安全壽命成本 鈉硫電池五大關鍵問題

問題一：安全問題

“安全問題更準確地說應該是運行可靠性的問題。”

質疑：鈉硫電池的運行溫度在300～350℃之間，如果陶瓷電介質一旦破損形成短路，高溫的液態鈉和硫就會直接接觸，發生劇烈的放熱反應，產生2000℃的高溫，相當危險。

溫兆銀：NGK公司從1992年示范運行至今，在日本已經運行了100多座鈉硫電池儲能電站，18年期間只發生過一次起火事故，并在消防隊到達之前自行熄滅，被評定為輕微事故。

從鈉硫電池實現商用之后，日本媒體進行了大量的宣傳報道，希望改變公眾的觀念，接受鈉硫電池。

事實上，任何儲能系統都是能量聚集系統，都存在安全隱患。由于采用陶瓷做固體隔膜，沒有氣體存在，因此不會爆炸。跟某些其他電池比起來，鈉硫電池事故率很低。

鈉和硫一旦直接接觸，存在安全隱患，因此我們在結構設計上采取了很多安全措施，層層設防，保證即使陶瓷損害也不會簡單接觸、即使電池損壞也不會簡單外溢。

硅酸鹽所的鈉硫電池目前沒有發生過安全事故，正在進行長期運行的可靠性驗證。

問題二：壽命問題

“一旦使用實用化材料和部件，產品壽命能達到10年。”

質疑：壽命短影響其性價比，難以商用。

溫兆銀：鈉硫電池和其他電池不同，沒有任何副反應，活性物質可以被可逆的利用而不被損耗。由于金屬零部件在硫以及硫化物介質中高溫下長時間工作會有腐蝕，影響其壽命，所以鈉硫電池的金屬部件都采用了特殊的防腐蝕措施進行保護。

硅酸鹽所目前實驗的鈉硫電池的壽命期望值是8年，初期的退化衰減水平基本和日本相近。一旦到產業化階段，材料與電池的一致性得到解決，電池壽命可達到10年以上，目前日本產品的水平是15年左右。

問題三：溫度問題

“模塊具有很好的保溫功能，能維持一段時間的低功率運行。”

質疑：鈉硫電池在300℃才能啟動，存在保溫耗能的問題，啟動時間長在一定程度上限制了其應用。

曹佳弟：鈉硫電池在充電時吸收能量，需要額外的電能加熱，在放電的同時放熱，足以維持運行所需的溫度。

同時，硅酸鹽所研發的電池模塊具有很好的保溫功能，在沒有供電加熱的情況下也能長時間保溫。目前NGK公司的產品從運行溫度冷卻到室溫大約需要半個月時間，在斷電后的一個星期還能維持低功率運行。

問題四：廢電池處置問題

“日本已經形成一套相當成熟的回收技術。”

質疑：損壞的電池難以處置，這也是鈉硫電池的軟肋之一。

劉宇：鈉硫電池跟其他電池不一樣，是可拆分電池，因此原理上說回收再利用率會較高——陶瓷部件和鈉、硫不相容，使用后可以完全分離，單獨再回收;鈉和硫部分的化合物可以可逆地分解形成鈉和硫;其他的金屬部件也可以回收再利用。

日本目前已形成一套相當成熟的回收技術和工序。而硅酸鹽所目前也已初步形成一套清潔的回收技術工藝，在一些保護介質里進行拆分，鈉、硫及金屬都可以被回收甚至再利用。

不過，我國的鈉硫電池如何真正高效回收再利用還需要再進行研究。

問題五：成本問題

“我們的價格不會比日本高。”

質疑：國產鈉硫電池成本能否降低達到商用水平？

溫兆銀：目前在各種大容量儲能電池中，除了性能低的鉛酸電池，鈉硫電池是最便宜的。根據日本的數據，鋰離子電池的價格是鈉硫電池的3倍。液流電池也比鈉硫電池貴，因此鈉硫電池的成本比較有優勢。

而且由于鈉、硫和陶瓷的原材料自然界儲量豐富、成本較低，同時鈉和硫都沒有特殊用途，影響其價格波動的潛在因素比較少。

中國還沒做到大規模應用，因此價格難以確定。未來成本下降的空間主要取決于產業化規模和制造技術。

目前NGK產品的價格在2000~2500元/千瓦時。我們的價格不會比國外高。

我國實現鈉硫電池規模化應用的主要問題是成本和電池穩定性，通過產業化推進和深入的研發以及政府的政策鼓勵和支持，有望使鈉硫電池儲能技術在我國盡快進入實用階段。