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锂电池适合储能吗

　　九月二十日，TSLA公司的一块电池在一个为加州供电的储能设施中起火，批评者很快便开始对TSLA发起猛攻。曾精准预测2000年代中期次贷危机的《大空头》(TheBigShort)作者迈克尔伯利(MichaelBurry)就抨击了这家电动汽车制造商。

　　然而，指责埃隆马斯克的公司生产的电池不好，却忽略了问题的关键。我们要思考的是，通常用于消费电子产品和电动汽车的锂电池是否适合这种能源储存。锂电池在个别领域表现良好，并不意味着它们适合于大型装置。

　　这些大型电池用于储存可再生能源等，在用电需求达到峰值时使用，重要的是，用于维持电网稳定。随着电力危机的迫近，这些电池的使用将更频繁。例如，在加州，它们现在对电网峰值容量的贡献是五年前的60倍，这比核电和风电还要多。在美国，去年的安装量新增了三倍，而它们在全球的使用量也在新增。

　　这不是第一次发生该类事件。在世界各地，由于过热和制造缺陷等问题，电网规模的电池火此起彼伏。

　　在韩国已经发生了几起这样的火灾，加州里奥戴尔(RioDell)的一个房车公园发生过一起，在我国和澳大利亚农村等地也发生过类似的火灾。这些起火事件的共同点是，大多是由于锂电池起火，而它们现在是储能系统中最常见的电池类型。

　　大规模使用伴随着巨大的风险，尽管它们因为能量密度更高，充电和放电效率也更高，成为大多数现代动力系统的选择。然而，锂电池有一种挥发性、易燃的电解质。因此，虽然有保障措施来防止火灾，但所有可燃成分仍然存在。火焰可以通过连锁反应加速，即所谓的热失控。

　　大电池是由多个电池组排列在一起组成的。电流在内部不断流动，从而出现热量。假如组件之间没有障碍，单个部分的故障会迅速串联起来。虽然冷却系统已经到位，但它占用了实际电池组的能量，减少了它的输出。此外，当充电时，表面会析出金属锂形成枝晶，并导致短路。

　　除此之外，还有其他起火可能。例如，在审查2019年和2012年的电池故障时，亚利桑那州委员会指出，有报告称火灾的火焰高度从10英尺至15英尺上升为50英尺至75英尺，似乎来自锂电池柜的易燃液体。在一次起火事件之后，人们几乎用了近三个月的时间来排放滞留的能源。

　　这不仅仅是呼吁人们对火灾的警觉性，这种技术广泛使用的危险性是客观存在的。我国是世界上最大的电池生产国，去年在发生了类似事故后启动了一项计划，停止使用某些类型的锂离子存储系统。2022年，我国国家能源局公布了一份有关发电安全的文件，呼吁禁止使用某些配方的中大型动力锂电池组。

　　目前有可行的锂电池替代品。然而，政策制定者和公司似乎已经过早地认定锂离子是唯一的选择。他们应该分析数据和风险，因为电池的容量在不断新增，安全标准和测试方法正在改变。没人愿意第一个尝试其他类型的电网规模电池，这些电池成本高，目前还没有被广泛使用。

　　当然，有些选择或者效率不高，或者要额外的支持系统，使其价格更高一些。然而，我们可以把安全放在第一位，特别是随着使用量的上升，其他方面的差距会缩小。

　　这并不意味着技术的倒退。电池的化学成分在不断改进，制造商正在努力提高其他电池配方的能量密度。例如，钒氧化还原电池具有较低的平准化成本，可扩展，不会降解，也没有起火风险。这些电池使用来自石油废料的回收金属，可以在不磨损的情况下进行充电和放电。

　　又比如麻省理工学院的唐纳德萨多伊(DonaldSadoway)发明的液态金属电池，由熔融材料制成。这项由比尔盖茨(BillGates)支持的技术在高温下运行，不使用可燃材料，所以没有火灾风险。其他几项技术，如使用有机化合物制造的技术也在研究之列。这些电池的电芯级成本远远低于锂离子。

　　这些电池是能源转型的一个关键部分。但是，这种颠覆性的技术可能很难消化，而且投资者往往过于关注密度、生命周期或千瓦时等面子工程，追求数据好看，而忽略了严重的安全问题。

　　随着锂的价格创下新的历史纪录，未来锂金属的供应一定满足不了需求。系统要多样化，所以现在是时候寻找所有人都能接受的、没有火灾风险、成本问题或停电隐患的技术了。

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