全球首套百兆瓦時級鈉離子電池儲能電站去年已在湖北潛江正式投運。該電站單次充電可儲存10萬度電能，在電網低谷時吸納冗餘綠電，在用電高峰時釋放電力，相當於一個巨型「充電寶」，可滿足約1.2萬戶普通家庭單日用電需求。這一專案不僅刷新了鈉離子電池儲能規模的世界紀錄，更標誌著中國在鈉離子電池技術全鏈路自主研發與大規模商用方面實現重大跨越。中國科學院物理研究所清潔能源實驗室主任、中科海鈉董事長胡勇勝近日在接受《環球時報》記者採訪時表示：「在當前國際能源競爭加劇的背景下，該專案可有效緩解我國新能源產業對鋰資源的戰略依賴，通過資源替代策略構建了更具韌性的供應鏈體系，為新型電力系統建設提供了自主可控的技術選項。」
  性能實現三大突破
  這座被稱作「巨型充電寶」的儲能電站由42套儲能電池倉和21套升壓變流一體機組成，其意義遠不止於規模創紀錄。與傳統鋰電池相比，鈉離子電池在原材料來源上更具可持續性，而潛江電站在性能上實現了長壽命、寬溫區、高功率三大突破。
  在溫度適應性方面，胡勇勝表示：「鈉離子電池憑藉寬溫區特性，在零下20攝氏度低溫下仍可保持90%容量（普通鋰電池約為50%-60%），60攝氏度高溫下也可以穩定使用。這一優勢有效保障了冬季嚴寒和夏季酷熱地區儲能系統的穩定運行，明顯降低儲能系統對溫控系統的依賴度和能源消耗。」
  這一特性極大拓展了儲能的地理適用邊界，使專案可在中國「三北」地區（華北、西北、東北）以及北歐、北美、東南亞、非洲等極端氣候地區穩定運行，顯著提升可再生能源配套儲能系統的經濟性與可靠性。
  該電站在電網中起到「削峰填穀」、緩解輸配電阻力的作用，還可作為風光新能源並網的關鍵緩衝裝置，提高綠電消納比例，助力新型電力系統平穩轉型。
  聯合攻克量產難關
  關於國產化過程中的最大困難，胡勇勝坦言：「在正負極材料完全自主開發且100%國產化的背後，最大的困難是材料的性能穩定性和成本問題，其次才是設備和工藝問題。」
  面對鈉電池被認為能量密度低、迴圈差的技術瓶頸，研究團隊跳出了當時國際主流研究的鎳基路線。胡勇勝回顧道：「2014年，團隊創新性地發現了銅基層狀材料中存在的高效可逆反應機制。隨後，通過引入鐵元素替代部分金屬成分，同年成功開發出國際上首個銅鐵錳基鈉離子電池正極材料體系。該體系不僅實現貴金屬的零使用，而且大幅提升了鈉離子電池的迴圈穩定性，奠定了商業化應用的基礎。」
  在負極材料方面，團隊歷時3年篩選500餘種產碳前驅體，最終創新性地利用我國儲量豐富的煤炭資源，首次開發出煤基硬碳產業化技術。胡勇勝表示：「該技術製備的碳負極材料，儲鈉容量高、迴圈穩定性優異，極具性價比。」這項突破不僅解決了性能問題，更大幅降低了材料成本。
  材料原理突破後，量產裝備成為又一道難關。胡勇勝介紹稱，「實驗室的原理突破後，又遇到生產製造的困難。通過與國內設備製造商聯合攻關，解決了諸多生產工藝問題，如正極材料溫度均勻性控制、負極塗布表面張力問題、極片輥壓控制等鈉電池特殊工藝，直接支撐了大容量電芯從實驗室到規模化量產的跨越。」
  這一過程充滿了挑戰。「從實驗室2Ah的電芯到量產大容量電芯的過程，就是前面提到的正負極材料突破和製造裝備、工藝攻關的過程。這個過程現在總結起來似乎邏輯清晰、路徑明確，但實際上是個不斷反復和嘗試的過程，遠沒有現在說起來這麼有章法。」
  胡勇勝感慨道：「正極避開主流鎳基路線，負極用煤替代椰殼生物質，我們不僅沒被『卡脖子』，反而把路修寬了。」
  為發展中國家提供可複製的綠色能源自主化路徑
  胡勇勝表示，中國鈉電正在成為「全球綠能新名片」。潛江電站的投運在國際能源領域引起廣泛關注，他表示：「鈉電技術通過多國專利授權構建了技術護城河，成為我國搶佔國際技術制高點的關鍵基石。依託全球70%的鈉電專利佈局，以及快速的產業化能力，我國鈉離子電池產業已經在全球新型儲能領域大幅度領先。」相關技術已獲得中、美、日、歐等多國專利授權，顯示出強大的研發控制力和技術話語權。
  值得注意的是，中國已從國際標準的「參與者」轉向「制定者」。胡勇勝強調稱，「與產業優勢同步的是國際標準制定上的引領性。2021年以來，中科海鈉與工信部、中關村儲能聯盟、國內鈉電企業共同制定了多項標準，涉及材料、電芯、應用等多個領域，這些標準正在成為事實上的國際標準或國際標準制定的核心參考，這一系列進展彰顯了中國在新型儲能領域的技術話語權，正從標準參與者轉向規則制定者。」
  在市場與戰略層面，鈉電池不僅是一種技術替代，更是中國應對鋰資源對外依存度過高的戰略回應。中國鋰資源進口依賴度超過70%，而鈉資源儲量豐富、分佈廣泛。胡勇勝對記者說道：「鈉電並非要取代鋰電，而是要構建互補體系，這對於中國擺脫鋰資源的定價被動局面非常重要，與磷酸鐵鋰電池相比，鈉電憑藉其原材料天然的成本優勢和穩定性能形成價格錨定效應。」
  胡勇勝還對相關未來市場前景做出展望：「隨著應用規模的擴大，鈉電的成本優勢不斷凸顯，預計到2030年在新能源領域市場佔有率將突破20%。因為與鋰離子電池產業生態相容，一方面會隨著鋰電池的價格波動此消彼長，自動調節鋰電的供需關係，成為鋰資源價格的平衡器，另一方面也可以通過鈉離子電池的應用策略和使用規模，主動干預鋰資源價格。」
  與此同時，鈉離子電池也有望成為中國繼光伏、風電、鋰電之後的第四張「國際綠能名片」。中科海鈉已與英國、德國、東南亞等國家和地區開展合作，胡勇勝表示：「從當前發展趨勢和技術優勢來看，鈉離子電池有望與其他新型儲能技術一起成為『國際綠能名片』。鈉離子電池具備『快充無損、低溫無阻、過放無憂、資源無限』的獨特優勢」，「這些優勢使其能為發展中國家提供『資源適配型』解決方案。例如，在鋰資源匱乏的發展中國家，鈉離子電池可充分利用普遍豐富的鈉資源，降低對進口鋰資源的依賴。」
  這種技術輸出正在產生廣泛國際影響。胡勇勝稱，「這種『中國技術+本地資源』的組合，正在重塑全球新能源產業格局，為發展中國家提供了一條可複製的綠色能源自主化路徑，對全球發展中國家發展綠色科技具有重要的參考價值。」特別是在共建「一帶一路」國家，「鈉離子電池資源豐富、成本低廉，其成本優勢體現在全生命週期，將直接推動相關缺電國家新能源儲能裝機量增長，不僅可加速全球可再生能源普及，也會重塑新能源產業的全球分工。」
  （李迅典／文）