多元化技术路线助力美国储能产业可持续发展

美国电动汽车电池初创厂商Alsym Energy公司首席执行官Mukesh Chatter日前表示，事实表明，并没有一种能够适合所有应用的储能系统，而电池储能系统的未来取决于电池多样性。

  美国光伏行业协会(SEIA)最近发布了一份主题为《激励美国电池储能制造业发展》的报告，引起了人们对影响美国电池储能制造业发展轨迹的关键因素的关注。

  该报告概述了美国储能行业面临的挑战和机遇，包括锂离子电池原材料和加工材料的获取、电池储能系统部署时间表，以及对更多劳动力需求。

  但在这份长达13页的研究报告中，没有提及非锂电池，而非锂电池将在未来十年(乃至更长时间)占据全球电池储能组合的很大比例。虽然锂离子电池目前占据电池储能市场主导地位，但新的选择正在迅速出现，在许多情况下，多样性选择具有更强的价值主张。

对于锂离子电池的反思

  该报告揭示了美国在建立强大储能制造业方面所面临的挑战，尽管全球电池需求预计从2022年的670GWh大幅增长到2030年的4000GWh以上。美国光伏行业协会(SEIA)在报告中强调了美国及其贸易伙伴在促进锂离子电池供应链以提供所需材料方面面临的障碍。

  对电池原材料和加工材料的成本和可用性的担忧（包括石墨和其他材料的潜在短缺），促使许多公用事业厂商和储能项目开发商在探讨锂离子电池未来发展的同时也在关注替代电池方案。

  欧美国家希望摆脱亚洲国家主导的锂离子电池价值链依赖。虽然美国拥有可供开采的锂和其他电池金属材料，但就算没有面临监管和社区挑战，开采的矿山和新建的精炼厂可能需要5～10年才能投产。

  而开采和提炼的这些材料的成本难以使美国制造的电池与亚洲公司制造的电池相比更具成本竞争力。

  从原材料的开采和加工，到零部件的制造以及最终产品的组装，锂离子电池价值链的复杂性需要获得大量的投资和制定长远的战略规划。

  美国光伏行业协会(SEIA)在报告中指出，即使美国能够确保某些电池材料的供应（例如阴极活性材料），确保其他材料和组件的供应也面临不同的挑战。

  此外，电池制造过程也会引发环保问题，满足严格的环境和监管标准将减缓工艺每个阶段的开发，并提高成本。

  锂离子电池能够在最小的空间内提供最大能量，具有灵活的放电速率和高容量保持率。但随着这些电池的大规模应用，其缺点也变得越来越明显。虽然这份报告并没有提及安全问题、热失控事件以及火灾发生率的增加，但值得仔细审查。

  锂离子火灾的猛烈性和持续时间给应急响应人员带来了挑战，因为它们使应急响应人员和附近的居民暴露在有害气体中。而在过去一年发生的多起储能系统的火灾都与锂离子电池故障相关。

  如果美国要实现其雄心勃勃的脱碳目标，需要承认锂离子电池储能系统可能并不适合所有的应用，并确保其他类型的电池储能系统随时可用。

重新评估电池发展前景

  虽然美国光伏行业协会(SEIA)的报告只关注锂离子电池的发展，但还有其他类型的电池储能系统活跃在储能市场。

  目前可用的电池包括液流电池、液态金属电池、锌基化学电池和镍氢电池(仅举几例)。其他类型的电池将在未来2～3年内上市。在大多数情况下，这些电池比锂离子电池更安全、更可持续，有些电池的使用寿命长达20年～40年。

  当在偏远地区或农村部署电池储能系统时，其发生火灾对人员或财产构成很小的风险。在这种情况下，锂离子电池可能是最好的选择。但是，当在城市地区部署和运营电池储能系统时，主要重点应该放在电池的化学物质上，这些化学物质不仅具有成本效益，而且不易燃。

  美国的几个社区已经颁布暂停部署锂离子电池储能系统的命令，其他社区正在考虑修改法规和分区，以限制电池储能系统的部署地点。在这种情况下需要采用其他类型的电池储能系统。

  目前可用的许多替代电池依赖于既定的电池价值链和基础设施，这最大限度地减少了地缘政治问题和对锂电池材料的需求。这是一种更可持续的方法，最大限度地发挥现有资源的潜力，同时解决矿山开采和建造制造工厂的生态成本问题。

  其他类型的电池储能系统可以为公用事业厂商和储能项目所有者提供其他经济利益。这份报告概述了美国通过扩大激励力度来支持国内制造业的积极措施，包括税收抵免、赠款、低成本贷款、政府采购计划和研发支持。

  特别是在储能领域，美国的《削减通胀法案》(IRA)为生产电极活性材料、电池单元和电池模块等关键部件提供了激励措施，而这些激励措施很快将无法用于依赖进口的锂离子电池系统。许多非锂电池已经在美国使用国内材料生产。

促进非锂电池的发展

  虽然税收抵免在某些情况下可能有助于提高非锂电池的吸引力，但许多生产非锂电池的公司受到产能限制。

  通过《削减通胀法案》获得的大部分资金已经分配给了建设锂离子电池生产工厂的公司(许多是与亚洲电池生产商的合资企业)，美国希望借此启动国内生产。

  虽然这在某种程度上是可以理解的，但这也是一个长期问题的短期解决方案，并为已经主导市场的储能技术提供了优势。

  为了有更多选择，非锂电池制造商和初创企业也需要公共部门和行业的支持，尤其是那些处于早期研究、开发和扩大规模阶段的公司，这些公司和初创公司通常依赖风险投资。

  解决这些关键阶段的关键需求对于促进新技术的发展至关重要，这些新技术有助于促进美国生产的电池自给自足。

  在考虑电池技术时，行业人士应该牢记一句格言：“不要把所有的鸡蛋放在一个篮子里”。

  锂离子电池并不是一种万能的储能解决方案，关注新的非锂电池并扩大选择范围，对于美国确保电池的自给自足以及安全、可持续的清洁能源未来发展至关重要。