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三元锂电池遭禁用!这两种技术路线或受益

2022-07-04 20:51

【摘要】

从电池类型选择来看,锂电池在储能行业的应用仍以磷酸铁锂电池为主,且目前来看梯次利用确实存在电池回收渠道统一、电池一致性检测成本和产品质量的问题,当前国内主要以新增磷酸铁锂电池为主,三元电池国内禁止使用对锂电池储能需求影响不大。

事件:近日,国家能源局综合司发布了《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿)》,其中新增的“防止电化学储能电站火灾事故”一节,强调了电化学储能电站的安全性要求,对其建造、运行和管理方式提出了具体细则。

政策要点解读

  • 电化学储能建设:选址布局严格,锂电受限最多

《征求意见稿》明确,电化学储能电站站址不应贴邻或设置在生产、储存、经营易燃易爆危险品的场所,不应设置在具有粉尘、腐蚀性气体的场所,不应设置在重要电力设施保护区内。

电化学储能电站的设备间、隔墙、电池架、隔板等管线开孔部位和电缆进出口应采用防火封堵材料封堵严密,设备间(舱)的通风口、孔洞、门、电缆沟等与室外相通部位,应设置防止雨雪、风沙、小动物进入的设施。锂离子电池设备间不得设置在人员密集场所,不得设置在有人居住或活动的建筑物内部或其地下空间。

锂离子电池设备间应单层布置,宜采用预制舱式。站房式锂离子电池设备间,单个防火分区电池容量不宜超过6MW·h;超过6MW·h时,室内应设置固定自动灭火系统。

今后,相关企业在投建电化学储能电站时,将不得不综合考虑多方面因素,真正将电化学储能作为实用化设施,这将对整个行业发展起到规范约束作用。

  • 电化学储能电池:禁用三元钠硫,不宜梯次利用

《征求意见稿》明确,中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池;选用梯次利用动力电池时,应进行一致性筛选并结合溯源数据进行安全评估。

本次《征求意见稿》明确将三元锂离子电池、钠硫电池踢出了中大型电化学储能的可选方案,主要是因为这两种电池虽然具有较高的能量密度,但是实用安全性较差。其中,三元材料由于结构的不稳定性,容易发生热失控;钠硫电池则采用高温的熔融硫、金属钠,一旦陶瓷隔膜破裂极易爆炸。

对于动力电池梯次利用,《征求意见稿》表明“不宜选用”,如果采用则应进行一致性筛选并结合溯源数据进行安全评估,这就带来了额外的成本。可见,国家对于储能电池的安全性提出了较高的要求。

综上,具有本征安全性的水系液流电池(全钒液流电池、铁/铬液流电池等)将在中大型电化学储能中真正发挥其优势。此外,《征求意见稿》通篇暂未提到钠离子电池,但基于目前的实验测试结果,钠离子电池的安全性可能相对锂离子电池有明显改善,因此也可能受益。

  • 电化学储能管理:系统管理严格,消防安全为本

《征求意见稿》明确,储能电池单元回路应配置直流断路器等开断设备,电池簇应设置簇级断路器。电池管理系统应具备过压、欠压、压差、过流等电量保护功能和过温、温差、气体等非电量保护功能,能发出分级告警信号或跳闸指令,实现就地故障隔离。

锂离子电池设备间内应设置可燃气体探测装置,当H2或CO浓度大于50PPM(体积比)时,应联动断开舱级和簇级断路器,联动启动通风系统和报警装置。铅酸/铅炭、液流电池室内应设置可燃气体探测装置,联动启动通风系统和报警装置。锂离子电池设备间内应设置防爆型通风系统,排风口至少上下各1处,每分钟总排风量应不小于设备间容积,合理设置进风口、排风口位置,严禁产生气流短路,通风系统应处于正常运行状态。

电化学储能电站电气设备间应设置火灾自动报警系统。新(改扩)建中大型锂离子电池储能电站电池设备间内应设置固定自动灭火系统;灭火系统应满足扑灭模块级电池明火且24h不复燃的要求,系统类型、流量、压力等技术参数应经国家授权的机构实施模块级电池实体火灾模拟试验验证。

相关投资思路梳理

本次《征求意见稿》的发布,体现了国家对电力行业安全性的高度重视,特别是对新兴的电化学储能技术的安全性提出了具体要求。

电化学储能的安全运行基于两方面:电池技术的内禀安全性,以及管理系统的高度可靠性。

1)具有本征安全性的液流电池技术将受益,相关概念股:电解液环节攀钢钒钛、河钢股份、安宁股份;PCS环节固德威;变频器环节汇川技术;电池端国网英大、上海电气。

2)具有相对安全性的钠离子电池技术也将受益,相关概念股:宁德时代、振华新材、鼎胜新材、贝特瑞、容百科技、华阳股份、浙江医药、多氟多。

3)电池管理系统及消防安全系统相关企业将受益,相关概念股:派能科技、青鸟消防。

参考资料:

20220702-国泰君安-电力设备新能源行业政策点评《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿)》:储能安全不容小觑,电池使用大有讲究

本报告由研究助理协助资料整理,由投资顾问撰写。投资顾问:于鑫(登记编号:A0740622030003)

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