中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近日，國家電投儲(chǔ)能系統(tǒng)集采開標(biāo)，再次吸引市場(chǎng)廣泛關(guān)注。其中1GWh的全釩液流電池的標(biāo)段顯示，該儲(chǔ)能技術(shù)成本其實(shí)已經(jīng)全面進(jìn)入每瓦時(shí)3元以內(nèi)。
全釩液流電池：理想電化學(xué)儲(chǔ)能方式
在碳中和背景下，為提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和對(duì)新能源的消納能力，長時(shí)儲(chǔ)能可憑借長周期、大容量特性，在更長的時(shí)間維度上調(diào)節(jié)新能源發(fā)電波動(dòng)的優(yōu)勢(shì)下，以全釩液流電池等為代表的長時(shí)間儲(chǔ)能技術(shù)得到大力發(fā)展。
6月7日，中共中央政治局常委、國務(wù)院總理李強(qiáng)到大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司（下稱“大連融科儲(chǔ)能”）調(diào)研。李強(qiáng)總理在調(diào)研中表示：“我國新能源發(fā)展已經(jīng)走在世界前列，發(fā)展速度很快，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來很大挑戰(zhàn)。釩電池作為新型儲(chǔ)能技術(shù)，要發(fā)揮安全、長壽命、環(huán)保的特點(diǎn)趟出一條新路，這對(duì)能源轉(zhuǎn)型意義重大?！?
液流電池是利用正負(fù)極電解液分開，各自循環(huán)的一種高性能蓄電池，具有容量高、使用領(lǐng)域廣、循環(huán)使用壽命長的特點(diǎn)，是一種新能源產(chǎn)品。
經(jīng)過多年的發(fā)展，液流電池衍生出全釩液流電池、鋅溴液流電池、鐵鎳液流電池等多種路線。現(xiàn)階段，全釩路線最為成熟，且是我國主要推崇的路線，已經(jīng)達(dá)到商業(yè)化初期階段。
全釩液流電池循環(huán)次數(shù)高，達(dá)5000-1000次，這就意味著電池壽命可能長達(dá)20年；不易燃燒，安全性好，并且能夠100%放電，而不損害電池。
同時(shí)，全釩液流電池具有模塊化功能，儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率可以通過增減電池的數(shù)量來控制，而儲(chǔ)能容量則可以通過電解液的體積和濃度來調(diào)節(jié)，能夠滿足儲(chǔ)能端的個(gè)性化要求。這些優(yōu)勢(shì)都是其他電池路線所不具備的。
抽水蓄能、壓縮空氣和(釩)液流電池特性
釩電池獨(dú)特的運(yùn)行特性決定了釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在系統(tǒng)控制和應(yīng)用場(chǎng)景上有著特殊的設(shè)計(jì)。
全釩液流電池市場(chǎng)空間廣闊
我國重視儲(chǔ)能和釩液流電池的發(fā)展，先后出臺(tái)多項(xiàng)政策從推動(dòng)商業(yè)化進(jìn)程、加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)、打造示范項(xiàng)目和注重安全生產(chǎn)等方面促進(jìn)全釩液流電池的發(fā)展。
2022年1月，國家發(fā)改委、能源局聯(lián)合發(fā)布了《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)+施方案》。方案提出，推動(dòng)多元化技術(shù)開發(fā)。開展鈉離子電池、新型鋰離子電+池、鉛炭電池、液流電池等關(guān)鍵核心技術(shù)、裝備和集成+優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，將百兆瓦級(jí)液流電池技術(shù)納入新型儲(chǔ)能+核心技術(shù)裝備攻關(guān)重點(diǎn)方向之一。加快重大技術(shù)創(chuàng)新示范，將釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池等列+入重大技術(shù)創(chuàng)新試點(diǎn)示范項(xiàng)目。
2021年以來，我國已有數(shù)個(gè)百M(fèi)Wh級(jí)別的大型全釩液流電池項(xiàng)目陸續(xù)啟動(dòng)。2022年10月底，由大連融科建設(shè)的首個(gè)國家級(jí)大型化學(xué)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目大連恒流儲(chǔ)能電站一期100MW/400MWh正式并網(wǎng)發(fā)電，是迄今全球功率最大、容量最大的百兆瓦級(jí)液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站。
據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)計(jì)算分析，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)(除電解液外的部分)按6000元/kW測(cè)算；V205按每噸10萬元，電解液按1500元/kWh測(cè)算；電池系統(tǒng)部分每干瓦時(shí)的分?jǐn)偝杀尽ＨC液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)包括回收利用，運(yùn)行15年以上，實(shí)際價(jià)格約為1875元/kWh。
全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格可以稱得上是“儲(chǔ)能成本最低的靈活性解決方案”。
作為全釩液流電池的核心材料，釩，是中國的優(yōu)勢(shì)資源。2022年全球釩礦產(chǎn)量為10萬噸，較2021年下降4.8%。全球釩產(chǎn)量主要集中在中國、俄羅斯及南非，其中中國產(chǎn)量占比70%，俄羅斯占比17%，南非占比9%。近年來我國已經(jīng)發(fā)展成世界第一釩資源、生產(chǎn)、消費(fèi)、貿(mào)易及技術(shù)、裝備優(yōu)勢(shì)大國，行業(yè)影響及所占比例也在逐年提升。
如果未來全釩液流電池放量，那么可能帶動(dòng)釩金屬的需求進(jìn)一步趨緊，在產(chǎn)能有限的情況下，未來釩可能成為下一種重要的戰(zhàn)略資源。
有專家預(yù)測(cè)雙碳戰(zhàn)略釩的需求量：至2030年，按占新增新型儲(chǔ)能121GW的20%(儲(chǔ)能5h)，電解液含釩1.7mol/L、利用率60%，儲(chǔ)電1kWh需釩(V2O5)8kg計(jì)，釩液流電池儲(chǔ)能共需釩(V2O5)97萬噸或均12萬噸/年。
企業(yè)爭(zhēng)先涌入賽道
多家央企已經(jīng)在積極探索液流電池儲(chǔ)能領(lǐng)域，國家電網(wǎng)、國家電投、國家能源集團(tuán)、華電集團(tuán)、大唐集團(tuán)、上海電氣、東方電氣集團(tuán)均涉足過全釩液流電池項(xiàng)目。
智光電氣2016年研制了大功率釩電池儲(chǔ)能PCS，國網(wǎng)英大通過全資子公司置信電氣，及置信電氣全資子武漢南瑞，布局全釩液流電池儲(chǔ)能，拓展湖北、江蘇釩電池示范項(xiàng)目。中核匯能、國家電投均發(fā)布了1GWh的全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)采購招標(biāo)。
一些釩礦企業(yè)也開始大規(guī)模進(jìn)軍液流電池領(lǐng)域。不僅如此，今年以來液流電池領(lǐng)域的大額融資不斷披露，大連融科也于4月份宣布完成超10億元B+輪融資，開始沖刺IPO。星辰新能、液流儲(chǔ)能科技、巨安儲(chǔ)能等液流電池初創(chuàng)企業(yè)，也剛剛結(jié)束或正在進(jìn)行新融資。
據(jù)北極星儲(chǔ)能網(wǎng)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前公開有全釩液流電池相關(guān)布局的企業(yè)，已經(jīng)多達(dá)40多家。（詳情見文末圖片）
現(xiàn)存痛點(diǎn)與未來發(fā)展
目前，在電力系統(tǒng)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)同液流電池形成最強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)為鋰離子電池技術(shù)，其具有功率響應(yīng)快、效率高的特點(diǎn)，且近年來成本快速降低，最低儲(chǔ)能系統(tǒng)中標(biāo)價(jià)低至1.321元/Wh，而全釩液流電池僅電解液的成本就已經(jīng)高于這一價(jià)格。
同時(shí)，高品質(zhì)鋰離子電池循環(huán)次數(shù)可能超過8000次，有的甚至高達(dá)萬次。隨著性能的持續(xù)優(yōu)化，鋰離子電池會(huì)進(jìn)一步擠壓儲(chǔ)能領(lǐng)域其他技術(shù)的商業(yè)空間。
對(duì)此，液流電池需要進(jìn)一步發(fā)揮其長時(shí)間大容量的儲(chǔ)能特性、超長壽命和極高的安全性能，才能在儲(chǔ)能市場(chǎng)中占有更重要的地位。
隨著國內(nèi)外業(yè)界對(duì)液流電池技術(shù)和釩產(chǎn)業(yè)整合和發(fā)展重視程度的增加，釩的相關(guān)成本有極大的下降空間。
另一方面，由于全釩液流電池電解液穩(wěn)定性極佳，因此，通過租用電解液等方法降低全釩液流電池建設(shè)成本等商業(yè)模式上的創(chuàng)新成為可能，通過釩資源鏈商業(yè)模式的創(chuàng)新，可大大降低全釩液流電池的總體成本，加快產(chǎn)業(yè)速度。
在碳中和、碳達(dá)峰大背景下，全釩液流電池在電力儲(chǔ)能方面具有廣闊的應(yīng)用前景，在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)均有很好的應(yīng)用切入點(diǎn)，技術(shù)需求切合度較高。隨著技術(shù)路線漸趨成熟，成本下降很快，預(yù)計(jì)通過相應(yīng)的技術(shù)方案和產(chǎn)業(yè)整合，全釩液流電池會(huì)得到更蓬勃的發(fā)展。
