中國儲能網(wǎng)訊：儲能興起，液流領(lǐng)域好不熱鬧。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2022年全球新增儲能裝機量85.5GW，同比增長166%，中歐美分別占比31%、25%、21%。美國Morgan Lewis律師事務(wù)所預(yù)計，到 2030 年將新增 387 GW的儲能容量，與 2021 年底相比，全球儲能容量將增長 15 倍。
如此大規(guī)模的增長，鋰電越來越難以支撐對安全、長時儲能的要求，液流自然就戴上了這頂新貴的帽子。
新面孔往往被賦予了新可能。伴隨著全釩技術(shù)的日益成熟，大家對新技術(shù)的期待越來越高，全鐵、鋅基等技術(shù)應(yīng)用也一炮而紅。
“待到秋來九月八，我花開盡百花殺?！毕啾扔阡囯姷囊患要毚螅毫黝I(lǐng)域逐漸開始百家爭鳴，溫和的土壤中，不少海外的新技術(shù)也在國內(nèi)做本土化，塵埃落定前，誰都想來試試看。
全釩的身旁，全鐵、鋅基這兩位新人究竟行不行？帶著這樣的問題，本文將從海外液流儲能起筆，闡明海外進展，對比國內(nèi)現(xiàn)狀，霧里看花，圍繞以下三個方面探索這場技術(shù)革命背后的可能性：
1、液流儲能的海外足跡；
2、ESS領(lǐng)航的全鐵嘗試；
3、ViZn授權(quán)的鋅基革命。
01.海外的液流儲能
歐美主導(dǎo)，政策加持，海外的市場環(huán)境毫不遜色。
1971年，日本科學(xué)家 Ashimura 和 Miyake 首次提出現(xiàn)代意義的液流電池概念，打響了液流研究的發(fā)令槍。
歷經(jīng)數(shù)十年探索，多數(shù)液流技術(shù)被大浪淘沙，全釩成為了實用化的主流。
一眾研究機構(gòu)和公司投身于全釩電池的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，包括日本的住友電工、美國的UET和Vanteck、英國的Invinity、奧地利的Enerox、澳大利亞的VSUN和TNG等。
澳大利亞自80年代起研究全釩電池，美國Vanteck在北美市場占據(jù)領(lǐng)先地位，住友電工在北海道建立了當時全球最大的全釩電池儲能系統(tǒng)。除了全釩，ViZn的鋅基技術(shù)、ESS的全鐵技術(shù)在國外也早有布局。
近幾年，海外對儲能的政策支持更是力度不小。
2021年，美國儲能裝機容量增加了兩倍多。
2022 年，《通貨膨脹削減法案》（IRA）頒布，針對儲能部署和制造的聯(lián)邦所得稅進行激勵，將儲能裝機推上新高潮。因此，美國每年的儲能安裝量預(yù)計將從 2021 年的約 4.6 GW增加到 2031年的超過27 GW。
為了推進清潔能源和實現(xiàn)碳中和，美國自2006年起對太陽能系統(tǒng)實施ITC補貼政策。
此前，僅將光伏系統(tǒng)的儲能部分納入稅收抵免，獨立儲能系統(tǒng)不包含在內(nèi)?！?022年通脹削減法案》更改了這一政策，擴大稅收抵免范圍至獨立儲能系統(tǒng)，條件是工商業(yè)儲能系統(tǒng)超過5 kWh，家庭儲能系統(tǒng)超過3 kWh。
另一邊，歐洲液流電池協(xié)會（FBE）2021年4月發(fā)布了一份關(guān)于液流電池的目標文件，到2030年在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)20 GW 和 200 GWh 的液流電池產(chǎn)量。
到今年1月，歐洲議會和歐盟理事會已將液流電池納入即將出臺的《電池法規(guī)》（Batteries Regulation）和《電池護照》（Battery Passport）的主要可持續(xù)性條款中，提高電池供應(yīng)鏈的透明度。
在這樣的環(huán)境下，ESS和ViZn的發(fā)展路徑可能會對我們有啟發(fā)。
02.ESS領(lǐng)航的全鐵嘗試
提到全鐵儲能技術(shù)，就不得不提到美國的ESS。
成立于 2011 年的ESS公司專注于全鐵液流電池供應(yīng)，使用鐵、鹽和水這些較豐富的資源實現(xiàn)長時儲能。
ESS公司圖標
經(jīng)過資料收集以及與業(yè)內(nèi)人士的溝通，芯流智庫了解到以下信息：
2021年，ESS公司虧損達到4.77億美元，在一次網(wǎng)絡(luò)會議中，ESS公司首席財務(wù)官Amir Moftakhar表示，公司在2021年下半年銷售了5個公用事業(yè)規(guī)模的液流電池儲能系統(tǒng)。
但是，由于尚未得到客戶認可，公司尚未能確認本季度的收入。
2022年，ESS宣稱的有“突破性合作伙伴關(guān)系”的ESI公司被報道可能是未披露的關(guān)聯(lián)方，且沒有業(yè)務(wù)運營。
報道指出了ESS和ESI標志的相似性，ESI除了與ESS的合作之外幾乎沒有可辨識的活動，以及ESI運營和設(shè)施缺乏透明度。此外，對電池技術(shù)的聲明表示懷疑，認為其夸大宣傳來吸引投資者注意，缺乏支持其聲稱取得的技術(shù)突破的證據(jù)。
如此一來，倒嗅到了幾分“PPT宣傳”的味道，商業(yè)行為存疑、技術(shù)未經(jīng)證實、未能兌現(xiàn)承諾這三者形成了一個閉環(huán)，也為國內(nèi)的液流后輩們敲響了警鐘，得不到落地驗證的技術(shù)，就要做好經(jīng)受拷打的準備。
然而，ESS的創(chuàng)始人Craig Evans和Julia Song曾在敘述創(chuàng)始靈感時說，他們最初打算設(shè)計的是釩液流電池，但在1981年偶然發(fā)現(xiàn)凱斯西儲大學(xué)（Case Western Reserve University）的一些鐵基化學(xué)研究成果后，出于低成本替代的思路，改變了方向。但同時，Evans也承認全鐵相對而言存在挑戰(zhàn)。
報道來源：MIT Technology Review
值得注意的是，釩資源相對于美國來說，獲取難度確實較高，中國、俄羅斯、南非和巴西是釩的主要生產(chǎn)國，在這個基礎(chǔ)上，國外廠商選擇尋求低成本替代品。
中國釩資源較多，在液流技術(shù)選擇上，是向新而生還是因地制宜也是值得權(quán)衡的選擇。
截至2022年1月，ESS公司已累計融資 2.97 億美元，截至 2023 年，ESS 公司共有 271 名員工。
由于全鐵的能量密度更低，相對而言需要大量的前期投資和維護。規(guī)模化是全鐵技術(shù)路線的公司需要考慮的問題，也同樣給ESS公司帶來了挑戰(zhàn)。
目前，ESS公司宣布將與SMUD公司建立合作伙伴關(guān)系，該合作伙伴將從部署一些規(guī)模較小的液流電池儲能系統(tǒng)開始，到2028年，ESS公司將為SMUD公司提供高達2GWh電池儲能系統(tǒng)。
SMUD公司的第一個液流電池儲能系統(tǒng)已經(jīng)開始交付，六個液流電池單元已經(jīng)交付，現(xiàn)在正在進入調(diào)試階段。從現(xiàn)在開始到體系化落地，仍需靜候多時。
巨安儲能（全稱“巨安儲能武漢科技有限責任公司”）則是國內(nèi)的新秀，2021年創(chuàng)立，創(chuàng)始人孟錦濤為華中科技大學(xué)博士。
對待比巨安大10歲的ESS公司，巨安儲能公司聲稱堿基環(huán)境解決了沉積問題，全球首創(chuàng)的鐵基螯合物提高了能量密度。后續(xù)如何，還得看規(guī)?；懿荒茏銎饋?。
2022年7月，巨安儲能與黃岡簽訂了風光儲一體化新能源項目100MW/400MWh新型鐵基液流儲能示范項目。
業(yè)內(nèi)人士透露，全鐵的能量密度更低，通過增大儲存罐增大容量，相對而言，大容量可能意味著大很多的占地，而且需要大量的前期投資和維護。
所以，轉(zhuǎn)了一圈，全鐵回到了初裝與維護成本過高的問題原點。
03.ViZn授權(quán)的鋅基革命
國內(nèi)的鋅基液流電池技術(shù)來源于ViZn。ViZn Energy Systems 成立于2009年，專注于開發(fā)和商業(yè)化基于鋅和鐵的液流電池技術(shù)，并在近年授權(quán)給國內(nèi)公司。
然而，國內(nèi)公司風頭正盛，美國的ViZn卻在授權(quán)的同時轉(zhuǎn)型，拋出了許多疑點。
2018年3月，ViZn在最新一輪融資中遭遇主要投資者撤資, 董事長Stephen Bonner表明目前存在嚴重的現(xiàn)金流問題，將“斷臂求生”，解雇70人的項目團隊。
事后，Stephen Bonner拒絕透露撤資原因和撤資人信息，也拒絕告訴記者融了多少資金，讓本次撤資多了幾分神秘感。撤資是否因為技術(shù)問題？融資是否屬實？我們已無從考證。
圖源：S&P Global Market Intelligence
同年6月，ViZn獲得新一輪的1500萬美元融資，并宣布將從開發(fā)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向電池技術(shù)供應(yīng)商的角色。
公司首席執(zhí)行官John Lowell表示，這項技術(shù)需要與規(guī)模更大、資本更充足的合作伙伴開展，他不認為這適合美國市場。
可見，該技術(shù)對資金依賴程度高，液流電池公司往往還得抓好宣傳，避免破產(chǎn)。
但同樣的，John Lowell也指出了ViZn的問題，實際運營案例很少，到了2019年，也只有愛達荷州國家實驗室運行了一個試驗系統(tǒng)，尼加拉瓜度假村微電網(wǎng)中運行了一個商業(yè)系統(tǒng)?？床坏綄嶋H的落地成果，很難評估技術(shù)的先進性。
此后，ViZn在電池技術(shù)供應(yīng)商的道路上越走越遠，以“低成本”為口號，Lowell表示他們開發(fā)的鋅鐵液流電池的電解質(zhì)成本是釩液流電池的十分之一。這一數(shù)字可能是準確的，但也許不太全面。
去年1月25日，麻省理工學(xué)院的Fikile Brushett副教授和Kara Rodby博士在《Flow batteries for grid-scale energy storage》一文中展示了一個模型框架，該框架可幫助指導(dǎo)未來電網(wǎng)中用于大規(guī)模、長時間電力存儲的液流電池開發(fā)。
樣本分析表明，如果考慮到終生維護成本，一些初始資本成本較低的方案實際上可能會過于昂貴。
在這篇文章中，作者表明，離子膜并不能實現(xiàn)完全選擇，部分活性物質(zhì)會緩慢透過膜，產(chǎn)生反應(yīng)，降低電池容量。相對于其它品類的液流技術(shù)，全釩的過程損耗較低，定期補充電解液本身就會造成更多的成本。只考慮初始成本是不周全的。
在新型化學(xué)物質(zhì)中，要評估較低的前期成本與較高的運行成本之間的權(quán)衡是否合理。
國內(nèi)的廠商在進行嘗試與宣傳時，也不應(yīng)只關(guān)注某個方面的成本優(yōu)勢，全局考慮，邏輯才更為自洽，芯流智庫前述文章中提到對電解液循環(huán)次數(shù)的考量便是以此為切入點。
文章節(jié)選
這篇文章展示了單元素液流電池技術(shù)的優(yōu)越性，鋅基這類多元素液流電池技術(shù)要格外注重維護成本。這對國產(chǎn)鋅基技術(shù)革命提出了挑戰(zhàn)，如何做好電解液維護、能否做好電解液維護是當前面臨的問題之一。
畢竟，成本控制不是一場文字游戲。
此外，據(jù)海外業(yè)內(nèi)人士爆料，ViZn提供的產(chǎn)品曾在比利時因為析氫問題導(dǎo)致過液罐和集裝箱變形事件，致使工程承包方JABIL不愿意支付工程尾款，從而導(dǎo)致債務(wù)危機。
并且，在ViZn對國內(nèi)的授權(quán)中，杜邦對質(zhì)子交換膜的壟斷也非常值得注意。引進技術(shù)后，如何防止部件斷供，是必須要考慮的供應(yīng)鏈安全問題。
當然，國內(nèi)液流研發(fā)的氛圍較海外更加濃厚，市場的熱情也更高，資本支持更加充足。國外廠商未能解決的問題，國內(nèi)廠商或許可以趁著能源革命的東風，“大力出奇跡”，解決上述痛點。
本土化引進技術(shù)的過程中，如何避免海外公司的老路，是“先行者”們應(yīng)該考慮的問題。
政策扶持體貼入微，科研機構(gòu)前赴后繼，在這樣的土壤里，是不愁成長的，前提是把根扎好。
