中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近日，大連化物所李先鋒研究員團(tuán)隊(duì)與比利時(shí)科爾德集團(tuán)控股EcoSourcen公司簽署了新一代液流電池技術(shù)許可合同，共同推動(dòng)該技術(shù)在歐洲市場(chǎng)的推廣應(yīng)用。這是大連化物所新一代液流電池技術(shù)首次輸出至發(fā)達(dá)國(guó)家。
實(shí)現(xiàn)技術(shù)“走出去”，液流電池再次回歸公眾視野。目前，液流電池應(yīng)用情況如何？?jī)?chǔ)能正處于發(fā)展風(fēng)口，液流電池在其中又如何定位？
打破傳統(tǒng)裝配模式
液流電池是蓄電池的一種，由電堆單元、電解液、電解液存儲(chǔ)供給單元以及管理控制單元等部分構(gòu)成，具有容量高、使用領(lǐng)域廣、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。液流電池種類(lèi)較多，根據(jù)電極活性物質(zhì)的不同，可分為全釩液流電池，鋅溴液流電池、鋅鐵液流電池等鋅基液流電池和鐵鉻液流電池等體系。其中，全釩液流電池成熟度最高，商業(yè)化進(jìn)程最快。鋅基液流電池等其他電池體系還處于研發(fā)和商業(yè)化初期。
液流電池并非新技術(shù)，早在上世紀(jì)70年代就已經(jīng)出現(xiàn)。據(jù)記者不完全統(tǒng)計(jì)，目前，國(guó)內(nèi)外從事液流電池技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的機(jī)構(gòu)有20家左右，主要包括中科院大連化物所、清華大學(xué)、中南大學(xué)、融科儲(chǔ)能、上海電氣和日本住友電工、英國(guó)Invinity、德國(guó)Fraunhofer UMSICHT等。以大連物化所為代表的國(guó)產(chǎn)液流電池技術(shù)走在世界前列。日前，全球最大液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目——大連200兆瓦/800兆瓦時(shí)儲(chǔ)能調(diào)峰電站正式并網(wǎng)投運(yùn)，由此打開(kāi)了液流電池發(fā)展新篇章。
新一代液流電池“新”在何處？李先鋒向記者介紹，新一代液流電池采用自主研發(fā)的可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜、可焊接雙極板，并由其集成可焊接電堆。新一代技術(shù)打破了傳統(tǒng)電堆的裝配模式，大幅提高了電堆可靠性及裝配自動(dòng)化程度。與傳統(tǒng)電堆相比，新一代液流電池電堆總成本降低了40%，大幅提升了整個(gè)電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
2021年新增裝機(jī)量占比僅為0.9%
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，基于大容量、高安全和環(huán)境友好的優(yōu)勢(shì)，全釩液流電池適用于8小時(shí)以上的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目。除了大連液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站國(guó)家示范項(xiàng)目外，液流電池的身影還出現(xiàn)在湖北棗陽(yáng)平凡瑞豐光儲(chǔ)用一體化項(xiàng)目、大唐中寧共享儲(chǔ)能等多個(gè)示范項(xiàng)目中。數(shù)據(jù)顯示，2021年，我國(guó)新增投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模達(dá)10.5吉瓦，其中液流電池裝機(jī)量占比0.9%。整體來(lái)看，液流電池市場(chǎng)份額偏小，示范項(xiàng)目也多為千瓦至兆瓦級(jí)別。
液流電池規(guī)模化應(yīng)用有何難點(diǎn)？李先鋒坦言，主要挑戰(zhàn)在于初始投資成本較高、商業(yè)化運(yùn)行模式尚不明確。在他看來(lái)，液流電池已建立起較為完善的上下游產(chǎn)業(yè)鏈，而資源側(cè)相對(duì)薄弱。特別是釩資源供應(yīng)側(cè)需整合資源型企業(yè)，開(kāi)發(fā)釩資源前端技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化、批量化的同時(shí)提高電池系統(tǒng)可靠性，進(jìn)一步降低成本。
“以1兆瓦/4兆瓦時(shí)的液流電池系統(tǒng)為例，每千瓦時(shí)電解液成本為2000元，項(xiàng)目建設(shè)成本達(dá)3700元?！碧贾泻湍茉囱芯吭焊苯淌谖豪谥赋?，液流電池項(xiàng)目建設(shè)存在投資偏高的問(wèn)題，同時(shí)，液流電池能量密度低、工作溫度區(qū)間窄，還需進(jìn)一步攻關(guān)。
業(yè)內(nèi)人士指出，對(duì)比抽水儲(chǔ)能750元/千瓦—2000元/千瓦、鋰電池2500/千瓦—4500元/千瓦的投資成本，液流電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用，勢(shì)必得 “算得過(guò)來(lái)賬”。
適用于長(zhǎng)時(shí)大規(guī)模儲(chǔ)能
當(dāng)前以碳酸鋰為代表的鋰離子電池原材料價(jià)格大幅上漲，致使儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈承壓，業(yè)內(nèi)對(duì)液流電池是否會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似情況頗為關(guān)注。
“我國(guó)釩資源豐富，不會(huì)出現(xiàn)短缺問(wèn)題，且全釩液流電池電解液可重復(fù)利用。當(dāng)然，液流電池行業(yè)也應(yīng)吸取鋰離子電池原材料漲價(jià)經(jīng)驗(yàn)，預(yù)判市場(chǎng)規(guī)模，提前在資源端合理規(guī)劃，可以將釩價(jià)格控制在合理的范圍?！崩钕蠕h稱(chēng)。
國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局印發(fā)的《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》明確，開(kāi)展鈉離子電池、新型鋰離子電池、鉛炭電池、液流電池等關(guān)鍵核心技術(shù)、裝備和集成優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。政策已明確液流電池同樣是新型儲(chǔ)能未來(lái)發(fā)展方向之一。
上述業(yè)內(nèi)人士指出，液流電池可應(yīng)用于發(fā)電側(cè)、輸配電側(cè)及用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能，包括大型光伏電站、風(fēng)電場(chǎng)、工業(yè)園區(qū)智能微電網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)峰電站、通信站等領(lǐng)域。隨著成本降低，液流電池儲(chǔ)能具有廣闊市場(chǎng)前景。
李先鋒認(rèn)為，不同技術(shù)具有不同優(yōu)劣勢(shì)。鋰離子電池能量高、能量轉(zhuǎn)化效率高，適合于對(duì)能量密度要求高的領(lǐng)域，比如4C、電動(dòng)車(chē)等領(lǐng)域，中低端磷酸鐵鋰電池也適合于一定規(guī)模的儲(chǔ)能領(lǐng)域。液流電池特別適合于長(zhǎng)時(shí)大規(guī)模儲(chǔ)能，儲(chǔ)能規(guī)模越大，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)越長(zhǎng)，液流電池的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)越顯著。在他看來(lái)，電網(wǎng)側(cè)大規(guī)模儲(chǔ)能對(duì)安全性要求非常高，液流電池具有本質(zhì)安全優(yōu)勢(shì)，這也是液流電池有望在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域大展拳腳的主要優(yōu)勢(shì)。
