孤单的钠硫电池产业

与锂离子电池、液流电池相比，钠硫电池产业绝对可以称得上是一个“孤单”的产业。这个产业的参与者严格意义上说只有两家。

全球市场上，除日本NGK公司已经实现了批量化生产外，只有我国在2011年10月成立了上海电气钠硫储能技术有限公司（以下简称“上海电气钠硫储能”）。另外，韩国钢铁业巨头浦项（POSCO）正在着手布局钠硫电池的生产应用。

“我们现在是具有钠硫电池生产能力的第二家也是倒数第一家。”上海电气钠硫储能技术总监刘宇半开玩笑地对记者说。

倒数第一的第二名

据了解，钠硫电池比能量密度高，且具有较大提升空间；生产所用原材料丰富，主要为钠、硫、氧化铝，如果在制备工艺方面趋于成熟和规模化，成本有大量下降空间。这将使其在相当长一段时期内具有较强生命力。上海电网智能化规划明确提出，“十二五”期间钠硫储能电池将作为重点建设方向之一。

钠硫电池的目标市场十分广阔，主要可定位于城市电网、发电厂、居住小区、医院、大型企业、可再生能源优化等领域。它的“蓄洪”性能非常优异，即使输入的电流突然超过额定功率5~10倍也能泰然承受，再以稳定的功率释放到电网中。

2010年7月25日，在上海硅酸盐研究所和上海电力历时5年合作城网储能钠硫电池的基础上，为进一步推动钠硫电池产业化，在上海市政府的推动下，上海电气集团、上海电力公司、上海硅酸盐研究所三方签订了合作意向协议。2011年10月即成立了合资公司——上海电气钠硫储能，落户在嘉定工业园区。

目前该企业正在根据此前上海硅酸盐研究所和上海电力公司2009年贯通的2 MW钠硫电池单体试验线成果，进一步加快电池产品化和一致性工艺、加快具备机械化/自动化性能的设备平台设计与建设等工作。

显然，这是一个技术、市场与装备的“黄金组合”。 上海硅酸盐研究所从1968年就已经开始研究钠硫电池，当时主要用于电动车；上海电力公司可以为钠硫电池提供实际应用的机会；而上海电气集团在机械制造方面的优势也是新合资企业所亟需的。

“当前我们的工作重点之一就是面向产业化的制备技术与平台的设计和建设，由于国外的技术封锁，生产电池所需的大量设备，包括陶瓷制备、高温封装设备、活性物质组装设备、电池集成设备等无法直接购买，我们正在依靠各方力量，尤其是上海电气集团在制造方面的优势进行自主研发与整合。”刘宇介绍说，“另一项重点工作是将电池从实验品变成产品，这需要我们考虑成本和性能的平衡后，确定产品采用的结构、工艺以及产品系列等。按照规划，2012年下半年设备将逐步到位，而产品化则会在2012年年中完成。”

这只是该企业的初步计划，在成立之初，考虑到市场需求情况和自身的技术能力，该企业制定了三个阶段的产业化目标。

据介绍，2012年是第一阶段，任务是加大原钠硫中试基地已开展的各项工程的攻关力度，提高单体电池的产品化性能；第二阶段为2013年或2014年，计划贯通具备5-10 MW生产能力的产品中试线，配合国家、上海市的示范项目，建立兆瓦级储能示范电站；第三阶段将在2014年年底完成，目标是贯通50 MW生产线，达到产业化目标，形成规模化生产能力。

商业化路遥遥

谈到造成钠硫电池企业数量少的原因，刘宇认为，这与国外公司的技术封锁不无关系。

据悉，NGK公司作为目前国际上唯一将钠硫电池实现商业化运作的公司，它瞄准的市场是电站负荷调平、UPS应急电源及瞬间补偿电源等应用，2002年开始进入商品化实施阶段。截至2008年底，其全球商业用钠硫电池系统运行规模达200个场所以上，累计安装容量超过300 MW，最大系统达到34 MW，用于51 MW风电场。NGK公司的电池储能模块在日本和美国等国家创造了不少成功的应用案例。2010年NGK公司的年产量达150 MW。

而除了这一孤例，全球再也没出现第二家实现商业化的公司。

“我们最深刻的体会是，这一技术的封锁性太强了，在一定程度上对钠硫电池技术的进步造成了障碍。其实，我们希望有更多的企业加入到这个行列，共同推进钠硫电池产业的发展和应用。”刘宇感叹道。

尽管很有可能成为第二家能够批量生产钠硫电池的企业，但不得不正视的是，目前我国在技术成熟度上与NGK公司之间仍有较大差距。这种差距不仅来源于技术本身，即所能达到的单体电池的一致性、电池的寿命、安全性等，还来自于实际的生产应用能力与经验。

据了解，NGK公司已经将单体钠硫电池的循环寿命做到了100%充放电2500次，80%充放电4000次以上，而且这种寿命是已经经过实际运行检验的。它的钠硫电池生产线已经实现了自动化，产品可控性比较强，一致性较好。最可贵的是大量的运行经验积累，这对一家企业对市场的开拓是至关重要的。

“必须承认，我们之间是有差距的。国内钠硫电池产业应该通过自力更生加快形成自己的核心产业技术。首先要依靠政府强力扶持，加快产业化技术突破。另外，我们的钠硫电池产业不能被NGK公司牵着鼻子走，应当有所区别，我们会考虑根据市场应用情况进行产品细分，然后根据市场需求调整电池结构以及集成技术。”刘宇表示。

然而再好的技术，要得到大发展最终也要靠市场说话。与其他储能方式类似，目前我国对钠硫电池的应用还主要局限于示范性项目。上海电气钠硫储能已经落实参与的示范项目达几兆瓦，主要是集中在上海，比如上海虹桥商务示范区、崇明岛项目等。

作为一种产品，最终应用当然不能只限于示范项目。那么何时我国能够实现钠硫电池的商业化运行？哪些因素会阻碍未来钠硫电池的推广呢？

刘宇对此表示：“对真正合理化的商业推广模式的探索是所有储能电池大规模应用都需要做的工作，也是推广的障碍之一。同时该电池的制造门槛高，对相关产业基础要求较高；而且钠硫电池需要高温运行，对于高温、安全的恐惧也造成其市场接受程度较低。从技术水平、市场接受方面判断，国内能够达到钠硫电池的商业化还有很长一段路并需要很多的努力。”