電池技術(shù)正在成為眾多產(chǎn)業(yè)的桎梏，各大廠商都在嘗試新的技術(shù)，最近幾年各種新材料電池層出不窮，Durathon鈉鹽電池技術(shù)則是GE的一次新的嘗試，GE希望憑借這項(xiàng)研發(fā)長(zhǎng)達(dá)十年的技術(shù)從愈演愈烈的電池大戰(zhàn)中脫穎而出。

9月17日，GE在上海舉辦了一場(chǎng)儲(chǔ)能技術(shù)論壇，與會(huì)者除了GE中國(guó)研發(fā)中心的科學(xué)家以外，還有中國(guó)電科院電工研究所、吉林省智能電網(wǎng)研究中心、清華大學(xué)、統(tǒng)達(dá)能源等國(guó)內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)以及能源企業(yè)。

作為一家商業(yè)公司，GE舉辦這次技術(shù)論壇當(dāng)然不只是為了探討學(xué)術(shù)，GE的真正目的是要借這個(gè)機(jī)會(huì)向國(guó)內(nèi)的學(xué)界和業(yè)界介紹GE一項(xiàng)全新的技術(shù)——Durathon鈉鹽電池。

就在論壇舉辦前一個(gè)多月，GE位于紐約州斯克內(nèi)克塔迪的鈉鹽電池工廠正式投產(chǎn)運(yùn)作。開(kāi)工的同時(shí)，GE還宣布對(duì)這家從2011年秋季就開(kāi)始建設(shè)的工廠追加7000萬(wàn)美元的擴(kuò)建投資。預(yù)計(jì)擴(kuò)建完成后，它的年生產(chǎn)能力將達(dá)到1吉瓦時(shí)，相當(dāng)于1000戶美國(guó)家庭一個(gè)月的用電量。

十年磨一劍

鈉鹽電池，也可以被稱(chēng)為納鎳電池，其主要原料是氯化鈉和鎳。根據(jù)GE官方的說(shuō)法，鈉鹽電池的能量密度是傳統(tǒng)鉛酸電池的兩倍，并且可以深度放電3500次以上，使用壽命是鉛酸電池的10倍，此外，在零下40攝氏度到65攝氏度的使用環(huán)境下，電池依舊能夠正常工作。

與現(xiàn)在廣泛使用的鋰電池相比，GE方面表示，無(wú)論在能量密度還是循環(huán)周期上，鈉鹽電池都比鋰電池略高，并且由于原料的更容易獲取，大規(guī)模制造后將比鋰電池更具成本優(yōu)勢(shì)，目前鋰電池的成本大約為是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)。

在環(huán)保方面，據(jù)GE中國(guó)研發(fā)中心的研究人員介紹，鈉鹽電池是一種綠色電池，在使用過(guò)程中沒(méi)有廢氣和廢液的產(chǎn)生。與鉛酸電池不同，鈉鹽電池的裝配過(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)電池工廠面臨的重金屬污染，尤其是鉛污染的問(wèn)題。此外，鈉鹽電池可以經(jīng)過(guò)類(lèi)似傳統(tǒng)金屬熔煉的過(guò)程最后實(shí)現(xiàn)完全回收。

而與業(yè)內(nèi)近幾年崛起的另一款明星產(chǎn)品——納硫電池相比，鈉鹽電池的安全性也更勝一籌，因?yàn)榧{硫電池在生產(chǎn)過(guò)程中，需要在負(fù)極填充鈉金屬，在高溫環(huán)境下容易自燃。由于原料和生產(chǎn)工藝不同，GE的鈉鹽電池在生產(chǎn)過(guò)程中并不存這一問(wèn)題。

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

彼時(shí)，鋰電池正在普及，但是對(duì)于大型的工業(yè)交通工具來(lái)說(shuō)，它們所面臨的是各種惡劣的自然環(huán)境。極端的溫度、大量的灰塵，這些都不是鋰電池可以應(yīng)付的，因此急需一種性能更加強(qiáng)大的新產(chǎn)品出現(xiàn)。

在長(zhǎng)達(dá)五六年的時(shí)間里，GE的科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中嘗試了一系列不同的化學(xué)物質(zhì)組合，最終，鈉鹽電池憑借在性能、安全性等多個(gè)方面的優(yōu)異表現(xiàn)脫穎而出。

2007年，GE收購(gòu)了英國(guó)的Beta R&D公司，這家公司的發(fā)起人之一JL Sudworth從20世紀(jì)60年代起開(kāi)始從事鈉硫電池的研究，是鈉硫電池技術(shù)的重要奠基人之一。基于在鈉電池領(lǐng)域的積累和強(qiáng)大的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，Beta R&D于20世紀(jì)80年代開(kāi)始設(shè)計(jì)研究鈉鹽電池, 在90年代還曾嘗試將其用在某知名汽車(chē)廠商的電動(dòng)車(chē)上，只是后來(lái)因?yàn)榧夹g(shù)成熟度等原因并未真正商用。收購(gòu)Beta R&D強(qiáng)化了GE的技術(shù)研發(fā)能力，也縮短了鈉鹽電池走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間。

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)，鈉鹽電池的獲獎(jiǎng)是一個(gè)風(fēng)向標(biāo)，一方面顯示這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)處于相對(duì)成熟的階段，另一方面，也預(yù)示著GE有心將其打造為公司的下一個(gè)明星產(chǎn)品。

GE的算盤(pán)

GE的初衷是將鈉鹽電池用到交通部門(mén)的產(chǎn)品上，然而它的第一家客戶卻并非汽車(chē)廠商，而是來(lái)自南非約翰內(nèi)斯堡的Megatron Federal公司。

Megatron Federal的主要產(chǎn)品和服務(wù)涵蓋發(fā)電、輸配電和電信領(lǐng)域。這家公司已經(jīng)與GE達(dá)成協(xié)議，訂購(gòu)了超過(guò)6000塊Durathon電池，這批電池將會(huì)用在Magatron Federal位于尼日利亞的電信基礎(chǔ)設(shè)備上，作為基站的備用電源。Durathon能夠收集柴油發(fā)電機(jī)多余的能量，并且在發(fā)電機(jī)關(guān)閉時(shí)為基站（cell tower）供電，預(yù)計(jì)能夠減少40%的能源消耗。

事實(shí)上，GE已經(jīng)選擇電信企業(yè)作為Durathon的切入點(diǎn)，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，鈉鹽電池能夠大顯身手。

之所以與最初規(guī)劃的應(yīng)用場(chǎng)景不同，首先是因?yàn)镚E在鈉鹽電池技術(shù)的研發(fā)過(guò)程中逐漸意識(shí)到，在未來(lái)全球的能源生態(tài)系統(tǒng)中，電池以及相關(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)。如果僅僅將這項(xiàng)技術(shù)用在混合動(dòng)力的交通工具上，那實(shí)在是大材小用。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Durathon的應(yīng)用領(lǐng)域。

暫緩進(jìn)入電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域，也是GE一種不得已而為之的決定，眾所周知，目前全球的電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)發(fā)展還處在非常初級(jí)的階段，各種技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈，貿(mào)然進(jìn)入并非一個(gè)非常明智的選擇。有業(yè)內(nèi)人士對(duì)記者表示，目前，鈉鹽電池用在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域并無(wú)明顯的優(yōu)勢(shì)，“更適合用在大規(guī)模靜置式儲(chǔ)能方面”，但Durathon的成熟度和NGK的納硫電池相比還存在差距。而在給記者的回復(fù)中，GE方面也坦承，鋰電池目前更適合電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)。而且與電動(dòng)車(chē)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。

在電信領(lǐng)域之外，鈉鹽電池另外一塊戰(zhàn)場(chǎng)則是GE有著深厚積累的電力領(lǐng)域。這是一塊含金量很大的市場(chǎng)。

目前讓許多大型電力公司頭疼的問(wèn)題是電力負(fù)荷峰谷差很大，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，但這種方式有著諸多的限制，比如地形，與之相比，儲(chǔ)能電池因?yàn)椴渴鸷?jiǎn)單靈活，因而有著天然的優(yōu)勢(shì)。GE方面透露，今年第4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)就將建立。

不過(guò)在電力領(lǐng)域，GE也要面臨競(jìng)爭(zhēng)者的挑戰(zhàn)，作為一項(xiàng)新的技術(shù)，除了技術(shù)本身的成熟度之外，市場(chǎng)更加關(guān)注的還有成本問(wèn)題，GE儲(chǔ)能部門(mén)總經(jīng)理Glen Merfeld介紹，到2015年鈉鹽電池的價(jià)格將會(huì)降到每千瓦時(shí)500美元，而對(duì)手之一的阿奎恩能源則預(yù)計(jì)自己的儲(chǔ)能電池價(jià)格能夠達(dá)到每千瓦時(shí)300美元。

GE對(duì)于Durathon給予著厚望，公司CEO伊梅爾特就曾對(duì)外表示：“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)。”因此，在研發(fā)鈉鹽技術(shù)的同時(shí)，GE也設(shè)計(jì)了配套的高效制造流程和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略。

伊梅爾特希望到2015年，Durathon每年能夠?yàn)镚E帶來(lái)5億美元的收入，而到2020年能夠進(jìn)一步達(dá)到10億美元。

鈉鹽電池能否像伊梅爾特期望的一樣成為行業(yè)內(nèi)真正的黑馬，并最終從日益激烈的電池大戰(zhàn)中脫穎而出，Durathon還需要在未來(lái)的實(shí)際應(yīng)用中證明自己。