中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：儲(chǔ)能的各種技術(shù)路線，近些年風(fēng)起云涌，鋰電池一直是市場較為歡迎的電池技術(shù)。直到今年，官方將液流電池劃入重點(diǎn)方向，安全性高、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，令其步入臺(tái)前。
據(jù)中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2022年，電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)5.6GW，在除抽水蓄能外的新型儲(chǔ)能技術(shù)中占比最高，27.2%；其中鋰電池儲(chǔ)能新增裝機(jī)5.4GW，在電化學(xué)儲(chǔ)能中占比高達(dá)96.4%，占據(jù)主導(dǎo)地位。以風(fēng)光電為代表的可再生能源快速發(fā)展，帶飛儲(chǔ)能行業(yè)。
2023上半年的新型儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)量（含規(guī)劃、建設(shè)中和運(yùn)行項(xiàng)目）達(dá)到850個(gè)，是去年同期的2倍多。由此催生的新型儲(chǔ)能技術(shù)“百團(tuán)大戰(zhàn)”中，鋰電池的確強(qiáng)勢，但論勝負(fù)為時(shí)尚早。例如，更為安全、配置靈活的液流電池，今年頻獲資本押注。其中，全釩液流電池龍頭大連融科于4月份宣布完成超10億元B+輪融資，開始沖刺IPO。
新型儲(chǔ)能增長具有很強(qiáng)確定性
與鋰離子電池相比，液流電池具有安全性高、循環(huán)壽命長、電解液可循環(huán)利用、生命周期性價(jià)比高、環(huán)境友好等諸多優(yōu)勢，被認(rèn)為是大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的首選技術(shù)之一。在眾多的液流電池種類中，目前商業(yè)化進(jìn)程更快的為全釩液流電池。全釩液流電池是一種以金屬釩離子為活性物質(zhì)的液態(tài)氧化還原可再生電池。全釩液流電池是以+4、+5價(jià)態(tài)的釩離子溶液作為正極的活性物質(zhì)，以+2、+3價(jià)態(tài)的釩離子溶液作為負(fù)極的活性物質(zhì)，分別儲(chǔ)存在各自的電解液儲(chǔ)罐中。
在性能方面，全釩液流電池能夠?qū)崿F(xiàn)毫秒級充放切換響應(yīng)，可以達(dá)到20000次的循環(huán)使用壽命。由于全釩液流電池的正負(fù)極材料都是液態(tài)的水系電解液，通過膜材料將兩種液態(tài)材料隔開，從而避免了傳統(tǒng)電池中因?yàn)橐兹疾牧系氖褂枚鴰淼臒崾Э睾桶踩[患;具有本征安全性，基本不存在起火爆炸風(fēng)險(xiǎn)。基于全釩液流電池15年生命周期的條件，目前全釩液流電池的lcoe度電成本(平準(zhǔn)化度電成本)在0.4元/kWh左右，略高于鋰電的0.35-0.4元/kWh，但如果未來電網(wǎng)調(diào)度的容量增加，全釩液流電池的度電成本有望優(yōu)于鋰電池。
2023年是釩液流電池商業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵時(shí)期
2023年是釩液流電池商業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵時(shí)期，眾玩家積極布局，相關(guān)項(xiàng)目簽約、落地、投產(chǎn)等加速推進(jìn)。
在碳中和的趨勢下,電網(wǎng)對于長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)的需求會(huì)更迫切。巔峰儲(chǔ)能指出，短時(shí)儲(chǔ)能不能滿足電力系統(tǒng)跨天、跨月、乃至跨季、跨年的儲(chǔ)能需要，難以解決峰谷時(shí)期供需匹配的經(jīng)濟(jì)性問題。這就需要建設(shè)儲(chǔ)能時(shí)長在4小時(shí)以上的長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。到2040年全球長時(shí)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)容量可達(dá)1.5~2.5TW，到2050年，長時(shí)儲(chǔ)能儲(chǔ)電量將占全部儲(chǔ)電量的95%。在長時(shí)儲(chǔ)能的場景下，液流電池的潛力非常大，2023年會(huì)是液流電池產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵一年。
不同于鋰電池的原材料，高度依賴進(jìn)口，中國釩資源非常豐富。當(dāng)前全球范圍內(nèi)已經(jīng)探明的釩礦總金屬儲(chǔ)量約為2200萬噸，其中中國的釩礦總金屬儲(chǔ)量約為950萬噸，大概占到了全世界已探明儲(chǔ)量的43%，位居第一。未來全釩液流電池有望成為一類重要的新型儲(chǔ)能技術(shù)，預(yù)計(jì)2025年/2030 年國內(nèi)全釩液流電池儲(chǔ)能裝機(jī)空間或?qū)⒊^10GWh/90GWh。
全釩液流電池是目前最為成熟的液流電池體系
沒有一勞永逸的選擇。液流電池是另一個(gè)叢林，全釩、鋅鐵、鐵鉻，各項(xiàng)技術(shù)賽道均有代表性企業(yè)出現(xiàn)。其中，全釩液流電池是目前最為成熟的液流電池體系。有研究表明，液流電池壽命是傳統(tǒng)鋰電池的3倍左右，且壽命到期只需更換電解液的部分便可重復(fù)使用，但囿于成本居高不下，在規(guī)?；瘧?yīng)用的路上走得很艱難。2021年時(shí)，液流電池每度電的全生命周期成本比鋰電池高11%，內(nèi)部收益率不足鋰電池的七分之一。
近兩年，隨著技術(shù)不斷成熟，液流電池的經(jīng)濟(jì)效益逐步向好。液流電池的成本主要分為電堆、電解液與周邊設(shè)備三大塊，其中電堆成本約占35%，電堆中，隔膜是核心，成本約占電堆的40%。這層膜還被“卡脖子”。因此，走向國產(chǎn)替代成為優(yōu)選項(xiàng)，例如大連物化所就自主研發(fā)了可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜。液流電池一方面安全性更高，不易爆炸，另一方面裝置靈活，儲(chǔ)罐與電化學(xué)反應(yīng)堆可分開，足以應(yīng)對各種不規(guī)整的室內(nèi)設(shè)計(jì)。
在電化學(xué)儲(chǔ)能賽道，撬動(dòng)鋰電池的不止液流電池，去年下半年，“真金白銀”撒向鈉電池，期望其替代鋰電池“上車”，不過因產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程不及預(yù)期等原因，很快由熱轉(zhuǎn)冷。一方面，從投資人的角度來看，更安全的低成本技術(shù)方案仍然需要探索，不確定性太高；另一方面，從創(chuàng)業(yè)的角度來看，相比其他行業(yè)，能源行業(yè)具有壟斷性，很多細(xì)分領(lǐng)域其實(shí)并不適合創(chuàng)業(yè)。無論市場如何競爭、行業(yè)如何洗牌，好的技術(shù)路線和持續(xù)深耕技術(shù)的精神會(huì)帶領(lǐng)穿越周期。這些儲(chǔ)能技術(shù)未來很長一段時(shí)間內(nèi)會(huì)并存，但每一個(gè)路線都會(huì)越來越聚焦，最后可能會(huì)有一兩個(gè)技術(shù)成為主流。
新型儲(chǔ)能先行者已起跑——中鈉儲(chǔ)能助力碳中和目標(biāo)
在各種儲(chǔ)能技術(shù)路線充分競爭之時(shí)，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)排位賽也已打響。3月21日，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》指出，到2025年，新型儲(chǔ)能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件。到2030年，新型儲(chǔ)能全面市場化發(fā)展。業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，彼時(shí)國內(nèi)市場規(guī)模將達(dá)到10萬億元，也將是常態(tài)化經(jīng)濟(jì)時(shí)代為數(shù)不多的行業(yè)“大蛋糕”。
先行者已起跑。
在儲(chǔ)能賽道，西安屬于“中庸城市”，不過“好飯不怕晚”。一是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)仍處于初級階段，二是儲(chǔ)能和新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈重合度較高，西安“底子不錯(cuò)”。對于中鈉儲(chǔ)能來說，“好飯不怕晚”同樣適用。
中鈉儲(chǔ)能技術(shù)有限公司是由獨(dú)角獸眾創(chuàng)中心培育的，以全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)為核心的科技創(chuàng)新型企業(yè)。企業(yè)團(tuán)隊(duì)由新能源行業(yè)專家、上市公司CEO和制造業(yè)資深企業(yè)家及知名投資人聯(lián)合成立。公司通過整合行業(yè)優(yōu)勢資源，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，為全球新能源儲(chǔ)能應(yīng)用提供一流解決方案和服務(wù)。
中鈉儲(chǔ)能自成立以來，逐步實(shí)現(xiàn)企業(yè)價(jià)值。在生產(chǎn)方面，完成了全釩液流電池系統(tǒng)集成技術(shù)的突破，包括管路設(shè)計(jì)、BMS、電堆的設(shè)計(jì)、儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化與效率的提升；在研發(fā)方面，進(jìn)行了寬溫區(qū)電解液的研究、釩電池的實(shí)驗(yàn)室測試、低成本多孔可焊接膜的研究；在團(tuán)隊(duì)建設(shè)方面，組建了一支市場經(jīng)驗(yàn)豐富的銷售團(tuán)隊(duì)和一支實(shí)力豐富的研發(fā)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，同時(shí)與西北大學(xué)建立了產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)。在產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目方面，中鈉儲(chǔ)能已完成三個(gè)項(xiàng)目落地。
第一：完成了全釩液流儲(chǔ)能系統(tǒng)電解液儲(chǔ)罐生產(chǎn)線的建設(shè)
企業(yè)擁有獨(dú)立的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、銷售團(tuán)隊(duì)，且引進(jìn)螺旋纏繞疊加一次成型工藝，實(shí)現(xiàn)罐體整體無焊縫、無滲漏可能，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于液流儲(chǔ)能行業(yè)。
第二：在甘肅張掖完成了15MW/60MWh的光伏發(fā)電配儲(chǔ)項(xiàng)目
本項(xiàng)目采用直流1500V儲(chǔ)能系統(tǒng)方案，儲(chǔ)能電池系統(tǒng)采用集裝箱布置，主要包括儲(chǔ)能電池艙、儲(chǔ)能變流升壓一體機(jī)、能量管理系統(tǒng)等設(shè)備。電池集裝箱系統(tǒng)擁有獨(dú)立的配電系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等自動(dòng)控制和安全保障系統(tǒng)，采用非步入式設(shè)計(jì)。儲(chǔ)能系統(tǒng)與新能源場站配合實(shí)現(xiàn)風(fēng)儲(chǔ)、能量搬移、一次調(diào)頻等應(yīng)用，同時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)可接受電網(wǎng)調(diào)度，參與電網(wǎng)輔助服務(wù)。
第三：在西安國際人工智能創(chuàng)新園完成了125kW/500kWh“風(fēng)光儲(chǔ)充”一體化微電網(wǎng)項(xiàng)目
項(xiàng)目集成光伏發(fā)電、全釩液流電池儲(chǔ)能、充電樁、風(fēng)力發(fā)電等多項(xiàng)技術(shù)，項(xiàng)目運(yùn)行后既能為電動(dòng)汽車供給綠色電能，又能實(shí)現(xiàn)園區(qū)應(yīng)急照明及電梯應(yīng)急運(yùn)行。后期還可實(shí)現(xiàn)電力削峰填谷、輔助服務(wù)等功能，這將顯著提升園區(qū)電力系統(tǒng)運(yùn)行效率。該項(xiàng)目是積極推動(dòng)低碳園區(qū)實(shí)施的示范項(xiàng)目，也是積極響應(yīng)國家新型電力系統(tǒng)改革建設(shè)號(hào)召的有力舉措。
碳中和的目標(biāo)是2060年前，未來，中鈉儲(chǔ)能將在新能源儲(chǔ)能行業(yè)，繼續(xù)穩(wěn)扎穩(wěn)打筑起研發(fā)護(hù)城河，積極洞察市場形勢、迎政策東風(fēng)、借資本市場之力，助力碳中和目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
