中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：今年4月，在潘集區(qū)瓦房村，一座看似普通的臺(tái)區(qū)儲(chǔ)能系統(tǒng)靜靜運(yùn)行，卻承載著不普通的使命——這是國(guó)內(nèi)首個(gè)60kWh水系鈉離子電池分布式安全儲(chǔ)能臺(tái)區(qū)。它的成功運(yùn)行驗(yàn)證了水系鈉離子電池在低壓配網(wǎng)、戶用側(cè)的適配性與實(shí)用性，為破解分布式新能源消納難題提供了可復(fù)制可推廣的實(shí)踐樣本。
“就像在村里安了一個(gè)大水桶，太陽(yáng)大的時(shí)候把多余的水存起來(lái)，晚上或者陰天再放出來(lái)用?！蓖叻看宕迕襁@樣樸素地理解這項(xiàng)技術(shù)。這顆“不燃不爆”的電池，背后是一場(chǎng)跨越高校、企業(yè)與電網(wǎng)的聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，也是一條從實(shí)驗(yàn)室到變電站的成果轉(zhuǎn)化之路。
農(nóng)村配電網(wǎng)的“老大難”，等來(lái)了一劑安全藥方
當(dāng)前，隨著分布式光伏快速普及與新能源充電樁持續(xù)下沉，農(nóng)村配電網(wǎng)面臨“紅區(qū)”比例高、電壓越限、線路重過(guò)載、光伏消納難等系列難題。這些已成為制約新能源高質(zhì)量發(fā)展的核心堵點(diǎn)。
自2025年11月起，國(guó)網(wǎng)淮南供電公司立足自主研發(fā)的水系鈉離子電池技術(shù)，創(chuàng)新采用臺(tái)區(qū)側(cè)直流儲(chǔ)能與微電網(wǎng)建設(shè)模式，深度優(yōu)化光儲(chǔ)協(xié)同控制策略，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)削峰填谷。相較于傳統(tǒng)電網(wǎng)改造，該方案無(wú)需大規(guī)模土建，可實(shí)現(xiàn)不停電柔性施工，兼具成本低、效率高、周期短的顯著優(yōu)勢(shì)。
更為關(guān)鍵的是安全。相對(duì)于鋰電池等有機(jī)電解質(zhì)，該臺(tái)區(qū)核心儲(chǔ)能系統(tǒng)具備遇明火不燃、無(wú)毒無(wú)腐蝕、電解液可綠色回收、循環(huán)壽命超長(zhǎng)等本質(zhì)安全特性。系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)無(wú)縫切換，在主網(wǎng)故障時(shí)保障關(guān)鍵負(fù)荷不間斷供電。
項(xiàng)目投運(yùn)后，潘集區(qū)瓦房村2號(hào)臺(tái)區(qū)電壓越限、反向重過(guò)載、光伏消納不足三大難題得到有效解決，為農(nóng)村安全用電撐起了一把“保護(hù)傘”。
十年磨一劍：從“易燃易爆”到“本征安全”
儲(chǔ)能行業(yè)長(zhǎng)期面臨一個(gè)兩難困境：能量密度高的電池，往往安全性差；安全性好的電池，又往往成本高、壽命短或污染環(huán)境。鋰離子電池在熱失控風(fēng)險(xiǎn)上的先天短板，讓電網(wǎng)級(jí)大規(guī)模儲(chǔ)能始終面臨高風(fēng)險(xiǎn)。
水系鈉離子電池給出了另一種答案。它以水為電解液介質(zhì)，天然不燃不爆，具備本征安全性；鈉資源儲(chǔ)量豐富、分布均勻，成本遠(yuǎn)低于鋰；制造過(guò)程無(wú)有毒有害物質(zhì)，環(huán)境友好。但技術(shù)瓶頸同樣突出：能量密度偏低、循環(huán)壽命需提升、電極材料在水系環(huán)境中的穩(wěn)定性曾是長(zhǎng)期難題。
2023年，國(guó)網(wǎng)淮南供電公司主動(dòng)謀劃，聯(lián)合中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、江蘇理工學(xué)院和北京益源伏安電源科技有限公司，在金家?guī)X共建水系離子聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，把高校的基礎(chǔ)研究能力、企業(yè)的工程化經(jīng)驗(yàn)和電網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景擰成一股繩。
據(jù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室技術(shù)負(fù)責(zé)人、江蘇理工學(xué)院副教授毛武濤介紹，相較于目前在變電站內(nèi)廣泛使用的鉛酸蓄電池，水系鈉離子電池具有不燃不爆、綠色無(wú)污染、使用壽命長(zhǎng)、無(wú)需通過(guò)充放電保持電池活性等顯著優(yōu)勢(shì)。
“水系鈉離子電池的電解質(zhì)是水，由鈉離子在正負(fù)極之間來(lái)回移動(dòng)，從而完成充放電。即使火燒、刺穿、水洗，都不會(huì)發(fā)生自燃自爆事故，解決了鋰離子電池最受關(guān)注的安全問(wèn)題?！泵錆f(shuō)。
2024年3月，國(guó)內(nèi)首臺(tái)水系鈉離子直流電源系統(tǒng)在辛東變電站成功并網(wǎng)運(yùn)行，標(biāo)志著水系鈉離子電池研發(fā)邁入實(shí)用化新階段。
從“示范”到“產(chǎn)業(yè)”：一條正在打通的價(jià)值鏈
技術(shù)突破只是第一步，成果能不能走出變電站、走進(jìn)市場(chǎng)，才是真正的考驗(yàn)。2025年，水系鈉離子電池技術(shù)先后斬獲全國(guó)電力儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新成果五星級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)，并亮相世界制造業(yè)大會(huì)。
“水系鈉離子電池儲(chǔ)能技術(shù)目前已在多個(gè)關(guān)鍵場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)落地應(yīng)用，其在備用電源、儲(chǔ)能、戶用電源、低速電動(dòng)車(chē)等領(lǐng)域具有顯著安全優(yōu)勢(shì)與廣闊應(yīng)用前景。”國(guó)網(wǎng)淮南供電公司發(fā)展策劃部副主任張坤告訴記者。
除瓦房村臺(tái)區(qū)外，淮南辛東變220kV站、馬鞍山北郊變220kV站、中石化中安聯(lián)合10kV碼頭罐區(qū)變電所備用電源、實(shí)訓(xùn)室等多個(gè)示范場(chǎng)景已穩(wěn)定運(yùn)行。
從瓦房村的田間地頭，到辛東變電站的蓄電池室，再到世界制造業(yè)大會(huì)的展臺(tái)上，這顆不燃不爆的水系鈉離子電池正在一步步走出實(shí)驗(yàn)室、走進(jìn)實(shí)際應(yīng)用。對(duì)國(guó)網(wǎng)淮南供電公司和他們的聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，技術(shù)突破只是起點(diǎn)，讓更多變電站、更多村莊、更多企業(yè)用上這顆“安全電池”，才是真正的目標(biāo)。
張坤最后向記者透露，目前，國(guó)家新型儲(chǔ)能試點(diǎn)示范項(xiàng)目——兆瓦時(shí)級(jí)水系鈉離子電池儲(chǔ)能示范電站正在加快建設(shè)。這意味著，這項(xiàng)“淮南造”的安全儲(chǔ)能技術(shù)，正從示范驗(yàn)證加速邁向規(guī)模化應(yīng)用，未來(lái)可期！
