中國儲能網(wǎng)訊：隨著我國新能源產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步推進，市場不斷擴大，新型儲能行業(yè)正在地平線上噴薄而出。
2023年5月24日—26日，中國化學與物理電源協(xié)會舉辦的第十三屆中國國際儲能大會在杭州舉行，業(yè)內(nèi)人士廣泛探討了儲能行業(yè)發(fā)展的新趨勢、新路線和新技術(shù)。跟往屆會議最大的不同是，此次會議增設(shè)了“長時儲能”的分論壇，并得到了嘉賓和參展者的熱烈參與。
在參與此次論壇熱烈討論的諸多業(yè)內(nèi)人士看來，不同的儲能技術(shù)，技術(shù)特點不一樣，彼此之間差異較大。有的技術(shù)適合短時，甚至具備脈沖的儲能效果，而有的適合長時間充、儲、放狀態(tài)，而大規(guī)模的長時儲能是我國新能源行業(yè)發(fā)展重要的需求之一。
作為一家有百年歷史的老牌電氣企業(yè)，上海電氣早在2011年就瞄準儲能業(yè)務的先機，堅定地選擇全釩液流電池作為長時儲能技術(shù)的突破口。經(jīng)過十余年自主研發(fā)，上海電氣的全釩液流電池不僅實現(xiàn)裝備技術(shù)自主可控，兆瓦級產(chǎn)品量產(chǎn)交付，重大儲能電站項目落地，也推動著國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
在本次大會期間，上海電氣儲能科技有限公司總經(jīng)理、總工程師楊霖霖接受了澎湃新聞記者在內(nèi)的媒體記者群訪。楊霖霖就全釩液流電池的技術(shù)優(yōu)勢、市場前景、上海電氣的儲能業(yè)務布局、國內(nèi)儲能行業(yè)的政策新動向等問題給予了回答。
全釩液流電池的三性：高安全，功能性，經(jīng)濟性
在儲能領(lǐng)域，據(jù)楊霖霖介紹，上海電氣從2011年開始就瞄準長時儲能，在上海電氣中央研究院進行釩電池核心技術(shù)的攻關(guān)及產(chǎn)品開發(fā)，并于2019年通過自主研發(fā)科創(chuàng)孵化成立了上海電氣儲能科技有限公司，開始產(chǎn)業(yè)化。
據(jù)光大證券報告，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價態(tài)的釩離子溶液作為正極的活性物質(zhì)，以+2、+3價態(tài)的釩離子溶液作為負極的活性物質(zhì)，分別儲存在各自的電解液儲罐中。
在對電池進行充、放電時，正負極電解液在離子交換膜兩側(cè)進行氧化還原反應。 同時，通過電堆外泵的輸送，儲液罐中的電解液不斷送入正極室和負極室內(nèi)，以維持離子的濃度，實現(xiàn)對電池的充放電。
全釩液流電池的工作原理“在2011年時，上海電氣經(jīng)過系統(tǒng)性的調(diào)研，堅定地選擇了全釩液流電池路線。這是對于釩電池的競爭優(yōu)勢的判斷：全釩液流電池能夠能夠兼顧未來新能源大規(guī)模發(fā)電后并網(wǎng)時電網(wǎng)調(diào)頻和調(diào)峰的需求，具備復合型功能，跟下游的市場需求比較吻合。”楊霖霖說。具體來看，“調(diào)頻本質(zhì)上是平抑風光的發(fā)電波動，提高發(fā)電質(zhì)量，達到電網(wǎng)或者用戶對于用電質(zhì)量的要求。調(diào)頻需要儲能實現(xiàn)毫秒級的響應，同時，平抑發(fā)電波動需要適時調(diào)節(jié)，每天對儲能的調(diào)度使用可能幾十次甚至上百次，這就需要儲能電池具有較長的循環(huán)次數(shù)?！睏盍亓卣f。這些是全釩液流電池具備的產(chǎn)品優(yōu)勢：毫秒級充放切換響應，20000次的循環(huán)使用壽命。
調(diào)峰則是電網(wǎng)調(diào)節(jié)發(fā)電功率以匹配負荷功率波動的能力，是對儲電容量或者儲電時長的調(diào)節(jié)?！罢{(diào)峰需要儲能時長大于4小時的長時儲能技術(shù)，1個小時無法應對調(diào)峰需求，”楊霖霖說，“調(diào)峰還要求儲能具備較高的能量轉(zhuǎn)換效率的優(yōu)勢。這方面，液流電池的競爭者是壓縮空氣和抽水蓄能。全釩液流電池設(shè)備化形態(tài)，選址自由度、能量轉(zhuǎn)換效率、成本造價及瞬時響應等方面更具有競爭優(yōu)勢。”
除了獨特的功能性，全釩液流電池還具備全生命周期的經(jīng)濟性。
據(jù)楊霖霖介紹，儲能時長6h規(guī)格的全釩液流電池已經(jīng)達到了初裝成本2500元/KWh左右的水平。而由于全釩液流電池使用壽命比較長，電池循環(huán)次數(shù)能夠達到2萬次以上，能夠支撐風光發(fā)電項目25年的周期，不需要更換電芯，不需要追加投資成本。同時釩電池裝備在結(jié)束生命周期后仍有30%以上的殘值。因此從全生命周期來看，全釩液流電池度電每次的成本已經(jīng)低于0.2元。
最后，作為電力設(shè)備要具備本征安全的屬性。由于釩電池作為水系電池，沒有燃燒爆炸風險，常溫常壓封閉運行，具有本征安全的獨特優(yōu)勢。
“基于以上三個特點，全釩液流電池在各種儲能技術(shù)路線中，是前景可期的。”楊霖霖說。
中國全釩液流電池技術(shù)全球領(lǐng)先，上海電氣形成核心競爭力
根據(jù)國家能源局今年年初的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從2022年新增儲能裝機技術(shù)占比來看，鋰離子電池儲能技術(shù)占比達94.2%，仍處于絕對主導地位，新增壓縮空氣儲能、液流電池儲能技術(shù)占比分別達3.4%、2.3%，占比增速明顯加快。
在楊霖霖看來，中國的全釩液流電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在全球占據(jù)了引領(lǐng)地位。這一方面是由于中國的釩資源儲備量和釩產(chǎn)能都是全球第一，另一方面中國釩電池的技術(shù)也引領(lǐng)全球，沒有卡脖子的技術(shù)風險，從電堆到核心關(guān)鍵原料都能夠?qū)崿F(xiàn)100%國產(chǎn)化制造。
目前在國內(nèi)，布局全釩液流電池中游制造集成端的不僅上海電氣一家，還有國網(wǎng)武漢南瑞、開封時代、四川偉力得等公司。隨著市場的不斷壯大，不斷有新進玩家。在楊霖霖看來，上海電氣在全釩液流電池裝備已經(jīng)具備了核心競爭力，這其中包括電堆及系統(tǒng)的研發(fā)、制造；除此之外上海電氣也已擁有適配釩電池的BMS、PCS、EMS的核心技術(shù)及終端產(chǎn)品。
通過十多年的研發(fā)，上海電氣已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)品的功能性開發(fā)，可靠性制造，智能化運維。安徽合肥1GWh釩電池生產(chǎn)基地在2020年10月投產(chǎn)，并預計于今年新增1GWh產(chǎn)能；江蘇鹽城正在進行第二期釩電池生產(chǎn)基地建設(shè)，產(chǎn)能為3GWh。公司目前在國內(nèi)已經(jīng)中標了5個發(fā)電集團的儲能項目，產(chǎn)品出口到了日本和西班牙等國，目前已順利交付4期訂單，在國內(nèi)外的典型市場得到了用戶的初步認可。
“我們對電力系統(tǒng)、儲能裝備有比較深刻的洞察，在電堆的研發(fā)，系統(tǒng)的功能性開發(fā)及工程應用技術(shù)，產(chǎn)品的可靠性及全生命周期的運維能力等方面具有突出優(yōu)勢，這也是電氣儲能的核心競爭力?！睏盍亓卣f。
不僅如此，在楊霖霖看來，上海電氣全釩液流電池的核心競爭力還包括了不斷進行技術(shù)迭代的再研發(fā)能力，目前上海電氣儲能公司已建立一支多學科交融的研發(fā)團隊及健全的研發(fā)、測試評價平臺。
全釩液流電池進入產(chǎn)業(yè)化初期，降本通過技術(shù)和市場實現(xiàn)
在此次中國國際儲能大會中，包括中科院院士趙天壽等業(yè)內(nèi)人士也都指出，全釩液流電池進入了產(chǎn)業(yè)化的初期，但還面臨著降本的要求。
據(jù)光大證券報告指出，釩電池的成本主要來自于電堆和電解液。以10kW/40kWh釩電池儲能系統(tǒng)為例，釩電解液成本占總成本的41%，電堆成本占比37%，其余為建安等成本。釩電解液主要成分為五氧化二釩，成本主要受到釩價的影響，而電堆的成本主要來自于隔膜等材料。
全釩液流電池如何降本？在楊霖霖看來，首先，從全生命周期來看，要通過技術(shù)的不斷進步，降本提效，包括提升電堆的功率密度，提高電解液的有效利用率，系統(tǒng)端的優(yōu)化降低造價。
其次，“任何一個產(chǎn)業(yè)的降本有客觀規(guī)律，”楊霖霖說。釩電池處于產(chǎn)業(yè)化初期，未來隨著規(guī)?；氖褂茫羞M一步降本的空間。再次，由于釩液流電池的電解液不會被消耗，未來可以對電解液進行融資租賃，建立一種新的商業(yè)模式降低成本。
另一方面，楊霖霖認為，儲能的價值實現(xiàn)路徑及商業(yè)模式是制約儲能發(fā)展的核心關(guān)鍵點?！皟δ茼椖渴欠衲芩愕眠^來賬，儲能設(shè)備的初裝價格是影響因素之一，最主要的問題是儲能的下游流通機制及儲能的價值實現(xiàn)路徑還沒有建立。不能僅僅通過儲能設(shè)備的價格來看待儲能項目的收益率，儲能設(shè)備是有市場成本價的，一味壓低儲能裝備的初創(chuàng)價格，對于產(chǎn)業(yè)的長足發(fā)展會造成極大的風險，尤其是對于長周期的電力領(lǐng)域。”楊霖霖說。
2022年11月，中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布了《新能源配儲能運行情況調(diào)研報告》，報告顯示，新能源配儲等效利用系數(shù)僅6.1%。
“儲能的收益如何結(jié)算、從哪個端口來結(jié)算收益？結(jié)算方式、交易模式都不太清晰，當前商業(yè)化儲能項目還處于一事一議的模式狀態(tài)?！睏盍亓卣f。
不過，從今年的國內(nèi)各地方政策來看，政策已經(jīng)出現(xiàn)了令人欣喜的變化。一方面，許多區(qū)域政策越來越具體細化，政策跟終端市場更具有適配性。另一方面，儲能配置角度有利于長時儲能的發(fā)展，很多區(qū)域提出了長于4小時的儲能要求。據(jù)楊霖霖介紹，此前很多地方政策是風光配儲能，今年國內(nèi)已經(jīng)有兩個省份出臺了釩電池儲能配風光的優(yōu)先政策，“儲能正在由被動向主動轉(zhuǎn)變?！睏盍亓卣f。
