中國儲能網(wǎng)訊:“鋰電池是家里能考清華的孩子,會在外面惹禍;釩電池成績平平,單聽話懂事,就比較放心?!?/span>
大力電工董事長接受《21CBR》記者采訪時表示,打了個生動的比喻。
儲能賽道大火,安全漸成痛點。
2011-2021年,全球共發(fā)生32起儲能電站起火爆炸事故,其中30起為鋰電池儲能電站引起;2022年,國家明令禁止三元鋰電與鈉硫電池用于大型電化學(xué)儲能電站。
釩電池走到臺前,企業(yè)加速布局,湖北襄陽的大力電工是其中一家。
“未來五年內(nèi),釩電池業(yè)務(wù)會被剝離出來,單獨上市。”高文廣說。
儲能賽道
建造大型的化學(xué)電池儲電站,考慮的首要因素從能量密度、成本,變成了安全。
儲能電站的安全隱患,來自電池“熱管理”環(huán)節(jié),使用釩電池的優(yōu)勢有三。
首先,釩電池電解液為不可燃燒的水系體系,本質(zhì)安全,在電化學(xué)反應(yīng)過程中,電解液與電堆外置,克服了固體儲能鋰電池原有的熱失控、循環(huán)壽命差等短板。
釩電池效率超70%,與鋰電池效率相差10個百分點左右,勝在“安全”二字。
且釩電池性能吻合大規(guī)模儲能場景,尤其是規(guī)?;L時儲能,優(yōu)勢明顯。
與鋰電池不同,釩電池容量與功率是分開的,根據(jù)需要靈活配置,通過改變原有電解液體積和濃度,擴大儲能容量,通過增加電堆功率,擴大功率單元。
最后,上游關(guān)鍵原材料釩供給充足。
中國為釩生產(chǎn)與消費大國,釩資源自主可控。
據(jù)USGS估算,2021年,中國釩儲量規(guī)模約為950萬噸,全球儲量占比約為40%;中國釩產(chǎn)量達(dá)7.3萬噸,在全球產(chǎn)量中的占比接近三分之二。
相較而言,鋰電產(chǎn)業(yè)鏈對海外礦產(chǎn)資源的依賴較強。同期國內(nèi)鋰資源的全球儲量占比僅7%,產(chǎn)量占比不到15%。
高文廣告訴記者,大力電工在釩電池領(lǐng)域的綜合排名處于全球前五,優(yōu)勢在于攻克釩電池電堆、電解液、電控等方面的技術(shù)難點。
電堆里的電極、雙極板、膜是核心材料,均已實現(xiàn)國產(chǎn)化。以每平方的膜為例,美國5000元左右,日本約3000元,中國則為1000元。
關(guān)鍵是怎么通過技術(shù)改進(jìn),使國內(nèi)材料達(dá)到電堆理想效率。
“我們做過液體電阻起動器,把軟起動技術(shù)嫁接到釩電池上?!备呶膹V表示,大力目前定型的電堆單堆35kW,有成本優(yōu)勢。
2012年,高文廣“收編”了一支中南大學(xué)培養(yǎng)的科研團(tuán)隊,進(jìn)行釩電池關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)。其批量化電解液技術(shù)制備技術(shù),生產(chǎn)耗能低、價態(tài)控制準(zhǔn)確、生產(chǎn)流程短,產(chǎn)品出口至韓國、美國、印度、新加坡等地。
“研發(fā)團(tuán)隊穩(wěn)定,釩電池在國家雙碳提出之前,市場關(guān)注度低,公司給予研發(fā)人員寬松環(huán)境搞研究;每年技術(shù)都在進(jìn)步,看著成本下去、效果上來,他們也特別有成就感?!备呶膹V表示。
艱苦闖關(guān)
高文廣敢于冒險、積極求變。
1993年,大力電工以研發(fā)、生產(chǎn)軟起動起家,輔助大型電機慢慢啟動,能保護(hù)電網(wǎng)、機械設(shè)備,延長使用壽命。
“一直做軟起動,到天花板也就10個億?!?5年后,高文廣尋找新的發(fā)展機遇。
軟起動和電打交道,大力常和燃煤發(fā)電廠開會,客戶也有做液流電池的,儲能剛好又是熱門賽道。
2008年,大力入局釩電池。這條路并沒有想象中那樣好走。
高文廣原先的計劃是,花2-3年研發(fā)產(chǎn)品,就能上市銷售?!耙詾楹蛙浧饎硬畈欢?,沒想到是一次長線投資?!?
第一關(guān)是技術(shù)。釩電池牽涉專業(yè)多,除了電本身,還與化學(xué)、材料等學(xué)科掛鉤,需要復(fù)合型人才。
第二關(guān)是資金?!埃ㄑ邪l(fā)釩電池項目)每年約投500萬,多則過1000萬,差不多現(xiàn)金就投了近1.5個億。”
最難的還是市場。
“2012年,我們釩電池第一代產(chǎn)品做出來,當(dāng)時燃煤、水力發(fā)電不需要儲能,釩電池根本沒有市場?!备呶膹V表示。
釩電池成本下降、效率提高,需要大筆資金源源不斷的持續(xù)投入。
“這項目只花錢不賺錢。除了投資者的錢,也會把軟起動營收的錢搭進(jìn)去?!彼貞浀?,“2017年壓力特別大,投資人、老股東都在勸我放棄,但我始終不甘心,因為方向沒問題,然后又不忍心花了這么多錢?!?
壓力下,大力推出成本更低、效果更好的第二代釩電池產(chǎn)品。只有新加坡國立大學(xué)、淡馬錫理工學(xué)院等科研院所花幾十萬買一臺做研究,沒有真正實現(xiàn)商業(yè)化。
2018年,高文廣一咬牙,決定停止市場開發(fā),在工廠里繼續(xù)測試研發(fā),打磨產(chǎn)品。
“沒有市場,就繼續(xù)更新產(chǎn)品?!备呶膹V不服輸,“我是屬牛的,性格比較犟,認(rèn)定的事情一定要完成?!?
功夫不負(fù)有心人。2022年年底,大力正式交付了第一個商業(yè)化訂單?!坝唵晤~很小,100來萬,但這是我們第一個真正商用的訂單?!备呶膹V認(rèn)為意義重大。
同樣是2022年底,大力與華潤電力共同投資109億元的風(fēng)電釩液流電池產(chǎn)業(yè)園正式開工。
該項目計劃于2026年全部建成,每年可提供清潔能源發(fā)電約220000萬kW?h,可減少58.8萬噸標(biāo)煤燃燒。
靜待花開
釩電池的初始成本高,約是鋰電池的2倍,主要原因是電解液的關(guān)鍵原料釩的價格貴,幾乎占整個電池系統(tǒng)50%(4h配置)左右的成本,這也成為制約其發(fā)展的一大痛點。
高文廣表示,大力未來會持續(xù)降低電池制造成本。在釩礦資源采購上,大力與攀鋼、川威等國內(nèi)釩資源優(yōu)勢廠家有合作;
同步與南非、澳大利亞、巴西等釩資源優(yōu)勢國家對接,已和兩家釩資源企業(yè)簽訂長供協(xié)議,滿足年1萬噸釩穩(wěn)定供給,價格不受市場波動影響。
釩電池一次性安裝成本高于鋰電,但前者的全周期成本遠(yuǎn)低于后者。
高文廣算了一筆賬:鋰電池壽命平均6-8年,釩電池可到25年甚至更久,鋰電池一次性安裝成本在1600元/kWh左右,目前1kW容量4小時的釩電池成本為3000元/kWh左右。
隨著容量擴充,釩電池的成本會持續(xù)下降,容量6小時的釩電池成本2500元/kWh左右。
在25年的全生命周期中,鋰電池要換2-3塊,釩電池一塊就能搞定,且25年后,電解液還可以直接重復(fù)使用,鋰電池只能額外花錢拆解回收。
當(dāng)前,海內(nèi)外液流電池滲透率僅為1%左右,想象空間較大。據(jù)國?;y算,2026年釩電池新增裝機規(guī)模將達(dá)4.93GW,累計規(guī)模達(dá)10.24GW。
高文廣表示,新能源發(fā)電側(cè),如西北、華北等擁有豐富風(fēng)光資源的地方會成為主戰(zhàn)場,大力已在酒泉注冊公司,提前布局。
大力釩電池項目的商業(yè)模式很簡單——就是賣產(chǎn)品,幫助客戶建儲能電站賺錢。
(1MWh儲能單元)
他充滿信心,“軟起動一年收入只能做幾億,釩電池一個大項目則能做到幾十億,在我的規(guī)劃中,未來釩電池會占到大力總營收的90%以上。”
同賽道玩家大連融科、北京普能、四川偉力得等都已擁有“產(chǎn)業(yè)化示范工程”。其中,大連融科200MW/4h,2022年10月正式并網(wǎng),投入運行。
大力在湖北棗陽的100MW/4h儲能電站示范工程與年產(chǎn)2GWh的電解液生產(chǎn)線項目,已于去年年底逐步推進(jìn),高文廣計劃2024年年底完成。
據(jù)天眼查顯示,2022年,大力棗陽新能源開發(fā)有限公司成立,注冊資本2.3億。
“我們在制造業(yè)做了30年,客戶包括石化、石油、寶鋼、武鋼等大型企業(yè)。擁有一整套產(chǎn)品的質(zhì)量管理體系、工藝管理工藝水平等,時間得到有效控制。”高文廣的底氣來源于此。
釩電池是一條“難而正確”的路,在高文廣的帶領(lǐng)下,大力正不留余力狂奔。