中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:
前言
各國(guó)為實(shí)現(xiàn)2050年凈零排放目標(biāo),能源系統(tǒng)全面脫碳是關(guān)鍵。激增的可再生能源裝機(jī)與發(fā)電供應(yīng)間歇性和波動(dòng)性呈正相關(guān),給各國(guó)電力供應(yīng)系統(tǒng)同時(shí)帶來了空間和時(shí)間兩個(gè)難題。
英國(guó)計(jì)劃2030年至2050年間部署20GW的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能(LDES)項(xiàng)目來保障能源靈活性。英國(guó)能源安全和凈零部(DESNZ)將在英國(guó)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能(LDES:Long Duration Energy Storage)定義為在最大功率下能持續(xù)提供至少六小時(shí)電力供應(yīng)的儲(chǔ)能設(shè)施(低于美國(guó)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能為10小時(shí)的定義),然而新規(guī)定中明確將鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)排除在外。
這標(biāo)志著非鋰儲(chǔ)能技術(shù)在英國(guó)即將迎來巨大發(fā)展。目前最成熟的非鋰長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)為抽水蓄能,部署容量為2.8GW。主流非鋰儲(chǔ)能技術(shù)有:抽水蓄能(TRL9),液流電池及液態(tài)空氣(TRL8),金屬空氣電池,空氣壓縮,液態(tài)空氣(均為TRL7及以下)。(根據(jù)英國(guó)規(guī)定,TRL9為最高技術(shù)成熟度,TRL8為已實(shí)現(xiàn)中小型運(yùn)營(yíng)試點(diǎn)項(xiàng)目技術(shù),TRL7及以下為原型測(cè)試階段)
01.為什么長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能要排鋰?
排鋰的第一個(gè),也是最重要的因素就是安全問題,畢竟長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需要保障靈活性和穩(wěn)定性。2023年眾多事故表明,電池的安全可靠是電池技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域中,鋰電池技術(shù)的安全性和經(jīng)濟(jì)性差強(qiáng)人意。
脫離對(duì)中國(guó)鋰電池進(jìn)口的依賴是另一方面。鋰離子電池目前主要為中國(guó)制造,歐盟及英國(guó)希望盡量減少對(duì)中國(guó)能源設(shè)施的依賴,以避免可能的政治動(dòng)蕩帶來的原材料供應(yīng)問題。
02.非鋰技術(shù)市場(chǎng)及發(fā)展趨勢(shì)
在鋰電池技術(shù)和市場(chǎng)逐日飽和下,產(chǎn)能過剩疊加行業(yè)內(nèi)卷加劇,非鋰儲(chǔ)能技術(shù)也成為國(guó)內(nèi)外資本的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。據(jù)EESA數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,2023年年末中國(guó)磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)(0.5C)中標(biāo)價(jià)格“大跳水”,降低至加權(quán)平均價(jià)格0.81元/Wh,年內(nèi)下跌幅度超41%,較2022年同期價(jià)格接近腰斬。
(圖1源自伍德麥肯茲)
據(jù)國(guó)際能源咨詢機(jī)構(gòu)大模型預(yù)測(cè),全球電化學(xué)電池儲(chǔ)能市場(chǎng)在未來十年中,鋰電池將讓出4%的市場(chǎng)份額,液流電池和鈉離子電池的產(chǎn)能都將翻倍。
(圖2源自伍德麥肯茲)
全球電化學(xué)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目發(fā)展投資中,釩液流電池2023同比2021年增長(zhǎng)了83%,達(dá)到了31億美元,其余非鋰電池處于小幅度波動(dòng)。由此可以看出釩液流電池未來可能將會(huì)是一個(gè)有潛力的非鋰儲(chǔ)能發(fā)展方向。
03.非鋰技術(shù)加快多元化進(jìn)程
目前英國(guó)政府已以獎(jiǎng)金和放貸的形式,來幫助投資者增強(qiáng)其信心,降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。皆旨在支持加快推動(dòng)非鋰儲(chǔ)能技術(shù)的研究與創(chuàng)新開發(fā)。
(1)英國(guó)于2021年初啟動(dòng)1億英鎊LDES示范競(jìng)賽。包括1:英國(guó)最大的(7MW/30MWh)全釩液流電池示范項(xiàng)目(4小時(shí)),2: 儲(chǔ)熱和壓縮空氣儲(chǔ)能混合系統(tǒng)示范項(xiàng)目,3: 抽水蓄熱示范廠。
(2)英國(guó)政府聯(lián)合英國(guó)研究創(chuàng)新機(jī)構(gòu) (UKRI) 、法拉第機(jī)構(gòu)、創(chuàng)新英國(guó)組織與英國(guó)電池工業(yè)化中心(UKBIC),通過法拉第電池挑戰(zhàn)(Faraday Battery Challenge)計(jì)劃,將于2022至2025年間提供2.11億英鎊的政府資金,以幫助該領(lǐng)域吸引更多私人投資和新興項(xiàng)目。
(3)英國(guó)公共金融機(jī)構(gòu),如英國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施銀行(UKIB),與地方貸款部門共擁有220億英鎊的融資能力,以幫助解決投資障礙。但其對(duì)私營(yíng)項(xiàng)目有三個(gè)投資原則要求:實(shí)現(xiàn)一個(gè)及以上的戰(zhàn)略目標(biāo)(應(yīng)對(duì)氣候變化、促進(jìn)地區(qū)或地方經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng));產(chǎn)生財(cái)務(wù)回報(bào);政策銀行作為市場(chǎng)補(bǔ)充,需擠出大量私人資本。(英國(guó)投資銀行避免為那些本可由私人市場(chǎng)單獨(dú)完成的項(xiàng)目提供資金)
在國(guó)內(nèi),《合肥市新型儲(chǔ)能發(fā)展規(guī)劃(2023-2027年)的通知》中明確提到:除鋰離子電池儲(chǔ)能外,全釩液流儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、氫(氨)儲(chǔ)能等多種新型儲(chǔ)能技術(shù)均已在市內(nèi)開展示范應(yīng)用。江門市也積極爭(zhēng)取引入鈉離子、鋰硫電池、固態(tài)電池等組裝企業(yè),以支持企業(yè)針對(duì)上述非鋰電化學(xué)儲(chǔ)能電池等技術(shù)的攻關(guān)。
我國(guó)釩資源自主可控,釩產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的三分之二。各大行業(yè)龍頭跨界入局釩液流電池,龍佰集團(tuán)和中核鈦白均開始參與釩礦資源與釩電解液的開發(fā)。
據(jù)2023年底EESA數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì),中核匯能1GWh全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng),惠州市惠陽區(qū)建筑材料供應(yīng)鏈有限公司2MW/10MWh液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)采購(gòu)項(xiàng)目均以較高價(jià)格完成招標(biāo)。2024年以液流電池為主的非鋰長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)將進(jìn)入高速商業(yè)化進(jìn)程。