万支高容量铁镍储能电池项目投资可行性研究报告.doc

万只高容量铁镍储能电池项目建议书二一四年五月目 录一、项目综述31、项目建设内容32、园区产业情况简介33、项目建设的必要性34、产品的市场情况分析75、原辅材料供应情况10二、项目技术方案111、工艺路线对比选择112、工艺流程简述133、主要设备一览表15三、环境影响评价16四、投资估算17五、运营成本估算171、营业(销售)收入172、总成本费用18六、效益分析19七、结论20一、项目综述1、项目建设内容（1）项目名称：年产xx万只高容量铁镍储能电池项目（2）项目投资：项目占地面积48亩，总投资3600万元。（3）拟建地点：xx工业园区2、园区产业情况简介 XX（国家级）经济技术开发区XX工业园区于2002年7月设立，2006年按照省委、省政府“一区多园”的发展思路进行了整合。园区位于XX省XX市XXXX、汉东地区，距XX城6公里、XX市区35公里，总规划面积34平方公里，分为占地面积12平方公里的东区和22平方公里的西区。XX工业园区主要依托省内丰富的电力、矿产资源优势和现有产业基础，按照促进资源循环利用、相关产业融合发展的思路，重点发展有色金属加工和化工产业，打造我国重要的有色金属生产加工基地和化工产业基地。在“十二五”期间，XX工业园区将进一步做大做强铝、铅、锌、铜等有色金属基础产业，加快引进和建设产业延伸项目，努力形成有色金属生产及精深加工产业链。“十二五”期间，形成240万吨铝、10万吨铅、20万吨锌、10万吨铜及与之配套的延伸加工能力，努力将园区建设成为具有较强影响力的有色金属生产、加工、资源循环利用基地，力争“十二五”末实现工业产值600亿元以上。3、项目建设的必要性据专家预测，世界石油的储量日渐减少，按照目前经济发展的消耗量，最多可以支持30年，世界各国争相将替代能源的开发列入国家级重点扶持与发展产业。寻求清洁无污染的绿色新能源。风能、太阳能发电作为一种取之不尽，用之不竭的清洁能源，受到国家的大力扶持，并且XX在风能和太阳能方面具有得天独厚的天然优势，所以清洁能源的开发和利用必将成为国家在XX省重点扶持和发展的项目，而大容量储能电池作为其电能储存必不可缺少的配置，其发展空间极其广阔。目前已经商品的化充电电池有铅酸电池、镉镍电池、铁镍电池、锌银电池、氢镍电池、锂离子电池，尚属于研发阶段的有锌镍电池，氢燃料电池、金属燃料电池、钠硫电池,溴液流电池等等。 铅酸电池是最古老的电池，发展到目前，技术已是日新月异，非常成熟，成本低廉，可大电流放电。但其致命缺陷是寿命短，循环寿命一般不超过500次，且会对环境造成严重污染。在环保理念盛行的今天，其应用已经受到越来越多的限制，欧美发达国家已经明令禁止生产和使用铅酸电池。镉镍电池技术成熟，具有较好的循环寿命，可重复500次以上的允放电；成本低廉，较铅酸电池略高；可供大电流的放电，具有高的安全性，可用在电动工具上；与其他种类电池相比之下，镍镉电池可耐过充电或放过电，操作简单方便。但镍镉电池重复经过几次维持在低容量的放充后，存在“记忆效应”，导致电池容量下降，且镉镍电池对环境污染严重，在欧美国定目前亦如铅酸电池一样被禁止生产和使用了。铁镍电池与镉镍电池性能相当，两者几乎可以相互替代使用，只是在大电流放电性能上较镉镍电池逊色，但无记忆效应，且成本更低、完全绿色。最值得称道的是其高安全性，从米未发生过安全事故；具有超长的使用寿命，循环寿命超过2000次，使用得当的情况寿命甚至超过3000 次;由于正、负极材料及电解液均对环境友好，不会对环境造成污染，因而得到欧美用户的特别青睐。锌银电池具有放电电压超平稳的特性，适合作为高精度仪表的显示电源，如飞机驾驶舱仪表的显示电源，但其成本高昂、小能人电流放电，制约了其“走入平常百姓家”。氢镍电池具有良好的快充性能、大电流放电性能、无记忆效应、循环寿命长一般可充放电5001000次，基本叫与镉镍电池互换使用，是一种无污染绿色电池。但其成本相对较高，是镉镍电池的15倍以上。由于贮氢负极具有高可燃性， 一但发牛内部短路，容易发生强烈爆炸，存在较严重的安全隐患。锂离子电池是目前最热门的电池，具有高电压、高容量、绿色环保的特点泛应用存手机、笔记本电脑、MP3、MP4等数码产品上；可以大电流放电，但其成本高,超过镍镉电池的三倍;安全性能差,容易把发生爆炸,报纸上不时可以看到锂离子电池发生爆炸的报道。综上所述，铁镍电池不失作为高铁电池，风力发电，以及新兴的电动汽车电池的理想之选。相对于锌银电池、氢镍电池、离子电池而言铁镍电池具有以下优势：其一、最安全。由于其正负极材料、隔膜材料、电解液材料特殊的稳定性铁镍电池从诞生以来，从未出现过爆炸、起火、燃烧等安全事故，而氢镍电池由于负极材料为易燃性贮氢材料、锂离子电池的电解液为挥发性、易燃性极强的有机溶液，在电池出现短路时均存在起火、爆炸的安全隐患其二、长寿命。氢镍电池的允放电循环寿命一般只有500次芹右，最长的也不超过1 000次：采用锂锰、锂钴的锂离了电池般的循环寿命为300次，采用锂铁的电池寿命一般也不超过2000次；而铁镍电池的允放电循环寿命不低于2000次，使用维护得当可以超过3000次。其三、最经济。铁镍是所有电池中最廉价的电池之一，基本与铅酸电池相当约为氢镍电池的l/2-2/3、为锂离子电池的1/3l/2，是可作为风力发电，水里发电，新能源动力汽车等大容量电池中最经济的一种电池其四、容量可以做得超人。铁镍单体电池的容量可以很轻松地做到500Ah最人容量可以做到800Ah以上，安全性能方而点也小会降低，而氢镍电池和锂离子电池一般都不超过100Ah，超过若出现安全事故，其爆炸能量超过烈性炸药，存在极高的安全隐患。其五、电池控制系统最简单。钾离子电池不耐过允、过放，必须有限压允放电装置；允放电过程中人量发热，必须有温度控制装置；电池的稳定性和一致性差，必需采用复杂的均衡控制允、放电装置。氢镍电池也能经受定程度的过充、过放，但对电池使用寿命将会造成较大影响；氢镍电池的稳定性和一致性差，经过一段时间的使用过后，电池组中个别单体电池性能会恶化，直接导致整组电池性能的劣化，从而人人限制了整组电池的使用寿命。铁镍电池耐过允、过放电性能非常优良，长期过充电只会损失少量电解液（补充电解液方便），即使过放电至零伏，经过几次活化也能恢复80%以上的容量，0.2C过放电至0.6V（标称电压12V，终止电压1.0V）基本不需允放电循环即叫直接允电l00%恢复容量。故铁镍电池具有优良的配组性能，无需经过复杂的单体电池性能筛选即可封装成电池组，电池的配组率非常高，基本不会产牛废品、次品单体电池。4、产品的市场情况分析 该产品的市场容量非常大，某国营铁路电池生产单位，铁路客车大容量电池的严重供不应求，春节期间都不放假，加班加点生产，2013年该国营企业，铁路客户电池销售额突破1亿元。2013年中国汽车销售超过2000万辆，其中新能源汽车同比增长39.7%。全球著名的咨询公司波士顿有限公司2011年发布报告称中国将在10年内成为世界上最大的电动车消费市场，根据BNEF 数据，2014年全球插电混合动力和纯电动汽车销量约12 万辆，同比增长超过100，可见未来大容量铁镍储能电池的市场潜力巨大。根据美国能源信息管理局的预测，到2020年，世界煤炭、水力和核能发电将有10.7%的电力供应缺口，这一供应缺口不得不用可再生能源去弥补，为此利用太阳能，风能发电将起到重要的作用。如下表1列出了由国家发改委提供的未来几十年预计我国太阳能产业发展情况：产业规划2010E2020E2030E2040E装机容量30万KWp180万KWp1000万KWp10000万KWp年发电量4.2亿KWH 21亿KWH140亿KWH1500亿KWH发电比例4.2%8%14.6%22.5%表1全国太阳能装机容量及发电量规划随着国家配套的太阳能发展政策的出台，国内的太阳能市场将出现爆发式的增长，届时对于大容量储能电池的需求，将出现井喷式的增长。截至2010年底，中国全年风力发电新增装机达1600万千瓦，累计装机容量达到41827万千瓦，首次超过美国，跃居世界第一。从2005年开始，中国的风电总装机连续5年实现翻番。2009年，中国以2580万千瓦的总累计装机容量超过德国，成为世界第二，但与排名第一的美国仍有近1000万千瓦的差距。2010年，中国风电发展势头迅猛，总装机比上年增长约62。而美国新增容量仅为500万千瓦左右。中国首次登上世界第一的位置。据中国风电发展报告2010预测，2020年中国风电累计装机容量可以达到23亿千瓦，相当于13个三峡电站；总发电量可以达到4649亿千瓦时，相当于取代200个火电厂。中国可再生能源工业协会表示，2010年中国设置了16GW风力发电能力，比上年增加62。为此，总设置风力发电能力现已达418GW。据全球风能理事会的统计数据，相对比较，2010年美国总设置风力发电能力增加约5GW，使总能力提高到402GW。据中国风能理事会的统计数据，至2010年8月，中国并网的风力发电能力约为2294GW。中国正在提高风力发电场的并网能力，目标是到2015年使风力发电并网能力达90GW。中国将在甘肃省建设第一阶段5GW酒泉风力发电项目，以及继续推进新疆2GW哈密风力发电项目、内蒙古2GW开鲁风力发电项目和吉林省15GW通榆风力发电项目。风力发电如此迅猛的发展速度，必将引爆风能配套的储能电池的需求。在电动汽车，太阳能，风能巨大的市场需求和强劲的发展势头下，势必催生对于廉价、长寿、环保的电池的强大需求，而铁镍高容量的电池，恰恰满足了这些需求的特点。电动汽车，太阳能，风能巨大目标市场下，市场容量超过10000亿规模，堪与任何一个大行业相比。5、原辅材料供应情况高容量铁镍电池项目所用的主要原材料是氢氧化亚镍，四氧化三铁和碱性物质氢氧化钠。XXXX境内有丰富的原料，本项目可以从西部矿业有限公司、XX金广镍铬材料有限公司、XX高原特殊硅业有限公司、XX西部铟业有限责任公司等公司的产品或废料中利用和提取原材料。本项目所需原料充足而且廉价，原料优势突出明显，完全能满足本项目需要。项目实施后可就近取材或者就近运输，降低了成本突出产品价格优势，增强了产品市场竞争力。主要原材料、辅助材料和燃料、动力消耗表类 别名 称主要成分单耗总用量备注主要原辅材料氢氧化亚镍Ni72720外购四氧化三铁铁48480外购添加剂碱性物质28.8760外购电380/220V/1000万kwh二、项目技术方案1、铁镍电池原理 项目铁镍蓄电池的电解液是碱性的氢氧化钠溶液，是一种碱性蓄电池。其正极为氧化镍，负极为铁。铁镍蓄电池中铁电极有 2 个放电平台，基本反应分 2 步。第一步：铁电极中活性铁氧化成 Fe(OH) 2 ，基于该步反应的理论容量为 960mAh/g (Fe)， 此时该体系的开路电压为 1.33 V。 在铁镍蓄电池的放电电压平台中，第一放电平台持续时间长，电压稳定，是铁镍蓄电池的主要工作电压，也是电化学反应中的重要一步。第二步：Fe(OH) 2 氧化成 Fe 3 O 4 ，基于该步反应的理论容量为 1440 mAh/g(Fe)。第二放电电压平台为该电池活性物质内部的深度放电所致，为深放电电压平台，电压值比正常状态下放电电压低很多，放电时间持续较短，电压下降很快。总反应为：2、工艺流程简述 项目工艺流程主要为电极制造、铁镍电池组装。项目正负极材料均为外购成品粉剂，不自行生产，不涉及熔炼、制粉等工序；极板制造为混合粉剂挤压成型，电池极板不需烧结，整个工艺均不涉及设备、半成品和成品的清洗。项目正负极材料均为外购成品粉剂，不自行生产，不涉及熔炼、制粉等工序；极板制造为混合粉剂挤压成型，电池极板不需烧结，整个工艺均不涉及设备、半成品和成品的清洗。项目工艺流程简述如下：1) 电极制造（1）正、负极合粉将正极活性材料 Ni(OH) 2 、和添加剂按一定配比进行合粉。在混合机上高速混合均匀后，再经粉碎过筛制成颗粒状正极材料。（2）制 坯将合粉后粉状正负极材料通过一号机制成正、负极极板毛坯袋状小条， 后将毛坯袋状小条按电池极板要求拼成极板，经二号机达到电极板要求后，形成电池极板毛坯。（3）装筋、定筋将正、 负极板毛坯按要求装好连筋板和两根筋条， 放入三号机进行钉筋。（4）冲压、点焊将钉筋合格的正负极板毛坯，分别经冲压成型、点焊极板后，完成了电池极板的制造，成为电池正负极板。点焊施焊时，点焊过程中无焊剂烟尘产生。2 ）电池组装（1）电池单元体组合成形的正负极板采用包板机进行电池单元体包板作业。 其中， 每个电池单元体均有 N 片正极板和负极板组合而成，正、负极板之间用隔膜绝缘隔离。（2）电池总装配、封合每个电池由 N 个电池单元体组成，将 N 个电池单元体装入蓄电池槽壳中， 电池单元体之间采用串联连接。 最后将电池槽壳与蓄电池盖采用封合检测。 （3）注 液用注液机在电池中注入电解液。（4）化 成采用充放电机对电池进行恒流充电及恒流放电。（5）性能检测、包装入库检测电池充放电性能、电池容量、电池内阻等性能测试，将检测合格的电池进行包装，然后转入成品库，待出厂。3、主要设备一览表 序号名 称单位数量备注1正负合粉台/ 套/ 条11 2极板生产台/ 套/ 条32 3电池装配台/ 套/ 条304化成台/ 套/ 条565例行检验间台/ 套/ 条86钢带加工 台/ 套/ 条127其 他台/ 套/ 条178化验设备台/ 套/ 条4合计170 三、环境影响评价项目主要污染源和污染物表种类污染源排放量主要污染物组成治理方法及去向废气工艺装置（正负极投料、正极包粉）废气量：26000m 3 /h粉尘：4.5mg/m 3 ，0.144t/a其中含镍及其化合物 0.06t/a粉尘 （主要为氢氧化亚镍和石墨粉）滤筒式除尘器、处置效率98%废水制备反渗透水废水量：0.9m 3 /d、270m 3 /aCOD Cr ：200mg/L、0.054t/a镍：1.5 mg/L、0.0018 t/a纯水制备反渗透水、洗浴废水过滤后回收利用废渣工艺装置123.155 t/a废钢带、废筋条、废隔膜、废槽壳、废槽盖、废包材，生活垃圾等。利用或填埋四、投资估算本项目总投资为3600万元，其中：固定资产3200万元，流动资金400万元。投资估算表序 号名 称金 额备注1生产设备15002设备安装5003土建7004公用工程2005其他3006流动资金400合 计3600五、运营成本估算1、营业(销售)收入正常生产年营业收入序号产品单价产量营业收入1高容量铁镍电池239.6元/只12万只/年2875万元/年2、总成本费用1）原辅材料费用正常生产年原辅材料费用一览表（含税）序号原辅材料单价 元/吨需求量 吨/年年费用 万元/年1氢氧化亚镍16007201152四氧化三铁36004801723添加剂1100760834总计370 2） 燃料、动力费用正常生产燃料动力消耗一览表（含税）序号燃料动力需求量 单价 元/吨年费用 万元/年1电1000万kwh0.37370总计3703） 工资及福利职工工资及福利费每人年均30000元，劳动定员30人，本项目的年工资等费用为90万元。4） 增值税及附加 税金及附加为350万元。5） 其它费用估算 其它费用包括销售费用、管理费用、企业保险费、机物料消耗、低值易耗品、租赁费、停工损失费、教育经费、业务招待费等。其他费用按400万元估列。六、效益分析 项目建设规模：项目为高容量铁镍电池试验项目，年产 12 万只高容量铁镍电池。项目总投资 3600 万元人民币。 项目建成营运后， 将取得较好的经济效益， 其主要经济指标见表6-1。表6-1 项目主要经济指标序号指标名称单 位费 用1工程项目总投资万元36002年均销售收入万元28753投资利润率%35.974投资利税率%9.75销售利润率%45.046回收期（税后）年2.78 从上表可知，项目财务状况良好，具有抗风险能力和较好的经济效益。同时，企业也能投入足够的环保资金用于污染治理及资源回收，项目从经济方面来看其正效益显著。七、结论1、产品方案和建设规模本项目产品可广泛应用于风能，太阳能发电，电动汽车等方面，市场需求较大。拟定的产品方案既符合国家高科技产业化的政策，又实现产品的工业化生产，必将给企业带来可观的经济效益和社会效益。因此，产品方案是合理的。建设规模考虑市场容量和原辅料的供应情况，拟定生产规模年产12万只高容量铁镍电池项目。只要做好产品宣传和销售渠道，会取得可观的 销售业绩。因此，建设规模是合适的 。2、技术水平可靠性该项目技术属于国内先进水平，生产工艺先进，所选设备属于国内先进水平，能够保证产品质量。设计中注重节能环节，加强劳动卫生安全治理措施，达到国家有关法规、规范的标准要求，因此产品工艺路线是可行的。3、投资估算本项目总投资为3600万元，其中：固定资产3200万元，流动资金400万元。本项目产品方案合理，建设规模合适，工艺技术先进可靠，劳动安全和环保措施有效，建设条件较好，所需资金基本落实，项目经济效益较好。综上所述，本项目是可行的。4、建议在项目实施过程中，应抓紧落实生产工艺、产品生产质量标准；原料的供应，以及产品注册的相关工作，进一步进行市场的可行性研究，产品价格的市场定位，优化建设方案等工作，使项目早日建成投产，实现经济效益和社会效益。