摘要：本文介紹了儲能產業發展概況，介紹了有色金屬在儲能產業上的應用，提出甘肅省透過新能源產業大發展來帶動儲能產業大發展，同時對解決甘肅新能源消納與外送提出了措施建議。
關鍵詞：儲能 新能源 甘肅 有色金屬
一、儲能產業發展概況
儲能技術是指能量的儲存技術，目前主要是電能和熱能的儲能。全球儲能技術主要有物理儲能、化學儲能和電磁儲能等幾類。按照功能劃分功率型和能量型儲能。目前物理儲能中最成熟和最普遍的是抽水蓄能。化學儲能分兩方面，一部分是有色金屬電解沉積儲能，比如電解鋁、電解鋅、電解鉛等。在電解沉積過程中把電能轉變爲化學能儲存在析出金屬中，當用這些金屬製作成電池後再把化學能轉變爲電能釋放出來。這部分儲能容易被忽視，實際上就一次儲能量來說，電解沉積有色金屬要比其他儲能方式儲能量大得多。另一方面是以有色金屬爲主要原材料製成的電池儲能，目前廣泛應用的儲能電池有鋰離子電池、鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池、鎳氫電池等，這部分儲能爲二次儲能。世界各國都很重視大容量儲能電池技術的研發與運用。目前全球儲能電池裝機規模已達840MW，其中美國360MW，日本裝機規模約爲310MW，分別列第一和第二位。中國81MW，列第三位。
傑里米.裏夫金(Jeremy Rifkin)發現第三次工業革命的支柱包括以下五個：可再生能源、分佈式發電、儲能技術、電動車和能源互聯網。其中儲能是第三次工業革命的支柱之一。儲能技術能夠解決新能源發電的隨機性、波動性問題，其功能主要是平抑、穩定風能、太陽能等間歇式可再生能源發電的輸出功率，提高電網接納間歇式可再生能源能力，使大規模風電及太陽能發電方便、可靠地併入常規電網。因此儲能對提高新能源利用率和穩定電網執行起重要作用。國家能源委員會專家諮詢委員會主任、原國家能源局局長張國寶認爲：在解決可再生能源併網難的問題中，儲能產業在市場中獲得了發展的重要契機。
同時隨着儲能電池技術的發展，使得汽車等交通工具有可能逐步脫離石油、天然氣等傳統能源。因此，在新能源產業大發展的背景下，儲能電池產業具有巨大的發展潛力。
伴隨着甘肅新能源的快速發展，外送和消納問題日趨突出，外送電網建設速度遠遠跟不上新能源發展速度。是否爲了解決新能源電力遠距離外送問題必須大規模新建電網通道?能否透過先消納後外送的方式?比如透過電解沉積有色金屬，然後外送有色金屬。將有色金屬作爲電能轉移的載體。現將有色金屬在儲能電池產業上的應用情況、甘肅省發展儲能電池產業和解決新能源消納和外送等有關問題進行討論。
二、有色金屬在儲能電池產業上的應用情況
儲能電池原材料主要是各種有色金屬，目前廣泛使用的儲能電池有鋰離子電池、鉛酸電池、釩液流電池、鎳氫電池、鋅空氣電池、鋁空氣電池等，均是以有色金屬命名。有色金屬本身就是一種電能的載體，有色金屬的電積析出過程就是一個充電過程。儲能電池產業是有色金屬的主要消費領域之一。甘肅省是我國著名的有色金屬資源大省，2014年甘肅省有色行業生產十種有色金屬360.53萬噸(其中銅90萬噸、鋁225萬噸、鉛1.99萬噸、鋅27.35萬噸、鎳16.13萬噸)，約佔全國有色金屬總產量的10%。與雲南、湖南、江西等有色金屬資源豐富的省份相比，甘肅的儲能電池原材料豐富而集中，並且具有從採礦―選礦―冶煉―加工―廢舊有色金屬回收較爲完整的產業鏈。下面就甘肅省有色金屬在儲能電池產業上的應用介紹如下：
(1)鉛的應用情況
鉛酸蓄電池是目前世界上廣泛使用的一種電池，具有電壓平穩、安全可靠、價格低廉、適用範圍廣、原材料豐富和回收再生利用率高(再生利用率達98%以上)等優點，是世界上各類電池中產量最大、用途最廣的一種電池，它所消耗的鉛佔全球總耗鉛量的80%以上。我國的汽車工業和電動車產業發展很快，對起動電池和動力電池需求很大，因此帶動國內鉛蓄電池業迅猛發展，鉛的消費量在急劇增多。我國2014年鉛酸蓄電池耗鉛量達400多萬噸。鉛酸電池技術進步很快，最新研發的鉛炭電池克服了傳統鉛酸電池的一些缺點，在新能源儲能和動力電池領域得到積極推廣。隨着技術的不斷進步，鉛酸電池仍將是儲能和動力電池領域主要電池之一。
(2)鋅的應用
鋅在電池工業中作爲負極材料主要用來生產鋅錳電池、鋅空氣電池、鋅鎳電池、鋅銀電池、鋅溴電池等。鋅錳電池是鋅的主要用戶之一，我國是鋅錳電池生產大國，2014年產量近200億隻。鋅空氣電池是比能量很高的一種電池，目前以鋅空氣電池爲動力源的公交汽車已經投入試執行。液體循環式鋅空氣電池和鋅溴液流電池技術進步很快，有望在新能源儲能領域大顯身手;與鉛酸蓄電池相比，鋅空氣電池的比能量更高。甘肅省白銀有色金屬公司是我國主要的鉛鋅生產基地，具有回收處理鉛電池和鋅電池的優越條件。
(3)鋁的應用
鋁在電池工業中有四種應用形式：第一種是作電極合金添加劑，比如在生產鎳氫電池負極材料儲氫合金過程中要添加一定量金屬鋁;第二種是以鋁爲基體制備成合金作負極，如鋁空氣電池;第三種是把鋁製成鋁箔，作爲鋰離子電池的正極材料的附着體和集電體;第四種是用鋁製造鋰離子電池的外殼。甘肅電力資源豐富，電解鋁產業發達，境內有酒鋼東興鋁業公司、蘭州鋁廠、連城鋁廠、白銀鋁廠等大型企業。
金屬鋁是一種很好的電能載體，目前生產1噸電解鋁平均綜合電耗爲13500度左右。2014年全國電解鋁產量達2438萬噸，耗電量達3300億千瓦時，約佔全國總用電量的6%―7%。在電解析出過程中除一小部分電能變爲熱能損失掉外，大部分電能轉變爲化學能儲存在了電解鋁中。美國鋁業公司(Alcoa)和以色列Phinergy公司聯合開發的鋁空氣電池性能優良，100公斤金屬鋁板(負極)續航里程可以達到1600公里，據稱該電池的壽命可達20到30年。其能量來源就是鋁電解過程中充入電解鋁中的電能，因此金屬鋁可以充當電力轉移的載體。
(4)銅的應用
銅在電池中的應用主要把銅製成銅箔，作爲鋰離子電池的負極材料的附着體和集電體。近年來，鋰離子電池產業發展很快，對銅箔的需求在急劇增加。西北銅加工廠的銅箔分廠已具備了生產這種銅箔的基本條件。目前國內主要銅箔生產廠家的主要技術力量就是該廠輸出的。
(5)鋰的應用
鋰主要用來製造鋰電池，包括一次鋰電池和二次鋰電池。鋰一次電池有：鋰錳電池、鋰碘電池 、鋰亞硫酰氯電池等;鋰二次電池有：液態鋰離子電池和聚合物鋰離子電池。在一次鋰電池中，鋰主要以金屬鋰片作負極;在二次鋰電池中，主要以鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰以及鈷鎳錳三元材料等作爲鋰離子電池正極材料。目前以磷酸鐵鋰和鎳鈷錳酸鋰三元材料爲正極材料的鋰離子電池作爲汽車動力電池已經開始大量使用，在新能源儲能領域也在大量使用。
(6)鎳的應用
主要用作鎳電池的電極材料。另外還用來製造各種電池連接片和鍍鎳零配件等。甘肅省的鎳資源及鎳儲能電池材料對我國鎳系列電池的發展起着舉足輕重的作用。本世紀以來鎳氫電池作爲綠色環保電池，得到了迅猛發展;鎳氫電池首先在批量生產的混合動力汽車上得到大規模使用。鋅鎳電池也在快速產業化。隨着鎳氫電池和鎳鋅電池的技術進步，將在汽車動力和新能源儲能電池領域得到廣泛應用。