内聚焦并全力攻克的一个关键问题。他说，《电化学储能电站设计规范》正在修编和准备报批，新的标准出来之后应该会对整个储能电站的规范安全带来一个很大的改观。

以下为陈满院长的演讲实录。

2009年美国奥巴马总统提出了智能电网概念后，南方电网公司决定对智能电网支撑技术开展研究。在这个过程中，我们对大规模储能在电网中应用的可行性、还有各项集成技术、安全等各方面的技术开展了研究，也看着储能技术从冷到热发展的过程。为什么储能技术会有这么快的发展？有几个方面的原因。

为什么发展储能技术？

电是从发、输、配用很长一个链条都是同一个时间完成的，如果说哪一个阶段断了用电就完不成。电能不能存起来用或者想什么时候用就什么用？这就涉及到储能技术了。储能技术是实现双碳目标的一个支撑，是构建新型电力系统的重要技术和装备。

为什么提新型电力系统？新型电力系统以新能源越来越多地成为主体为前提。预计到2030年到2060年，新能源占比会达到25%或60%。在这个过程中，风光新能源的不可预测性、随机性、间歇性对电网的安全稳定会带来很大的影响。目前比例没这么高的情况下，大家都知道电网非常坚强，非常稳定，大家不会感受到用电各方面的问题。一旦为了实现双碳目标，构建新型电力系统时，我们就要遇到各种各样的问题了，包括极端天气、极端气候的影响。所以我们不仅研究储能，还可以在发、输、配用各个环节发挥作用，让我们用电更加清洁，电网更加稳定。所以储能技术这一块，目前大家也都意识到这个问题，越来越重视。

储能技术的发展概况

大家可以看出来，传统的储能技术是抽水蓄能和新型储能两种，抽水蓄能国内是1993年开始建成大型的抽水蓄能电站。新型储能的应用是从2009年开始，但是随着新型储能的快速发展，目前占比7:3。新型储能以锂离子为主，目前来说锂离子电池占比96%，还有其他的一些电化学储能和压缩空气、飞轮储能等新型储能。再过几年，双碳目标提出来之后，这个比例（7:3）可能也会出现反复，抽水蓄能也会快速发展。

这么多储能的手段有各种类型的电池，哪一些更加适合用到电网？我们根据应用场景的需要和技术经济性，还有性能参数来匹配。主要是可以从功率上、响应时间，循环寿命，还有成本或者更加安全的角度等综合考虑具体用哪一种储能技术。目前来说抽水蓄能性价比较高，而且是大规模，但它也有一些局限性。所以用哪一种储能是根据具体情况来决定。

对比抽水性能的话，这里做了一些比较，因为锂离子储能是占比比较大，所以我们做了一些比较，抽水蓄能目前来说是最成熟、最稳定、性价比最高的储能。目前在国内也是南方电网建设的储能已经稳定运行30周年，现在还是很稳定的在运行，全寿命周期的成本是度电成本是0.15元到0.3元。锂离子储能也是近十几年才用起来，它的寿命目前来说随着技术发展寿命越来越长。但真正的是我们目前来说基本上是8~10年，但真正达到10年的周期，而且效果比较好的，性能还比较好的还比较少，所以度电成本目前来说也还是相对来说比较高，0.45元到0.6元，还有一定的发展的空间。

未来电化学储能朝着长寿命、高安全低成本这个方向去发展，只有这样它才能够得到推广和应用。在4小时以上长时间的储能技术，未来主要是液流电池占主流。在4小时以下调节目前来说是锂电。不过钠电近来发展的势头也比较猛，会呈现锂钠共存共舞的这种状况，未来4小时以下的储能锂电和钠电会成为主流。

安全问题是大家非常关注的问题。大家也知道动力电池里面这电动汽车发生燃烧事件等，其实在电化学储能电站一样的存在，同样存在安全问题，主要是锂离子电池。其他的像有一些材料本体安全，像液流或者铅酸等等，安全性相对会高一些，不会说频繁发生这些问题。锂离子电池全球统计近5年来已经有70多起火灾事故了，甚至有消防员牺牲，所以锂离子电池的安全目前已经成为业内聚焦攻克的一个关键问题。那么目前来说主要是从火灾的救灾机制，还有监测预警，报警灭火，还有抑制爆炸等这些方面去研究，这个也已经取得了一定进展。

新型储能应用比较大的瓶颈就是商业回报。国内的储能是大量的社会资本涌进来，大家都看得非常热，都是看着未来的一个发展的前景，因为双碳还有新型电力系统构建，大家都看好储能发展，资金都涌进来了。目前来说，商业模式商业回报方面其实还是有一定困难。在一线城市用户侧储能因为峰谷价差比较大，还是有盈利空间。但在电网侧缺乏比较好的一个回报机制。现在政府也是在研究，也很快会出台相关政策支持。电源侧现在各省区也出了很多政策扶持，但是成本分摊或者疏导机制还需要进一步的完善。大家都坚信储能未来前景很好。

大家看到问题的时候都觉得要找标准，其实是有标准可依的。现有全国储能标委会归口管理59项标准已经有30项发布了，有23项在编。《电化学储能电站设计规范》今年正在修编之后报批，标准出来之后对整个储能电站的规范安全方面都会有很大的一个改观。

南网储能在创新方面的探索和实践

南方储能公司是南方电网公司旗下的一个聚焦于抽水蓄能和新型储能投资建设运营的上市公司。装机容量是1234万千瓦，在抽水蓄能和新型储能两个赛道面向全国发展。抽水蓄能是自1993年建成国内第一座大型抽水蓄能电站之后，一直引领抽水蓄能技术的发展，在国内获取了国家科技进步奖，还有一些电力工程优质工程奖、鲁班奖、菲迪克奖等。在技术创新方面取得了不错的成绩。

近年来国产化技术的推进方面也做出了很大贡献，公司近年来承担的国家项目有海水处理性能前瞻技术和能源局的首台套设备的研发，可变速处理性能机组的研发。

在电池储能方面，我们在2009年开始启动研究电化学储能，十几年来建成了国内首个兆瓦级锂离子电子储能站，同时也承担了国家863的课题，建成了世界首个无变压器高压并网的电化学储能系统，同时也依托国家项目开展了动力电池梯次利用的一个研究。

此外，公司还建了110MW/222MWh电化学储能，聚焦于多种技术路线的一个研究。目前拥有高压移动式储能电站和全球首个浸没式液冷储能系统的产品，目前在建的一个300MW/600MWh的储能站，是对7种技术路线进行同台验证。

公司高度重视安全，2021年承担了“十四五”首个安全国家项目。在基础理论的研究和预警报警灭火等各方面开展研究，也取得了一定的成果；公司建了国家电化学储能安全监测信息平台，主要针对公司内部电化学储能电站安全进行监测和管理；另外积极参加国家能源局和国资委的一些储能方面的一些商业模式的研究，也提出了电网储能的一些商业模式的建议。

在技术标准方面，我们总结技术创新的成果和工程建设经验，主持或者参与国际标准有三项，国家标准15项，行业标准8项，团体标准4项。

储能发展的未来展望

在2021年国家的抽水蓄能中长期规划是对抽水蓄能做了一些规划。到2025年会比2021年翻一番会达到6200万千瓦，到2030年又翻一番，达到1.2亿千瓦，发展非常快速。

近年来由于发展非常快，可能也会存在另外一些问题。所以可能会相对放缓速度，尽管这样，前期布局的抽水蓄能电站也非常多，所以接下来发展速度比较快。

南方电网公司也根据新能源装机发展规模，到2025年新增风光新能源会到1.5亿千瓦，2030年会到2.5亿千瓦。根据这种情况也做了一些布局，预计到2035年抽蓄会建到4400万千瓦，新型储能会建到1000万千瓦，这个也是一个非常大的量。

在双碳目标下，随着可再生能源并网不断增大，规模化储能在电力系统的作用会越来越重要。接下来的话我们会以需求为导向，推动储能技术商业机制的创新，促进储能在电网中安全、经济、高效、规模化的发展。我们也会努力实现让“用电更美好”这个目标做出努力。（智灵财经·储能研究院）