中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：過萬企業(yè)涌入、儲(chǔ)能規(guī)劃產(chǎn)能超1.5TWh、超5700億元投資，“一哄而上”成為當(dāng)前鋰電池占多數(shù)的新型儲(chǔ)能的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。
但2023年以來，由鋰電池引發(fā)的儲(chǔ)能安全性隱憂和行業(yè)無序擴(kuò)張節(jié)奏導(dǎo)致儲(chǔ)能市場(chǎng)“遇冷”。因此，這也引發(fā)愈來愈多業(yè)界人士追問：“一鋰獨(dú)大”是新型儲(chǔ)能的終局嗎？
圖：中國(guó)新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模占比（截至2023年6月，國(guó)家能源局）
中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所研究員李泓在近日舉行2023世界儲(chǔ)能大會(huì)上發(fā)出預(yù)警，“一鋰獨(dú)大”之下，儲(chǔ)能安全性問題或?qū)⒏油怀觥?
與此同時(shí)，新型電力系統(tǒng)構(gòu)建需求日漸迫切，鋰電池2-4小時(shí)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)越來越無法滿足長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的日間平衡。而普遍時(shí)長(zhǎng)突破4小時(shí)的液流電池、壓縮空氣等逐漸受到業(yè)界關(guān)注，其中以對(duì)液流電池的關(guān)注為甚。有不少業(yè)內(nèi)人士預(yù)判，隨著鋰電池安全性、儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的缺陷日漸突出，液流電池或?qū)ⅰ胺滞タ逛嚒薄?
鋰電儲(chǔ)能出現(xiàn)“三大裂痕”
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)持續(xù)性“增收不增利”，導(dǎo)致部分企業(yè)在儲(chǔ)能領(lǐng)域并未得到正向發(fā)展，這為儲(chǔ)能領(lǐng)域非良性發(fā)展埋下了“導(dǎo)火索”。
而在2023年下半年這個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上，以鋰電池為主的儲(chǔ)能領(lǐng)域出現(xiàn)愈演愈烈的“價(jià)格戰(zhàn)”，導(dǎo)致一些企業(yè)毛利持續(xù)走低，還在經(jīng)營(yíng)方面舉步維艱。加速涌入賽道的企業(yè)數(shù)量幾乎超過賽道的承載力，低價(jià)擾亂市場(chǎng)愈發(fā)嚴(yán)重，已經(jīng)上升為“重要隱憂”。
資本市場(chǎng)關(guān)注的鋰電池儲(chǔ)能企業(yè)逐漸“失寵”，比如企業(yè)市值普遍大幅縮小，部分上市公司利潤(rùn)下降。行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇，產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)能過剩，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重等問題突出，部分企業(yè)出現(xiàn)停產(chǎn)、減產(chǎn)、大規(guī)模裁人的現(xiàn)象。行業(yè)內(nèi)卷嚴(yán)重，洗牌的危機(jī)已然若現(xiàn)。
蜂擁而至的企業(yè)顯然并未做好長(zhǎng)期作戰(zhàn)的準(zhǔn)備，有不少只是把這個(gè)賽道當(dāng)作“投資”或者“投機(jī)取巧”的捷徑，行業(yè)亂象不勝枚舉。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，過去1年，新增的鋰電池儲(chǔ)能企業(yè)達(dá)1.4萬家。
而在鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)上，300+Ah儲(chǔ)能磷酸鐵鋰電芯成為廣受關(guān)注的新技術(shù)之一，已經(jīng)有超20家鋰電池儲(chǔ)能企業(yè)布局。但關(guān)于300Ah+儲(chǔ)能電芯的隱憂討論并未消失；隨之形成的5MWh儲(chǔ)能系統(tǒng)亦成為行業(yè)主流發(fā)展趨勢(shì)，但伴隨而來的安全隱憂，仍上升為行業(yè)重要難題。
然而，真正 “吊詭”之處則在于越來越多鋰電池儲(chǔ)能設(shè)備企業(yè)不斷涌進(jìn)此賽道，而關(guān)于安全的行業(yè)討論卻從未停歇。由于鋰電池儲(chǔ)能領(lǐng)域快速迭代，“研發(fā)一代占領(lǐng)一代量產(chǎn)一代”的時(shí)間正在大幅縮短，新技術(shù)驗(yàn)證時(shí)間成為行業(yè)的重要詬病之一。
總結(jié)來看，鋰電池儲(chǔ)能行業(yè)逐漸出現(xiàn)三大“裂痕”。第一個(gè)裂痕仍來自老生常談的“安全問題”。2023年，安全問題并未得到有效緩解。相反，無論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，鋰電池儲(chǔ)能安全事故亦在持續(xù)上演，比如不久前，珠海以及西北地區(qū)均爆出了鋰電池儲(chǔ)能事故。鋰電池儲(chǔ)能安全難題就像卡在行業(yè)的發(fā)展命脈上，無時(shí)無刻不在傳遞一種“悲觀”的情緒。
第二個(gè)裂痕，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的需求越來越盛，但鋰電池儲(chǔ)能市場(chǎng)無法覆蓋越來越長(zhǎng)的需求。隨著風(fēng)光占比不斷提高，新型電力系統(tǒng)對(duì)4小時(shí)以上的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求更甚。近兩年，國(guó)家及地方政府對(duì)眾多新能源項(xiàng)目配儲(chǔ)的要求已提高至4小時(shí)，而鋰電池的儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)普遍在2小時(shí)左右。
第三個(gè)裂痕，盡管目前整個(gè)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)火熱。但不容忽視的是，在經(jīng)濟(jì)成本和安全可靠之間，目前儲(chǔ)能的平衡難度還在逐漸增大。“重建設(shè)而輕應(yīng)用”導(dǎo)致過去低價(jià)低質(zhì)的儲(chǔ)能產(chǎn)品在市場(chǎng)盛行，安全質(zhì)量不過關(guān)而“不敢用”亦成為鋰電池儲(chǔ)能的“卡脖子”難題。
南方電網(wǎng)專家委專職委員、特級(jí)戰(zhàn)略技術(shù)專家鄭耀東公開表示，新型儲(chǔ)能電站“建而不用”的原因是多方面的，有的電站一開始就是為了滿足配儲(chǔ)要求而建的。也有一些投資者希望先建起來等國(guó)家出臺(tái)政策，但建好后發(fā)現(xiàn)預(yù)期難以實(shí)現(xiàn)。
中科院金屬研究所研究員、遼寧科京新材料有限公司首席科學(xué)家嚴(yán)川偉則亦公開論及，由于潛在的電池技術(shù)體系本身的安全風(fēng)險(xiǎn)，使得有關(guān)方對(duì)全功率、全負(fù)荷地運(yùn)行儲(chǔ)能系統(tǒng)不放心，這是導(dǎo)致“建而不用”的一個(gè)比較核心的因素。
總結(jié)來看，儲(chǔ)能裝而不用，其一是為了滿足配儲(chǔ)政策；其二，現(xiàn)有電力制度下，鋰電池儲(chǔ)能度電成本高，電站無法實(shí)現(xiàn)盈利；其三則在于，無序發(fā)展的鋰電池儲(chǔ)能存有安全隱患。
對(duì)大容量/可持續(xù)/低成本儲(chǔ)能技術(shù)呼吁日甚
但由于儲(chǔ)能驅(qū)動(dòng)強(qiáng)勁，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)無論是發(fā)展規(guī)模上還是發(fā)展強(qiáng)度上，將具備長(zhǎng)期確定性。
驅(qū)使儲(chǔ)能快速成長(zhǎng)的“三駕馬車”主要可以總結(jié)為：一是國(guó)家“3060雙碳目標(biāo)”為儲(chǔ)能行業(yè)提供了長(zhǎng)期確定趨勢(shì)；二是新能源配儲(chǔ)需求仍在大增、獨(dú)立儲(chǔ)能電站發(fā)展方興未艾；三是工商業(yè)儲(chǔ)能成為中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)的重要增量。
提高鋰電池安全技術(shù)之外，業(yè)界呼吁，要積極開發(fā)各種新的儲(chǔ)能技術(shù)和方式探索。但總的看，除傳統(tǒng)抽水蓄能等儲(chǔ)能方式外，大容量、可持續(xù)、低成本的儲(chǔ)能技術(shù)還處于探索起步階段，需要各方面集中力量進(jìn)行攻關(guān)，大幅提升綠色電力的消納能力。
比如，中國(guó)華電集團(tuán)有限公司黨組書記、董事長(zhǎng)溫樞剛表示，要多元化的實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)，堅(jiān)持兼容并蓄，推動(dòng)促水、促電、促熱、促氣和促氫能覆蓋全周期、多類型儲(chǔ)能的融合并舉發(fā)展，在不同時(shí)間和空間尺度上，既能滿足電網(wǎng)的狀態(tài)穩(wěn)定和短時(shí)功率平衡需求，又能滿足大規(guī)模系統(tǒng)調(diào)節(jié)和存儲(chǔ)需要，從而增強(qiáng)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡的能力。
中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司首席技術(shù)專家惠東亦提出，2030年以后應(yīng)該發(fā)展低成本、規(guī)模化、長(zhǎng)周期的儲(chǔ)能設(shè)備，這種設(shè)備儲(chǔ)能不一定就是儲(chǔ)電設(shè)備了，從保安全角度來看，我們進(jìn)一步發(fā)展儲(chǔ)能電站的安全性和耐久性，尤其是重點(diǎn)突破全生命周期的一致性管理技術(shù)、壽命管理技術(shù)和安全管理技術(shù)。
液流電池企業(yè)——大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司總經(jīng)理王曉麗日前對(duì)外表示，具備長(zhǎng)壽命、高安全的液流電池主導(dǎo)的場(chǎng)景將彌補(bǔ)鋰電池的安全、長(zhǎng)時(shí)缺陷。比如，在高安全的情況下，城市復(fù)合中心、地下儲(chǔ)能、人群密集的區(qū)域，適合液流電池；基于長(zhǎng)壽命特征，液流電池適合于做大規(guī)模型、基礎(chǔ)設(shè)施型的建設(shè)。
新型電力系統(tǒng)構(gòu)建在即 液流電池“分庭抗鋰”
一年來，液流電池多次與鋰電儲(chǔ)能一同出現(xiàn)在國(guó)電投、中核匯能等采購招標(biāo)清單上，并且在“GWh級(jí)”的集采已經(jīng)突破第三次了。
事實(shí)上，液流電池與鋰電池“師出同門”，都來自電化學(xué)儲(chǔ)能大家族。在儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展中，電化儲(chǔ)能市場(chǎng)中的鋰離子電池由于其技術(shù)最為成熟，產(chǎn)品體積小，初裝成本較低等綜合優(yōu)勢(shì)突出一躍成為增速最快的儲(chǔ)能電池技術(shù)，占比超過九成。發(fā)展太快的鋰電池儲(chǔ)能一度導(dǎo)致包括液流電池在內(nèi)的其他新型儲(chǔ)能技術(shù)幾乎“隱形”。
在伴隨新型電力系統(tǒng)構(gòu)建需求凸顯，液流電池逐漸顯現(xiàn)出了其在安全性、長(zhǎng)時(shí)等領(lǐng)域的突出優(yōu)勢(shì)。雖然當(dāng)前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比遠(yuǎn)不如鋰電池，但是在“特定領(lǐng)域”卻正在逐步凸顯其優(yōu)勢(shì)。
與鋰電池相比，液流電池的特點(diǎn)和競(jìng)爭(zhēng)力主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：（1）本征安全。液流電池采用水系電解液配方，不燃不爆、安全無毒。（2）超低成本。以鋅鐵液流電池為例，其原材料充足且平價(jià)易得。使用壽命長(zhǎng)達(dá)25年，全生命周期的度電成本更具經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。（3）長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。液流電池可做到8小時(shí)以上儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)，功率模塊和能量模塊可以獨(dú)立擴(kuò)展（解耦特性），可靈活地調(diào)整系統(tǒng)規(guī)模和儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)。
整體來看，液流電池或?qū)⒃陂L(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能場(chǎng)景（≥4小時(shí)）領(lǐng)域與鋰離子電池形成差異化競(jìng)爭(zhēng)。液流電池的優(yōu)勢(shì)充分滿足新型電力系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能電池的安全、長(zhǎng)時(shí)的根本要求，在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)與用戶側(cè)均可部署，靈活應(yīng)用于“新能源+儲(chǔ)能”的各種不同場(chǎng)景，在提升新能源消納的同時(shí)，能有效降低儲(chǔ)能度電成本，加速新能源應(yīng)用推廣，推動(dòng)全球能源結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。
目前液流電池路線主要包括全釩液流電池、鋅鐵液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池等20余種技術(shù)路線，其中全釩液流電池進(jìn)展最快。其中5MW/10MWh項(xiàng)目已安全穩(wěn)定運(yùn)行8年以上，200MW/800MWh項(xiàng)目也已進(jìn)入調(diào)試階段。近年來，鋅鐵液流電池加速投建產(chǎn)線和基地建設(shè)，正在加速突破體系面臨的材料問題、工藝問題等技術(shù)問題，目前代表企業(yè)緯景儲(chǔ)能已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)GW級(jí)產(chǎn)能，產(chǎn)品越來越多出現(xiàn)在MW級(jí)示范項(xiàng)目上。
從產(chǎn)業(yè)鏈上來看，液流電池涉及環(huán)節(jié)較為復(fù)雜。上游包括軟件控制和硬件本體兩部分，其中硬件本體包括電解液、離子交換膜、雙極板、端板等核心部件和原材料，軟件控制系統(tǒng)包括BMS、EMS等；中游主要包括電堆和系統(tǒng)集成，液流電池系統(tǒng)主要由若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電堆構(gòu)成，然后再銷售給下游客戶；下游主要包括項(xiàng)目EPC承包方和終端用戶。值得注意的是，從主要環(huán)節(jié)成本來看，鋅鐵液流電池系統(tǒng)的電解液成本在總成本里的占比，比其他路線要低得多。
隨著可再生能源占比提升，電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力增大，新型電力系統(tǒng)構(gòu)建需求日盛，配儲(chǔ)成為并網(wǎng)標(biāo)配，配儲(chǔ)比例和配儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)不斷提升，疊加各省市對(duì)于長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的政策支持，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能在未來幾年商業(yè)化進(jìn)程將不斷加速，屆時(shí)液流儲(chǔ)能技術(shù)將迎來跨越式發(fā)展。
相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，2021 年至今，全國(guó)共有 25 個(gè)省份發(fā)布了新能源配儲(chǔ)政策，多省政府要求風(fēng)光電站需配置 10%-20%甚至 20%以上的儲(chǔ)能設(shè)施，并且供電時(shí)長(zhǎng)超過 4 小時(shí)。基于液流電池更加契合電站配儲(chǔ)的優(yōu)異性不斷被重視，液流電池或?qū)⒓涌鞂?shí)現(xiàn)“分庭抗鋰”。
據(jù)中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)預(yù)計(jì)，到2025年，新型儲(chǔ)能的產(chǎn)業(yè)規(guī)模要突破萬億，2030年預(yù)計(jì)接近3萬億。面對(duì)萬億級(jí)儲(chǔ)能賽道，電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)等大儲(chǔ)賽道伴隨長(zhǎng)時(shí)需求風(fēng)起，液流電池或?qū)⑦M(jìn)一步迎來更大滲透率；而對(duì)于一些安全性要求極高的工商業(yè)儲(chǔ)能場(chǎng)景中，液流電池優(yōu)勢(shì)凸顯?？偟膩砜矗滦碗娏ο到y(tǒng)構(gòu)建在即，液流電池“分庭抗鋰”產(chǎn)業(yè)格局加速形成。
