卢强：谈国内锂电池储能技术的现状

　　【工控中国  专家学者】新能源的迅猛发展，促使中国在用电基层、配网等方面大量的发展微电网，城镇化建设的过程中，微电网将“井喷式”发展。但有一道坎必须迈过去：储能问题——也就是新能源发展的“后一公里”。如何越过这道坎，笔者记者采访了中国科学院院士卢强。
　　　　卢强：其实很简单。在一个区域以内，由至少一种清洁能源发电单元和一种蓄能单元所组成的，其所发的电能为该区域自用为主的发供电系统，这种系统我们称之为微电网。
　　
　　说及微电网，现在很多人都说“智能微电网”，那我也解释一下“智能微电网”的含义。智能微电网的发电单元与储能电源，以及跟配网相连的通道，中间有一个优化的计算和控制。如何发电、储存跟配网的交换达到功率和效率的大化。这样的一个控制系统，使得微电网年运行效率高，那么这个微电网就能称之为智能微电网。
　　
　　如何分辨智能与非智能呢？就是看其有没有完整的智能控制系统。
　　
　　笔者：国内未来城镇化发展的过程会产生N个微电网，将来中国要建立的不是简单的智能微电网，而是智能微电网群。为什么要将建设智能微电网群作为我们的目标？
　　
　　卢强：因为只要建设微电网就需要一个变压器升压，另外又产生微电网跟配网相接相联，微电网和配网之间这个基层发供电单位就很混乱，有大量变压器整年处于空载状态不起任何作用。
　　
　　拿鞍山市举例，我经过调查85%的变压器是处于空载状态在配网在基层35千伏，这个变压器始终挂在网上，不拖网运行，变压器的空载损耗是低压网损耗的主要原因，所以85%变压器处在空载状态这让我非常吃惊，所以我建议先把微电网用10千伏或者35千伏先连接起来，这样真正和大电网配网相连的可能只需要一台变压器，多两台就够了。
　　
　　所以无论是微网也好、微电网或者智能微电网以及智能微电网群也罢，这些都离不开一个单元——储能单元。
　　
　　笔者：目前国内关于储能大部分用的是从日本进口的锂电池，国内也在学习日本、德国的技术。用锂电池技术储能到底怎么样？国内目前储能市场情形如何？
　　
　　卢强：我先说一下国内目前的情况。现在中国有大量弃风弃光，后夜所有的风几乎100%弃掉，也有人专门起个名字叫“后夜风”，夜里12点半到凌晨6点半的风全部放弃了，不能加以利用，所以我们全国建立的风场的装机容量，几乎一个亿千瓦，它真正的利用小时数平均多少？1600！
　　
　　新疆有个风场我去调研，利用小时达到2000～2100，这可以算是国内的了。全国平均利用小时才1600～1700，所以这是何等的可惜。
　　
　　贪污和浪费都是犯罪，现在贪污有人抓，这种浪费大家被司空见惯不以为然，一年8600小时，利用装好的风机明明可以发电，但现在却只让它发电1600～1700小时，其他的全部放弃，这叫弃风是一种非常大的浪费，全国统计起来你就知道这一亿千瓦的装机真正变成能量多少，它损失70%～80%，我们指的用装机打两折，弃光、弃水的量也是世界。
　　
　　再说锂电池，大家都买锂电池，现在储存上亿度的电，有人问我以亿度计算的电能不能用锂电池来储存？我说这不可能，一是锂电池价格昂贵，二是从日本买的锂电池厂家报给你寿命8年。
　　
　　8年的寿命怎么算出来的？实际上，就是锂电池买来以后每一天充放电一次，而且浅充浅放，什么意思呢？比如说你这个电池标了2度，你用到50%的时候不能再用了，赶紧改为充电装置，所以一度电池顶多用半度电，所以实际上锂电池的寿命才4年，这一点厂家在卖给中国的时候可没有说明这一点！现在知道锂电池能使用8年是不可能的了。要浅充浅放，所以有的锂电池充会一次到40%，用了40%的时候赶紧充，否则你的锂电池寿命就要减半。
　　
　　三是锂电池储存要求非常娇气，恒温恒湿，这个锂电池大楼是上万度电要恒温恒湿保护它才能够所谓的8年。
　　
　　四是要注意的锂电池用完了以后后处理所花的投资是新买的锂电池的30%，但购买锂电池的团队从来没有想过这个钱应该加到什么上面。很多人说当然加到新买的锂电池上。4年以后的锂电池要花新买电池的30%的费用投资去扣除用费的锂电池，而且现在中国还没有解决锂电池后处理的技术问题，要造一个很大的厂专门对付用旧的锂电池，不能把锂电池深埋在土壤中，而中国难治理的是土壤，土壤污染的周期太长了，我们子孙后代都要受到我们这代人的灾祸，不能深埋，那么锂电池怎么处理？
　　
　　目前刚刚开始科研立项，研究锂电池如何处理，问题来了，处理费用，科研费不算，科研完成以后它的投资是新电池的30%，这应该都算在买锂电池的投入上。
　　
　　所以这样几条加起来，我们不能把工程化储能依托在锂电池上，即使是航母也难压缩，所以不是说锂电池就是一无是处，它应该它该用的地方，而不是用在电力系统的储能。
　　
　　笔者：如何解决这个问题？
　　
　　卢强：这就是我想说的，很多人跟我说，那你说锂电池不行，铅酸电池更不行，铅酸电池重量是锂电池的9.8倍，光自重，然后它的污染是铅污染对子孙后代都是无法估量的，这个铅酸电池基本禁止使用，那卢院士你现在有什么新的招数？
　　
　　国家电网公司提出了合理化的建议。国网现在张家口搞了个试点，买了一大堆锂电池，到现在没有用过，这个储能是失败的。国网现在搞的新的叫做压缩空气储能。
　　
　　简单介绍一下，它有几个主系统，个压缩空气储能必须有压缩机，第二个压完以后的存放空间，第三要有调速技术。
　　
　　这个储能系统还有辅助部分，预热回收。这个我觉得很好，汽轮机里出来100度的水，可以用来供暖，这就是像东北烧煤供暖锅炉全部停掉，用这个热水。另外这个100度空气进了涡轮机，出去的温度是3度，这正好是冰箱的温度。所以国网在试点附近做了一个蔬菜水果保鲜库，节省大量能源。
　　
　　拿西红柿举例，每吃一个西红柿，有半个西红柿是保鲜费，这个保鲜是必须的否则就烂了，所有的蔬菜水果都是一样的有一半是保鲜费，直接发电出去的就是3度的冷风，保鲜费都省了。在整个过程中，我没有讲到燃烧两个字，没有燃烧就没有二氧化碳，所以这样的储能系统一克二氧化碳也不会排放出来，这是清洁的储能方式。
　　
　　也有人很担心一百个大气压存起来有没有危险，它要炸了怎么办？就算炸了也是空气爆炸，没有燃烧。中石油、中石化储存的压缩可燃气体200多罐，所以这个安全度没有问题的，其他地方没有什么担心的地方，储气罐100个大气压，是极度安全的。
　　
　　这个如何应用呢？举个例子，如果有个20兆瓦的发电系统，现在只要一个直径50米长度的2根无缝钢管就够了，储气容量是根据用户需求来定的，定多少都可以。
　　
　　而这个压缩空气储能整个就像是发电厂，寿命不低于40年，中间有小修，在这40年当中，压缩空气储能已经换了8次，甚至于10次，如果你不坚持浅充浅换已经换了10次了，那么就是按照日本提的8年的寿命你已经换了5次了，所以这个是不能够比拟的。
　　
　　我还要强调的是，压缩空气储能不仅是发电，而且热水还能供暖，120度的热水可以到2400吨，每一天供暖的面积14万平方米，节约燃煤大概6000吨，压缩空气储能的二氧化碳排放量是零，后续只用处理钢铁回收，这是40年以后的事了。
　　
　　所以我们要做中国的微电网，变成微能源网，不仅是电，我要电，要冷也要热，所以能源变成一个智能微能源网群，就必须发展压缩空气储能寿命，这个和国产化率中国是100%。