第一節(jié) 所處產(chǎn)業(yè)鏈的位置

產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€(gè)包含價(jià)值鏈、企業(yè)鏈、供需鏈和空間鏈四個(gè)維度的概念?！‘a(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)钱a(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)中的一個(gè)概念，是各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門之間基于一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)，并依據(jù)特定的邏輯關(guān)系和時(shí)空布局關(guān)系客觀形成的鏈條式關(guān)聯(lián)關(guān)系形態(tài)。儲(chǔ)能電池處于產(chǎn)業(yè)鏈的中游位置。

第二節(jié) 上游 行業(yè) 發(fā)展?fàn)顩r 分析

1、鉛

鉛是鉛酸儲(chǔ)能電池的主要原材料。

鉛在我國的發(fā)展已經(jīng)有千百年的歷史.在我國古代青銅器鑄造中已用了鉛，據(jù)史料記載至遲在10世紀(jì)的五代就已能冶煉。貴州赫章志上即有該縣媽姑地區(qū)在五代后漢高祖天福年間(公元947年)開始煉鋅的記載。

明、清時(shí)鋅主要用配制黃銅，供鑄錢及制造各種器皿用。約在17世紀(jì)初開始向歐洲出口鋅錠。1745年從廣州裝運(yùn)鋅錠的一艘船在瑞典哥德堡觸礁沉沒，1872年被打撈起一部分鋅錠，經(jīng) 分析 鋅含量達(dá)98.99%，可見當(dāng)時(shí)中國冶煉鋅的水平是相當(dāng)高的。

中國古代不僅對(duì)鉛鋅的冶煉和利用有重要?jiǎng)?chuàng)舉,而且很早就認(rèn)識(shí)了鉛鋅礦的產(chǎn)出分帶性。在《管子·地?cái)?shù)篇》中就記載“上有陵石者,下有鉛錫赤銅”，“上有鉛者，其下有銀”.當(dāng)代許多鉛鋅礦床的勘查有不少的礦區(qū)都是通過古礦硐和冶煉爐渣遺址等發(fā)現(xiàn)的。

近百年來，在舊中國時(shí)期鉛鋅業(yè)基礎(chǔ)薄弱,只有幾個(gè)規(guī)模小的礦山和工廠，采礦、選礦、冶煉基本上土法生產(chǎn)，最高年產(chǎn)量，鉛8900t、鋅7100t。新中國成立后，鉛鋅業(yè)發(fā)展很快。經(jīng)過40多年來的大規(guī)模地質(zhì)勘查，探明了豐富的鉛鋅礦產(chǎn)資源,建設(shè)了一大批國營大中型鉛鋅礦山和冶煉廠，形成了較大的采選冶生產(chǎn)能力,產(chǎn)量居于世界前列。1996年鉛精礦(金屬含量，下同)產(chǎn)量64.3萬t，鋅精礦(金屬含量，下同)產(chǎn)量112.1萬t。鉛鋅金屬產(chǎn)量(含礦產(chǎn)產(chǎn)量和雜產(chǎn)產(chǎn)量)：鉛70.6萬t，居世界第2位；鋅118.4萬t，居世界第1位?，F(xiàn)在不僅滿足國內(nèi)需求，而且還出口鉛鋅產(chǎn)品，成為世界鉛鋅生產(chǎn)大國之一。

2、碳酸鋰

碳酸鋰是鋰儲(chǔ)能電池的主要原材料。

目前全球碳酸鋰主要產(chǎn)能集中在SQM、FMC、和Chell三家手中，這三家公司產(chǎn)能約占全球產(chǎn)能的73％。

我國雖然擁有資源價(jià)值較高的鹽湖，但到2004年才取得高鎂低鋰?yán)消u溶液提純碳酸鋰的關(guān)鍵技術(shù)突破，使得我國能夠進(jìn)入全球碳酸鋰市場(chǎng)。目前我國碳酸鋰的產(chǎn)能僅有3.3萬噸。國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)為中信國安、西藏礦業(yè)。

從產(chǎn)地來看，我國碳酸鋰產(chǎn)地主要為西藏、青海地區(qū)。目前西川阿壩、新疆等地因?yàn)殇嚨V資源的減少，該地區(qū)碳酸鋰生產(chǎn)已經(jīng)基本關(guān)閉。

從2008年起，碳酸鋰產(chǎn)能將進(jìn)入釋放周期，預(yù)計(jì)2010年中國的碳酸鋰產(chǎn)量將達(dá)到4.5萬噸，設(shè)計(jì)產(chǎn)能超6萬噸，中國將成為碳酸鋰出口國。

第三節(jié) 下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況 分析

下游產(chǎn)業(yè)——光伏產(chǎn)業(yè)

光伏發(fā)電實(shí)際上就是太陽能電池在光伏產(chǎn)業(yè)鏈下游產(chǎn)業(yè)集群的核心功能價(jià)值表現(xiàn)。不過，具體到光伏產(chǎn)業(yè)鏈的下游企業(yè)，除太陽能電池并網(wǎng)發(fā)電在發(fā)電工程等領(lǐng)域的具體應(yīng)用外，還包括太陽能電池組件的生產(chǎn)和安裝，以及太陽能光伏電池與機(jī)電產(chǎn)業(yè)、建筑材料的結(jié)合利用（光伏集成建筑）等方面。太陽能電池組件由于技術(shù)含量低、投入小，屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，相對(duì)于整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)而言，目前在國內(nèi)市場(chǎng)的準(zhǔn)入門檻還不是太高。

如前所述，光伏發(fā)電之所以能迅速進(jìn)入千家萬戶，主要得益于世界各國政府行之有效的引導(dǎo)與激勵(lì)措施。如，德國對(duì)光伏發(fā)電主要采用兩種鼓勵(lì)方法：一是用高價(jià)收購居民的太陽能電力，匯入總電網(wǎng)，每度收購價(jià)約0.53歐元，而居民使用太陽能電力的價(jià)格則與普通電價(jià)相同，每度收購價(jià)約0.21歐元，因此激發(fā)了居民在自家屋頂、庭院安裝太陽能發(fā)電設(shè)備的自覺性；二是貸款優(yōu)先，并對(duì)貸款貼息3%，鼓勵(lì)居民購買安裝太陽能發(fā)電設(shè)備。日本為鼓勵(lì)百姓使用太陽能電力，也采用了補(bǔ)貼方法：居民安裝太陽能發(fā)電設(shè)備所花費(fèi)的投資由政府補(bǔ)貼50%，太陽能所發(fā)的電并入電網(wǎng)，政府高價(jià)收購，居民用電的價(jià)格則低于收購價(jià)格。

在我國，除《新能源法》對(duì)光伏發(fā)電提供明確的法律支持與相關(guān)部委提供產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向支持外，一些地方政府也相繼采取更具體、更行之有效的措施扶持光伏發(fā)電企業(yè)。2005年10月，上海市政府聯(lián)合眾多太陽能知名企業(yè)啟動(dòng)了“十萬屋頂光伏發(fā)電計(jì)劃”，拉開了國內(nèi)太陽能發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用的序幕。

光伏發(fā)電對(duì)不新能源進(jìn)行替代，價(jià)格是顯見的瓶頸。不過，如果這種替代是放在市場(chǎng)拾遺補(bǔ)缺的角度，價(jià)格的瓶頸制約則不復(fù)存在。如，在通信、交通、國防、海事以及燈飾、玩具等，凡是有需要利用光電的市場(chǎng)領(lǐng)域，太陽能的光電替代率正占據(jù)越來越大的市場(chǎng)份額。

有《新能源法》的推動(dòng)和國家其他政策的支持，到2020年，光伏發(fā)電成本大幅度降低，光伏發(fā)電電價(jià)就有望接近或達(dá)到常規(guī)能源電價(jià)了。屆時(shí)，大規(guī)模應(yīng)用光伏產(chǎn)品已不是問題，整個(gè)光伏 行業(yè) 產(chǎn)業(yè)化之路也會(huì)越走越寬。從大方向來看，光伏產(chǎn)業(yè)不是想不想發(fā)展，而是必須發(fā)展，而且必須大發(fā)展，這是個(gè)必然趨勢(shì)。

第四節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國企業(yè)已掌握大規(guī)模儲(chǔ)能的關(guān)鍵技術(shù)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。如北京普能公司通過收購加拿大VRBPOWER公司，已在世界上擁有釩電池50%以上的核心發(fā)明專利，其中15項(xiàng)核心專利已在全球24個(gè)國家和地區(qū)得到應(yīng)用。

在電池關(guān)鍵材料方面，國內(nèi)企業(yè)也呈現(xiàn)出強(qiáng)大的創(chuàng)新能力，屢屢突破國外企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的壟斷和專利封鎖。北京金能燃料電池公司利用自創(chuàng)的樹脂溶解鑄膜法，已批量生產(chǎn)出全氟離子膜，打破了美國杜邦公司長期以來的市場(chǎng)壟斷。

深圳星源材料公司通過近5年的自主研發(fā)，目前已掌握了生產(chǎn)鋰離子電池所用關(guān)鍵材料隔膜的核心技術(shù)和生產(chǎn)工藝，并已利用國內(nèi)生產(chǎn)成本低的特殊優(yōu)勢(shì)，迅速打破了日、美等國少數(shù)公司對(duì)隔膜材料的壟斷。深圳方德納米科技公司利用納米技術(shù)，已成功研制出納米磷酸鐵鋰正極材料，主要技術(shù)指標(biāo)全球領(lǐng)先。

儲(chǔ)能技術(shù)正朝著大容量、高轉(zhuǎn)換率和應(yīng)用低成本的方向發(fā)展，這為同時(shí)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和低成本生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)的中國企業(yè)，提供了難得的領(lǐng)先機(jī)遇。如果政策到位，我國儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)既可快速成長為在全球有重要影響的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，又會(huì)極大地促進(jìn)國內(nèi)新能源的規(guī)模化發(fā)展。

1、全釩液流儲(chǔ)能電池試驗(yàn) 研究

2009年5月，西藏能源 研究 示范中心派出科研人員前往大連詳細(xì)了解《全釩液流儲(chǔ)能電池》實(shí)驗(yàn) 研究 進(jìn)展情況，并就液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)集成及在太陽能發(fā)電中的應(yīng)用示范與中科院大連化學(xué)物理 研究 所《全釩液流儲(chǔ)能電池》課題組人員進(jìn)行了交流，為實(shí)施好區(qū)—院合作《液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)集成及在太陽能發(fā)電中的應(yīng)用示范》項(xiàng)目奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

此次在連之行，商定了全釩液流儲(chǔ)能電池的輸入電壓、輸入電流、放電電壓、放電電流等技術(shù)參數(shù)以及對(duì)控制器、逆變器、太陽能電池系統(tǒng)的技術(shù)需求，并指出了負(fù)載系統(tǒng)應(yīng)盡可能多的采用純電阻式負(fù)載，盡量避免使用感性、容性負(fù)載，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上應(yīng)該考慮向高電壓、低電流的應(yīng)用方向發(fā)展，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮西藏的高原地域特性（溫度、氣壓、氧濃度等），各部件要能在高原地區(qū)使用等技術(shù)上應(yīng)注意的事項(xiàng)。

全釩液流儲(chǔ)能電池具有使用時(shí)間長（約15年左右）、儲(chǔ)能效率高等特點(diǎn)，在西藏實(shí)施《液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)集成及在太陽能發(fā)電中的應(yīng)用示范》項(xiàng)目，對(duì)于減少因頻繁更換蓄電池造成的環(huán)境污染，降低使用成本，提高太陽能光伏電站的使用效率，更好的造福農(nóng)牧民群眾具有十分重要的意義。

2、鈉硫儲(chǔ)能單體電池

中國科學(xué)院上海硅酸鹽 研究 所和上海市電力公司經(jīng)過多年合作，日前成功研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的容量為６５０Ａｈ的鈉硫儲(chǔ)能單體電池，使我國成為繼日本之后世界上第二個(gè)掌握大容量鈉硫單體電池核心技術(shù)的國家。

鈉硫電池，是一種以金屬鈉為負(fù)極、硫?yàn)檎龢O、陶瓷管為電解質(zhì)隔膜的二次電池。在一定的工作溫度下，鈉離子透過電解質(zhì)隔膜與硫之間發(fā)生可逆反應(yīng)，形成能量的釋放和儲(chǔ)存。由于具有容量大、體積小、能量?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)換效率高、壽命長、不受地域限制等優(yōu)點(diǎn)，鈉硫儲(chǔ)能電池是目前最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的儲(chǔ)能方法之一。

上海硅酸鹽所和上海市電力公司于２００７年８月共建了“上海鈉硫電池研制基地”，從事大容量城網(wǎng)儲(chǔ)能電池模塊、電網(wǎng)接入系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)的研制?？蒲腥藛T突破了鈉硫電池制備的關(guān)鍵核心制造技術(shù)，研制了１７０多臺(tái)套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)與性能評(píng)價(jià)裝備，貫通了年產(chǎn)２兆瓦鈉硫儲(chǔ)能電池中試線，實(shí)現(xiàn)了１０千瓦儲(chǔ)能系統(tǒng)成功演示；根據(jù)要求，形成了完整的質(zhì)量控制文件；建立了多重安全體系，識(shí)別并評(píng)價(jià) 研究 、生產(chǎn)過程的危險(xiǎn)源，提出應(yīng)急控制措施；申請(qǐng)了核心專利。

目前，雙方正加緊籌劃鈉硫電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，計(jì)劃在今年底前研制出百千瓦級(jí)的鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，并將在２０１０年上海世博會(huì)上進(jìn)行展示。

3、鋰離子儲(chǔ)能電池

近年來，隨著鋰電池技術(shù)的不斷進(jìn)步，電池容量有所提高。

鋰離子電池是20世紀(jì)90年代開發(fā)最為成功的新型綠色二次電池，近幾年來發(fā)展迅猛，在小型二次電池市場(chǎng)中占據(jù)了最大的市場(chǎng)份額，已成為化學(xué)電源應(yīng)用領(lǐng)域中最具競(jìng)爭(zhēng)力的電池。鋰離子電池隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步已經(jīng)在人們的生活中得到了廣泛的應(yīng)用，如便攜式電子產(chǎn)品、新能源交通工具及儲(chǔ)能等領(lǐng)域。 研究 表明，相對(duì)于鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等二次電池，鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長、自放電率小、無記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等突出優(yōu)勢(shì)。

此外，鋰離子電池在能源儲(chǔ)備領(lǐng)域也有重要應(yīng)用，首先可以解決電網(wǎng)用電的峰谷調(diào)節(jié)難題。其次，清潔能源中如風(fēng)能、太陽能、潮汐能等都是間斷性的能源，鋰電儲(chǔ)能設(shè)備配合上述清潔能源的使用，在發(fā)電時(shí)儲(chǔ)能，在間斷期間釋放能量，能有效地緩解我國能源緊缺的現(xiàn)狀。

目前我國以中聚雷天控股有限公司為代表的企業(yè)已經(jīng)顯現(xiàn)了鋰離子儲(chǔ)能電池技術(shù)及生產(chǎn)成本上的突破。

第五節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程

以下以國際 市場(chǎng)發(fā)展 較快的全釩液流儲(chǔ)能電池為例：

全釩液流儲(chǔ)能電池在近20年的發(fā)展比較迅速，工業(yè)發(fā)達(dá)國家已將其作為能源領(lǐng)域發(fā)展的不可分割的組成部分，開展實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化 研究 開發(fā)，在日本等國家已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化運(yùn)行。主要應(yīng)用領(lǐng)域包括調(diào)節(jié)可再生能源發(fā)電、電網(wǎng)調(diào)峰、平衡負(fù)載以及用作小型備用電站等。進(jìn)行示范或商業(yè)運(yùn)行的全釩液流電池的功率從數(shù)kw至6MW。運(yùn)行時(shí)間最長的全釩液流電池模塊已正常運(yùn)行8年，循環(huán)次數(shù)超過16000次，能量效率超過75％。在我國大功率、大容量的全釩液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的研制剛剛起步，但進(jìn)步較快。

實(shí)現(xiàn)全釩液流儲(chǔ)能電池的實(shí)用化，需解決電池系統(tǒng)的規(guī)模放大、系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和耐久性的提高、以及電池關(guān)鍵材料的制備技術(shù)等關(guān)鍵問題。本文主要介紹大連化學(xué)物理 研究 所在大功率全釩液流儲(chǔ)能電池模塊研制和提高電池系統(tǒng)運(yùn)行耐久性和可靠性等方面取得的 研究 進(jìn)展。已研制成功輸出功率5kW的全釩液流儲(chǔ)能電池模塊，其能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到80％。用1．5kW的全釩液流儲(chǔ)能電池模塊進(jìn)行了連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)，迄今電池模塊已完成連續(xù)運(yùn)行2500次充、放電循環(huán)；目前試驗(yàn)正在進(jìn)行中。為進(jìn)一步考核全釩液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和耐久性，以及探索液流儲(chǔ)能電池與用戶負(fù)載之間電力電子接口設(shè)備和控制軟件的研制，我們完成了一套由千瓦級(jí)電池模塊、電控系統(tǒng)、以及LED屏幕組成的演示系統(tǒng)的研制工作，實(shí)現(xiàn)了利用儲(chǔ)能電池儲(chǔ)存夜間電能，并在日間對(duì)LED屏幕進(jìn)行供電。截止8月15日，該系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行已超過1000小時(shí)。

第六節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 分析

全球儲(chǔ)能技術(shù)主要有物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能(如超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能等)三大類。

目前技術(shù)進(jìn)步最快的是化學(xué)儲(chǔ)能，其中鈉硫、液流釩及鋰離子電池技術(shù)在安全性、能量轉(zhuǎn)換效率和經(jīng)濟(jì)性等方面取得重大突破，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的條件日趨成熟。鈉硫電池的充電效率已可達(dá)到80%，能量密度是鉛酸蓄電池的3倍，循環(huán)壽命更長。日本在此項(xiàng)技術(shù)上處于國際領(lǐng)先地位。

2004年日本在Hitachi自動(dòng)化工廠安裝了當(dāng)時(shí)世界上最大的鈉硫電池系統(tǒng)，容量是9.6兆瓦時(shí)/57.6兆瓦時(shí)。液流釩電池的基礎(chǔ)材料是釩，該電池具有能量效率高、蓄電容量大、能夠100%深度放電、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，已進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段。鋰離子電池的基礎(chǔ)材料是鋰，已開始在電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域應(yīng)用。近年來由于磷酸亞鐵鋰、納米磷酸鐵鋰等新材料的開發(fā)與應(yīng)用，大大改善了鋰離子電池的安全性能和循環(huán)壽命，大容量鋰電池儲(chǔ)能電站正逐漸興起。

液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)通常又被稱為氧化還原液流儲(chǔ)能電池，是由Thaller，L.H.（NASA Lewis Research Center，Cleveland，United States）于1974年提出的一種電化學(xué)儲(chǔ)能原理。

液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)由電堆、電解質(zhì)溶液，以及電解質(zhì)溶液儲(chǔ)供體系、系統(tǒng)控制體系、充放電體系等部分組成。液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的核心是電堆，由數(shù)十節(jié)乃至數(shù)百節(jié)進(jìn)行氧化－還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)充、放電過程的單電池按設(shè)計(jì)要求串、并聯(lián)而成，結(jié)構(gòu)與燃料電池的電堆有類似之處。

與通常蓄電池中活性物質(zhì)被包含在電池的正負(fù)極內(nèi)不同，液流電池中的正、負(fù)極氧化還原活性物質(zhì)，分別溶解于裝在兩個(gè)儲(chǔ)液罐中的電解質(zhì)溶液中，各用一個(gè)泵使溶液流經(jīng)液流電池。電解質(zhì)在電堆中循環(huán)流動(dòng)，并在離子交換膜兩側(cè)的多孔電極上分別發(fā)生還原和氧化反應(yīng)。反應(yīng)過程中，為了在電池內(nèi)部形成閉合回路，以及保持膜兩側(cè)溶液的電荷平衡，必定有一種離子同步地由膜的一側(cè)通過離子交換膜向另一側(cè)溶液遷移。不同活性物質(zhì)組合成的電化學(xué)體系，各有其特定的反應(yīng)歷程、反應(yīng)產(chǎn)物和遷移離子。

液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)性價(jià)比高，在性能和成本上優(yōu)勢(shì)明顯。由于在成本和效率方面具有的突出優(yōu)點(diǎn)，液流儲(chǔ)能電池應(yīng)是大規(guī)模電能儲(chǔ)存的首選技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)。

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