液流電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程大提速

液流電池正以后補(bǔ)角色入場(chǎng)。

隨著新型儲(chǔ)能賽道的持續(xù)火熱，液流電池正以“后補(bǔ)”角色入場(chǎng)。

近期，上海電氣宣布將在合肥基地新增1吉瓦時(shí)釩液流電池產(chǎn)能；星辰新能也宣布，全釩液流吉瓦級(jí)工廠一期300兆瓦產(chǎn)線將于8月投產(chǎn)，最終總產(chǎn)能達(dá)到3吉瓦；緯景儲(chǔ)能此前表示，江蘇鹽城智能制造工廠單條產(chǎn)線產(chǎn)能將提高至1.2吉瓦時(shí)……

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今年以來(lái)，電池生產(chǎn)商密集宣布并推進(jìn)液流電池?cái)U(kuò)產(chǎn)計(jì)劃場(chǎng)，以求在新型儲(chǔ)能賽道鉚足后勁，大展身手。

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能成剛需

目前，我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)容量90%為鋰離子電池技術(shù)，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)通常在2小時(shí)左右。隨著可再生能源占比大幅提高，電網(wǎng)調(diào)峰作用將由火電調(diào)峰電站移交給儲(chǔ)能電站。為保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定供電，大功率、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)漸成剛需。

“長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)中非常重要，是目前我們最大的缺口。”在日前召開的第十三屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士趙天壽指出，構(gòu)建以新能源為主導(dǎo)的新型電力系統(tǒng)需要不同時(shí)長(zhǎng)、規(guī)?；⒏甙踩膬?chǔ)能技術(shù)。在太陽(yáng)能、風(fēng)電占比較低的情況下，用火電來(lái)應(yīng)對(duì)調(diào)配需求，但未來(lái)新能源占比達(dá)到70%以上時(shí)，必須通過(guò)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能來(lái)實(shí)現(xiàn)。

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，通常是指 4 小時(shí)以上的儲(chǔ)能技術(shù)。從建設(shè)“新能源+儲(chǔ)能”的實(shí)際需要出發(fā)，各地儲(chǔ)能政策導(dǎo)向已經(jīng)出現(xiàn)變化。去年12月，內(nèi)蒙古發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的實(shí)施意見》，在全國(guó)率先提出“新建市場(chǎng)化并網(wǎng)新能源項(xiàng)目，配建儲(chǔ)能規(guī)模原則上不低于新能源項(xiàng)目裝機(jī)容量的15%，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)4小時(shí)以上”的要求。此外，遼寧、河北、上海、新疆、西藏等省區(qū)均將配儲(chǔ)比例及小時(shí)數(shù)進(jìn)一步上調(diào)，要求儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)達(dá)到4小時(shí)以上。

作為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的“后備軍”，液流電池一躍成為市場(chǎng)“新貴”。根據(jù)正負(fù)極、電解質(zhì)溶液中活性電種類的不同，液流電池可分為鋅鐵液流電池、鋅溴液流電池、全鐵液流電池、鐵鉻液流電池、全釩液流電池等。其中，釩電池伴隨上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已率先進(jìn)入商業(yè)化初期。

星辰新能市場(chǎng)總監(jiān)周旋向《中國(guó)能源報(bào)》記者表示，全釩液流電池是綜合技術(shù)指標(biāo)最領(lǐng)先、產(chǎn)業(yè)化落地最靠前、國(guó)家政策最鼓勵(lì)的新型儲(chǔ)能路線之一。預(yù)計(jì)到2030年，全釩液流電池在新型儲(chǔ)能中滲透率將超過(guò)30%。

綜合優(yōu)勢(shì)凸顯

天時(shí)地利，讓液流電池脫穎而出。

液流電池誕生于上世紀(jì)70年代，2022年，行業(yè)技術(shù)取得里程碑式進(jìn)展，兆瓦級(jí)產(chǎn)品量產(chǎn)交付，首個(gè)吉瓦時(shí)級(jí)別項(xiàng)目集采開標(biāo)，包括全球最大液流電池儲(chǔ)能電站大連液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站一期100兆瓦/400兆瓦時(shí)在內(nèi)項(xiàng)目的成功并網(wǎng)，使其技術(shù)成熟度和規(guī)模化得到驗(yàn)證，極大提振了行業(yè)信心。

安全是液流電池的最大優(yōu)勢(shì)。緯景儲(chǔ)能業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)陸雙雙介紹，液流電池是將能量?jī)?chǔ)存于水性電解液中，且能量轉(zhuǎn)化不依賴于固體電極，沒(méi)有燃燒、爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，滿足儲(chǔ)能的安全需求；其次，液流電池使用壽命長(zhǎng)，其容量和功率可以有效解耦，根據(jù)項(xiàng)目需求來(lái)靈活配置。相比于抽水蓄能、壓縮空氣等長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，液流電池建設(shè)周期短、選址靈活。“液流電池在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)都有很好的表現(xiàn)，從毫秒級(jí)、秒級(jí)響應(yīng)，到分鐘級(jí)以及小時(shí)級(jí)響應(yīng)，都有非常突出的表現(xiàn)。”

上海電氣儲(chǔ)能科技有限公司總經(jīng)理?xiàng)盍亓叵颉吨袊?guó)能源報(bào)》記者介紹，一方面，我國(guó)釩資源儲(chǔ)備量和釩產(chǎn)量均為全球第一；另一方面，我國(guó)釩電池技術(shù)引領(lǐng)全球，沒(méi)有卡脖子的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，從核心關(guān)鍵原料到電堆等裝備技術(shù)，都能實(shí)現(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化制造。

不同于鋰電池鋰原料對(duì)外依賴度較高，我國(guó)釩資源豐富，鋅鐵液流電池、鋅溴液流電池也不存資源受限問(wèn)題。陸雙雙指出，鐵鉻、鋅溴等液流電池技術(shù)性能相差不大，主要區(qū)別在于制造可行性和商業(yè)化成本。鋅、鐵兩種元素在全球儲(chǔ)量豐富且價(jià)格穩(wěn)定。而且，鋅鐵液流電池能在零下10攝氏度至45攝氏度環(huán)境溫度下安全穩(wěn)定運(yùn)行，不受地理環(huán)境限制。?

模式創(chuàng)新降低成本

目前，國(guó)內(nèi)從事液流電池的機(jī)構(gòu)主要有中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、大連融科、北京普能、上海電氣、清華大學(xué)、中科院沈陽(yáng)金屬所、中南大學(xué)、星辰新能、緯景儲(chǔ)能等科研院所和企業(yè)，還吸引了鈦白粉龍頭中核鈦白等公司跨界布局。

在業(yè)內(nèi)看來(lái)，從曾經(jīng)的小眾產(chǎn)品到未來(lái)的大規(guī)模應(yīng)用，液流電池還需解決初始投資成本較高、商業(yè)化運(yùn)行模式不明確等問(wèn)題。

國(guó)網(wǎng)新疆電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院副總工程師宋新甫坦言，液流電池初始投資每千瓦在6000元左右，是鋰電池的3倍左右，其中電解液和電堆占據(jù)投資的絕大部分。

不過(guò)，液流電池電解液可以再循環(huán)使用，殘值很高?！扳C液流電池的電解液不會(huì)被消耗，未來(lái)可以對(duì)電解液進(jìn)行融資租賃。在初裝成本中，將電解液成本剝離出去，建立一種新的商業(yè)模式以降低成本?！睏盍亓刂赋觯C液流電池循環(huán)次數(shù)達(dá)到2萬(wàn)次以上，能夠支撐風(fēng)光發(fā)電項(xiàng)目25年的穩(wěn)定運(yùn)行，不需要更換電芯，不需要追加投資成本。同時(shí)，釩電池裝備在結(jié)束生命周期后仍有30%以上的殘值。因此從全生命周期來(lái)看，全釩液流電池度電成本已低于0.2元。當(dāng)然，釩電池還處于產(chǎn)業(yè)化初期，通過(guò)技術(shù)不斷進(jìn)步、提升電堆功率密度、提高電解液有效利用率、優(yōu)化系統(tǒng)端造價(jià)以及規(guī)?；瘧?yīng)用等手段，釩電池仍有降本空間。

文 |?本報(bào)記者? 盧奇秀

出品 | 中國(guó)能源報(bào)（ID：cnenergy）

編輯?|?李澤民

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