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新能源發(fā)展之際，行業(yè)對儲能的需求也在逐步演進。在當(dāng)下的電化學(xué)儲能領(lǐng)域，鋰電池是毫無疑問的主角。不過，在遠(yuǎn)景廣闊的前提下，其他技術(shù)路線也可能分得一杯羹。可以看到，近兩年液流電池的聲量逐漸變大，裝機量增長迅速，百兆瓦時的項目簽約消息接連傳出。
在“一鋰獨大”的時代，液流電池為何能夠走到臺前？專家認(rèn)為混合儲能是未來趨勢，其他技術(shù)可以作為補充。緯景儲能也對《華夏時報》記者表示，像鋰電+液流這樣的綜合配儲場景會越來越多，液流電池的安全、長時、低價等特點也會讓它在2小時以上的儲能市場占據(jù)優(yōu)勢。
值得注意的是，液流電池的理論優(yōu)勢還沒有得到時間和大規(guī)模的驗證。以國內(nèi)發(fā)展得最快的全釩液流電池為例，最早建成的儲能項目已經(jīng)連續(xù)運行了11年，剛剛超過尋常液流電池使用壽命的一半。初始投資成本多在2.5元-4元/瓦，尚未實現(xiàn)超低成本。
液流電池走到臺前
在鋰光環(huán)的對比下，過去幾年液流電池并不引人注目，但這種情況正在發(fā)生變化。
液流電池是由美國科學(xué)家于1974年提出的一種電化學(xué)儲能技術(shù)，也是通過離子在電極上的氧化還原反應(yīng)來實現(xiàn)充放電。區(qū)別于其他儲能電池，液流電池的電解質(zhì)溶液存儲在電池外部的儲罐中，可實現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)與能量儲存場所的分離，使得電池功率與儲能容量設(shè)計相對獨立。
電池系統(tǒng)的主要部分是電解液和電堆（離子交換膜、電極等零配件）。根據(jù)正負(fù)極電解質(zhì)溶液種類的不同，液流電池主要可分為鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池與全釩液流電池。在眾多儲能技術(shù)中，液流電池儲能具有安全可靠、生命周期內(nèi)性價比高、環(huán)境友好、循環(huán)壽命長等優(yōu)點。
數(shù)據(jù)顯示，在1986-2000年的啟動期里，澳大利亞新南威爾士大學(xué)首次申請了全釩液流電池的專利，中國工程物理研究院建成500瓦、1000瓦全釩液流電池樣機，全釩電池逐步成為各國液流電池的主要研發(fā)方向。在2001年至今，全釩液流電池已進入商業(yè)化初期。
緯景儲能也對《華夏時報》記者表示，2008年之后，日本的技術(shù)流入國內(nèi)，掀起全釩浪潮。如今我國發(fā)展最快、最有名的也是全釩液流電池。
近兩年，國內(nèi)簽約的液流電池項目明顯變多，規(guī)模上也呈現(xiàn)出變大趨勢。
近日，中核匯能宣布采購1吉瓦時的全釩液流儲能系統(tǒng)集采；1個月前，國家電投也發(fā)布了1吉瓦時的液流電池集采；同月，大連融科儲能中標(biāo)湖南懷化市麻陽縣100兆瓦/400兆瓦時全釩液流儲能電站項目；2023年進博會上，緯景儲能與浙江省溫嶺市就鋅鐵液流電池“超G工廠”項目簽署了合作協(xié)議，工廠內(nèi)有超過300個機器人，在吸取薄如蟬翼的質(zhì)子交換膜等操作上的精準(zhǔn)度可達到±0.1毫米。
資料顯示，2018年至2021年，全球液流電池累計裝機規(guī)模持續(xù)增長，由79.5兆瓦上漲至152.2兆瓦。中國液流電池累計裝機規(guī)模由16.1兆瓦上漲至51.6兆瓦。2021年，中國液流電池裝機規(guī)模增速達125.3%，遠(yuǎn)高于同期全球液流電池裝機規(guī)模增速，原因在于中國逐步建立起較為完善的液流電池產(chǎn)業(yè)鏈，早期簽訂的多個液流電池裝機項目于2021年正式落地投運生產(chǎn)。
中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長俞振華表示，目前儲能技術(shù)可歸為四個不同的梯隊，第一梯隊是可達1吉瓦規(guī)模的抽水蓄能；第二梯隊規(guī)模在百兆瓦，包括鋰電、壓縮空氣、液流、儲冷儲熱，當(dāng)前的格局是液流獨大。第三梯隊是在十兆瓦到百兆瓦的級別，飛輪、鈉離子電池目前的規(guī)模示范已經(jīng)進入到這個范疇；第四梯隊還是在做兆瓦級的工程的研發(fā)示范，包括液態(tài)金屬、金屬離子、水系電池。
工信部裝備一司一級巡視員苗長興曾公開表示，2022年我國鋰離子電池儲能產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)值已接近2000億元，2023年上半年，新投運新型儲能裝機規(guī)模達到863萬千瓦，相當(dāng)于此前歷年累計裝機規(guī)?？偤汀?br /> 在鋰電池占據(jù)絕對地位的時勢下，液流電池為何還能邁入高速發(fā)展期，在市場中占有一席之地？
劍指長時儲能市場
頭豹研究院的報告顯示，2018-2021年，液流電池的歷史市場規(guī)模年均復(fù)合增長率為55.2%，2022年市場規(guī)模達10.6億元，預(yù)計2027年將達到248.9億元，2022-2027年市場規(guī)模年均復(fù)合增長率或達到87.9%。
液流電池發(fā)展加快與政策扶持有關(guān)。國家能源局《2022年能源工作指導(dǎo)意見》提出，要保障電力充足供應(yīng)，發(fā)電量達到9.07萬億千瓦時左右，同比增長約9.15%。在保持該增長態(tài)勢不變的情況下，2030 年的發(fā)電裝機應(yīng)超過18萬億千瓦時，其中約9萬億度電是新能源發(fā)電，即新能源出力占總發(fā)電量的 50%。
同時，儲能需求也在不斷發(fā)生變化，比如變化較大的儲能時長。
大連融科儲能總經(jīng)理王曉麗表示，過往實施的項目有半個小時、1小時的，到現(xiàn)在儲能時長要求都是在2小時。在西北新能源發(fā)展快速，裝機量比較高的地區(qū)已經(jīng)出了4個小時的需求?？梢耘袛?，隨著新能源進一步演進，6個小時，8個小時，10個小時，甚至日級、周級、季度級這類長時儲能的現(xiàn)實需求就會出現(xiàn)。
緯景儲能表示，目前，行業(yè)常見的儲能方式普遍存在著儲能時間短、安全性差、度電成本高等缺陷，不利于支持新能源的應(yīng)用推廣。液流電池具備本征安全、超低成本、長時儲能等特點，且液流電池已來到吉瓦時代，站到了產(chǎn)業(yè)化的窗口前。
因此，液流電池路線是鋰電池技術(shù)的補充。記者從緯景儲能獲悉，在2小時以內(nèi)的儲能市場中，鋰電池的技術(shù)成熟，成本也低。2小時以后，鋰電池的成本逐漸變高，在性價比上不如液流電池。對方進一步透露，新型儲能的技術(shù)路徑?jīng)]有絕對競爭的關(guān)系，而是優(yōu)勢互補，百家爭鳴，一個鼓勵長時新型儲能發(fā)展的國家政策也將發(fā)布。
此外，混合儲能已成為業(yè)界趨勢。
中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長俞振華表示，當(dāng)前儲能的商業(yè)模式相對比較簡單，因為這一輪還是嚴(yán)重依賴風(fēng)電、光伏強配的政策推動儲能發(fā)展。接下來隨著應(yīng)用場景逐漸復(fù)雜，由新能源引發(fā)的短時高頻，越來越多的調(diào)峰和電力消納的需求，會衍生一個多場景、多技術(shù)路線、不同需求的未來。
據(jù)工信部《2023儲能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，液流電池目前試點示范應(yīng)用最大的規(guī)模已經(jīng)達到了100兆瓦/400兆瓦時，建在山東臺兒莊，是一個鋰離子電池和全釩液流電池混用的電化學(xué)儲能電站的示范，由29套儲能磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)加一套全釩液流電池儲能系統(tǒng)構(gòu)成。這個項目建成之后，每年可以減少限電6000萬度，二氧化碳的碳排放能夠降低8萬噸。
值得注意的是，橫亙在液流電池大規(guī)模發(fā)展面前的仍有經(jīng)濟性這一問題。即使在理論上擁有超低成本的特性，目前液流電池的初始投資成本還是有待下降。全釩液流電池儲能的初始投資成本一般在2.5元-4元/瓦，其他發(fā)展更慢的液流電池技術(shù)價格又會更高一些。
廈門大學(xué)能源研究院院長林伯強表示，每一個技術(shù)路線都會有人去試，都會有人想以比較低的成本方式殺出來。如果從安全性、成本、充電時間等指標(biāo)來看，應(yīng)該還是比不上鋰電池。但是目前它走的是規(guī)?；男?yīng)，那么可能會降低一些成本。但最終考驗的還是性價比的問題，還有它的安全性。
目前來看，投資門檻就是一個問題。要做大規(guī)模，在市場上站住，液流電池必須跟鋰電池一樣經(jīng)過10年，甚至更長的時間來證明自己。單是安全性的話可能還不夠，還得有成本的下降程度。比如說從過去到現(xiàn)在的成本下降了多少。
同時，液流電池使用壽命通常20年，如今國內(nèi)還沒有走完生命周期的項目。以國電龍源臥牛石全釩液流電池儲能電站為例，這是全球范圍內(nèi)運行時間最長的全釩液流項目，已經(jīng)運行了連續(xù)11年的時間，壽命剛剛過半。
近日，緯景儲能聯(lián)合創(chuàng)始人、董事長葛群公開表示，將在3年內(nèi)把鋅鐵液流電池度電成本下降到0.2元。液流電池能否實現(xiàn)安全、經(jīng)濟和綠色的能源不可能三角，或許還需要時間來回答。
新能源發(fā)展之際，行業(yè)對儲能的需求也在逐步演進。在當(dāng)下的電化學(xué)儲能領(lǐng)域，鋰電池是毫無疑問的主角。不過，在遠(yuǎn)景廣闊的前提下，其他技術(shù)路線也可能分得一杯羹。可以看到，近兩年液流電池的聲量逐漸變大，裝機量增長迅速，百兆瓦時的項目簽約消息接連傳出。在“一鋰獨大”的時代，液流電池為何能夠走到臺前？專家認(rèn)為混合儲能是未來趨勢，其他技術(shù)可以作為補充。緯景儲能也對《華夏時報》記者表示，像鋰電+液流這樣的綜合配儲場景會越來越多，液流電池的安全、長時、低價等特點也會讓它在2小時以上的儲能市場占據(jù)優(yōu)勢。
值得注意的是，液流電池的理論優(yōu)勢還沒有得到時間和大規(guī)模的驗證。以國內(nèi)發(fā)展得最快的全釩液流電池為例，最早建成的儲能項目已經(jīng)連續(xù)運行了11年，剛剛超過尋常液流電池使用壽命的一半。初始投資成本多在2.5元-4元/瓦，尚未實現(xiàn)超低成本。
液流電池走到臺前
在鋰光環(huán)的對比下，過去幾年液流電池并不引人注目，但這種情況正在發(fā)生變化。
液流電池是由美國科學(xué)家于1974年提出的一種電化學(xué)儲能技術(shù)，也是通過離子在電極上的氧化還原反應(yīng)來實現(xiàn)充放電。區(qū)別于其他儲能電池，液流電池的電解質(zhì)溶液存儲在電池外部的儲罐中，可實現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)與能量儲存場所的分離，使得電池功率與儲能容量設(shè)計相對獨立。
電池系統(tǒng)的主要部分是電解液和電堆（離子交換膜、電極等零配件）。根據(jù)正負(fù)極電解質(zhì)溶液種類的不同，液流電池主要可分為鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池與全釩液流電池。在眾多儲能技術(shù)中，液流電池儲能具有安全可靠、生命周期內(nèi)性價比高、環(huán)境友好、循環(huán)壽命長等優(yōu)點。
數(shù)據(jù)顯示，在1986-2000年的啟動期里，澳大利亞新南威爾士大學(xué)首次申請了全釩液流電池的專利，中國工程物理研究院建成500瓦、1000瓦全釩液流電池樣機，全釩電池逐步成為各國液流電池的主要研發(fā)方向。在2001年至今，全釩液流電池已進入商業(yè)化初期。
緯景儲能也對《華夏時報》記者表示，2008年之后，日本的技術(shù)流入國內(nèi)，掀起全釩浪潮。如今我國發(fā)展最快、最有名的也是全釩液流電池。
近兩年，國內(nèi)簽約的液流電池項目明顯變多，規(guī)模上也呈現(xiàn)出變大趨勢。
近日，中核匯能宣布采購1吉瓦時的全釩液流儲能系統(tǒng)集采；1個月前，國家電投也發(fā)布了1吉瓦時的液流電池集采；同月，大連融科儲能中標(biāo)湖南懷化市麻陽縣100兆瓦/400兆瓦時全釩液流儲能電站項目；2023年進博會上，緯景儲能與浙江省溫嶺市就鋅鐵液流電池“超G工廠”項目簽署了合作協(xié)議，工廠內(nèi)有超過300個機器人，在吸取薄如蟬翼的質(zhì)子交換膜等操作上的精準(zhǔn)度可達到±0.1毫米。
資料顯示，2018年至2021年，全球液流電池累計裝機規(guī)模持續(xù)增長，由79.5兆瓦上漲至152.2兆瓦。中國液流電池累計裝機規(guī)模由16.1兆瓦上漲至51.6兆瓦。2021年，中國液流電池裝機規(guī)模增速達125.3%，遠(yuǎn)高于同期全球液流電池裝機規(guī)模增速，原因在于中國逐步建立起較為完善的液流電池產(chǎn)業(yè)鏈，早期簽訂的多個液流電池裝機項目于2021年正式落地投運生產(chǎn)。
中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長俞振華表示，目前儲能技術(shù)可歸為四個不同的梯隊，第一梯隊是可達1吉瓦規(guī)模的抽水蓄能；第二梯隊規(guī)模在百兆瓦，包括鋰電、壓縮空氣、液流、儲冷儲熱，當(dāng)前的格局是液流獨大。第三梯隊是在十兆瓦到百兆瓦的級別，飛輪、鈉離子電池目前的規(guī)模示范已經(jīng)進入到這個范疇；第四梯隊還是在做兆瓦級的工程的研發(fā)示范，包括液態(tài)金屬、金屬離子、水系電池。
工信部裝備一司一級巡視員苗長興曾公開表示，2022年我國鋰離子電池儲能產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)值已接近2000億元，2023年上半年，新投運新型儲能裝機規(guī)模達到863萬千瓦，相當(dāng)于此前歷年累計裝機規(guī)?？偤汀?br /> 在鋰電池占據(jù)絕對地位的時勢下，液流電池為何還能邁入高速發(fā)展期，在市場中占有一席之地？
劍指長時儲能市場
頭豹研究院的報告顯示，2018-2021年，液流電池的歷史市場規(guī)模年均復(fù)合增長率為55.2%，2022年市場規(guī)模達10.6億元，預(yù)計2027年將達到248.9億元，2022-2027年市場規(guī)模年均復(fù)合增長率或達到87.9%。
液流電池發(fā)展加快與政策扶持有關(guān)。國家能源局《2022年能源工作指導(dǎo)意見》提出，要保障電力充足供應(yīng)，發(fā)電量達到9.07萬億千瓦時左右，同比增長約9.15%。在保持該增長態(tài)勢不變的情況下，2030 年的發(fā)電裝機應(yīng)超過18萬億千瓦時，其中約9萬億度電是新能源發(fā)電，即新能源出力占總發(fā)電量的 50%。
同時，儲能需求也在不斷發(fā)生變化，比如變化較大的儲能時長。
大連融科儲能總經(jīng)理王曉麗表示，過往實施的項目有半個小時、1小時的，到現(xiàn)在儲能時長要求都是在2小時。在西北新能源發(fā)展快速，裝機量比較高的地區(qū)已經(jīng)出了4個小時的需求?？梢耘袛?，隨著新能源進一步演進，6個小時，8個小時，10個小時，甚至日級、周級、季度級這類長時儲能的現(xiàn)實需求就會出現(xiàn)。
緯景儲能表示，目前，行業(yè)常見的儲能方式普遍存在著儲能時間短、安全性差、度電成本高等缺陷，不利于支持新能源的應(yīng)用推廣。液流電池具備本征安全、超低成本、長時儲能等特點，且液流電池已來到吉瓦時代，站到了產(chǎn)業(yè)化的窗口前。
因此，液流電池路線是鋰電池技術(shù)的補充。記者從緯景儲能獲悉，在2小時以內(nèi)的儲能市場中，鋰電池的技術(shù)成熟，成本也低。2小時以后，鋰電池的成本逐漸變高，在性價比上不如液流電池。對方進一步透露，新型儲能的技術(shù)路徑?jīng)]有絕對競爭的關(guān)系，而是優(yōu)勢互補，百家爭鳴，一個鼓勵長時新型儲能發(fā)展的國家政策也將發(fā)布。
此外，混合儲能已成為業(yè)界趨勢。
中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長俞振華表示，當(dāng)前儲能的商業(yè)模式相對比較簡單，因為這一輪還是嚴(yán)重依賴風(fēng)電、光伏強配的政策推動儲能發(fā)展。接下來隨著應(yīng)用場景逐漸復(fù)雜，由新能源引發(fā)的短時高頻，越來越多的調(diào)峰和電力消納的需求，會衍生一個多場景、多技術(shù)路線、不同需求的未來。
據(jù)工信部《2023儲能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，液流電池目前試點示范應(yīng)用最大的規(guī)模已經(jīng)達到了100兆瓦/400兆瓦時，建在山東臺兒莊，是一個鋰離子電池和全釩液流電池混用的電化學(xué)儲能電站的示范，由29套儲能磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)加一套全釩液流電池儲能系統(tǒng)構(gòu)成。這個項目建成之后，每年可以減少限電6000萬度，二氧化碳的碳排放能夠降低8萬噸。
值得注意的是，橫亙在液流電池大規(guī)模發(fā)展面前的仍有經(jīng)濟性這一問題。即使在理論上擁有超低成本的特性，目前液流電池的初始投資成本還是有待下降。全釩液流電池儲能的初始投資成本一般在2.5元-4元/瓦，其他發(fā)展更慢的液流電池技術(shù)價格又會更高一些。
廈門大學(xué)能源研究院院長林伯強表示，每一個技術(shù)路線都會有人去試，都會有人想以比較低的成本方式殺出來。如果從安全性、成本、充電時間等指標(biāo)來看，應(yīng)該還是比不上鋰電池。但是目前它走的是規(guī)?；男?yīng)，那么可能會降低一些成本。但最終考驗的還是性價比的問題，還有它的安全性。
目前來看，投資門檻就是一個問題。要做大規(guī)模，在市場上站住，液流電池必須跟鋰電池一樣經(jīng)過10年，甚至更長的時間來證明自己。單是安全性的話可能還不夠，還得有成本的下降程度。比如說從過去到現(xiàn)在的成本下降了多少。
同時，液流電池使用壽命通常20年，如今國內(nèi)還沒有走完生命周期的項目。以國電龍源臥牛石全釩液流電池儲能電站為例，這是全球范圍內(nèi)運行時間最長的全釩液流項目，已經(jīng)運行了連續(xù)11年的時間，壽命剛剛過半。
近日，緯景儲能聯(lián)合創(chuàng)始人、董事長葛群公開表示，將在3年內(nèi)把鋅鐵液流電池度電成本下降到0.2元。液流電池能否實現(xiàn)安全、經(jīng)濟和綠色的能源不可能三角，或許還需要時間來回答。
