中國儲能網(wǎng)訊：近日，國家電投儲能系統(tǒng)集采開標，再次吸引市場廣泛關注。其中1GWh的全釩液流電池的標段顯示，該儲能技術成本其實已經(jīng)全面進入每瓦時3元以內(nèi)。
全釩液流電池：理想電化學儲能方式
在碳中和背景下，為提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和對新能源的消納能力，長時儲能可憑借長周期、大容量特性，在更長的時間維度上調(diào)節(jié)新能源發(fā)電波動的優(yōu)勢下，以全釩液流電池等為代表的長時間儲能技術得到大力發(fā)展。
6月7日，中共中央政治局常委、國務院總理李強到大連融科儲能技術發(fā)展有限公司（下稱“大連融科儲能”）調(diào)研。李強總理在調(diào)研中表示：“我國新能源發(fā)展已經(jīng)走在世界前列，發(fā)展速度很快，同時對電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來很大挑戰(zhàn)。釩電池作為新型儲能技術，要發(fā)揮安全、長壽命、環(huán)保的特點趟出一條新路，這對能源轉(zhuǎn)型意義重大。”
液流電池是利用正負極電解液分開，各自循環(huán)的一種高性能蓄電池，具有容量高、使用領域廣、循環(huán)使用壽命長的特點，是一種新能源產(chǎn)品。
經(jīng)過多年的發(fā)展，液流電池衍生出全釩液流電池、鋅溴液流電池、鐵鎳液流電池等多種路線。現(xiàn)階段，全釩路線最為成熟，且是我國主要推崇的路線，已經(jīng)達到商業(yè)化初期階段。
全釩液流電池循環(huán)次數(shù)高，達5000-1000次，這就意味著電池壽命可能長達20年；不易燃燒，安全性好，并且能夠100%放電，而不損害電池。
同時，全釩液流電池具有模塊化功能，儲能系統(tǒng)的功率可以通過增減電池的數(shù)量來控制，而儲能容量則可以通過電解液的體積和濃度來調(diào)節(jié)，能夠滿足儲能端的個性化要求。這些優(yōu)勢都是其他電池路線所不具備的。
抽水蓄能、壓縮空氣和(釩)液流電池特性
釩電池獨特的運行特性決定了釩電池儲能系統(tǒng)在系統(tǒng)控制和應用場景上有著特殊的設計。
全釩液流電池市場空間廣闊
我國重視儲能和釩液流電池的發(fā)展，先后出臺多項政策從推動商業(yè)化進程、加強技術研發(fā)、打造示范項目和注重安全生產(chǎn)等方面促進全釩液流電池的發(fā)展。
2022年1月，國家發(fā)改委、能源局聯(lián)合發(fā)布了《“十四五”新型儲能發(fā)展實+施方案》。方案提出，推動多元化技術開發(fā)。開展鈉離子電池、新型鋰離子電+池、鉛炭電池、液流電池等關鍵核心技術、裝備和集成+優(yōu)化設計研究，將百兆瓦級液流電池技術納入新型儲能+核心技術裝備攻關重點方向之一。加快重大技術創(chuàng)新示范，將釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池等列+入重大技術創(chuàng)新試點示范項目。
2021年以來，我國已有數(shù)個百MWh級別的大型全釩液流電池項目陸續(xù)啟動。2022年10月底，由大連融科建設的首個國家級大型化學儲能示范項目大連恒流儲能電站一期100MW/400MWh正式并網(wǎng)發(fā)電，是迄今全球功率最大、容量最大的百兆瓦級液流電池儲能調(diào)峰電站。
據(jù)相關機構(gòu)計算分析，電池儲能系統(tǒng)(除電解液外的部分)按6000元/kW測算；V205按每噸10萬元，電解液按1500元/kWh測算；電池系統(tǒng)部分每干瓦時的分攤成本。全釩液流電池儲能系統(tǒng)包括回收利用，運行15年以上，實際價格約為1875元/kWh。
全釩液流電池儲能系統(tǒng)價格可以稱得上是“儲能成本最低的靈活性解決方案”。
作為全釩液流電池的核心材料，釩，是中國的優(yōu)勢資源。2022年全球釩礦產(chǎn)量為10萬噸，較2021年下降4.8%。全球釩產(chǎn)量主要集中在中國、俄羅斯及南非，其中中國產(chǎn)量占比70%，俄羅斯占比17%，南非占比9%。近年來我國已經(jīng)發(fā)展成世界第一釩資源、生產(chǎn)、消費、貿(mào)易及技術、裝備優(yōu)勢大國，行業(yè)影響及所占比例也在逐年提升。
如果未來全釩液流電池放量，那么可能帶動釩金屬的需求進一步趨緊，在產(chǎn)能有限的情況下，未來釩可能成為下一種重要的戰(zhàn)略資源。
有專家預測雙碳戰(zhàn)略釩的需求量：至2030年，按占新增新型儲能121GW的20%(儲能5h)，電解液含釩1.7mol/L、利用率60%，儲電1kWh需釩(V2O5)8kg計，釩液流電池儲能共需釩(V2O5)97萬噸或均12萬噸/年。
企業(yè)爭先涌入賽道
多家央企已經(jīng)在積極探索液流電池儲能領域，國家電網(wǎng)、國家電投、國家能源集團、華電集團、大唐集團、上海電氣、東方電氣集團均涉足過全釩液流電池項目。
智光電氣2016年研制了大功率釩電池儲能PCS，國網(wǎng)英大通過全資子公司置信電氣，及置信電氣全資子武漢南瑞，布局全釩液流電池儲能，拓展湖北、江蘇釩電池示范項目。中核匯能、國家電投均發(fā)布了1GWh的全釩液流電池儲能系統(tǒng)采購招標。
一些釩礦企業(yè)也開始大規(guī)模進軍液流電池領域。不僅如此，今年以來液流電池領域的大額融資不斷披露，大連融科也于4月份宣布完成超10億元B+輪融資，開始沖刺IPO。星辰新能、液流儲能科技、巨安儲能等液流電池初創(chuàng)企業(yè)，也剛剛結(jié)束或正在進行新融資。
據(jù)北極星儲能網(wǎng)不完全統(tǒng)計，當前公開有全釩液流電池相關布局的企業(yè)，已經(jīng)多達40多家。（詳情見文末圖片）
現(xiàn)存痛點與未來發(fā)展
目前，在電力系統(tǒng)電化學儲能市場同液流電池形成最強競爭的技術為鋰離子電池技術，其具有功率響應快、效率高的特點，且近年來成本快速降低，最低儲能系統(tǒng)中標價低至1.321元/Wh，而全釩液流電池僅電解液的成本就已經(jīng)高于這一價格。
同時，高品質(zhì)鋰離子電池循環(huán)次數(shù)可能超過8000次，有的甚至高達萬次。隨著性能的持續(xù)優(yōu)化，鋰離子電池會進一步擠壓儲能領域其他技術的商業(yè)空間。
對此，液流電池需要進一步發(fā)揮其長時間大容量的儲能特性、超長壽命和極高的安全性能，才能在儲能市場中占有更重要的地位。
隨著國內(nèi)外業(yè)界對液流電池技術和釩產(chǎn)業(yè)整合和發(fā)展重視程度的增加，釩的相關成本有極大的下降空間。
另一方面，由于全釩液流電池電解液穩(wěn)定性極佳，因此，通過租用電解液等方法降低全釩液流電池建設成本等商業(yè)模式上的創(chuàng)新成為可能，通過釩資源鏈商業(yè)模式的創(chuàng)新，可大大降低全釩液流電池的總體成本，加快產(chǎn)業(yè)速度。
在碳中和、碳達峰大背景下，全釩液流電池在電力儲能方面具有廣闊的應用前景，在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)均有很好的應用切入點，技術需求切合度較高。隨著技術路線漸趨成熟，成本下降很快，預計通過相應的技術方案和產(chǎn)業(yè)整合，全釩液流電池會得到更蓬勃的發(fā)展。
