中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近年來(lái)，我國(guó)新能源發(fā)電裝機(jī)量快速增長(zhǎng)，對(duì)新型儲(chǔ)能等調(diào)節(jié)資源需求亦日益增長(zhǎng)，儲(chǔ)能發(fā)展賽道上群雄逐鹿，行業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)萬(wàn)億級(jí)別。
在眾多新型儲(chǔ)能路線上，鋰離子電池儲(chǔ)能占據(jù)著超過(guò)90%的份額，穩(wěn)坐第一把交椅；全釩液流電池因其高安全性、長(zhǎng)壽命和可擴(kuò)展性等優(yōu)勢(shì)被寄予厚望，在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
今年，四川省出臺(tái)了全國(guó)首個(gè)支持釩電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)政策，四川攀枝花市提出打造“中國(guó)釩電之都”的愿景，全行業(yè)首創(chuàng)商業(yè)化租賃模式全釩液流儲(chǔ)能電站示范項(xiàng)目在此落地。11月，該項(xiàng)目完成全釩液流電池設(shè)備采購(gòu)招標(biāo)，這對(duì)釩儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)和金融服務(wù)業(yè)融合發(fā)展具有標(biāo)桿意義。
鋰電池儲(chǔ)能“一家獨(dú)大”
“新能源在爆發(fā)性的增長(zhǎng)，而新能源增長(zhǎng)一定帶來(lái)儲(chǔ)能的發(fā)展；國(guó)家能源結(jié)構(gòu)規(guī)劃，一定會(huì)帶來(lái)儲(chǔ)能領(lǐng)域的增長(zhǎng)?，F(xiàn)在儲(chǔ)能發(fā)展方向不確定，正處于百花齊放階段，每個(gè)賽道都有各自的發(fā)展，都在降低成本、提升技術(shù)?！扁C鈦股份董事長(zhǎng)羅吉春對(duì)證券時(shí)報(bào)記者表示。
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，隨著未來(lái)可再生能源占比越大，建設(shè)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的必要性和急迫性就越大，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可在更長(zhǎng)的時(shí)間維度上，調(diào)節(jié)新能源的儲(chǔ)力波動(dòng)。通常來(lái)看，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)根據(jù)物理特性可以分為三大類：機(jī)械儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱和電化學(xué)儲(chǔ)能。
目前，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能正處于發(fā)展初期，國(guó)內(nèi)外尚未對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)一定義。通常認(rèn)為，持續(xù)放電時(shí)間不低于4小時(shí)、壽命不低于20年的儲(chǔ)能技術(shù)為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。
當(dāng)前，抽水蓄能是成熟度最高、效率最高的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，占據(jù)全球70%以上份額。不過(guò)，抽水蓄能選址困難，極其依賴地勢(shì)，受地理?xiàng)l件限制較大，且投資周期較長(zhǎng)。
再看新型儲(chǔ)能領(lǐng)域，包括鋰離子電池、鉛蓄電池、鈉硫電池、壓縮空氣、液流電池、超級(jí)電容和飛輪儲(chǔ)能等方式。在眾多新型儲(chǔ)能市場(chǎng)中，鋰離子電池因其成熟的技術(shù)、廣泛的應(yīng)用和較高的能量密度，暫時(shí)位居“一家獨(dú)大”的地位。
國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2024年上半年，全國(guó)已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)4444萬(wàn)千瓦/9906萬(wàn)千瓦時(shí)，較2023年底增長(zhǎng)超過(guò)40%；已投運(yùn)鋰離子電池儲(chǔ)能占比97%，液流電池儲(chǔ)能占比0.4%。
不過(guò)，有業(yè)界人士認(rèn)為，隨著長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求成為主流，基于安全性、擴(kuò)展成本等問(wèn)題，目前的鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)難以滿足未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展，液流電池儲(chǔ)能等路線將更適合長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求。
從安全性方面來(lái)看，鋰離子電池儲(chǔ)能電站電池?cái)?shù)量眾多，一旦發(fā)生熱失控、短路或電解液泄漏等安全問(wèn)題，所影響的領(lǐng)域范圍較廣。據(jù)CESA儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)不完全統(tǒng)計(jì)，自2009年11月以來(lái)在全球范圍內(nèi)共發(fā)生117起儲(chǔ)能相關(guān)事故。從電池類型來(lái)看，應(yīng)用磷酸鐵鋰電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)相關(guān)事故68起，占比58%；應(yīng)用三元鋰電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)相關(guān)事故36起，占比31%。
2022年6月，國(guó)家能源局發(fā)布《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求（2022年版）（征求意見(jiàn)稿）》，在防止電化學(xué)儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故一欄中曾明確提到，“中大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動(dòng)力電池”。
但在2023年3月正式印發(fā)的《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求（2023版）》中，則將上述措辭更改為“中大型儲(chǔ)能電站應(yīng)選用技術(shù)成熟、安全性能高的電池，審慎選用梯次利用動(dòng)力電池”。
釩電池儲(chǔ)能
初始投資成本高
作為一種新型蓄電池，液流電池特點(diǎn)在于將正、負(fù)極電解液分開(kāi)，各自循環(huán)，通過(guò)正、負(fù)極電解質(zhì)溶液活性物質(zhì)發(fā)生可逆氧化還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化。
根據(jù)其電解液中活性物質(zhì)的不同，液流電池又可以分為全釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅鐵液流電池、鋅溴液流電池、全鐵液流電池等。在液流電池中，全釩液流電池具有能量效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，是目前商業(yè)化程度最高和技術(shù)成熟度最強(qiáng)的液流電池技術(shù)。
但在現(xiàn)實(shí)層面，全釩液流電池儲(chǔ)能在大規(guī)模應(yīng)用和商業(yè)化方面，面臨著成本、能量密度、技術(shù)成熟度、環(huán)境適應(yīng)性等多方面的挑戰(zhàn)。
釩鈦股份總經(jīng)理馬朝輝對(duì)證券時(shí)報(bào)記者坦言，釩電池儲(chǔ)能一次性投入高，與鋰電池相比，目前優(yōu)勢(shì)不明顯。成本是制約全釩液流電池發(fā)展的核心問(wèn)題，受較高的初裝成本掣肘，其商業(yè)化發(fā)展較為緩慢。
釩電池主要缺點(diǎn)體現(xiàn)為能量密度低，因此占地較大。以100兆瓦/400兆瓦時(shí)的釩電池的大型儲(chǔ)能項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，若用同樣的場(chǎng)地，鋰電池大概可以達(dá)到800~1000兆瓦時(shí)。
在成本方面，據(jù)東方財(cái)富證券研報(bào)，全釩液流電池核心部件可以分為能量單元、功率單元和配套系統(tǒng)，而能量單元的核心是電解液，這將直接影響能量單元的性能與成本。從全釩液流電池成本結(jié)構(gòu)來(lái)看，電解液、電堆成本占比分別可達(dá)40%、35%，釩電解液的降本則能有效實(shí)現(xiàn)釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的降本。目前，國(guó)內(nèi)布局電解液的企業(yè)有大連融科、釩鈦股份、川威集團(tuán)等。
目前，釩電池的系統(tǒng)投資成本約為2300~2500元/kWh，鋰離子電池約為1500~2000元/kWh。市場(chǎng)招標(biāo)價(jià)顯示，全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中標(biāo)價(jià)為2.5元/Wh左右；磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能的平均單價(jià)是1.44元/Wh。
當(dāng)前，國(guó)內(nèi)全釩液流電池的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)逐步形成，業(yè)界希望能與鋰電池形成錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)。其中，上游主要涉及釩資源的開(kāi)采與冶煉，主要企業(yè)有釩鈦股份、攀鋼集團(tuán)、河鋼集團(tuán)、安寧股份等；中游進(jìn)行全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造，包括功率單元（電堆）與能量單元（電解液）兩大部分，主要企業(yè)有國(guó)網(wǎng)英大、上海電氣、大連融科、中電興發(fā)等；下游主要為儲(chǔ)能項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)，相關(guān)企業(yè)包括大連融科、偉力得、北京普能等。
釩電池優(yōu)勢(shì)
在于長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能
不過(guò)，馬朝輝也進(jìn)一步指出，釩電池儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)在于儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)配置更靈活，同時(shí)具備很高的安全性能優(yōu)勢(shì)，能量轉(zhuǎn)換率可達(dá)到70%以上，尤其適合于大型長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。
目前，液流電池的循環(huán)壽命可達(dá)1.5萬(wàn)~2萬(wàn)次，而鋰離子儲(chǔ)能電池約在5000次左右，液流電池整體使用壽命可以達(dá)到20年或更長(zhǎng)時(shí)間，這將大幅降低儲(chǔ)能系統(tǒng)的維護(hù)成本和更換頻率。根據(jù)中郵證券測(cè)算，全釩液流電池儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)越長(zhǎng)，初始投資成本越低。在4小時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目下，行業(yè)平均水準(zhǔn)可以做到3000元/kWh的初始投資成本和0.85元/kWh的度電成本，行業(yè)頭部企業(yè)可以做到2650元/kWh的初始投資成本。
馬朝輝表示，大連融科在一個(gè)項(xiàng)目上釩電池已經(jīng)用了10年，釩基本沒(méi)有損耗。長(zhǎng)期來(lái)看，兩者成本不相上下，看好行業(yè)發(fā)展。釩儲(chǔ)能項(xiàng)目一年比一年多，現(xiàn)在國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)的政策就是給行業(yè)放出了信號(hào)。未來(lái)，國(guó)內(nèi)若能將釩儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈和商業(yè)模式進(jìn)一步完善，在釩電池企業(yè)盈利后，就有更多精力和資金去進(jìn)行技術(shù)迭代，產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展就會(huì)形成。當(dāng)前，釩鈦股份關(guān)注釩電池已經(jīng)10年以上時(shí)間，長(zhǎng)期從事釩電解液技術(shù)路線研究，從技術(shù)、可行性、經(jīng)濟(jì)性等方面不斷進(jìn)步。
2022年，釩鈦股份與大連融科簽署了《合資協(xié)議》，共同投資成立合資公司四川釩融儲(chǔ)能科技有限公司（下稱“釩融儲(chǔ)能”）。雙方將探索研究釩電解液定價(jià)機(jī)制和創(chuàng)新商業(yè)模式，推動(dòng)釩電池儲(chǔ)能商業(yè)化進(jìn)程。
馬朝輝希望：“儲(chǔ)能市場(chǎng)能健康良性發(fā)展，在有些項(xiàng)目上鋰電池，也上釩電池。目前，很多新能源項(xiàng)目建設(shè)要求儲(chǔ)能配套，這是一個(gè)利好。當(dāng)前，釩電池產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)有100多家，正在群雄逐鹿的階段。釩鈦股份保障上游資源，促使對(duì)方技術(shù)迭代，釩電解液成本有望持續(xù)下降?！?
據(jù)釩鈦股份高管透露，釩鈦股份向大連融科提供制備釩電解液的高品質(zhì)原料累計(jì)已超過(guò)1.6萬(wàn)噸(折V2O5）。雙方共建有一條2000立方米/年的釩電解液生產(chǎn)線，該產(chǎn)線于2023年完成設(shè)備安裝和熱負(fù)荷試車調(diào)試，并開(kāi)展試生產(chǎn)，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn)達(dá)效。后續(xù)，釩鈦股份將與大連融科繼續(xù)推動(dòng)共建60000立方米/年釩電解液產(chǎn)線，共同推動(dòng)釩在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。
釩電儲(chǔ)能創(chuàng)新租賃
商業(yè)模式啟動(dòng)
今年5月，四川省經(jīng)濟(jì)和信息廳等6部門聯(lián)合印發(fā)《促進(jìn)釩電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》（下稱《實(shí)施方案》），著力打造國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的釩電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)基地，這是全國(guó)首個(gè)釩電池產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)政策。
上述《實(shí)施方案》提出，支持釩電池在光伏、風(fēng)力等新能源發(fā)電配建儲(chǔ)能、電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、通信基站儲(chǔ)能等多方面推廣應(yīng)用。結(jié)合實(shí)際需求建設(shè)一批釩電池儲(chǔ)能電站，探索技術(shù)、商業(yè)模式以及體制機(jī)制創(chuàng)新，推動(dòng)釩電池儲(chǔ)能市場(chǎng)化、規(guī)模化應(yīng)用。
四川具備釩電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，省內(nèi)釩資源儲(chǔ)量位居全國(guó)第一（攀枝花釩資源儲(chǔ)量位居世界第三），已建成全球規(guī)模最大、產(chǎn)業(yè)鏈條最完整的釩產(chǎn)品綜合生產(chǎn)基地。
據(jù)中郵證券研報(bào)預(yù)計(jì)，2025年釩電池占新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)滲透率將提升至接近20%。
基于良好的預(yù)期，攀枝花提出打造“中國(guó)釩電之都”的愿景，加快釩電池產(chǎn)業(yè)布局，并于2023年發(fā)布四川省首個(gè)新型儲(chǔ)能規(guī)劃。到2025年，攀枝花力爭(zhēng)形成800MW以上電堆產(chǎn)能和2GWh釩電池容量生產(chǎn)能力，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)到500億元。到2030年，形成1.5GW電堆產(chǎn)能和4GWh的釩電池成套裝備和系統(tǒng)集成能力，全面建成完整、韌性、全生命周期的釩電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。
證券時(shí)報(bào)記者了解到，當(dāng)前，攀枝花還探索釩電解液租賃新商業(yè)模式，即釩電解液費(fèi)用在運(yùn)營(yíng)周期以租金形式分期支付，降低項(xiàng)目初始投入。同時(shí)，做好釩電解液再生和回收保障，確保釩電池壽命到期后回收再利用。
2023年底，國(guó)家電投集團(tuán)四川攀枝花100MW/500MWh全釩液流儲(chǔ)能電站示范應(yīng)用項(xiàng)目開(kāi)工，這是目前全國(guó)在建規(guī)模最大的釩電池儲(chǔ)能示范應(yīng)用項(xiàng)目，項(xiàng)目總投資16億元，占地5萬(wàn)平方米。據(jù)悉，該項(xiàng)目以獨(dú)立儲(chǔ)能電站形式，單獨(dú)計(jì)量、接受電網(wǎng)調(diào)度，項(xiàng)目輸出功率可達(dá)百兆瓦級(jí)，儲(chǔ)能容量達(dá)到500兆瓦時(shí)，相當(dāng)于一次能充放50萬(wàn)度電。
釩電池儲(chǔ)能電站就像一個(gè)巨型“充電寶”。據(jù)此推算，若遇特殊情況下，攀枝花城市電網(wǎng)失電，該儲(chǔ)能電站可以為當(dāng)?shù)鼐用裼秒娞峁?小時(shí)左右的電力保障。
今年11月初，攀枝花城建交通（集團(tuán)）有限公司旗下子公司攀西融資租賃（上海）有限公司與大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司作為項(xiàng)目聯(lián)合體，成功中標(biāo)國(guó)家電投集團(tuán)上述攀枝花項(xiàng)目的全釩液流電池設(shè)備采購(gòu)項(xiàng)目，期限20年。
這也讓其成為全行業(yè)首創(chuàng)商業(yè)化租賃模式全釩液流儲(chǔ)能電站示范項(xiàng)目，這對(duì)釩儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)和金融服務(wù)業(yè)融合發(fā)展具有標(biāo)桿意義。
