中國儲能網(wǎng)訊：今年7月，在美國紐約Schenectady，GE生產(chǎn)鈉鹽電池Durathon的工廠正式投入商業(yè)化量產(chǎn)。這家電池工廠占地面積大約相當于四座足球場，預計年生產(chǎn)能力大約為1000兆瓦時，足以滿足1000戶美國家庭一個月的能源需求。在工廠的揭幕儀式上，CEO伊梅爾特宣布將追加7000萬美元投資進行擴建，加上GE已經(jīng)為這家工廠投入的1.7億美元，以及研發(fā)階段的1.5億美元，GE在11年的時間里已經(jīng)為Durathon電池投入了超過4億美元的資金。
這一切都值得嗎？
鈉鹽電池技術最早起源于1980年代。因為當時的石油危機，這種電池被期望能夠代替石油用于交通工具。但后來石油價格大跌，還沒等這項技術成熟，公司就對它失去了興趣。
而現(xiàn)在，當石油供應再度緊張，開發(fā)新能源成為一種潮流，GE決定重新啟用這項技術。它在2007年收購了英國公司Beta R&D，正是這家公司在1980年代率先開發(fā)出了鈉鹽電池。通過這次收購，GE得到了對于這項技術的多年積累。
隨后，GE全球研發(fā)中心整合了美國、印度、中國研發(fā)中心的四五十位科學家參與到這個項目中，并且還獲得公司了CEO伊梅爾特的專項基金支持，不斷優(yōu)化其中的化學反應機制和材料，并且將重點放在了商業(yè)化領域。
這是因為在2001年，GE集團的運輸業(yè)務部門接到一項新任務：如何通過電氣化改造讓柴油動力火車頭的能效更高，比如能否回收剎車時的熱能，并且減少排放。在北美市場，柴油機火車較為普遍，但目前還沒有一項電池技術能滿足其電氣化的需求。GE在研究了鋰電池、鉛酸電池等當時較為成熟的電池技術后，將目光鎖定在了鈉金屬鹵化物電池技術，也就是制造鈉鹽電池。
“目前車用電池以鋰電池為主，主要問題是成本高，安全性能差，電池在室外低溫條件下難充電，而且每輛純電動車的電池成本至少需要一萬美元。”GE中國研發(fā)中心電化學技術實驗室經(jīng)理黃群健博士告訴《第一財經(jīng)周刊》。
但隨著研發(fā)的日趨成熟，GE發(fā)現(xiàn)電池應用于混合動力交通的時機并不成熟，他們必須另尋商業(yè)化應用的方向。
“我們能看到的是在電動汽車電池產(chǎn)業(yè)中已經(jīng)有了眾多競爭者，在技術以及商業(yè)化方面一直未有重大突破，而在產(chǎn)能上已經(jīng)出現(xiàn)過剩，其中不乏一些優(yōu)秀的企業(yè)都出現(xiàn)了嚴重的經(jīng)營困難。”GE全球研發(fā)中心儲能研發(fā)平臺負責人Glen Merfeld說。在美國，曾得到奧巴馬政府大力支持的明星公司，比如A123，最近申請了破產(chǎn)保護，其它國家的電動車公司日子也并不好過。
在電動車領域受阻，這當然不是電池本身的問題。Durathon鈉鹽電池包含了30項專利，它的原料是極易獲得的氯化鈉和鎳，它們沒有毒性，首次充電后在負極室形成鈉金屬，在正極室形成氯化鎳，由此不斷充放電循環(huán)使用。同鋰電池相比，鈉鹽電池不存在發(fā)生起火爆炸的危險，氯化鎳本身可作為非常好的滅火材料。這種電池的性能在－20℃到60℃的環(huán)境下，都不會受影響。另外，它因為擁有智能化的電池管理系統(tǒng)可有效防止電池過充。
更重要的是，同另一種廣泛使用并且更便宜的鉛酸電池相比，鈉鹽電池是一種環(huán)保的綠色電池：在使用過程中無廢氣或廢液產(chǎn)生，因此不會產(chǎn)生傳統(tǒng)的電池廠所面臨的重金屬污染，特別是鉛污染的問題；鈉鹽電池是可以回收的，其中的金屬物質(zhì)通過類似傳統(tǒng)的金屬熔煉的過程就可以實現(xiàn)回收利用。
這款電池已經(jīng)從第三方獲得GE“綠色創(chuàng)想”認證。除了環(huán)保這一優(yōu)勢外，Durathon電池僅為傳統(tǒng)鉛酸電池的一半大，但能量密度是其兩倍以上，并且使用壽命比鉛酸電池長10倍。
GE將電信行業(yè)作為新的突破口。“電信業(yè)并不是對價格不敏感，相反的，他們一直在尋找能夠控制成本的辦法，從這一點來看，Durathon電池是有優(yōu)勢的。不同類電池的特性決定了其適用于不同的領域，Durathon電池能量性非常突出，我們決定把它的市場定位在通信電源領域，這是最合適的。”Glen Merfeld對《第一財經(jīng)周刊》說。他同時強調(diào)，GE從未放棄在混合動力和電動車輛上使用這種電池，首先選擇電信領域是因為固定備用電源市場更為成熟，目前市場容量遠大于尚未成熟的電動車市場。
對GE來說，通信電源是一個全新的領域，但并不意味著這是一個小眾的市場。閥控密封式鉛酸蓄電池在這個領域的市場占有率達到90%以上，主要用于通信基站和中心機房的后備電源，采購金額約占電信固定資產(chǎn)投資的2%至3%。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的興起讓通信行業(yè)迎來爆發(fā)式增長，也帶動了對電池的需求。比亞迪(16.00,-0.25,-1.54%)就已經(jīng)與中國三大通信商簽訂了戰(zhàn)略協(xié)議，并且在去年11月與中國南方電網(wǎng)共同完成了中國第一座兆級的鐵電池儲能電站，比亞迪預計這將會給自己帶來價值100億美元的市場。
在越來越嚴格的環(huán)保政策的壓力下，鉛酸電池被淘汰是遲早的事。而這正是環(huán)境友好，并且在性能上更突出的Durathon電池替代它的最好時候。
南非的Megatron Federal公司成為了GE的第一個電信領域客戶。2012年，這家公司與GE簽署了購買6000塊電池的采購合同，這些電池將于2013年交付。Megatron Federal公司是一家位于南非約翰內(nèi)斯堡的工程公司，主要產(chǎn)品和服務涵蓋發(fā)電、輸配電和電信領域。GE的電池將能確保它們在尼日利亞電信設施的持續(xù)運營，由柴油發(fā)電機供能的電信塔的燃料消耗和排放，也可以減少50%。
Glen Merfeld解釋這批電池的作用時說：“柴油發(fā)電機單獨使用時，能效并不高，所以，通常都需要安裝多于實際使用量的柴油發(fā)電機組，而配合電池使用則可以使柴油發(fā)電機以最高的效率運行，可以節(jié)約20%到50%的燃料，從而更加經(jīng)濟和環(huán)保。”Megatron Federal的電信部門經(jīng)理Brandon Harcus也相信使用GE的Durathon電池之后將會給公司帶來巨大的實惠。“燃料上節(jié)約了53%，維修費上就可節(jié)約45%，60%的柴油發(fā)電機組更換費用也可省去，我們在尼日利亞的應用，每個電話塔使用20年，總共大約可以節(jié)省130萬美元。而使用的燃料越少，產(chǎn)生的二氧化碳也越少。”Brandon Harcus說。
緊接著，美國的風電場和配電網(wǎng)也向GE發(fā)來訂單。美國公用事業(yè)(1500.739,-25.52,-1.67%)領域第一個微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)預計會在今年第四季度建成。“電池儲能系統(tǒng)能夠幫助整合可再生能源發(fā)電，使這些間歇性、波動性的電力能夠穩(wěn)定輸送，為終端消費者提供更廉價的能源，這是全球的一個新興產(chǎn)業(yè)，我們絕大部分的銷售都將面向這個市場。” Glen Merfeld說。
按照CEO伊梅爾特的設想，Durathon電池幾年后能為GE能源儲存方面帶來十億美元的收入。
GE第一代鈉鹽電池將主要用于數(shù)據(jù)中心和通訊基站的備用電源。不過，GE能做的，不只是賣電池這么簡單，還包括從電池衍生出來的其他技術，包括電池管理系統(tǒng)、電力電子技術、電池封裝技術等等。
當然，這家公司沒有忘記混合動力機車市場，等到時機成熟，也許就是第二代第三代Durathon電池，就可以為新一代高能效汽車、火車機車和礦用車輛、船舶等領域的混合動力交通提供儲能。隨著新業(yè)務的增加，Durathon電池在替代傳統(tǒng)電池的同時，也能減少后者對于環(huán)境的危害。
