高新能源大功率鈉硫電池建設工程可行性研究報告

1、目錄第1章 總論31.1 項目概況31.2 項目編制原則41.3 研究依據(jù)41.4 研究范圍5第2章 項目建設背景及必要性72.1 項目建設的背景72.1.1 我國能源現(xiàn)狀72.1.2 我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀112.1.3 鈉硫電池的發(fā)展歷史132.2 項目建設的必要性152.2.1 發(fā)展鈉硫電池的必要性152.2.2 發(fā)展鈉硫電池產(chǎn)業(yè)的意義19第3章 市場分析及預測21第4章 場址選擇及建設條件274.1 場址選擇274.1.1 地理位置274.1.2 地形地貌27第5章 生產(chǎn)技術方案285.1 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案285.2 生產(chǎn)技術方案295.2.1 產(chǎn)品標準295.2.2 技術原理295.2

2、.3 主要性能指標325.2.4 生產(chǎn)原料335.3 設備方案33第6章 項目建設方案346.1 項目建設原則346.2 總平面布置和運輸346.3 主要建筑布置方案346.4 建設內(nèi)容及規(guī)模356.4.1 建筑工程356.4.2 電力供應366.4.3 給排水376.4.4 取暖37第7章 環(huán)境保護、勞動安全及消防387.1 建設地區(qū)的環(huán)境現(xiàn)狀387.1.1 地表水質(zhì)量現(xiàn)狀387.1.2 環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀387.1.3 聲環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀387.2 環(huán)境影響分析387.2.1 施工期環(huán)境影響分析387.2.2 運營期環(huán)境影響分析397.3 生態(tài)影響分析407.4 環(huán)境保護措施407.4.1 項目

3、執(zhí)行標準407.4.2 項目在施工建設期的污染防治措施407.4.3 運營期污染防治措施427.5 地質(zhì)災害影響分析427.6 水土保持措施427.7 勞動保護與安全衛(wèi)生447.7.1 勞動安全447.7.2 勞動利益保護457.7.3 勞動衛(wèi)生457.7.4 勞動安全衛(wèi)生機構和人員457.8 消防措施和設施方案建議457.8.1 消防遵循的原則457.8.2 消防依據(jù)457.8.3 消防設施和管理467.8.4 消防給水467.8.5 消防管理477.8.6 其他措施47第8章 項目總投資估算488.1 項目總投資488.2 資金籌措488.3 財務分析48第9章 結論與建議509.1 結論

4、509.2 建議50 第1章 總論1.1 項目概況（1）項目名稱：高新能源大功率鈉硫電池建設工程（2）項目建設單位：*項目管理有限公司（3）法人代表：*（4）建設地址：*市湯池鎮(zhèn)萌芽村（5）項目占地:3000畝（6）總建筑面積：17萬平方米（7）投資估算：50億元（8）項目生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)總容量約100萬千瓦的鈉硫電池（9）項目實施計劃：本項目擬分為兩個階段進行建設。其中：第一階段為2009年2010年，規(guī)劃用地約1000畝，建筑面積5萬平方米，建成后年生產(chǎn)鈉硫電池能力為10萬千瓦；第二階段為2011年2013年，規(guī)劃用地約2000畝，建筑面積12萬平方米，建成后項目生產(chǎn)鈉硫電池總能力達100萬

5、千瓦/年。（10）主要經(jīng)濟技術指標：序號項目單位技術指標備注1項目總占地畝30001.1第一階段建設用地畝10001.2第二階段建設用地畝20002建筑面積平方米2.1第一階段建筑面積平方米500002.2第二階段建筑面積平方米3建設投資億元503.1第一階段建設投資億元53.2第二階段建設投資億元454生產(chǎn)能力萬千瓦1001.2 項目編制原則（1）貫徹執(zhí)行建設節(jié)約型社會的方針，工程建設中以節(jié)約投資，使資金使用實現(xiàn)效益最大化為原則，提高項目資金利用率；（2）根據(jù)項目市場的發(fā)展情況及*市的實際情況，擬定建設規(guī)模、建設方案、工藝技術降低項目投資風險；（3）以合理、有效利用資源為原則，利用項目區(qū)自然

6、資源，合理安排發(fā)展用地，符合可持續(xù)發(fā)展的需要；（4）根據(jù)場地地形、總圖布置，做到科學規(guī)劃，合理布局；（5）整體設計體現(xiàn)安全、舒適、實用、經(jīng)濟、合理；（6）嚴格執(zhí)行國家和地方的有關環(huán)境保護、安全、衛(wèi)生、消防等有關法規(guī)、標準和規(guī)定，做到文明建設、安全運營。1.3 研究依據(jù)（1）國家和擬建地區(qū)的工業(yè)建設政策、法令和法規(guī)；（2）中華人民共和國節(jié)約能源法；（3）國務院關于加強節(jié)能工作的決定（國發(fā)200628號）；（4）當前國家鼓勵發(fā)展的環(huán)保產(chǎn)業(yè)設備（產(chǎn)品）目錄；（5）中華人民共和國土地管理法；（6）中華人民共和國城市規(guī)劃法；（7）中華人民共和國環(huán)境保護法；（8）關于積極發(fā)展環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)的若干規(guī)定（9）國

7、務院關于投資體制改革的規(guī)定；（10）產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整指導目錄(2005年本)；（11）投資項目可行性研究方法與案例應用手冊；（12）建設項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)(第三版)；（13）*節(jié)能專項資金管理暫行辦法（2008）；（14）*節(jié)約能源條例；（15）*建設工程概算定額；（16）*產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導目錄（2006年本）；（17）*市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要；（18）國家有關技術規(guī)范、規(guī)程和規(guī)定等；（19）根據(jù)項目需要進行調(diào)查和收集的設計基礎資料。1.4 研究范圍（1）項目投資環(huán)境調(diào)研；（2）項目的建設背景、必要性；（3）市場的調(diào)查及發(fā)展前景；（4）項目建設投資、成本及費用的測算；（5）項目產(chǎn)

8、品節(jié)能措施和環(huán)保；（6）項目經(jīng)濟、社會效益分析等。第2章 項目建設背景及必要性2.1 項目建設的背景2.1.1 我國能源現(xiàn)狀現(xiàn)代化國家的經(jīng)濟發(fā)展和能源有著密切的關系，在正常的情況下，經(jīng)濟發(fā)展與能源之間存在著正相關，也就是說，能源消費量越大，國民生產(chǎn)總值也越高。反之，能源不足就會影響國民經(jīng)濟的發(fā)展，甚至會造成巨大的損失。據(jù)分析，由于能源不足所引起的國民經(jīng)濟損失，約為能源本身價值的20到60倍。由此可見，不論哪個國家哪一個時期，若要加快發(fā)展國民經(jīng)濟，就必須保證能源消費量的相應增長。目前，我國正處于改革開放的前期階段，要盡快發(fā)展社會主義經(jīng)濟建設，除了其他的必要條件外，還必須重視能源這一重要的物質(zhì)基礎

9、。因此，能源是我國更好地進行社會主義現(xiàn)代化建設、發(fā)展市場經(jīng)濟的關鍵問題。我國目前能源現(xiàn)狀大致如下：（1）能源豐富而人均消費量少我國是一個能源豐富的國家，從幾種廣泛利用的常規(guī)能源來看，儲量都比較大，如下表所示。能源探 明 儲 量產(chǎn) 量數(shù) 量在世界中的地位1985年1989年煤1.5萬億噸第3位8.72億噸10.55億噸石 油70億噸第6位1.25億噸1.37億噸天然氣33.3萬億立方米第16位128.6億立方米152.8億立方米水 電6.8億千瓦第1位924.5億千瓦時1184.2億千瓦時我國能源雖然豐富，但分布很不均勻，煤炭資源60%以上在華北，水力資源70%以上在西南，而工業(yè)和人口集中的南方

10、八省一市能源缺乏。雖然在生產(chǎn)方面，能源開發(fā)的增長速度也是比較快，但由于我國人口眾多，且人口增長快，造成我國人均能源消費量水平低下，僅為每人每年0.9噸標準煤。（2）能源構成以煤為主從目前狀況看，煤炭仍然在我國一次能源構成中占70%以上，成為我國主要的能源。我國工業(yè)燃料動力的80%依靠煤炭。而全國總體每年用于直接燃燒的煤炭占總煤耗的84%,其中農(nóng)村生產(chǎn)和生活耗煤1.2億噸；城市居民燃煤1.5億噸，占全年煤產(chǎn)量的25%。同時還要指出，煤炭在我國城市的能源構成中所占的比例也是相當大的。煤炭在各城市能源構成中所占比例城市濟南呼和浩特太原唐山南寧貴陽鄭州烏魯木齊合肥%99.498.997.996.795

11、.891.591.190.489.1城市昆明青島長沙杭州蘭州秦皇島長春包頭石家莊%88.187.887.784.184.081.877.475.270.1城市重慶北京廣州南京吉林哈爾濱沈陽成都%66.864.764.362.360.559.555.240（3）能源發(fā)展需要解決的主要矛盾我國資源約束嚴重，能源建設任務艱巨，安全隱患不斷增大，矛盾更加突出，能源效率低，制約可持續(xù)發(fā)展。我們煤炭是所謂最多的資源，根據(jù)測算，從現(xiàn)在到2020年，經(jīng)查煤炭總量1700億噸。石油去年進口9112萬噸，今年突破1億噸。預計到2020年我國要進口5億噸。按照美國消費發(fā)展水平，到2020年，我們要消耗45億噸，相當

12、于世界的總產(chǎn)量。所以資源不夠，天然氣也是這樣。但安全問題，包括煤礦安全、經(jīng)濟安全等等各方面以及環(huán)保矛盾非常突出。整個酸雨面積不斷擴大，二氧化碳排放問題，二氧化硫排放問題，氮氧化物排放問題等等一系列問題都制約著我們能源的發(fā)展。三、能源相關政策走向這是今年6月30號國務院批準的我國能源20年戰(zhàn)略規(guī)劃的基本方向。我國結構發(fā)展的基本能源方針是節(jié)能優(yōu)先，節(jié)能放在第一位，效率為本，煤為基礎，多元發(fā)展，立足國內(nèi)，開拓國外，統(tǒng)籌城鄉(xiāng)，合理布局，依靠科技，創(chuàng)新體制，保護環(huán)境，保障安全，為全面建設小康社會提供穩(wěn)定、經(jīng)濟和清潔的能源保障，以能源的可持續(xù)發(fā)展和有效利用支持我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。這就是今后我們20年

13、能源發(fā)展總的方針。所以，我們這次編制能源規(guī)劃的立足點是建立在科學發(fā)展觀的基礎上，是建立在全民節(jié)能，建立節(jié)能型節(jié)約型社會的基礎上。如果不能實現(xiàn)科學發(fā)展觀，不能全面節(jié)能，全社會節(jié)能，我們這樣一個能源的規(guī)劃是起不了作用的。所以，節(jié)能優(yōu)先放在第一位，效率為本。要提高能源效率，沒有這兩條，能源規(guī)劃無從談起。節(jié)約優(yōu)先、效率為本，是從我國能源實際狀況出發(fā)的必然選擇。要號召全民節(jié)能，每人節(jié)約一度電，每公斤煤。我們不能像美國那樣消耗。我們能不能像美國那樣，夏天進屋可以穿毛衣?如果這樣的話，整個經(jīng)濟社會無從發(fā)展。所以一定要堅持走新型工業(yè)化道路，這是我們的客觀要求。煤為基礎，多元發(fā)展，是我國未來能源結構政策的基本方

14、略。我們是能源生產(chǎn)大國，又是一個能源消費大國，要保證我國能源安全必須長期堅持立足國內(nèi)基本方針，以煤為基礎。我們只能這樣發(fā)展，如果我們不走這條路，我們整個經(jīng)濟就沒有基礎。立足國內(nèi)、開拓國外，是我國能源開發(fā)戰(zhàn)略的重大轉(zhuǎn)變。因為我們各種能源資源都不足，我就不說了。統(tǒng)籌城鄉(xiāng)合理布局，是能源發(fā)展的重大區(qū)域政策。這兩天我們正在研究十一五規(guī)劃。這次十一五規(guī)劃有個重大的變化，要把編制若干區(qū)域發(fā)展規(guī)劃和專項規(guī)劃結合起來，要突破一些行政區(qū)域，按經(jīng)濟發(fā)展客觀規(guī)律編制區(qū)域發(fā)展規(guī)劃。技術進步，體制創(chuàng)新，是解決能源深層次矛盾的根本措施。前面我已經(jīng)講了，現(xiàn)在技術進步問題，體制還有約束。保護環(huán)境、保障安全，是未來經(jīng)濟社會發(fā)展

15、對能源兩大基本要求。最近我在我們局里開會講，能源問題不僅僅是一個能源問題，是一個生態(tài)保護的問題，是一個社會發(fā)展的問題，是人與自然和諧發(fā)展、推動人類經(jīng)濟社會全面進步的問題。今天是能源專場，我也大聲疾呼，我們每位搞能源同志都要重視環(huán)境保護。搞能源我們推動社會進步，同時也給社會帶來污染。所以我們一定要學習環(huán)境科學，學習環(huán)保法，學習環(huán)境評價法。當我們上每個項目的時候，都要做好環(huán)境保護水土保持、國土整治做整體規(guī)劃，否則我們能源發(fā)展沒有出路。所以，一定要保護環(huán)境，保障安全就不用說了。能源是我們工業(yè)的糧食，我們沒有這個糧食工業(yè)無法發(fā)展，國家安全就不能穩(wěn)定，這是我們能源工業(yè)每個能源工作者肩負兩大基本任務。四、

16、能源發(fā)展戰(zhàn)略目標這我就不多講了?？傮w目標有這幾個方面，總量基本滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展需要。結構調(diào)整取得明顯進展，效率接近上世紀末國際先進水平。形成具有獨特國際競爭力的能源設計、制造建設和運營管理體系、供應服務體系；完善與社會主義市場經(jīng)濟體制相適應的能源工業(yè)宏觀調(diào)控體系、法規(guī)體系、安全預警應急體系和企業(yè)體制，實現(xiàn)能源經(jīng)濟社會和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。這是我們今后20年能源工業(yè)發(fā)展的總體目標，內(nèi)容很多就不講了。這是能源發(fā)展的主要目標，能源生產(chǎn)總量目標，能源消費與結構目標，結構情況，能源效率與環(huán)保目標，這里面很重要。因為前幾天給中央?yún)R報的時候，就講環(huán)保目標和能源效率能不能達到從2.68噸標煤降到1.5噸標煤

17、。如果降不下來，整個能源規(guī)劃沒有基礎。整個能源規(guī)劃是建立在科學發(fā)展觀基礎上，建立在全民節(jié)能、加強環(huán)保的基礎上制定的。如果我們不能夠全民節(jié)能，走一條新型工業(yè)化道路，我們就不能完成我們的工業(yè)規(guī)劃，整個小康建設就失去了基礎。我們一定要走一個科技含量高，效率好，資源消耗少，環(huán)保污染低，充分使人的才能發(fā)揮的新型工業(yè)化道路，這是我們能源發(fā)展的必然道路。整個觀念、生活方式要理性消費、合理消費、科學消費，所以我們必須要走新型工業(yè)化道路。為了確保全面建設小康社會和新型工業(yè)化目標實現(xiàn)，必須全方位提高對節(jié)能工作重要性認識。節(jié)能不是緩解能源緊缺的權宜之計，而是我國經(jīng)濟社會全面發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的基本方略，應貫

18、徹到經(jīng)濟社會發(fā)展的各個領域。2.1.2 我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀環(huán)保產(chǎn)業(yè)是為環(huán)境污染控制和減排、污染治理及廢物等方面提供設備、技術、信息服務的產(chǎn)業(yè)，主要包括環(huán)保技術開發(fā)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品銷售、工程設計施工、咨詢服務、設施運營、三廢綜合利用等七大領域。我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)經(jīng)過近30年的發(fā)展，現(xiàn)已進入快步發(fā)展、穩(wěn)步增長階段，目前已形成了一個良好的市場體系。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)從規(guī)模上看，大型企業(yè)在減少，這表明市場集中程度在增加。原先兼營環(huán)保產(chǎn)品的大型企業(yè)因為重組、破產(chǎn)或調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構而集中，目前存在的大型企業(yè)基本成為各個專業(yè)領域的“諸侯”，構成了中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)的主力軍。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)從產(chǎn)品結構上看包括三個方面：一是環(huán)保設備(產(chǎn)

19、品)生產(chǎn)與經(jīng)營，主要指大氣污染治理設備、水污染治理設備、固體廢棄物處理設備、噪音控制設備、環(huán)保監(jiān)測分析儀器、放射性與電磁波污染防護設備等；二是資源的綜合利用；三是環(huán)境服務。據(jù)統(tǒng)計，僅大氣污染治理設備、水污染治理設備與固體廢棄物處理設備就占環(huán)保市場70%。我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)國內(nèi)市場將呈現(xiàn)兩大特點：環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術設備發(fā)展的重點是大氣污染和水污染防治技術及設備；固體廢棄物處理技術和裝備有較大的增長勢頭。有關資料表明，我國環(huán)保技術、設備市場需求按照目前水平，至少在未來15年內(nèi)將保持15%20%以上的增長速度，主要集中在以下幾個方面：一是除塵技術和裝備制造，除塵技術和設備向即除塵又脫硫的方向發(fā)展；二是污水、廢水

20、處理技術與裝備制造；三是電廠脫硫技術及其成套裝備制造。在未來十年間，每年只要有5%的燃煤電廠進行脫硫治理工程，就能形成100億元以上的產(chǎn)業(yè)市場需求。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)從增長速度看，20世紀80年代到90年代是中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)市場發(fā)展的黃金時期，從1988年到1997年近十年間，產(chǎn)值增長了1276.5%，利潤增長了600%，環(huán)保投資增長257%，表明我國環(huán)保產(chǎn)品增勢迅猛，正處于快速增長、平穩(wěn)發(fā)展的狀況。據(jù)統(tǒng)計2000年人均利潤環(huán)保產(chǎn)業(yè)平均為近3500元/人年，而機電工業(yè)平均為1662元/人年，人均利潤是機電行業(yè)的1.9倍。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)從投資現(xiàn)狀看，主要來源于企業(yè)自籌。與發(fā)達國家相比，真正制約中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)

21、展的因素是投資不足。但近幾年中國已認識到問題所在，出臺并實施了相關政策，并加大了投資力度，而且有發(fā)展眼光的投資公司已經(jīng)設立了中國環(huán)保創(chuàng)業(yè)投資基金，其中由中國節(jié)能投資公司、遼寧能源總公司、海通證券有限公司、中信興業(yè)信托投資公司等幾家發(fā)起并設立了環(huán)保創(chuàng)業(yè)基金。目前滬深交易所已形成凱迪電力、環(huán)保股份、渝開發(fā)、清華紫光、龍凈環(huán)保、菲達環(huán)保、洪城股份等近三十家以環(huán)保為主業(yè)的環(huán)保板塊，這表明我國環(huán)保投資與環(huán)保資本市場已初步形成。2.1.3 鈉硫電池的發(fā)展歷史英國人戴維在17781809年間發(fā)現(xiàn)鈉。七十七年后的一九零六年生物學家克雷麥在一次試驗中，無意間將硫酸倒入鈉與氯的溶液中，產(chǎn)生了電位差。從此，人類對該

22、元素的研究和開發(fā)一直未停，鈉硫電池正是受此啟發(fā)而被重視。隨著能源危機的到來，生態(tài)危機的加劇，世界各國的科學工作者們都在積極尋找一種新的可再生能源來改變這種危機的局面，鈉硫電池無疑是最好的選擇，但如何能讓這一新能源服務于人類，各國科學工作都為此煞費苦心。鈉硫電池最早發(fā)明于上世紀60年代中期，早期的研究主要針對電動汽車的應用目標。1966年美國福特汽車公司率先提出了硫化鈉(NaS)電池原理，并且對其在電動汽車上的應用展開了積極的研究。隨后日本的YUASA、英國的BBC以及鐵路實驗室、德國ABB、美國的Mink公司等先后組裝了鈉硫電池電動汽車，并進行了長期的路試。但長期的研究發(fā)現(xiàn)，鈉硫電池作為儲能電

23、池更具有優(yōu)勢，而用作電動汽車或者其它移動器具的電源時，不能顯示其優(yōu)越性，且早期的研究并沒有完全解決鈉硫電池的安全可靠性問題，因此鈉硫電池在車用能源方面的應用最終被人們放棄。但另一方面，鈉硫電池的比功率和比能量、低的原材料成本和制造成本、溫度穩(wěn)定性以及無自放電等方面的突出優(yōu)勢，使得鈉硫電池成為目前最具市場活力和應用前景的儲能電池。日本NGK公司是國際上鈉硫儲能電池研制、發(fā)展和應用的標志性機構。上世紀80年代中期，NGK公司開始與日本東京電力公司合作開發(fā)儲能鈉硫電池，1992年第一個鈉硫電池儲能系統(tǒng)開始在日本示范運行，至2002年有超過50座鈉硫電池儲能站在日本示范運行中。2002年NGK公司開始

24、了鈉硫電池的商業(yè)化生產(chǎn)和供應。2002年9月，在美國AEP的主持下，有NGK提供的鈉硫電池儲能站在美國示范運行。2003年4月開始，NGK開始了儲能電池的大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)量高達30MW，2004年即達到65MW。2004年7月世界上最大的NASCAR儲能站（9.6MW/57.6MWh）在日本正式投入運行，設計中最大鈉硫電池儲能站的功率達到20MW，是目前全球最大的化學電源儲能站。一家新的生產(chǎn)鈉硫電池的公司一經(jīng)建成，年生產(chǎn)能力可達到65MW。NGK公司近期的發(fā)展計劃是年產(chǎn)160MW。目前，NGK已有100余座鈉硫電池儲能站在全球運行中。由于硫化鈉電池是一種特性優(yōu)良的二次電池，具有能量密度高、

25、無自放電現(xiàn)象、運行壽命長、便于現(xiàn)場安裝與維護以及與外界環(huán)境友好等諸多優(yōu)點，近年來硫化鈉電池在日本、北美、歐洲的電力系統(tǒng)中得到迅速發(fā)展，已被用于負荷平定（Load Leveling, LL）或負荷削峰（Peak Shaving, PS）、不間斷電源（Uninterrupted Power Supply，UPS）或應急電源（Emergency Power Supply, EPS）、電能質(zhì)量（Power Quality，PQ）維護以及風能發(fā)電等多種場合，并且在輸配電系統(tǒng)的有、無功支持及多功能電能儲存系統(tǒng)中有廣泛應用前景。我國從2006年邀請日本專家學習鈉硫電池技術開始進行鈉硫電池的研究，上海硅酸鹽所

26、和上海市電力公司于2007年8月共建了“上海鈉硫電池研制基地”，從事大容量城網(wǎng)儲能電池模塊、電網(wǎng)接入系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)的研制。科研人員突破了鈉硫電池制備的關鍵核心制造技術，研制了170多臺套具有自主知識產(chǎn)權的生產(chǎn)與性能評價裝備，貫通了年產(chǎn)2兆瓦鈉硫儲能電池中試線，實現(xiàn)了10千瓦儲能系統(tǒng)成功演示；根據(jù)要求，形成了完整的質(zhì)量控制文件；建立了多重安全體系，識別并評價研究、生產(chǎn)過程的危險源，提出應急控制措施；2009年10月，中國科學院上海硅酸鹽研究所通過和上海市電力公司多年來持續(xù)不斷的合作及共同努力，在大容量鈉硫儲能電池研制方面獲得重要突破，成功研制具有自主知識產(chǎn)權的容量為650Ah的鈉硫儲能單體電池，

27、使我國成為繼日本之后世界上第二個掌握大容量鈉硫單體電池核心技術的國家。據(jù)悉，現(xiàn)已建成2兆瓦大容量鈉硫單體電池中試生產(chǎn)示范線，合作雙方計劃在2009年底前成功研制百千瓦級的鈉硫電池儲能系統(tǒng)，并將進入2010年上海世博會展示。2.2 項目建設的必要性2.2.1 發(fā)展鈉硫電池的必要性對新能源和可再生能源的研究和開發(fā)，尋求提高能源利用率的先進方法，已成為全球共同關注的首要問題。隨著石化能源的不斷枯竭，替代能源的開發(fā)和利用，將直接關系到人類的生存與發(fā)展。日益增長的能源消費，特別是煤炭、石油等化石燃料的廣泛大量使用對環(huán)境和全球氣候所帶來的影響使得人類可持續(xù)發(fā)展的目標面臨嚴峻威脅。據(jù)專家預測，如按現(xiàn)有開采不

28、可再生能源的技術和連續(xù)不斷地日夜消耗這些化石燃料的速率來推算，煤，天然氣和石油的可使用有效年限分別為100120年,3050年和1830年。顯然,21世紀所面臨的最大難題及困境可能不是戰(zhàn)爭及食品,而是能源。因為目前整個人類發(fā)展和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),幾乎都是依賴于這些很有限的化石能源。鈉硫電池具有能量和功率密度大、充電時間快、充電放電效率高、使用壽命長、電池原料無污染、不受場地限制、維護方便等特點，所以它既可以作為一種先進的儲能電源來提高整個電力行業(yè)的利用效率，同時也可以作為一種動力電池來應用到國防行業(yè)。概括來說，鈉硫電池對于整個能源行業(yè)的重要意義主要有三個方面：（1）鈉硫電池可以通過削峰填谷的方式解決

29、日益突出的供電緊張現(xiàn)象。在未來的15年中，我國的電力需求的年增長率預計達到每年5.87.2%，2005年電力消耗為2469TWh，到2010年預計達到3000TWh，2020年則將達到5000TWh。與此同時，電力消耗的晝夜峰谷差也在日益擴大，以上海市為例，2006年的最高用電負荷近2000萬千瓦，峰谷差高達40%。在低谷電力平衡時，上海電網(wǎng)內(nèi)的大型火電機組低谷出力大多要減至最低，小型機組更是需要視情況而日開夜停，為此需要付出巨大的代價。要解決這種電力使用嚴重不對稱而造成的電力緊張現(xiàn)象，利用鈉硫電池儲能是最有效的途徑，它在用電需求小于發(fā)電量時將多余的電能儲存起來，在需要大于供給時補充電能。而且

30、利用分布式的儲能系統(tǒng)可以在關鍵時刻輔助供電或者傳輸電能；將對供電負荷需求從峰值時刻轉(zhuǎn)移到負荷低谷時刻或者在強制停電或者供電中斷的情況下提供電能。根據(jù)美國相關機構統(tǒng)計，如果通過儲能手段進行削峰填谷，那么每年可以節(jié)省全球用于發(fā)電的能源近50%；也就是說鈉硫儲能電站相當于一個巨大的節(jié)能器，能夠使得現(xiàn)有發(fā)電站的資源消耗量減少一半，相應地這些有限的不可再生資源的使用年限可以增加一倍。這無論對于社會還是政府而言，都是一項具有重要意義的能源工程。（2）鈉硫電池作為一種先進的儲能電池，可以從根本上解決風能太陽能輸出電力不穩(wěn)定的問題。大力發(fā)展可再生能源是全球未來電力生產(chǎn)的大方向。目前，我國的可再生能源僅占電力生

31、產(chǎn)總量的0.25，但到2010年預計將達到8.63%，2020年則將增長到15%20%。風力發(fā)電和太陽能發(fā)電是近幾年發(fā)展和增長最快的兩種可再生能源，目前，全球風電裝機容量已達25000MW以上；太陽能發(fā)電總量已達9100MW。我國近幾年風力發(fā)電和太陽能發(fā)電都增長很快，且發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｓ捎诳稍偕茉吹碾娏敵鲭S著風、光照等資源的強度同步變化和波動，因此無法直接向電網(wǎng)輸出或向用戶出售，需要經(jīng)過穩(wěn)定后方可和電網(wǎng)安全對接輸出。而且，隨著社會的發(fā)展，對于用電質(zhì)量的要求日益提高，這也使得儲能電池質(zhì)量的高低直接決定了風能太陽能等可再生能源的應用前景。鈉硫電池的長壽命和快速充電等特性使得它成為與風能太陽能等發(fā)

32、電方式配套的一種最理想的儲能電池。因此，隨著風能太陽能產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，鈉硫電池產(chǎn)業(yè)比必將迎來一個嶄新的發(fā)展機遇。（3）鈉硫電池的諸多遠勝于鋰離子電池的優(yōu)點使其完全可以取代鋰電池而成為潛艇、軍用武器等的儲能電源，對于國防實力的提高有著重要的意義。鈉硫電池的最大特點是功率大，它與鉛酸電池相比，在同等溶量情況下，其功率是鉛酸電池的十倍以上，而重量僅是鉛酸電池的十分之一。若作為車載，鈉硫電池一次性充電時間僅需幾十分鐘，便可運行1011小時，可反復充電近二萬次，也就是說它的使用壽命在十年以上不用維修，不需充液，不排放任何有害物質(zhì)，也無二次污染公害。該電池的以上優(yōu)點是其它任何電池都無法具備的，因此它的用途

33、十分廣泛，如運輸?shù)拇?，特別是在使用綜合電力推進系統(tǒng)的軍艦上，可減少電池塊數(shù)，能滿足高峰載荷要求，除作為主動力外，還可作備用電源或儀器裝備用電。該電池用于潛艇，可提高潛艇的機動性和巡航時間而直接有助于常規(guī)潛艇的操作性能，可提高航速或續(xù)航力，因而增加了機動能力和機動范圍。在核潛艇上，鈉硫電池可維持核安全設備，它的高比能增加了反應堆關閉后的水下續(xù)航時間，使之有更多的時間來恢復動作。以“U32”潛艇為例：該艇所配置的電池為2000千瓦，它一次性更換電池為5萬塊，重達160噸。如果該艇改用鈉硫電池，2000千瓦也僅需167塊足夠，這里只占5萬塊的0.00334%,其重量只有5噸。這不但給該艇提供了更多

34、的活動空間作為它用，更為有效的是它的160噸負載，一下減去155噸，其負載自身所消耗的能量被節(jié)省了，由于自身體重減輕，這對它的航行速度來講是非常有益的。其實該電池只要稍加改動，如配置一個電磁體發(fā)射裝置，還可用于導彈，火箭，大炮，它能使彈頭出膛速度可達每秒350公里超速運行，且性能穩(wěn)定，可控性好。它不但后坐力小，發(fā)射無煙霧，不噴射火光，也無沖擊波和輻射，其穩(wěn)定性好，便于隱藏，其成本只是化學燃料的110。在航天領域，由于該電池使用壽命在十年以上，它可作為無人機的動力能源長期不用補充燃料。也可作為地對空的定向發(fā)射和純有效載荷，還可在天基推動航天器進行軌道轉(zhuǎn)移?？偵纤?，鈉硫電池作為電化學能源家族中的

35、新成員，它的產(chǎn)生一方面彌補了因能源不足而引發(fā)的危機，另一方面，由于它不排放任何有害物質(zhì)，使用或報廢后也不會對環(huán)境造成二次污染，屬綠色工業(yè)產(chǎn)品，就其作用和特點而言，它是一種新的電化學能源，是真正意義上的環(huán)保型新能源。凡是正在使用以石油為能源的動力設備，改造為電動機，就可使用鈉硫電池為能源。同時鈉硫電池用于儲能具有獨到的優(yōu)勢,主要體現(xiàn)在原材料儲量大、能量和功率密度大、效率高、不受場地限制、維護方便等特點。鈉硫電池已經(jīng)成功的用于削峰填谷、應急電源、風力發(fā)電等可再生能源的穩(wěn)定輸出以及提高電力質(zhì)量等方面。涉及工業(yè)、商業(yè)、交通、電力等多個行業(yè),是各種先進二次電池中最具有潛力的一種先進儲能電池。2.2.2

36、發(fā)展鈉硫電池產(chǎn)業(yè)的意義能源越來越成為關乎一個國家發(fā)展命運的課題。近年我國電力系統(tǒng)建設正處于快速發(fā)展階段，用電高峰時的供電緊張、有功無功儲備不足、輸配電容量利用率不高和輸電效率低等問題都有不同程度的存在。同時，越來越多的大型工業(yè)企業(yè)和涉及信息、安全領域的用戶對負荷側電能質(zhì)量問題提出更高的要求。這些特點為分散電力儲能系統(tǒng)的發(fā)展提供了廣泛的空間。儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中應用可以達到調(diào)峰、提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性及提高電能質(zhì)量等目的。鈉硫電池自身的優(yōu)良特性：高能量密度、長運行壽命、低維護成本以及突出的超載脈沖功率輸出特性和迅速的動態(tài)特性，為鈉硫電池儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的應用提供了廣泛的前景。儲能用的鈉硫電池是各種

37、先進二次電池中最為成熟的一種，也是最具有潛力的一種先進儲能電池。實現(xiàn)鈉硫儲能系統(tǒng)的規(guī)?；瘧茫赡軒黼娏Ｊ降母拘宰兏?，存在著不可估量的經(jīng)濟效益和社會效益。而另一方面，國外關于鈉硫電池的研究已經(jīng)深入開展了許多年，并且已經(jīng)進入了產(chǎn)業(yè)化階段。而在我國，鈉硫電池發(fā)展基本上處于空白狀態(tài)，僅有上海硅酸鹽一家研究單位在進行鈉硫電池的研究，而且還遠未到達市場化應用的階段。能源技術作為影響一個國家命運的關鍵技術，我們不可能指望從國外政府手中獲得該項技術，也不能依賴于外國企業(yè)的產(chǎn)品供應和技術合作。因此唯獨靠我們中國人自己研制出鈉硫電池產(chǎn)品，并獲得該項技術的獨立知識產(chǎn)權，才能夠真正地使我們不落后于其他國家

38、的步伐。從市場應用方面來看，儲能用鈉硫電池具有廣闊的應用前景和巨大的市場潛力。鈉硫電池大規(guī)模推廣應用的最大障礙在于其價格，目前的水平是2000美元/千瓦。要推動在儲能方面的大規(guī)模應用，一靠其價格的迅速下降，二靠政府的政策鼓勵。根據(jù)NGK公司的預測，當鈉硫電池的年產(chǎn)量達到1600MWh，鈉硫電池的價格將從目前的2000美元/千瓦降到1000美元/千瓦。如果能實現(xiàn)鈉硫電池在我國的自主產(chǎn)業(yè)化，有望使其成本達到或接近火電水平，那么隨著峰谷電價差的逐步加大和對電能質(zhì)量要求的日益提高，實現(xiàn)鈉硫電池的規(guī)?；瘧檬侵溉湛纱?。第3章 市場分析及預測鈉硫電池作為新型化學電源家族中的一個新成員出現(xiàn)后，已在世界上許

39、多國家受到極大的重視和發(fā)展。由于鈉硫電池具有高能電池的一系列誘人特點，所以一開始不少國家就首先紛紛致力于發(fā)展其作為電動汽車用的動力電池，也曾取得了不少令人鼓舞的成果，但隨著時間的推移表明，鈉硫電池在移動場合下(如電動汽車)使用條件比較苛刻，無論從使用可提供的空間、電池本身的安全等方面均有一定的局限性。所以在80年代末和90年代初開始，國外重點發(fā)展鈉硫電池作為固定場合下(如電站儲能)應用，并越來越顯示其優(yōu)越性。如日本東京電力公司(TEPCO)和NGK公司合作開發(fā)鈉硫電池作為儲能電池，其應用目標瞄準電站負荷調(diào)平(即起削峰平谷作用，將夜晚多余的電存儲在電池里，到白天用電高峰時再從電池中釋放出來)、U

40、PS應急電源及瞬間補償電源等，并于2002年開始進入商品化實施階段，已建成世界上最大規(guī)模(8MW)的儲能鈉硫電池裝置，截止2005年10月統(tǒng)計，年產(chǎn)鈉硫電池電池量已超過100MW，同時開始向海外輸出。在國外，鈉硫電池產(chǎn)業(yè)按照應用類型分類，主要用于負荷平衡、應急電源以及不間斷電源等。目前鈉硫電池主要應用于負荷平衡，根據(jù)美國科學家統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，應用儲能調(diào)峰的方式可以節(jié)約現(xiàn)有50%的能源消耗，從而大大的提高能源的有效利用率，緩解能源危機。鈉硫電池的儲能應用分布情況應用類型比例（%）負荷平衡63負荷平衡+應急電源24負荷平衡+不間斷電源13鈉硫電池的應用覆蓋了商業(yè)、工業(yè)、電力、水處理等。按照行業(yè)分布的

41、應用情況如下：鈉硫電池的應用行業(yè)分布情況行業(yè)應用實例比例（%）商業(yè)數(shù)據(jù)處理29工業(yè)制造22電力地鐵站等26水處理污水治理23鈉硫電池儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中應用的目的主要為電力調(diào)峰、提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性及提高電能質(zhì)量。（1）電力調(diào)峰的作用電力生產(chǎn)過程的連續(xù)性，要求發(fā)、輸、變、配電和用電在同一瞬間完成，因此發(fā)電、供電、用電之間必須隨時保持平衡，電力系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電端必須有一定的備用容量。電力的需求在白天和黑夜、不同季節(jié)間存在巨大的峰谷差，從建設成本和資源保護的角度出發(fā)，通過新增發(fā)輸配電設備來滿足高峰負荷的需求變得越來越困難。同時，分布式電源得到越來越多的應用，電網(wǎng)可靠性和調(diào)峰的要求也越來越高。這些特點使得

42、分散的儲能系統(tǒng)的重要性日益增加。如果能將夜間多余的電能儲存起來，在白天用電高峰時再釋放出來，則可以減少發(fā)電設備的投資，提高電力設備的使用率，減小線路損耗，提高供電可靠性，并獲得可觀的經(jīng)濟效益。抽水蓄能電站、電池儲能系統(tǒng)就是能起到削峰填谷作用的電能儲存系統(tǒng)。（2）提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性儲能裝置用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制時，可以通過快速的電能存取來響應負荷的波動，吸收多余的能量或補充缺額的能量，實現(xiàn)大功率的動態(tài)調(diào)節(jié)，很好地適應頻率調(diào)節(jié)和電壓與功率因數(shù)的校正，從而提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。（3）提高供電質(zhì)量對于供電緊張的電力系統(tǒng)來說，分布式儲能系統(tǒng)可以有三種方式來實現(xiàn)可靠供電：A.在關鍵時刻提供輔助電能；B.將對

43、供電負荷需求從峰值時刻轉(zhuǎn)移到負荷低谷時刻；C.在強制停電或供電中斷的情況下向用戶提供電能。另外，儲能系統(tǒng)還可以通過快速的無功調(diào)節(jié)來穩(wěn)定供電端的電壓質(zhì)量。電力儲能技術可分為：A.直接電磁儲能，如超導儲能；B.化學儲能，如鈉硫電池儲能；C.機械能儲能，如抽水蓄能、飛輪儲能。從技術發(fā)展水平看，抽水蓄能已實用化，但受很大的局限性，如必須有合適的自然條件，遠離負荷中心，建設周期長；超導及飛輪儲能離應用還有一定距離，小容量的化學儲能已普遍使用，而對于大容量（百千瓦級）的化學能儲能，目前只有鈉硫電池有希望發(fā)展成為實用的儲能電池。此外，鈉硫電池還能成功用于風力發(fā)電的穩(wěn)定輸出，經(jīng)過鈉硫電池的穩(wěn)定后，風力輸出得到

44、了十分令人滿意的穩(wěn)定效果。目前，鈉硫電池已被日本列為政府資助的風力發(fā)電儲能電源，并有具體的推進計劃。風能產(chǎn)業(yè)也是近些年來我國發(fā)展最快的一項新能源產(chǎn)業(yè)，但是風能的不穩(wěn)定性使其應用受到了很到的限制，鈉硫電池作為一種長充電壽命的儲能電池，必將隨著風能行業(yè)的發(fā)展而不斷壯大。另外，在國防等特殊領域，鈉硫電池的高能量比、快速充電、瞬間大電流等特性也將發(fā)揮極為重要的作用。因此，鈉硫電池應用在儲能調(diào)峰、穩(wěn)定風能輸出、國防等特殊領域的需求量是十分可觀的。目前，在國內(nèi)尚沒有鈉硫電池的產(chǎn)業(yè)化應用，我們有信心將來作為國內(nèi)鈉硫電池產(chǎn)業(yè)的開拓者和領導者，使鈉硫電池技術真正造福于中國社會。同時，我們所研制的鈉硫電池的性能質(zhì)

45、量均達到了國外同等水平，又因為采取了更為先進的結構設計，提高了電池的能量密度，相當于降低了鈉硫電池的生產(chǎn)成本，再加上國內(nèi)較低的人力成本和原材料價格，因此就算與國外產(chǎn)品相比，我們?nèi)匀痪哂休^好的價格優(yōu)勢。鈉硫電池可以通過削峰填谷的方式解決日益突出的供電緊張現(xiàn)象；可以節(jié)省現(xiàn)有發(fā)電能源近乎50%.在未來的15年中,我國電力需求的年增長率預計達到每年5.87.2%，到2010年預計達到3000TW，2020年則將達到5000TW。與此同時，電力消耗的晝夜谷差也在日益擴大，以上海市為例，2006年的最高用電負荷近2000萬千瓦，峰谷差高達40%。在低谷電力平衡時，上海電網(wǎng)內(nèi)的大型火電機組低谷出力大多要減至

46、最低，小型機組更是要視情況而日開業(yè)停，為止需要付出巨大的代價。要解決這種電力使用嚴重不對稱而造成的電力緊張現(xiàn)象，利用鈉硫電池村儲能是最有效的途徑。它在用電需求小于發(fā)電量時將多余的電能儲存起來，在需要大于供給時補充電能。而且利用分布式的儲能系統(tǒng)可以在關鍵時刻輔助供電或者傳輸電能，將對供電負荷需求從峰值時刻轉(zhuǎn)移到負荷低谷時刻或者在強制停電，供電中斷的情況下提供電能。根據(jù)美國相關機構統(tǒng)計，如果通過儲能手段進行削峰填谷，那么每年可以節(jié)省全球用于發(fā)電的能源近50%；也就是說鈉硫儲能電站相當于一個巨大的節(jié)能器，能夠使得現(xiàn)有發(fā)電站的資源消耗量減少一半，相應地這些有限的不可再生資源的使用年限可以增加一倍。這無

47、論對于社會還是政府而言，都是一項具有重大意義的能源工程。鈉硫電池作為一種先進的儲能電池，可以從根本上解決風能太陽能輸出電力不穩(wěn)定的問題；是風能產(chǎn)業(yè)推廣的重要配套產(chǎn)品。大力發(fā)展可再生能源是全球未來電力生產(chǎn)的大方向。目前，我國的可再生能源僅占電力生產(chǎn)總量的0.25%，但到2010年預計將達到8.63%，2020年則將增長到15%20%。風力和太陽能發(fā)電是近近幾年發(fā)展和增長最快的兩種可再生資源，全球風電裝機容量已達25000MW以上，我國近幾年風力發(fā)電發(fā)電都增長很快，且發(fā)展?jié)摿薮?。由于可再生能源的電力輸出隨著風、光照等資源的強度同步變化和波動，因此無法直接向電網(wǎng)輸出或向用戶出售，需要經(jīng)過穩(wěn)定后方可

48、和電網(wǎng)安全對接輸出。而且隨著社會的發(fā)展對于電質(zhì)量的要求日益提高，這也使得儲能電池質(zhì)量的高低直接決定了風能等可再生能源的應用前景。鈉硫電池的長壽命和快速充電等特性使得它成為與風能等發(fā)電方式配套的一種最理想的儲能電池。因此隨著風能產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，鈉硫電池產(chǎn)業(yè)必將迎來一個嶄新的發(fā)展機遇。鈉硫電池的諸多遠勝于傳統(tǒng)電池的優(yōu)點使其完全可以取代傳統(tǒng)電池而成為潛艇、軍用武器等的儲能電源，對于國防有著重要的意義。鈉硫電池具有能量密度大、充電速度快、使用壽命長等特點，因此它便可以在潛艇、軍艦等領域取代現(xiàn)有的鋰離子電池和鉛酸電池，大大提高續(xù)行里程、降低維護成本。第4章 場址選擇及建設條件4.1 場址選擇本項目擬建于

49、*市湯池鎮(zhèn)萌芽村，萌芽水庫附近。該地塊地域開闊，環(huán)境優(yōu)良，非常適于本項目的建設。4.1.1 地理位置*市是*轄市,是中國最大的邊境城市，位于遼東半島經(jīng)濟開放區(qū)東南部鴨綠江與黃海的匯合處，處于東北亞經(jīng)濟圈的中心地帶，東與朝鮮民主主義人民共和國的新義州洲市隔江相望，南臨黃海，西界鞍山、營口，西南與大連市毗鄰，北與本溪市接壤。市區(qū)地理坐標為東經(jīng) 12423，北緯4007。*地區(qū)東西最大橫距196公里，南北最大縱距160公里,總面積14981.4平方公里，其中市區(qū)面積563平方公里。*大陸海岸線長120公里，沿海有大鹿島、小麥島等島嶼。4.1.2 地形地貌*地區(qū)除東港沿海平原大部分屬遼東山地丘陵外，為

50、長白山脈向西南延伸的支脈或余脈的東南坡。地勢由東北向西南逐漸降低。按高度和地形特征，可劃分為北部中低山區(qū)，南部丘陵區(qū)，南緣沿海平原區(qū)3類規(guī)模較大的地貌單元。其中以山地和丘陵為主，局部還有階地、臺地等小型地貌單元。第5章 生產(chǎn)技術方案5.1 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案本項目生產(chǎn)的產(chǎn)品為鈉硫電池，是一種新型的化學電源。計劃建成后可以年產(chǎn)100萬千瓦總容量的鈉硫電池，以每只鈉硫電池管的容量1千瓦計算，即年產(chǎn)鈉硫電池管100萬只。鈉硫電池作為化學能源家族中的新成員，一方面彌補了因能源不足而引發(fā)的危機，另一方面由于他不排放有害物質(zhì)，報廢后也不會對環(huán)境造成二次污染，是一種真正意義上的環(huán)保型新能源。鈉硫電池用于儲能

51、具有獨到的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在原材料儲量大、能量和功率密度大、充放電效率高、不受產(chǎn)地限制、維護方便等特點。鈉硫電池已經(jīng)成功的用于削峰填谷、應急電源、風力發(fā)電等可再生能源的穩(wěn)定輸出以及提高電力質(zhì)量等方面，涉及工業(yè)、商業(yè)、交通電力等多個行業(yè)，是各種先進二次電池中最具有潛力的儲能電池。而在我國鈉硫電池的開發(fā)和應用則基本上處于空白狀態(tài)。本項目生產(chǎn)的鈉硫電池具有以下技術特征：（1）能量密度大：實際能量密度可達390Wh/kg，是鋰電池的四倍、鎳電池的五倍、鉛酸電池的十倍；（2）充電時間快：一次充電時間約為2030分鐘，一次充滿電完成可使用1012小時；（3）使用壽命長：可達十年之久，連續(xù)充電近2萬次；（4）

52、無自放電現(xiàn)象：充放電效率高，庫倫效率高達100%；（5）體積小、重量輕，使用方便；（6）應用廣泛：1）應用于交通運輸行業(yè)的車輛、船舶，每一次充電行駛里程可達1200公里；2）完全可以取代鋰電池成為潛艇、軍事武器等軍工方面的儲能電源，稍加改動配置電磁體發(fā)射裝置還可以用于導彈、火箭、大炮等；3）應用于發(fā)電廠可削峰填谷，節(jié)能能源。5.2 生產(chǎn)技術方案5.2.1 產(chǎn)品標準本項目產(chǎn)品屬于高新技術新產(chǎn)品，國家并無統(tǒng)一的產(chǎn)品標準。5.2.2 技術原理大功率鈉硫電池技術是清華大學趙大慶教授（博士）帶領其科研團隊經(jīng)過多年不懈的努力而研發(fā)成功的，并獲得國家專利。鈉硫電池采用鈉和硫作為電極反應物質(zhì)、-氧化鋁陶瓷作為

53、電解液（固態(tài)），正常工作溫度范圍維持在300360。高溫下的電極物質(zhì)處于熔融狀態(tài)，使得鈉離子流過-氧化鋁固態(tài)電解液的電阻大為降低，以獲得電池轉(zhuǎn)換高效率；而陶瓷-氧化鋁鋁電解液則是鈉硫電池的關鍵性技術，要求具備高鈉離子傳導能力、高機械強度和優(yōu)異的空間穩(wěn)定性等特性。它的電池形式如下：Na（1）/-氧化鋁/Na2Sx(1)/C(+)基本的電池反應是：2Na+XS=Na2Sx電池放電時，作為負極的Na放出電子到外電路，同時Na+經(jīng)-氧化鋁移至正極與S發(fā)生反應形成鈉硫化物Na2Sx；在對電池充電過程中，鈉硫化物在正極分解，Na+返回負極并與電子重新結合。鈉硫電池與常規(guī)電池的最大區(qū)別：它的電解質(zhì)不是有害的

54、硫酸水溶液，而是一種固體導電陶瓷，為多鋁酸鹽，其分子式Na2OAl2O3,主要材料-Al2O3，純度不得低于99.99%，以高溫1590燒制成-Al2O3陶瓷電解質(zhì)。這種電解質(zhì)的特點是，唯有鈉離子才能往返穿過，別的任何物質(zhì)都無法跟隨穿透，把這種材料放在鈉與硫之間，將兩種物質(zhì)隔開，這就構成了本電池的電化學回路。在電池放電熱反應中，鈉原子已失去電子，形成只帶一個單位正電荷（positive）時，轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原性很強的鈉離子（Na+e）。而在熱反應的同時，硫原子已得到電子，形成帶一個單位負電荷（negative）硫離子（S2-2e）。身帶正電荷為陽性的鈉離子于電解質(zhì)臨界面，受異性硫的電荷引力吸引而偏離，

55、沿著電解質(zhì)陶瓷的鈉氧層，穿過陶瓷壁進入正極硫倉，與異性硫相聚，這種異性相互作用的結果，是外層上的電子彼此形成電子對，而為兩個共有，它們在核外空間，受兩個原子核的共同吸引，才能夠作平衡運動而生成穩(wěn)定的化合物多硫化鈉（Na2SX），同時釋放出電能（2Na+SNa2S+E）,E電能為一不定值，這是由于鈉與硫的量值多與少，而為四硫化二鈉（Na2S4）或為五硫化二鈉（Na2S5）等。這時在電池外電路上接通負載，放電時，正極倉中的硫原子，會不停的吸取電子，負極倉中的鈉原子，就會不斷失去電子，所形成的鈉離子就不停的向正極硫倉涌進。當利用直流外電源，對電池進行充電時，情況正好是相反，外電正極與負極相接（鈉液）

56、，陽極硫倉發(fā)生逆向反應，倉中的多硫化鈉被分解。鈉離子又反方向，向負極轉(zhuǎn)移，通過陶瓷原來的離子通道，返回負極倉中取得電子，轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓉淼拟c原子，使其生命的能量再次得到回生，恢復為原先的狀態(tài)，這時電池完成整個充放電的物質(zhì)循環(huán)過程，這就是鈉硫電池，它為什么不完全依賴于蓄電，而是靠電子轉(zhuǎn)移再生能量的原理，充電對該電池來講也僅僅是為了分解其活性物質(zhì)，所以它一次性的充電時間才相當短暫。鈉硫電池的理論比能量高達760Wh/kg，且沒有自放電現(xiàn)象，放電效率幾乎可達100%。下圖5-1是鈉硫電池的結構示意圖，相應的設計為中心負極設計，即鈉裝載在-氧化鋁電解質(zhì)陶瓷管中形成負極。鈉硫電池結構示意圖 鈉硫電池模塊示意圖鈉硫電池的基本單元為單體