日前，麻省理工學院能源倡議組織提交的一份新的研究報告警告說，儲能行業(yè)有可能面臨過早地建立主導技術的風險，可能放棄或錯過了更加適合公用事業(yè)規(guī)模儲能應用的儲能技術。

近日在由美國信息技術和創(chuàng)新基金會主辦的一次活動中，這個調查研究報告的作者之一，麻省理工學院華盛頓辦公室前主任William Bonvillian說，“技術鎖定將存在一定的風險。”

Bonvillian表示，鋰離子電池在市場中的主導地位可能會阻礙放電更長時間的儲能技術的市場進入。他說，“一些能夠改善儲能的技術研究可能會因此擱淺。”

當這種主導儲能設計推出可執(zhí)行相同功能的備選方案時，就會發(fā)生技術鎖定的情況。這可能是有益的，因為它加速了創(chuàng)新過程，并降低了主導儲能技術的成本，從而擴大了采用。這就是鋰離子電池發(fā)展所發(fā)生的情況。

調研機構GTM Research最近的一份報告表明，2017年第四季度鋰離子電池在美國儲能市場的份額為98.8%，使該技術連續(xù)第13個季度成為市場領導者。在最近的另一份報告中，GTM公司預測到2022年存儲系統價格將以每年8%的速度下降。

技術鎖定的風險

另一方面，技術鎖定會帶來一些風險。其中一個風險就是市場過度集中。該報告稱，更令人擔憂的風險是，可能會改善儲能主導設計的技術創(chuàng)新將陷入困境，并且從未完全成熟。

報告作者表示，鋰離子電池適用于電動汽車和電子產品，但不一定是電網的理想選擇，鋰離子電池的市場鎖定使得替代儲能技術的生產商難以在市場上生存，更不用說繼續(xù)創(chuàng)新和規(guī)模化發(fā)展。這可能會阻止可能放電時間更持久、循環(huán)壽命更長的更加優(yōu)化的替代儲能技術的進入。

David Hart是信息技術與創(chuàng)新基金會的高級研究員，也是這個調查報告的作者之一。他指出，目前已經出現了兩種跡象。“鋰離子電池的優(yōu)勢已經使替代儲能技術難以進入實施階段，全球規(guī)模的公司正在擴大鋰離子電池的生產。”Hart說。報告中表明，全球五大鋰離子電池生產商計劃到2020年實現產量增長到三倍。

太陽能電池也有類似的發(fā)展模式。太陽能發(fā)電產品生產商加大了光伏板的生產力度，也為替代太陽能技術的制造商帶來了壓力，甚至迫使它們退出市場。

2017年4月，兩家美國太陽能產品生產商Suniva公司和SolarWorld公司向美國國際貿易委員會(ITC)投訴這樣的貿易行為。今年 1月該委員會宣布對外國光伏板征收30%的關稅。

Hart說，“存在一些已經發(fā)生的問題，我們的競爭對手并不是按照相同的規(guī)則行事。”這指的是一些國家的鋰離子電池制造能力的提升。他表示，“美國在這方面做得并不好，這使企業(yè)競爭處于劣勢。”

鋰離子電池的風險

此外，大量的資金投入到擴大生產鋰離子電池的項目中，這就增加了其他競爭者僅靠價格競爭的壓力。鋰離子成本曲線是其他各種應用的技術的總和，但主要用于電動車輛和電子產品，因此它不能準確反映用于實際應用的鋰離子電池的成本。

液流電池制造商Ambri公司的聯合創(chuàng)始人兼商業(yè)化高級副總裁，首席技術官David Bradwell表示，公用事業(yè)規(guī)模的鋰離子電池的成本具有一些獨特的特性，并未在許多鋰離子成本曲線預測中得到充分反映。

Bradwell指出，鋰離子電池也容易受到原材料風險的影響，因為它們使用金屬鈷，最近其價格翻了一番。鎳也可以用作一種替代品，但這種折衷是將會減少鋰離子電池循環(huán)壽命。 “這對電動汽車的應用來說沒有問題，但它不適用于電網應用。”Bradwell說。

其他儲能技術

麻省理工學院的研究論文提到了許多類型的儲能技術，例如，壓縮空氣儲能和動力學儲能等，但是被視為鋰離子電池主要競爭對手的技術是液流電池技術。

液流電池通過電解質的交換來存儲和產生電流。與鋰離子電池不同，液流電池可以實現幾乎無限地充放電循環(huán)。通過調節(jié)容納電解質的容器的大小，液流電池電池能夠比鋰離子電池更容易地擴展和縮減以滿足放電需求。

然而，與鋰離子電池不同，各種液流電池仍在進行激烈的技術競爭。液流電池的回程效率比鋰離子電池的回程效率低很多，這是因為在電解槽之間移動電解質所需的泵的寄生負載的原因。然而，液流電池的主要優(yōu)勢在于它們能夠通過放大電解質儲存池，來提供較長的放電持續(xù)時間。盡管如此，液流電池仍然難以在市場上獲得廣泛認可。

“這絕對是一場艱苦的戰(zhàn)斗。”液流電池生產商Primus Power公司的業(yè)務開發(fā)經理Paul Ferrera表示。他指出，鋰離子電池可以持續(xù)放電四個小時，正在適應電網規(guī)模的應用。他說，對于很多應用來說(比如變電站切換或從太陽能發(fā)電峰值到傍晚升高的能量轉換)，液流電池是一個更加可行的選擇。

“液流電池最大的優(yōu)勢是原材料成本低。”Ferrera說。Primus Power公司已將鋅溴液流電池的原材料成本降至50-60美元/千瓦時，而鋰離子電池的原材料成本約為125-150美元/千瓦時。

由于Primus公司的液流電池技術不需要采用離子交換膜，并且可以使用單個流動回路進行電解液交換，因此Ferrera聲稱的獨特的液流電池與鋰離子電池的成本相當。“我們的液流電池的價格可以與鋰離子電池進行競爭。”他說。

流程優(yōu)勢

Ferrera表示，他相信，隨著今后的生產制造變得更加高效，液流電池技術將以成本為基礎迅速超越鋰離子電池。他說，液流電池不會降低使用率，并減少了更換電池成本的需要，也不會降低項目的建設成本，從而降低了儲能項目的生命周期成本。

Ferrera表示，液流電池特別適用于旨在幫助解決“鴨子曲線”問題的項目，因為它能夠在白天存儲大量電力，并在夜間高峰時段將電量釋放到極限。他說，“我們的液流電池非常適合解決鴨子曲線的問題，它可以實施100%的放電和無限次的循環(huán)。”

但Ferrera承認，鋰離子電池在市場地位方面具有一些優(yōu)勢，該技術具有30年或40年的發(fā)展歷史，并且許多公司得到大量資產負債表的支持，能夠承受負利潤率。“我們的公司的發(fā)展歷史只有九年，但我們認為儲能市場足夠大。”Ferrera說。

他表示，鋰離子電池將繼續(xù)成為短期應用和移動應用的市場贏家，并且仍然得到那些空間和功率密度有限的客戶的關注。但是，越來越多的公用事業(yè)公司開始了解液流電池在長時間儲能方面的優(yōu)勢。

Ferrera表示，Primus Power公司目前正處于過渡期，將從示范項目轉向商業(yè)生產。他說，“我們推出了一些商業(yè)項目，在本季度就有5到8個。”

Primus公司也是政府資助的接受者，麻省理工學院的論文作者希望看到更多的措施來鼓勵發(fā)展儲能技術的多樣性。其論文為政策制定者提出了若干建議，如擴大研發(fā)資金，為以新興技術為重點的儲能提供稅收抵免，并與國際盟友合作打擊不公平的貿易行為等。

美國能源部高級研究計劃署日前宣布了一項耗資3000萬美元的長期儲能資金計劃，主要針對可以提供10小時至100小時儲能設備。

Hart說，創(chuàng)建一個利基市場可以創(chuàng)造一個增長平臺。例如，他列舉了創(chuàng)建太陽能利基市場的例子。

幾年前，風電曾是占市場主導地位的可再生能源技術。為了鼓勵太陽能的發(fā)展，美國許多州都部署了太陽能開發(fā)項目，而以類似的方式，美國各州可以為成熟的儲能技術開辟一個新的領域，而不是成熟的技術。Hart表示，“我相信市場需求的作用，但有時它們必須平衡一些。”