中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步推進(jìn)，市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，新型儲(chǔ)能行業(yè)正在地平線(xiàn)上噴薄而出。
2023年5月24日—26日，中國(guó)化學(xué)與物理電源協(xié)會(huì)舉辦的第十三屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)在杭州舉行，業(yè)內(nèi)人士廣泛探討了儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)、新路線(xiàn)和新技術(shù)。跟往屆會(huì)議最大的不同是，此次會(huì)議增設(shè)了“長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能”的分論壇，并得到了嘉賓和參展者的熱烈參與。
在參與此次論壇熱烈討論的諸多業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，不同的儲(chǔ)能技術(shù)，技術(shù)特點(diǎn)不一樣，彼此之間差異較大。有的技術(shù)適合短時(shí)，甚至具備脈沖的儲(chǔ)能效果，而有的適合長(zhǎng)時(shí)間充、儲(chǔ)、放狀態(tài)，而大規(guī)模的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能是我國(guó)新能源行業(yè)發(fā)展重要的需求之一。
作為一家有百年歷史的老牌電氣企業(yè)，上海電氣早在2011年就瞄準(zhǔn)儲(chǔ)能業(yè)務(wù)的先機(jī)，堅(jiān)定地選擇全釩液流電池作為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的突破口。經(jīng)過(guò)十余年自主研發(fā)，上海電氣的全釩液流電池不僅實(shí)現(xiàn)裝備技術(shù)自主可控，兆瓦級(jí)產(chǎn)品量產(chǎn)交付，重大儲(chǔ)能電站項(xiàng)目落地，也推動(dòng)著國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
在本次大會(huì)期間，上海電氣儲(chǔ)能科技有限公司總經(jīng)理、總工程師楊霖霖接受了澎湃新聞?dòng)浾咴趦?nèi)的媒體記者群訪。楊霖霖就全釩液流電池的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、市場(chǎng)前景、上海電氣的儲(chǔ)能業(yè)務(wù)布局、國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能行業(yè)的政策新動(dòng)向等問(wèn)題給予了回答。
全釩液流電池的三性：高安全，功能性，經(jīng)濟(jì)性
在儲(chǔ)能領(lǐng)域，據(jù)楊霖霖介紹，上海電氣從2011年開(kāi)始就瞄準(zhǔn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，在上海電氣中央研究院進(jìn)行釩電池核心技術(shù)的攻關(guān)及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，并于2019年通過(guò)自主研發(fā)科創(chuàng)孵化成立了上海電氣儲(chǔ)能科技有限公司，開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化。
據(jù)光大證券報(bào)告，全釩液流電池，是一種以金屬釩離子為活性物質(zhì)的液態(tài)氧化還原可再生電池。全釩液流電池是以+4、+5價(jià)態(tài)的釩離子溶液作為正極的活性物質(zhì)，以+2、+3價(jià)態(tài)的釩離子溶液作為負(fù)極的活性物質(zhì)，分別儲(chǔ)存在各自的電解液儲(chǔ)罐中。
在對(duì)電池進(jìn)行充、放電時(shí)，正負(fù)極電解液在離子交換膜兩側(cè)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。 同時(shí)，通過(guò)電堆外泵的輸送，儲(chǔ)液罐中的電解液不斷送入正極室和負(fù)極室內(nèi)，以維持離子的濃度，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的充放電。
全釩液流電池的工作原理“在2011年時(shí)，上海電氣經(jīng)過(guò)系統(tǒng)性的調(diào)研，堅(jiān)定地選擇了全釩液流電池路線(xiàn)。這是對(duì)于釩電池的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的判斷：全釩液流電池能夠能夠兼顧未來(lái)新能源大規(guī)模發(fā)電后并網(wǎng)時(shí)電網(wǎng)調(diào)頻和調(diào)峰的需求，具備復(fù)合型功能，跟下游的市場(chǎng)需求比較吻合?！睏盍亓卣f(shuō)。具體來(lái)看，“調(diào)頻本質(zhì)上是平抑風(fēng)光的發(fā)電波動(dòng)，提高發(fā)電質(zhì)量，達(dá)到電網(wǎng)或者用戶(hù)對(duì)于用電質(zhì)量的要求。調(diào)頻需要儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的響應(yīng)，同時(shí)，平抑發(fā)電波動(dòng)需要適時(shí)調(diào)節(jié)，每天對(duì)儲(chǔ)能的調(diào)度使用可能幾十次甚至上百次，這就需要儲(chǔ)能電池具有較長(zhǎng)的循環(huán)次數(shù)?！睏盍亓卣f(shuō)。這些是全釩液流電池具備的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：毫秒級(jí)充放切換響應(yīng)，20000次的循環(huán)使用壽命。
調(diào)峰則是電網(wǎng)調(diào)節(jié)發(fā)電功率以匹配負(fù)荷功率波動(dòng)的能力，是對(duì)儲(chǔ)電容量或者儲(chǔ)電時(shí)長(zhǎng)的調(diào)節(jié)?！罢{(diào)峰需要儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)大于4小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，1個(gè)小時(shí)無(wú)法應(yīng)對(duì)調(diào)峰需求，”楊霖霖說(shuō)，“調(diào)峰還要求儲(chǔ)能具備較高的能量轉(zhuǎn)換效率的優(yōu)勢(shì)。這方面，液流電池的競(jìng)爭(zhēng)者是壓縮空氣和抽水蓄能。全釩液流電池設(shè)備化形態(tài)，選址自由度、能量轉(zhuǎn)換效率、成本造價(jià)及瞬時(shí)響應(yīng)等方面更具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?！?
除了獨(dú)特的功能性，全釩液流電池還具備全生命周期的經(jīng)濟(jì)性。
據(jù)楊霖霖介紹，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)6h規(guī)格的全釩液流電池已經(jīng)達(dá)到了初裝成本2500元/KWh左右的水平。而由于全釩液流電池使用壽命比較長(zhǎng)，電池循環(huán)次數(shù)能夠達(dá)到2萬(wàn)次以上，能夠支撐風(fēng)光發(fā)電項(xiàng)目25年的周期，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，全釩液流電池度電每次的成本已經(jīng)低于0.2元。
最后，作為電力設(shè)備要具備本征安全的屬性。由于釩電池作為水系電池，沒(méi)有燃燒爆炸風(fēng)險(xiǎn)，常溫常壓封閉運(yùn)行，具有本征安全的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
“基于以上三個(gè)特點(diǎn)，全釩液流電池在各種儲(chǔ)能技術(shù)路線(xiàn)中，是前景可期的?！睏盍亓卣f(shuō)。
中國(guó)全釩液流電池技術(shù)全球領(lǐng)先，上海電氣形成核心競(jìng)爭(zhēng)力
根據(jù)國(guó)家能源局今年年初的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從2022年新增儲(chǔ)能裝機(jī)技術(shù)占比來(lái)看，鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)占比達(dá)94.2%，仍處于絕對(duì)主導(dǎo)地位，新增壓縮空氣儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能技術(shù)占比分別達(dá)3.4%、2.3%，占比增速明顯加快。
在楊霖霖看來(lái)，中國(guó)的全釩液流電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在全球占據(jù)了引領(lǐng)地位。這一方面是由于中國(guó)的釩資源儲(chǔ)備量和釩產(chǎn)能都是全球第一，另一方面中國(guó)釩電池的技術(shù)也引領(lǐng)全球，沒(méi)有卡脖子的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，從電堆到核心關(guān)鍵原料都能夠?qū)崿F(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化制造。
目前在國(guó)內(nèi)，布局全釩液流電池中游制造集成端的不僅上海電氣一家，還有國(guó)網(wǎng)武漢南瑞、開(kāi)封時(shí)代、四川偉力得等公司。隨著市場(chǎng)的不斷壯大，不斷有新進(jìn)玩家。在楊霖霖看來(lái)，上海電氣在全釩液流電池裝備已經(jīng)具備了核心競(jìng)爭(zhēng)力，這其中包括電堆及系統(tǒng)的研發(fā)、制造；除此之外上海電氣也已擁有適配釩電池的BMS、PCS、EMS的核心技術(shù)及終端產(chǎn)品。
通過(guò)十多年的研發(fā)，上海電氣已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的功能性開(kāi)發(fā)，可靠性制造，智能化運(yùn)維。安徽合肥1GWh釩電池生產(chǎn)基地在2020年10月投產(chǎn)，并預(yù)計(jì)于今年新增1GWh產(chǎn)能；江蘇鹽城正在進(jìn)行第二期釩電池生產(chǎn)基地建設(shè)，產(chǎn)能為3GWh。公司目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)中標(biāo)了5個(gè)發(fā)電集團(tuán)的儲(chǔ)能項(xiàng)目，產(chǎn)品出口到了日本和西班牙等國(guó)，目前已順利交付4期訂單，在國(guó)內(nèi)外的典型市場(chǎng)得到了用戶(hù)的初步認(rèn)可。
“我們對(duì)電力系統(tǒng)、儲(chǔ)能裝備有比較深刻的洞察，在電堆的研發(fā)，系統(tǒng)的功能性開(kāi)發(fā)及工程應(yīng)用技術(shù)，產(chǎn)品的可靠性及全生命周期的運(yùn)維能力等方面具有突出優(yōu)勢(shì)，這也是電氣儲(chǔ)能的核心競(jìng)爭(zhēng)力。”楊霖霖說(shuō)。
不僅如此，在楊霖霖看來(lái)，上海電氣全釩液流電池的核心競(jìng)爭(zhēng)力還包括了不斷進(jìn)行技術(shù)迭代的再研發(fā)能力，目前上海電氣儲(chǔ)能公司已建立一支多學(xué)科交融的研發(fā)團(tuán)隊(duì)及健全的研發(fā)、測(cè)試評(píng)價(jià)平臺(tái)。
全釩液流電池進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化初期，降本通過(guò)技術(shù)和市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)
在此次中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)中，包括中科院院士趙天壽等業(yè)內(nèi)人士也都指出，全釩液流電池進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化的初期，但還面臨著降本的要求。
據(jù)光大證券報(bào)告指出，釩電池的成本主要來(lái)自于電堆和電解液。以10kW/40kWh釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)為例，釩電解液成本占總成本的41%，電堆成本占比37%，其余為建安等成本。釩電解液主要成分為五氧化二釩，成本主要受到釩價(jià)的影響，而電堆的成本主要來(lái)自于隔膜等材料。
全釩液流電池如何降本？在楊霖霖看來(lái)，首先，從全生命周期來(lái)看，要通過(guò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，降本提效，包括提升電堆的功率密度，提高電解液的有效利用率，系統(tǒng)端的優(yōu)化降低造價(jià)。
其次，“任何一個(gè)產(chǎn)業(yè)的降本有客觀規(guī)律，”楊霖霖說(shuō)。釩電池處于產(chǎn)業(yè)化初期，未來(lái)隨著規(guī)?；氖褂茫羞M(jìn)一步降本的空間。再次，由于釩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，建立一種新的商業(yè)模式降低成本。
另一方面，楊霖霖認(rèn)為，儲(chǔ)能的價(jià)值實(shí)現(xiàn)路徑及商業(yè)模式是制約儲(chǔ)能發(fā)展的核心關(guān)鍵點(diǎn)。“儲(chǔ)能項(xiàng)目是否能算得過(guò)來(lái)賬，儲(chǔ)能設(shè)備的初裝價(jià)格是影響因素之一，最主要的問(wèn)題是儲(chǔ)能的下游流通機(jī)制及儲(chǔ)能的價(jià)值實(shí)現(xiàn)路徑還沒(méi)有建立。不能僅僅通過(guò)儲(chǔ)能設(shè)備的價(jià)格來(lái)看待儲(chǔ)能項(xiàng)目的收益率，儲(chǔ)能設(shè)備是有市場(chǎng)成本價(jià)的，一味壓低儲(chǔ)能裝備的初創(chuàng)價(jià)格，對(duì)于產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展會(huì)造成極大的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是對(duì)于長(zhǎng)周期的電力領(lǐng)域。”楊霖霖說(shuō)。
2022年11月，中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布了《新能源配儲(chǔ)能運(yùn)行情況調(diào)研報(bào)告》，報(bào)告顯示，新能源配儲(chǔ)等效利用系數(shù)僅6.1%。
“儲(chǔ)能的收益如何結(jié)算、從哪個(gè)端口來(lái)結(jié)算收益？結(jié)算方式、交易模式都不太清晰，當(dāng)前商業(yè)化儲(chǔ)能項(xiàng)目還處于一事一議的模式狀態(tài)?！睏盍亓卣f(shuō)。
不過(guò)，從今年的國(guó)內(nèi)各地方政策來(lái)看，政策已經(jīng)出現(xiàn)了令人欣喜的變化。一方面，許多區(qū)域政策越來(lái)越具體細(xì)化，政策跟終端市場(chǎng)更具有適配性。另一方面，儲(chǔ)能配置角度有利于長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的發(fā)展，很多區(qū)域提出了長(zhǎng)于4小時(shí)的儲(chǔ)能要求。據(jù)楊霖霖介紹，此前很多地方政策是風(fēng)光配儲(chǔ)能，今年國(guó)內(nèi)已經(jīng)有兩個(gè)省份出臺(tái)了釩電池儲(chǔ)能配風(fēng)光的優(yōu)先政策，“儲(chǔ)能正在由被動(dòng)向主動(dòng)轉(zhuǎn)變。”楊霖霖說(shuō)。
