$超威动力(00951)$ 持股85.71%的旗下子公司安力能源钠镍电池的产业化之路
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超威钠盐电池储能系统落户北京2020-07-06 17:49
经过26天紧张有序的施工建设，日前，由超威集团下属浙江安力能源有限公司（下称：安力公司）负责建设的钠盐电池储能系统在北京宝之谷国际会议中心投入运行。
钠盐电池储能系统项目采用超威与美国通用电气公司合资生产的钠盐电池，并根据该电池特性配置先进电池管理系统(BMS)及能量管理系统(EMS)，储能控制系统跟园区的智能能量管理系统（IEMS）联动， 向客户提供削峰填谷、峰谷套利、变压器扩容、应急供电、智能调度等功能。项目投入运行后，园区电网容量将增加30%以上、直接用电成本降低50%以上。
钠盐电池储能系统作为综合智慧能源系统中的重要模块， 可以为综合智慧能源提供基础性支撑，通过综合智慧能源+物联网技术构建起的智慧能源互联网平台，实现“多源互补、双向供给、实时匹配、智能调度、智能结算”的能源生产与消费方式的革命。
关于钠盐电池储能项目
该项目是国家电力投资集团有限公司下属中电智慧综合能源有限公司（下称：中电智慧）实施的综合智慧能源示范项目中的储能模块。项目充分体现了国家电力投资集团有限公司综合智慧能源的发展理念，并着力打造具有国内影响力的综合智慧能源示范项目，实现零碳、高效的综合智慧供能。
2019年4月17日，超威集团与美国GE公司合资成立的浙江安力能源有限公司（以下简称安力能源）投入建设近两年的钠镍电池项目一期正式投产。该项目投产，也标志着我国首个钠镍电池项目正式量产。据了解，该项目计划总投资6.59亿元，规划总产能500MWh，一期产能50MWh。
钠镍电池是何方神圣？
钠镍电池是钠-氯化镍电池的简称，是在陶瓷管中加入镍和氯化钠颗粒，在260-300摄氏度的高温下，进行充放电，正极材料转化为氯化镍和钠，从而存储或释放能量的一种电池产品。
钠镍电池与常见的锂离子电池、铅酸蓄电池有哪些不同？中科院上海硅酸盐研究所研究员温兆银表示，钠镍电池的正极材料是固态的氯化钠和镍颗粒，隔膜是陶瓷管，电解液是四氯铝酸钠，这些物质都很常见，所以成本很低。
其次，在没发生化学反应时，不会产生单体钠；电池内部没有任何酸或其他有机溶剂，因此钠镍电池无毒无害，不会对环境产生任何危害。
最重要的是，反应过程中，电池内部单体钠不会与空气接触，不存在燃烧爆炸风险；即使在反应过程中，陶瓷管不慎破裂，单体钠也会先和熔融状态下的四氯铝酸钠结合，形成氯化钠，避免单体钠与空气接触。因此，这款电池的安全性极高。
安力能源常务副总经理张洪涛表示，通常情况下，相对安全的电池能量密度就会相对较低，但这款钠镍电池的体积能量密度可以达到400Wh/L，接近三元锂电；重量能量密度可以达到160Wh/kg，成组后的重量能量密度可以达到110-120Wh/kg，与磷酸铁锂材料的水平相近。对于目前大规模储能上应用的磷酸铁锂电池，钠镍电池可以说是一种很好的替代产品。
在循环寿命方面，钠镍电池也是为储能而生的。张洪涛介绍，安力能源这款钠镍电池的设计寿命为15年-25年，在DOD 90%的情况下可以循环5000次，在80%的情况下达到7500次，在70-80%可以实现万次以上的循环。
图为安力能源常务副总经理张洪涛介绍项目情况
同时，这款电池的温度适应性极广。张洪涛解释道，因为电池运行的温度为260-300摄氏度，因此无论是常年零下几十摄氏度的极地地区，还是零上三四十摄氏度的热带地区，对电池来说都不敏感。结合电池超长的循环寿命，因此实际运行维护成本将非常低。
钠镍电池如何花落超威？
如此颠覆性的产品，为何会花落超威呢？这还要从钠镍电池的诞生说起。
上世纪八十年代，钠镍电池诞生于南非的实验室中；十年后，英国和德国分别有企业开始尝试推进钠镍电池的产业化。此后这两家公司分别被瑞士企业和美国GE公司收购。美国GE公司收购英国的钠盐电池企业后，投入大量资金，在2012年实现了钠镍电池的商业化应用。
图为超威集团董事长周明明在投产仪式上致辞
此后，在电力辅助设施，数据中心、电力基站等领域，都能看到钠镍电池的身影。据不完全统计，全球有包括美国、德国、韩国、南非、日本等在内的25个国家和地区约80MWh储能项目安装使用了钠镍电池，目前运行情况均良好。
位于南非的钠镍电池储能项目目前已经运行5年多的时间，据项目负责人布兰登·哈库斯介绍说，该项目钠镍电池目前的能量保持率仍在99.7%左右。他认为当初选择钠镍电池非常正确。另据了解，位于日本等地的钠镍电池项目目前运行状况也非常好。
图为电池生产车间
回到超威集团。成立于1998年的超威集团，长期专注于电动自行车动力电池的研发与生产。面对全球能源结构调整与国家绿色能源发展的大潮，超威集团于2015年开始全面启动产业转型升级，开启了以两条战略路径为主线、国际化为视野、七大板块为支撑，科技创新为核心的转型之路，依托在铅酸蓄电池和锂离子电池领域多年积累的优势和经验，超威集团不断在海外寻求新的项目，创造新的业务增长点，基于良好的产品性能和商业运行数据，钠镍电池被超威集团收入囊中不足为奇。
但据一位了解超威与GE合作过程的人士介绍，其实美国GE公司最先沟通的合作对象，并非超威集团，但由于那家企业对钠镍电池的认识不够深入，有些犹豫不决。此时超威集团凭借对钠镍电池的深入理解和在储能领域的战略布局，打动了GE公司，最终双方达成合作。
机会总是留给有准备的人。对企业战略布局的前瞻性规划，让超威集团依靠自身实力成了国内第一家成功引入钠镍电池的企业。
安力能源钠镍电池的产业化之路
布局一种全新的储能电池产品，超威集团成为国内第一个吃螃蟹的人。提到这个“第一”，安力能源质量、技术总监石再军既兴奋又紧张。
兴奋的是自己参与的项目，又让超威创造了一个行业第一；紧张的是没有经验，全新的技术全无参考，即使引进美国GE技术，顺利国产化仍然是安力能源技术团队面临的重要问题。同时，客户是不是能够认可，这也不是一朝一夕的事情。
图为电池生产车间
开弓没有回头箭。在超威集团与美国GE公司签约的第二天，石再军就和技术团队的其他成员踏上了美国的培训之路。在此后的27个月里，安力能源技术团队在张洪涛、石再军等人的带领下，与美国GE公司的团队密切配合，不断突破，逐步完善钠镍电池的国产化之路。
石再军表示，经过两年多的研发，目前钠镍电池的大部分材料、零部件等都已实现了国产化，但仍有部分材料依赖进口。张洪涛也表示，安力能源为了实现钠镍电池材料和零部件的全面国产化，投资超2000万元建立了一座功能齐全的实验室，目的就是要进行相关材料和零部件的国产化开发，不断降低成本，确保电池一致性。
图为电池生产车间
据张洪涛介绍，目前安力能源钠镍电池生产设备大部分实现了国产替代，生产设备的自动化程度已经达到90%以上，整个产线可以实现对生产数据的可追溯，通过对生产过程中各类数据的分析，确保产品的一致性。
尽管有南非、日本等地应用成果的背书，但安力能源的钠镍电池在投产前，仍然进行了大量测试，尤其是安全测试。据张洪涛介绍，在短路、冲击、过充过放、燃烧、跌落、针刺、海水浸泡等一系列测试中，安力能源钠镍电池均未发生过起火爆炸情况，即使整包电池从10米高空跌落，或者将电池放在明火中烧2-3个小时，该电池仍然不会起火爆炸。
同时，为了方便电池的日常维护和维修，安力能源的钠镍电池全部采用模块化设计，前期可以以10千瓦为一个单元，后期将以兆瓦为单元进行组装。
当然，钠镍电池产业化之路上最重要的一条，还是成本，除了在材料、零部件等的研发上继续投入，实现国产化替代，降低原材料成本外，张洪涛也希望能够通过规模化生产来降低生产成本，“当然这也是建立在客户认可的基础上，通过客户的订单，来实现产品价格的整体下降。”但他也同时强调：“与客户合作的模式不拘一格，任何形式的创新我们都欢迎，安力能源希望做的，是与客户企业实现共赢。”
超威集团董事长周明明也表示，自2017年1月超威集团与美国GE公司签署合作协议后，安力能源钠镍电池项目组的工作人员经历了27个月的筹备和建设，实现了钠镍电池项目的正式扬帆起航。
“超威与GE强强联合，共同打造的安力能源项目，一定能够全面达成合作共赢”，他表示，超威集团正是在将传统优势转化成领先优势、将技术优势转化成产品优势、将产品优势转化为市场优势的过程中，通过探索和积累，精准发力、重点突破，不断实现一个又一个突破。
尽管项目进行受到新冠肺炎影响，但安力公司的项目组依旧是顶住压力，排除万难，让项目在6月份正式投入运行。项目的成功建设得到了中电智慧等相关方的高度肯定，也为安力公司深度参与国家互联网+智慧能源战略提供了入口和通道。
盐电池储能系统项目是偶然，也是必然
电池能源企业“进军”互联网圈，听起来似乎像是“天方夜谭”，但超威集团确确实实迈出了这关键一步。这其中纵然是与国家电力 综合智慧能源的发展理念分不开，但归根到底，还是与超威集团自身长期以来的科技创新密切相关。
“科技是第一生产力，创新是引领发展的第一动力”，作为一家致力于新能源电池技术的上市公司，超威集团一直以来都以 “技术领先”作为不断前进、发展向上的核心驱动力，并且在技术创新这条路上不断寻求新的突破。
不仅如此，超威与国内各大高校的专家、教授联合科研，注重应届生人才选拔培育，先后在全球建立了19家研发中心，与国际上技术领先的优秀企业联合，在增强了自身技术储备的同时，也推进了我国蓄电池产业技术的发展。
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