GE押寶“綠色”電池

　　很多人拿著廢舊電池不知如何處理？傳統(tǒng)鉛酸電池易造成鉛污染的概念深入人心，卻沒(méi)有有效的回收途徑。你也許看好電動(dòng)汽車卻擔(dān)心電池動(dòng)力？最常應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車上的鋰電池不穩(wěn)定、價(jià)格高已成為阻礙電動(dòng)汽車普及的瓶頸。

　　如今，GE經(jīng)過(guò)11年研發(fā)，投入超過(guò)4億美元的鈉鹽電池（Durathon）正在位于美國(guó)紐約州的工廠緊鑼密鼓地生產(chǎn)，這種更環(huán)保、更高效、更便宜的新型電池成為GE重點(diǎn)研發(fā)和商業(yè)推廣的明星產(chǎn)品，力圖在競(jìng)爭(zhēng)激烈的新型蓄電產(chǎn)品中占得一席之地。

　　這項(xiàng)起源于20世紀(jì)80年代石油危機(jī)的技術(shù)由GE重新啟用，通過(guò)GE全球研發(fā)中心整合美國(guó)、印度、中國(guó)研發(fā)中心的四五十位科學(xué)家參與，不斷優(yōu)化其中的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制和材料，并在2012年8月實(shí)現(xiàn)商業(yè)化突?破。

　　綠色電池創(chuàng)想

　　儲(chǔ)能技術(shù)是發(fā)展智能電網(wǎng)的重要技術(shù)支撐，在大規(guī)?？稍偕茉唇尤搿⒂脩糁悄芑突?dòng)化，以及傳統(tǒng)電網(wǎng)升級(jí)方式的變革等領(lǐng)域發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

　　GE研發(fā)的鈉鹽電池也可以稱為納鎳電池，主要原料是氯化鈉和鎳。鈉鹽電池的能量密度是傳統(tǒng)鉛酸電池的兩倍，并可以深度放電3500次以上，使用壽命是鉛酸電池的10倍，

　　與傳統(tǒng)鉛酸電池相比，鈉鹽電池在使用過(guò)程中不會(huì)有廢氣和廢液產(chǎn)生。裝配過(guò)程也不包括重金屬水溶液操作，不排放有毒廢液，因此也不會(huì)產(chǎn)生傳統(tǒng)電池工廠造成的重金屬污染，尤其是鉛污染問(wèn)題。此外，鈉鹽電池可以經(jīng)過(guò)類似傳統(tǒng)金屬熔煉的過(guò)程最后實(shí)現(xiàn)完全回收?？梢哉f(shuō)，鈉鹽電池是一種綠色電池，并已從第三方獲得GE“綠色創(chuàng)想”認(rèn)證。

　　而與廣泛使用的鋰電池相比，在能量密度和循環(huán)周期上，鈉鹽電池都比鋰電池略高，由于原料容易獲取，大規(guī)模制造后將比鋰電池更具成本優(yōu)勢(shì)。目前鋰電池成本大約為600美元／每千瓦時(shí)，而GE短期內(nèi)的目標(biāo)是將其降至500美元／每千瓦時(shí)。如考慮使用壽命，鈉鹽電池的成本甚至有望和傳統(tǒng)鉛酸電池競(jìng)爭(zhēng)，全生命周期的經(jīng)濟(jì)性更?強(qiáng)。

　　另外，如果應(yīng)用到機(jī)動(dòng)車、船舶等交通工具上，鈉鹽電池不存在鋰電池易發(fā)生起火爆炸的危險(xiǎn)，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(huì)受影響，并且因?yàn)閾碛兄悄芑碾姵毓芾硐到y(tǒng)還可以有效防止電池過(guò)?充。

　　GE從2000年后開(kāi)始投資混合動(dòng)力技術(shù)，當(dāng)時(shí)的想法是，為GE交通運(yùn)輸部門(mén)的采礦車、火車頭、船舶等產(chǎn)品提供更加強(qiáng)勁可靠的動(dòng)力支持。

　　2007年，GE收購(gòu)了英國(guó)的BetaR&D公司，這家公司的發(fā)起人之一JLSudworth從20世紀(jì)60年代起開(kāi)始從事鈉鹽電池的研究，是此項(xiàng)技術(shù)的重要奠基人之一。憑借著B(niǎo)etaR&D公司的技術(shù)積累，配合GE全球研發(fā)中心的研究，通過(guò)優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、改進(jìn)核心部件以及優(yōu)化電化學(xué)反應(yīng)機(jī)制，GE有效提高了電池的功率密度和安全性能。

　　2010年，鈉鹽電池項(xiàng)目獲得了GE當(dāng)年的年度大獎(jiǎng)Whitney技術(shù)成就獎(jiǎng)，標(biāo)志著這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)入了相對(duì)成熟的階段。不過(guò)這種新型的電池還不是十全十美，它的薄弱環(huán)節(jié)是功率密度低，所以現(xiàn)階段也不適合安裝在機(jī)動(dòng)車上，還未能實(shí)現(xiàn)GE的初衷。

　　不過(guò)GE公司并未停止研發(fā)高功率的鈉鹽電池，GE的科學(xué)家宣布攜手福特汽車公司和密歇根大學(xué)，共同開(kāi)發(fā)智能微型傳感系統(tǒng)。GE表示有了更好的傳感器和全新電池分析系統(tǒng)，相信能夠在延遲電池壽命上取得重大進(jìn)展，這也將降低電動(dòng)車的整體成本和購(gòu)買電動(dòng)車的補(bǔ)貼。

　　布局電信、電廠、電動(dòng)車

　　從研發(fā)之初，GE就在布局這項(xiàng)新技術(shù)如何進(jìn)入商業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。就如其董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官伊梅爾特所說(shuō)：“我們不僅僅發(fā)明了一種新電池，更是創(chuàng)造了一項(xiàng)新業(yè)務(wù)?！盙E團(tuán)隊(duì)開(kāi)始設(shè)計(jì)高效生產(chǎn)電池的先進(jìn)制造流程，同時(shí)開(kāi)發(fā)進(jìn)入市場(chǎng)的戰(zhàn)略，以確保順利到達(dá)客戶群。

　　2012年中，Megatron Federal公司與GE簽署了購(gòu)買6000塊電池的采購(gòu)合同，并將于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(wù)涵蓋發(fā)電、輸配電和電信領(lǐng)域。GE的先進(jìn)電池將能確保尼日利亞電信設(shè)施的持續(xù)運(yùn)營(yíng)，同時(shí)有助于柴油發(fā)電機(jī)供能電信塔的燃料消耗和排放最多降低50%。

　　該公司電信部門(mén)經(jīng)理BrandonHarcus說(shuō)：“使用Durathon電池后，我們節(jié)約的成本是巨大的，每個(gè)電話塔20年間大約節(jié)省130萬(wàn)美元?！?/P>

　　2012年第四季度，GE還為美國(guó)公用電力客戶安裝了首個(gè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。鈉鹽電池的商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)邁出實(shí)際步伐。

　　設(shè)計(jì)的初衷是為汽車提供動(dòng)力，但實(shí)際的市場(chǎng)切入點(diǎn)卻是電信企業(yè)，尤其是在那些電力基礎(chǔ)設(shè)施并不完備的新興市場(chǎng)，比如尼日利亞、肯尼亞、印度尼西亞和越南，鈉鹽電池更具有發(fā)揮的空間。

　　在未來(lái)全球的能源生態(tài)系統(tǒng)中，電池及相關(guān)的儲(chǔ)能技術(shù)將會(huì)成為至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。于是，GE在交通運(yùn)輸事業(yè)部下面成立了獨(dú)立的能源存儲(chǔ)部門(mén)，意圖拓展鈉鹽電池的應(yīng)用領(lǐng)域。而且與電動(dòng)車市場(chǎng)相比，電信為代表的固定備用電源市場(chǎng)現(xiàn)在更為成熟，市場(chǎng)容量也要更大，因此GE決定以此入?手。

　　鈉鹽電池的另外一塊戰(zhàn)場(chǎng)是GE有著深厚積累的電力領(lǐng)域，這也是一塊含金量巨大的市場(chǎng)。

　　讓許多大型電力公司頭疼的問(wèn)題是電力負(fù)荷峰谷差太大，負(fù)荷高峰時(shí)經(jīng)常需要拉閘限電，而低谷時(shí)，則需要關(guān)閉許多機(jī)組，這不僅會(huì)增加能耗，而且將影響機(jī)組的壽命。解決這一問(wèn)題的方法就是將夜間多余的電量?jī)?chǔ)存起來(lái)在白天使用。目前電力公司采用的方式主要是抽水蓄電，但這種方式有諸多限制，并不易普及。儲(chǔ)能電池因?yàn)椴渴鸷?jiǎn)單靈活，因而有更好的前景。GE透露，2012年第四季度在公用事業(yè)領(lǐng)域的第一個(gè)微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)已建立。

　　如今，GE還未進(jìn)入電動(dòng)車領(lǐng)域。因?yàn)槟壳叭虻碾妱?dòng)車市場(chǎng)發(fā)展還處在非常初級(jí)階段，各種技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈，鈉鹽電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)，成熟度和NGK的納硫電池相比還存在差距。

　　當(dāng)然，GE并沒(méi)有忘記混合動(dòng)力機(jī)車市場(chǎng)，等到時(shí)機(jī)成熟，也許是第二代、第三代鈉鹽電池，就可以為新一代高能效汽車、火車機(jī)車和礦用車輛、船舶等領(lǐng)域的混合動(dòng)力交通提供儲(chǔ)能。隨著新業(yè)務(wù)的增加，鈉鹽電池在替代傳統(tǒng)電池的同時(shí)，也能減少后者對(duì)于環(huán)境的危害。