年均增長(zhǎng)率或達(dá)87.9%,能源新風(fēng)口?

發(fā)布日期:2023-11-20

核心提示:、新能源發(fā)展之際,行業(yè)對(duì)儲(chǔ)能的需求也在逐步演進(jìn)。在當(dāng)下的電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域,鋰電池是毫無(wú)疑問(wèn)的主角。不過(guò),在遠(yuǎn)景廣闊的前提下
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QQ圖片20231120173620新能源發(fā)展之際,行業(yè)對(duì)儲(chǔ)能的需求也在逐步演進(jìn)。在當(dāng)下的電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域,鋰電池是毫無(wú)疑問(wèn)的主角。不過(guò),在遠(yuǎn)景廣闊的前提下,其他技術(shù)路線(xiàn)也可能分得一杯羹??梢钥吹?,近兩年液流電池的聲量逐漸變大,裝機(jī)量增長(zhǎng)迅速,百兆瓦時(shí)的項(xiàng)目簽約消息接連傳出。
在“一鋰獨(dú)大”的時(shí)代,液流電池為何能夠走到臺(tái)前?專(zhuān)家認(rèn)為混合儲(chǔ)能是未來(lái)趨勢(shì),其他技術(shù)可以作為補(bǔ)充。緯景儲(chǔ)能也對(duì)《華夏時(shí)報(bào)》記者表示,像鋰電+液流這樣的綜合配儲(chǔ)場(chǎng)景會(huì)越來(lái)越多,液流電池的安全、長(zhǎng)時(shí)、低價(jià)等特點(diǎn)也會(huì)讓它在2小時(shí)以上的儲(chǔ)能市場(chǎng)占據(jù)優(yōu)勢(shì)。
值得注意的是,液流電池的理論優(yōu)勢(shì)還沒(méi)有得到時(shí)間和大規(guī)模的驗(yàn)證。以國(guó)內(nèi)發(fā)展得最快的全釩液流電池為例,最早建成的儲(chǔ)能項(xiàng)目已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行了11年,剛剛超過(guò)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(shí)現(xiàn)超低成本。
液流電池走到臺(tái)前
在鋰光環(huán)的對(duì)比下,過(guò)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(guó)科學(xué)家于1974年提出的一種電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù),也是通過(guò)離子在電極上的氧化還原反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)充放電。區(qū)別于其他儲(chǔ)能電池,液流電池的電解質(zhì)溶液存儲(chǔ)在電池外部的儲(chǔ)罐中,可實(shí)現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)與能量?jī)?chǔ)存場(chǎng)所的分離,使得電池功率與儲(chǔ)能容量設(shè)計(jì)相對(duì)獨(dú)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(lèi)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(chǔ)能技術(shù)中,液流電池儲(chǔ)能具有安全可靠、生命周期內(nèi)性?xún)r(jià)比高、環(huán)境友好、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
數(shù)據(jù)顯示,在1986-2000年的啟動(dòng)期里,澳大利亞新南威爾士大學(xué)首次申請(qǐng)了全釩液流電池的專(zhuān)利,中國(guó)工程物理研究院建成500瓦、1000瓦全釩液流電池樣機(jī),全釩電池逐步成為各國(guó)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(jìn)入商業(yè)化初期。
緯景儲(chǔ)能也對(duì)《華夏時(shí)報(bào)》記者表示,2008年之后,日本的技術(shù)流入國(guó)內(nèi),掀起全釩浪潮。如今我國(guó)發(fā)展最快、最有名的也是全釩液流電池。
近兩年,國(guó)內(nèi)簽約的液流電池項(xiàng)目明顯變多,規(guī)模上也呈現(xiàn)出變大趨勢(shì)。
近日,中核匯能宣布采購(gòu)1吉瓦時(shí)的全釩液流儲(chǔ)能系統(tǒng)集采;1個(gè)月前,國(guó)家電投也發(fā)布了1吉瓦時(shí)的液流電池集采;同月,大連融科儲(chǔ)能中標(biāo)湖南懷化市麻陽(yáng)縣100兆瓦/400兆瓦時(shí)全釩液流儲(chǔ)能電站項(xiàng)目;2023年進(jìn)博會(huì)上,緯景儲(chǔ)能與浙江省溫嶺市就鋅鐵液流電池“超G工廠(chǎng)”項(xiàng)目簽署了合作協(xié)議,工廠(chǎng)內(nèi)有超過(guò)300個(gè)機(jī)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(dá)到±0.1毫米。
資料顯示,2018年至2021年,全球液流電池累計(jì)裝機(jī)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng),由79.5兆瓦上漲至152.2兆瓦。中國(guó)液流電池累計(jì)裝機(jī)規(guī)模由16.1兆瓦上漲至51.6兆瓦。2021年,中國(guó)液流電池裝機(jī)規(guī)模增速達(dá)125.3%,遠(yuǎn)高于同期全球液流電池裝機(jī)規(guī)模增速,原因在于中國(guó)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(gè)液流電池裝機(jī)項(xiàng)目于2021年正式落地投運(yùn)生產(chǎn)。
中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長(zhǎng)俞振華表示,目前儲(chǔ)能技術(shù)可歸為四個(gè)不同的梯隊(duì),第一梯隊(duì)是可達(dá)1吉瓦規(guī)模的抽水蓄能;第二梯隊(duì)規(guī)模在百兆瓦,包括鋰電、壓縮空氣、液流、儲(chǔ)冷儲(chǔ)熱,當(dāng)前的格局是液流獨(dú)大。第三梯隊(duì)是在十兆瓦到百兆瓦的級(jí)別,飛輪、鈉離子電池目前的規(guī)模示范已經(jīng)進(jìn)入到這個(gè)范疇;第四梯隊(duì)還是在做兆瓦級(jí)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(jí)巡視員苗長(zhǎng)興曾公開(kāi)表示,2022年我國(guó)鋰離子電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)值已接近2000億元,2023年上半年,新投運(yùn)新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到863萬(wàn)千瓦,相當(dāng)于此前歷年累計(jì)裝機(jī)規(guī)??偤汀?br /> 在鋰電池占據(jù)絕對(duì)地位的時(shí)勢(shì)下,液流電池為何還能邁入高速發(fā)展期,在市場(chǎng)中占有一席之地?
劍指長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)
頭豹研究院的報(bào)告顯示,2018-2021年,液流電池的歷史市場(chǎng)規(guī)模年均復(fù)合增長(zhǎng)率為55.2%,2022年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)10.6億元,預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到248.9億元,2022-2027年市場(chǎng)規(guī)模年均復(fù)合增長(zhǎng)率或達(dá)到87.9%。
液流電池發(fā)展加快與政策扶持有關(guān)。國(guó)家能源局《2022年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》提出,要保障電力充足供應(yīng),發(fā)電量達(dá)到9.07萬(wàn)億千瓦時(shí)左右,同比增長(zhǎng)約9.15%。在保持該增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)不變的情況下,2030 年的發(fā)電裝機(jī)應(yīng)超過(guò)18萬(wàn)億千瓦時(shí),其中約9萬(wàn)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(shí),儲(chǔ)能需求也在不斷發(fā)生變化,比如變化較大的儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)。
大連融科儲(chǔ)能總經(jīng)理王曉麗表示,過(guò)往實(shí)施的項(xiàng)目有半個(gè)小時(shí)、1小時(shí)的,到現(xiàn)在儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)要求都是在2小時(shí)。在西北新能源發(fā)展快速,裝機(jī)量比較高的地區(qū)已經(jīng)出了4個(gè)小時(shí)的需求。可以判斷,隨著新能源進(jìn)一步演進(jìn),6個(gè)小時(shí),8個(gè)小時(shí),10個(gè)小時(shí),甚至日級(jí)、周級(jí)、季度級(jí)這類(lèi)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的現(xiàn)實(shí)需求就會(huì)出現(xiàn)。
緯景儲(chǔ)能表示,目前,行業(yè)常見(jiàn)的儲(chǔ)能方式普遍存在著儲(chǔ)能時(shí)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(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能等特點(diǎn),且液流電池已來(lái)到吉瓦時(shí)代,站到了產(chǎn)業(yè)化的窗口前。
因此,液流電池路線(xiàn)是鋰電池技術(shù)的補(bǔ)充。記者從緯景儲(chǔ)能獲悉,在2小時(shí)以?xún)?nèi)的儲(chǔ)能市場(chǎng)中,鋰電池的技術(shù)成熟,成本也低。2小時(shí)以后,鋰電池的成本逐漸變高,在性?xún)r(jià)比上不如液流電池。對(duì)方進(jìn)一步透露,新型儲(chǔ)能的技術(shù)路徑?jīng)]有絕對(duì)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系,而是優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),百家爭(zhēng)鳴,一個(gè)鼓勵(lì)長(zhǎng)時(shí)新型儲(chǔ)能發(fā)展的國(guó)家政策也將發(fā)布。
此外,混合儲(chǔ)能已成為業(yè)界趨勢(shì)。
中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長(zhǎng)俞振華表示,當(dāng)前儲(chǔ)能的商業(yè)模式相對(duì)比較簡(jiǎn)單,因?yàn)檫@一輪還是嚴(yán)重依賴(lài)風(fēng)電、光伏強(qiáng)配的政策推動(dòng)儲(chǔ)能發(fā)展。接下來(lái)隨著應(yīng)用場(chǎng)景逐漸復(fù)雜,由新能源引發(fā)的短時(shí)高頻,越來(lái)越多的調(diào)峰和電力消納的需求,會(huì)衍生一個(gè)多場(chǎng)景、多技術(shù)路線(xiàn)、不同需求的未來(lái)。
據(jù)工信部《2023儲(chǔ)能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》,液流電池目前試點(diǎn)示范應(yīng)用最大的規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了100兆瓦/400兆瓦時(shí),建在山東臺(tái)兒莊,是一個(gè)鋰離子電池和全釩液流電池混用的電化學(xué)儲(chǔ)能電站的示范,由29套儲(chǔ)能磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)加一套全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)構(gòu)成。這個(gè)項(xiàng)目建成之后,每年可以減少限電6000萬(wàn)度,二氧化碳的碳排放能夠降低8萬(wàn)噸。
值得注意的是,橫亙?cè)谝毫麟姵卮笠?guī)模發(fā)展面前的仍有經(jīng)濟(jì)性這一問(wèn)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(chǔ)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(jià)格又會(huì)更高一些。
廈門(mén)大學(xué)能源研究院院長(zhǎng)林伯強(qiáng)表示,每一個(gè)技術(shù)路線(xiàn)都會(huì)有人去試,都會(huì)有人想以比較低的成本方式殺出來(lái)。如果從安全性、成本、充電時(shí)間等指標(biāo)來(lái)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(huì)降低一些成本。但最終考驗(yàn)的還是性?xún)r(jià)比的問(wèn)題,還有它的安全性。
目前來(lái)看,投資門(mén)檻就是一個(gè)問(wèn)題。要做大規(guī)模,在市場(chǎng)上站住,液流電池必須跟鋰電池一樣經(jīng)過(guò)10年,甚至更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)證明自己。單是安全性的話(huà)可能還不夠,還得有成本的下降程度。比如說(shuō)從過(guò)去到現(xiàn)在的成本下降了多少。
同時(shí),液流電池使用壽命通常20年,如今國(guó)內(nèi)還沒(méi)有走完生命周期的項(xiàng)目。以國(guó)電龍?jiān)磁P牛石全釩液流電池儲(chǔ)能電站為例,這是全球范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的全釩液流項(xiàng)目,已經(jīng)運(yùn)行了連續(xù)11年的時(shí)間,壽命剛剛過(guò)半。
近日,緯景儲(chǔ)能聯(lián)合創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)葛群公開(kāi)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(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)和綠色的能源不可能三角,或許還需要時(shí)間來(lái)回答。

 
 
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