中國儲能網訊：11月24-26日，由湖南省工業(yè)和信息化廳、湖南省商務廳、長沙市人民政府、中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會聯(lián)合主辦，100余家機構共同支持的湖南（長沙）電池博覽會暨第二屆中國國際新型儲能技術及工程應用大會在長沙圣爵菲斯大酒店召開。此次大會主題是“新能源、新機遇、新高度”。
會議期間，組委會邀請了北京普能世紀科技有限公司CEO黃綿延分享主題報告《高效大容量全釩液流電池儲能技術助力碳中和及新型電力系統(tǒng)構建》。以下是發(fā)言主要內容：
黃綿延：各位專家、各位領導、各位同行，非常高興能在這個特殊時期有機會跟大家分享一下全釩液流電池的一些發(fā)展情況。
首先是長時儲能和全釩液流電池的簡單介紹，在所有行業(yè)會議上都知道鋰電池經過這么多年的發(fā)展已經得到了非常好的發(fā)展狀態(tài)，現(xiàn)在提到儲能或者新型儲能第一個就想到鋰電，但是鋰電有一些固有的不足，導致新型儲能或者儲能應用由功率型向容量型轉變的階段，它可能有一些不是很完美的場合，在這種場合下，國家政策、產業(yè)界、資本界對于液流電池特別是全釩液流電池的關注度也越來越高。經過這么多年的發(fā)展，儲能市場逐漸由短時功率型向長時容量型過渡，這是國外的一些分析報告，隨著可再生能源比例越來越高，對儲能時長的要求會越來越高，長時儲能的市場份額也會越來越大，主要是說明這些。
提到主要的新型儲能特別是適合做大容量長時儲能的技術，我們覺得有四種，一是抽水蓄能，二是壓縮空氣，三是鋰電池，鋰電池也可以做長時的，但會有一些缺陷，四是釩電池。每一種技術都有自己的優(yōu)點和適應性，我主要著重講釩電池，其實釩電池的規(guī)模已經從1兆瓦幾兆瓦的項目到了百兆瓦級，前幾天的大連項目200兆瓦800兆瓦時的第一期100兆瓦400兆瓦時就成功并網了，這個項目應該是開了全世界百兆瓦級液流電池的先河，在這個項目的鼓勵或者帶動下，目前我所知道國內的全釩液流電池百兆瓦級的項目大概有十幾個，甚至有更大的，一個項目就2個GWh的全釩液流電池項目已經很多了，這是項目規(guī)模，另外一個是安全性，之所以對液流電池這么關注，就是因為它克服了鋰電池儲能面臨的一些不可回避的不足地方，大家需要一種安全的長壽命的技術，釩液流電池非常適合。
當然這里要說的一點是液流電池的效率問題，一般系統(tǒng)效率是可以做到75%，基本上是跟抽水蓄能很接近。另外很重要的特點就是液流電池長壽命三十年，鋰電池都是十年或者十五年，其實真正的狀況下用不到十年十五年，液流電池真的可以做到二十五年三十年，因為這是由它的工作原理決定的，我們在廠內跑了十三年的系統(tǒng)，從2019年開始跑，天天不斷的充放電，所以壽命是有理論支撐、實際項目支撐、實際數(shù)據(jù)支撐。另外它的特點是建設周期非常短，像抽水蓄能一般需要8-10年的建設周期，這種項目一般一兩年，因為大連的項目前期投的時間比較長，主要是因為前期的政策因素，并不是建設周期的因素，所以液流電池有高安全性、長壽命、效率可以跟抽水蓄能媲美，沒有地域限制，綠色和循環(huán)利用。從我們的角度來講，我們認為液流電池是未來長時儲能領域里作為調峰電站，電網側，新能源發(fā)電側，作為抽水蓄能一個有益的補償，我們不可能取代抽水蓄能，但我們可以在抽水蓄能做不到或者沒有資源的地方，或者生態(tài)比較脆弱的地方用液流電池來做是非常適合的。
液流電池有各種不同的技術，全釩只是其中的一種，還有鋅溴、鐵鉻、全鐵等等，主要分為幾大類，剛才我講的全釩液流電池應該可以認為是目前為止全世界液流電池行業(yè)里技術最成熟，項目最多，最接近商業(yè)化或者走在商業(yè)化最前沿的液流電池技術。另一類是以鋅為代表的，因為鋅是很好的金屬材料，也也比較好的化學活性。還有鐵基的液流電池。釩液流電池太貴了，需要把成本降下來，都是跟釩液流電池對標，因為釩的成本太高，不用釩，用其他金屬或者物質代替釩就能把成本降下來，這個出發(fā)點是好的，但儲能系統(tǒng)是非常復雜的，電解液只是其中的一部分成本，還有電池、BMS、PCS、冷卻系統(tǒng)，是不是需要更復雜的系統(tǒng)來支撐穩(wěn)定？按了這一頭松了那一頭，可能解決了電解液的問題，但其他的問題還是沒有盡如意。比如把釩解決了，但是功率密度比較小，也就是電堆的大小，因為液流電池主要分為功率部分跟容量部分，用一樣的材料，功率部分是釩電池的兩倍，也就是說我電池部分的成本是一到兩倍，電解液是便宜了，但電池成本就上去了，最后的成本可能比全釩電池還要高，所以這是行業(yè)比較普遍的情況，并不是說其他的技術不好，還是需要時間把各個方面進行優(yōu)化，做到各方面要素都優(yōu)化，成本降下來，這樣的系統(tǒng)在已經開始看成本的市場環(huán)境下占有一席之地，百花齊放，但都要找到適合自己發(fā)展，達到最優(yōu)狀態(tài)的路徑。
全釩液流電池的優(yōu)點，一是安全，二是長壽命，三是100%的DOD，四是電解液可以循環(huán)利用，70%的成本在電解液，它可以無壽命約束的完全循環(huán)利用，比如這25年的項目結束之后，電解液就可以直接從這個項目拉到那個項目，100%回收，如果我這個項目不做了，我想把這個電解液回收成釩，它的產值也在70%，因為你要把含釩的電解液變成釩的制品，需要的加工成本在20%-30%左右，最差的產值在70%-80%?？傮w來講，它的優(yōu)點還是非常突出的，當然也有一些缺點，技術的能量密度比較低，大概是鋰電池的1/10甚至更低，這么低的能量密度怎么做系統(tǒng)？系統(tǒng)的占地面積得多大？我告訴大家這只是電芯的層面，真正做成一個項目之后，釩液流電池的占地面積可以比鋰電池還低，大家可能覺得不可思議，我可以給大家一個數(shù)據(jù)，比如我們現(xiàn)在做的百兆瓦級的項目，包括大連剛宣布的一百兆瓦四百兆瓦時的項目，大概一百兆瓦四百兆瓦時或者五百兆瓦時的占地面積不到三十畝土地，一個建筑物里。鋰電池大概十兆瓦二十兆瓦時需要三十畝土地，如果真正講大項目，液流電池的占地面積比鋰電池還低甚至是一半，這是非常重要的一個信息，因為這是實實在在的數(shù)據(jù)，不是我們預測的，國內最著名的設計院做的設計就是按照這個標準來做的。
這些我就大概過一下，剛才我講了液流電池這么多優(yōu)點，也有這么好的一個市場前景，為什么這么多年它的市場份額還在1%左右？我記得8年前大概在8%-10%，現(xiàn)在可能1%都不到了。核心問題主要還是幾個，一是它的綜合成本太高，過去這么多年它的成本還是太高了，相對鋰電池、鉛碳電池、鉛酸電池成本太高。二是過去沒有適應的場景。三是項目規(guī)模有限。
綜合成本高主要是幾個問題，一是產業(yè)鏈不完善，產業(yè)鏈包括一些核心的部件。二是上游資源主要就是指的釩，釩這塊要講的可能太多了，但是我只想簡單的跟大家說一下，目前在中國買的釩都不是為釩電池準備的，都是為鋼鐵工業(yè)準備的，所以釩電池要自己的釩，在之前是沒有人專門開發(fā)低成本的釩的，所以這也導致綜合成本比較高。適用場景這個比較清楚了，因為大家過去講儲能都是講短時功率性的應用，長時的容量型應用也就是在這一年，特別是從今年開始，像新疆、內蒙開始要招一些4個小時的儲能系統(tǒng)，以前沒有的，所以這些是導致全釩液流電池儲能過去的市場份額非常小的，當然現(xiàn)在的情況完全不一樣了，接下來這個情況就會得到徹底的改變。三是項目規(guī)模有限，其實我剛才也講了，過去整個液流電池的市場規(guī)模都是1兆瓦、2兆瓦、10兆瓦，這是最大的，百兆瓦也就是剛剛出現(xiàn)，更多的百兆瓦現(xiàn)在只是在規(guī)劃之中。相信這些規(guī)劃中的百兆瓦落地建成之后，液流電池的市場份額大概會能到10%-20%，這不是我預測的，是各路專家預測的。
這些是液流電池，特別是這種全釩液流電池全世界的一些生產制造企業(yè)的情況。當然這里只是列了一部分，因為最近出現(xiàn)了一些新的情況，液流電池太熱了，基本上每周都會看到這個行業(yè)出現(xiàn)一些大新聞，有些上市公司開始整合一些資源進入這個行業(yè)，所以這個行業(yè)的發(fā)展還是非?？斓?，但是不管怎么講，總體來講，液流電池儲能技術這塊目前我們還沒有看到能超越這些玩家的，國內外都還是這些，有一些新的技術新的概念，但這些新的技術新的概念需要時間去驗證它的可行性，需要時間去把工程化的產品做成熟，大家都是做系統(tǒng)集成的，應該說是很好理解。任何一個新的概念，新的技術，它非得是經歷一個比較長的積累過程，才能做到比較成熟完善。
這是行業(yè)的概況。我就不多講了，簡單的給大家說一下。其實我剛才也講了廠商的情況，這里頭簡單概括一下，基本上以中美歐日為主的國家，應該說非常自信的講，目前應該說中國是引領了全釩液流電池的發(fā)展，不管是行業(yè)規(guī)模還是成本，還是企業(yè)的規(guī)模來講，都是引領行業(yè)的發(fā)展。但是有一點要強調一下，所謂新技術，比如新的一些液流電池技術，新的釩電池的大家想象出來的一些東西，可能還是美國這邊在做得更好一些，因為他們可能對于創(chuàng)新或者這種風投的氛圍比較好。
目前的市場情況特征非常明顯，我們認為市場化商業(yè)化的一個前期，已經進入市場商業(yè)化，但還是在一個前期的階段，以銷定產的特征明顯，沒有像鋰電池一樣每天非常穩(wěn)定的生產，然后你來我就直接賣給你了，基本上以項目定制為主，因為它這個項目的量還是少。主要靠政府項目的推動，特別是近幾年都是以新能源配儲能，政府給你新能源的指標，你就需要配套一些儲能的產業(yè)，這個時候液流電池儲能就跟新能源廠商跟地方政府會達成一些協(xié)議，然后來推動液流電池項目的落地建設。項目規(guī)模已經從兆瓦級向百兆瓦級進軍了。另外一個就是發(fā)展的預期，我們認為這個產業(yè)在過未來的1-2年是一個快速發(fā)展的階段，項目規(guī)模不斷擴大，產業(yè)鏈已經逐步在完善。剛才講了一個上游資源的問題，現(xiàn)在上游資源的問題也在逐步得到的解決，現(xiàn)在有很多企業(yè)參與到上游的釩資源的開發(fā)里頭。
接下來講一下我們公司的情況，其實我們是國內最早開始做釩液流電池行業(yè)的，陸陸續(xù)續(xù)在這個行業(yè)做了15年，而且這么多年就做這一件事。2007年成立，2009年收購VRB Power，在這個行業(yè)里VRB Power是當時全世界最好的一家公司，2010年開始有兆瓦級的產品，2011年到2014年開始做規(guī)?；膬δ茼椖浚谥袊?、美國等國家做了非常有代表性的一些兆瓦級的儲能項目，都是開了地方的一些先河。2014年我們也承擔了國家863的項目，我當時是這個項目的首席專家。這是我們一代產品，因為產品一代一代迭代，2016年開始有了二代產品，到去年我們已經開始生產三代產品，目前來講已經推向市場，我們也開始做這種百兆瓦級項目的一些開發(fā)工作，有些項目已經進入招標階段。
普能在資本市場，我們從2007年到現(xiàn)在融了大概有2億美金，很多筆投資都是破了這個行業(yè)的先例，非常不容易。特別在一幾年之前，普能大概就融了1億美元來開發(fā)液流電池，那會整個儲能市場都沒有起來，我們就融到了1億美金來做這個事，所以大家可以想象一下，其實資本市場是看好這個行業(yè)，對普能的技術和專業(yè)化水平還是比較認可的。這是普能的一些管理團隊，我就不多講了，主要講一下我們核心的技術團隊，現(xiàn)在大概有30多個人，基本上大家都在這個行業(yè)里做了十幾年了，也非常專業(yè)，有理論背景，又有工程實踐，這樣一群朝氣蓬勃的人，正是這群人把我們的產品一代一代的往前推進。
這是我們做的一些項目情況，我們已經安裝投運的一些項目，跟鋰電池沒法比。目前為止我們也就投運了大概100兆，建了100兆瓦時。在過去這么多年大概100兆瓦時，接近70個儲能項目，在全球12個國家。當然有一點就是說如果我們現(xiàn)在在做的這幾個項目能馬上快速落地，我們馬上就會從100兆瓦時升級到GWh這種級別了。因為現(xiàn)在在做的每一個項目都是500兆400兆瓦時這種規(guī)模，快速在發(fā)展。這是現(xiàn)在國內最近這一兩年在規(guī)劃的一些液流電池的項目，這個量是非常大的，可能還是前幾個月之前更新的一些數(shù)據(jù)。目前應該遠比這個多了，因為每一個星期都會有新的項目出現(xiàn)，而且項目的規(guī)模在不斷擴大。剛才我講的綜合項目，一個GWh的項目也都出現(xiàn)了，百兆瓦時的項目，新疆GWh的項目就有幾個，所以這些項目的規(guī)模、數(shù)量快速在增長。
目前釩液流電池的成本狀況，如果以4小時計，我們都是說AC的凈輸出，大概每千瓦時的度電成本現(xiàn)在已經可以做到2塊5-3塊左右，每一家各不一樣，這其中大概百分之六七十是電解液的成本，然后百分之四十左右是電堆的成本。我說的電堆就是包括電池、管路、儲罐、泵冷卻、PCS，整個系統(tǒng)除了電解液大概在40%左右，而且這個成本目前每年都在快速的下降。我們預期比如今年能到2塊5、2塊6，明年基本上就可以做到2塊5、2塊3這樣的一個水平，基本上每年都會在快速下降。當然這里的核心下降因素，電池進步是一方面，最核心成本下降因素是電解液這一塊，這一塊大概占百分之六七十的成本，如何把電解液的成本降下來？其實是考驗這個行業(yè)的真正的難點，因為釩很多，但是如何低成本的給它開發(fā)出來，這是我們要考慮的事。
現(xiàn)在我們的產品有千瓦級、兆瓦級，可以滿足不同的市場需求，都已經做到集裝箱式標準化，高度的工業(yè)化，這已經沒有問題了，所以這個產業(yè)是基本成熟了。我剛才講普能的一代二代三代產品核心的電堆，我們現(xiàn)在已經從第一代的一個電堆10千瓦做到一個電堆75千瓦，75千瓦就是我們三代的電堆，應該說是國內單體電堆最大的一個功率，而且我們電堆已經拿到了電科院的認證，一系列的認證都沒有問題了。
這是我們做的一個系統(tǒng)產品，一兆瓦的產品，上面這個是我的模組，也就是我的電堆部分，下面幾個集裝箱放的是我的電解液儲罐，電解液在下面，上面的集裝箱是電堆，我可以很方便的改變底下的電堆，電解液儲罐的大小、多少，來選擇是4個小時6個小時8個小時，這里頭有各個不同的占地面積，都非常清楚的標出來。
目前來講成本是2塊5到2塊6上下，未來的1-2年是有可能做到兩塊錢左右。我個人判斷在“十四五”末期是有可能4個小時做到2塊錢以內，也就是1塊8毛錢的水平，而且這是全系統(tǒng)成本，包括PCS了，我這個是交流輸出，如果按照很多的直流輸出，可能就到1塊5毛錢以下了。再過幾年，可以徹底的改變大家對液流電池的一個印象。第一個我們的規(guī)模上來了，第二個成本也下來了，第三個它的可用性、穩(wěn)定性、可靠性、安全性在更大的項目上得到徹底的驗證，液流電池才能在整個儲能大市場中占有更高的一個市場份額。
大容量儲能市場逐步在出現(xiàn)，而且它是未來支撐新能源系統(tǒng)的關鍵。這不是我說的，應該說是所有專家已經達成的一個共識。全釩液流電池的這種優(yōu)點可以決定它是一個理想的長時儲能技術。全釩液流電池這個產業(yè)已經基本上在成熟，當然它有一些瓶頸，唯一的瓶頸就是釩這一塊。普能公司在電池技術這塊不斷前進，其實今天我還沒講的就是我們也在整合釩資源，我們也在開發(fā)釩資源，未來我們是希望通過先進的電池技術，再加上我們低成本的釩資源，為整個儲能市場，為新能源的建設，新型電力系統(tǒng)的建設，提供這種低成本可資本化的這種長時儲能解決方案，這是我們的一個愿景。
大概就講這些，謝謝大家。
