中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著“雙碳”目標(biāo)的深入推進(jìn)，風(fēng)光裝機(jī)規(guī)模不斷擴(kuò)大及可再生能源滲透率持續(xù)提升，4小時(shí)以上，甚至可跨天、跨月的長時(shí)儲(chǔ)能將成為滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行需求，助力我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要支撐。有行業(yè)人士甚至預(yù)測至2050年，長時(shí)儲(chǔ)能儲(chǔ)電量占比將達(dá)95%。
而目前最為常見的鋰電儲(chǔ)能，是通過增加電池容量或降低電池功率來延長時(shí)長，但這會(huì)因此增加電池的成本和重量，降低效率和安全性，因此并不適用于長時(shí)儲(chǔ)能。
與鋰電池不同，液流電池作為一種活性物質(zhì)存在于液態(tài)電解質(zhì)中的儲(chǔ)能技術(shù)，具有功率與容量相互解耦的特點(diǎn)，所以加大儲(chǔ)罐中電解液的體積，即可以延長儲(chǔ)能時(shí)長。而這其中，最為常見也是產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用最多的即全釩液流電池。
近年來，全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)在全球得到了較快發(fā)展。有數(shù)據(jù)顯示，截至目前，全球釩液流電池儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)約800MWh，按照年份劃分，這其中75%的項(xiàng)目建設(shè)于近幾年，而按照國別劃分，中國約占據(jù)6成的份額。
2024年度第十一期全國儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)巡回調(diào)研團(tuán)一行走進(jìn)江蘇林源儲(chǔ)能有限公司
市場驅(qū)動(dòng)之下，越來越多的企業(yè)開始進(jìn)行全釩液流儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)布局。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前，我國經(jīng)營范圍涉及全釩液流電池及相關(guān)業(yè)務(wù)的企業(yè)已超過50家。
作為林源投資集團(tuán)（以下簡稱“林源控股集團(tuán)”）旗下的擬上市版塊，以全釩液流儲(chǔ)能電池、儲(chǔ)能PCS研發(fā)為核心的電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)品和系統(tǒng)集成解決方案提供商--江蘇林源儲(chǔ)能有限公司（以下簡稱“林源儲(chǔ)能”），即在全釩液流儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域施以重手。
截至目前，這家“專精特精中小企業(yè)”已研發(fā)完成全釩液流電解液制備、20/40kW電堆制造、兆瓦級液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)集成等全套解決方案，可為客戶提供全釩液流儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)；可提供大型集中式共享儲(chǔ)能、光儲(chǔ)充一體化工商業(yè)儲(chǔ)能、離/并網(wǎng)戶用儲(chǔ)能等多種電化學(xué)儲(chǔ)能和微網(wǎng)解決方案，并配套研發(fā)5kW到2.5MW多個(gè)功率區(qū)段儲(chǔ)能變流器系列產(chǎn)品，相關(guān)產(chǎn)品已通過上海電科所和CQC等認(rèn)證機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品檢驗(yàn)，還參與建設(shè)湖南省麻陽縣100MW/400MWh全釩液流儲(chǔ)能項(xiàng)目、100MW/600MWh全釩液流儲(chǔ)能電站等多個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目。
高壓單機(jī)2.5MW PCS圖示
“全釩液流電池以其獨(dú)特的優(yōu)勢，正成為長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的核心創(chuàng)新應(yīng)用之一，該技術(shù)創(chuàng)新將為新能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。”林源儲(chǔ)能液流儲(chǔ)能研究院院長閆淵表示，“我們將在此持續(xù)深耕。”
厚積
據(jù)CESA儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)不完全統(tǒng)計(jì)，2023年全球新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)中，鋰離子電池占比為89.6%，壓縮空氣儲(chǔ)能占比為3.5%，飛輪儲(chǔ)能占比為1.6%，鈉離子電池占比為1.5%，鉛蓄電池占比為1.5%，液流電池占比為1.3%。
就數(shù)據(jù)來看，當(dāng)前百花齊放的新型儲(chǔ)能技術(shù)路線中，液流電池儲(chǔ)能依舊小眾。敢于另辟蹊徑尋求突破，林源儲(chǔ)能的底氣自非尋常企業(yè)所及。
作為聚焦能源產(chǎn)業(yè)，以成為全球領(lǐng)先能源服務(wù)商為企業(yè)愿景的林源控股集團(tuán)旗下子公司，林源儲(chǔ)能以林源集團(tuán)為支撐，在人才，資金，技術(shù)實(shí)力以及市場渠道建設(shè)等多個(gè)方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。
成立于2020年的林源集團(tuán)，一直以來堅(jiān)持光伏、風(fēng)電、氫能、海洋科技、全釩液流、鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)的多棲發(fā)展路徑，是擁有全產(chǎn)業(yè)鏈解決方案能力的新能源產(chǎn)業(yè)集團(tuán)。截至目前，其風(fēng)電設(shè)備出貨量達(dá)8.34GW，光伏設(shè)備出貨量達(dá)4.35GW，儲(chǔ)能設(shè)備出貨量達(dá)10GWh，年產(chǎn)值達(dá)30億元人民幣。
細(xì)分來看。在研發(fā)力量上，林源集團(tuán)無疑擁有一支沉浸電力行業(yè)十余年甚至數(shù)十年的超強(qiáng)隊(duì)伍；還積極與華北電力大學(xué)、西安交通大學(xué)、中南大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、南京工程學(xué)院、西北大學(xué)等多所高校開展產(chǎn)學(xué)研合作，通過校招等渠道發(fā)現(xiàn)人才、補(bǔ)充人才；同時(shí)已在西安、長沙、珠海、常州等地設(shè)立研發(fā)中心。
縱觀中國各個(gè)領(lǐng)域，凡是真正崛起于全球的品牌，本質(zhì)上都是技術(shù)派公司。林源集團(tuán)深諳此道。正如林源集團(tuán)總裁邢正軍所言，“林源集團(tuán)始終秉承‘求真務(wù)實(shí) 銳意進(jìn)取’的企業(yè)精神，致力于推動(dòng)儲(chǔ)能領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，為打造綠色、低碳、智能的能源體系貢獻(xiàn)力量?！?
林源集團(tuán)總裁邢正軍
雄厚的研發(fā)力量下，林源集團(tuán)至今已獲得105項(xiàng)軟件著作權(quán)、64項(xiàng)實(shí)用新型專利、52項(xiàng)發(fā)明專利，牽頭組建了2個(gè)市級研究中心和1個(gè)省級研究中心。
在渠道建設(shè)上，林源集團(tuán)憑借在電力行業(yè)所累積的十余載運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，已在湖南、云南、甘肅、廣州、南寧、沈陽等多地設(shè)立分支機(jī)構(gòu)。國內(nèi)業(yè)務(wù)是壓艙石，潛力巨大的海外業(yè)務(wù)，則是新的增長驅(qū)動(dòng)極。在國內(nèi)市場開拓的同時(shí)，林源集團(tuán)的國際化步履也不曾停下，目前已在羅馬尼亞與新西蘭建立了銷售中心。
按照三四法則推演，在市場競爭中，有影響力的競爭者，也就是最終能夠在行業(yè)中脫穎而出的企業(yè)不過寥寥數(shù)個(gè)。而無論哪個(gè)行業(yè)，“強(qiáng)者恒強(qiáng)”的定律難以撼動(dòng)。只有更具技術(shù)、人才、資金背景實(shí)力的企業(yè)，才擁有更大的主動(dòng)權(quán)，也更可能獲得最終的勝利。
由此來看，背靠大樹的林源儲(chǔ)能贏面很大。
蓄力
根據(jù)國家能源局的數(shù)據(jù)，伴隨新型儲(chǔ)能電站的集中式、大型化，10萬千瓦以上的項(xiàng)目裝機(jī)占比為54.8%。從儲(chǔ)能時(shí)長看，我國新型儲(chǔ)能項(xiàng)目平均儲(chǔ)能時(shí)長2.2小時(shí)，而2至4小時(shí)的項(xiàng)目裝機(jī)占比已達(dá)74.6%。
儲(chǔ)能長時(shí)化趨勢下，未來4小時(shí)以上的儲(chǔ)能時(shí)長將會(huì)越來越常見。閆淵表示，“對于全釩液流儲(chǔ)能系統(tǒng)而言，8小時(shí)、10小時(shí)甚至更長的儲(chǔ)能時(shí)長都可實(shí)現(xiàn)?！?
林源儲(chǔ)能液流儲(chǔ)能研究院院長閆淵
據(jù)他介紹，全釩液流電池包含兩種不同價(jià)態(tài)的高純度釩電解液。通過電解液中不同價(jià)態(tài)釩離子在電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，完成電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)和釋放。
作為液流電池的一種，全釩液流電池不僅擁有長壽命，高循環(huán)穩(wěn)定性和高安全性優(yōu)勢；其還由可再生材料和水系釩電解液制造并且具有較好的循環(huán)利用性，因此在環(huán)保方面可謂“出類拔萃”；此外，從資源自控角度出發(fā)，截至2021年底，我國釩資源儲(chǔ)量占全球39%，產(chǎn)量占全球68%，均局全球首位，而鋰資源中國儲(chǔ)量占比僅為7%。更加充足的釩資源也為全釩液流電池儲(chǔ)能的發(fā)展帶來了更為廣闊的前景。
當(dāng)然，作為一種大規(guī)模應(yīng)用仍處于發(fā)展階段的“未來向”技術(shù)，林源儲(chǔ)能很清楚，迎接未來，企業(yè)加速快跑甚至領(lǐng)跑的關(guān)鍵，在于技術(shù)和產(chǎn)品。
用數(shù)據(jù)說明或許更有說服力：從2022年布局至今，林源儲(chǔ)能已獲得全釩液流電池儲(chǔ)能相關(guān)90+項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其中發(fā)明專利大于30%。
其40kW級電堆，具有82%以上的直流側(cè)能量轉(zhuǎn)換效率，額定電流密度為160mA/cm2，循環(huán)壽命可達(dá)20000次以上。
其250kW全釩液流儲(chǔ)能系統(tǒng)，并聯(lián)支路電流系統(tǒng)的支路漏電流損耗降低了15%以上，系統(tǒng)功率損耗降低了10%以上；創(chuàng)新性地通過利用泵對高能量模塊的消耗，實(shí)現(xiàn)了電堆之間SOC的均衡調(diào)節(jié)，使變頻器切換外電源系統(tǒng)的效率提升了3-5%；通過結(jié)合液流電池運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)液流電池電解液的冷卻，并回收工作中產(chǎn)生的熱量，使溫控系統(tǒng)損耗電量占總損耗電量的比例降低到了50%以下。
全釩液流儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品圖示
特別值得關(guān)注的是，針對活性物質(zhì)在水溶液的溶解度有限，電池能量密度較低的問題，林源儲(chǔ)能已經(jīng)交出了他的答卷。
通過在權(quán)威機(jī)構(gòu)測試的五個(gè)批次的全釩液流電池電解液來看，林源儲(chǔ)能的三價(jià)和四價(jià)釩離子濃度比例均為1：1?？傗C離子濃度為1.6mol/L-2mol/L，硫酸根濃度（mol/L）>4.1，密度（g/c?）范圍在1.3-1.4，與同類產(chǎn)品相較，雜質(zhì)含量可實(shí)現(xiàn)降低20%以上。
目前，林源儲(chǔ)能可提高電解液的濃度3%以上；具有高純度和高穩(wěn)定性；最高使用溫度可達(dá)50℃；且已掌握全釩液流電池電解液的生產(chǎn)和電解液釩回收技術(shù)。
在潛心研發(fā)核心技術(shù)、產(chǎn)品的同時(shí)，林源儲(chǔ)能也在積極面對全釩液流電池成本較高的“困境”。事實(shí)上，自 2022 年底以來，鋰的成本已經(jīng)下降約 80%，這確使液流電池儲(chǔ)能發(fā)展進(jìn)入了徘徊于“規(guī)模化難和成本高”之間難以逾越的“怪圈”。
對此，林源儲(chǔ)能仍然保持堅(jiān)定和樂觀，閆淵表示，雖然目前與鋰電相比全釩液流電池儲(chǔ)能的成本不占優(yōu)勢，但由于電堆和儲(chǔ)液罐采用物理分立，釩電池的功率和容量可以獨(dú)立配置，因此自放電衰減極低。同等功率下放電時(shí)間越長，單位成本越低，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)越好。
“全釩液流儲(chǔ)能技術(shù)，目前尚處于‘半大小子’的成長階段，不論是技術(shù)迭代，還是產(chǎn)線的半自動(dòng)化到自動(dòng)化，以大幅提升產(chǎn)能，都需要時(shí)間?！遍Z淵坦言，“隨著市場接受度的提升，我們相信這都會(huì)在不遠(yuǎn)的將來實(shí)現(xiàn)?！?
任何一個(gè)行業(yè)的發(fā)展，都逃脫不了從“價(jià)格”到“價(jià)值”的轉(zhuǎn)變，雖然這期間需要時(shí)間和實(shí)踐的沉淀，但無論是市場，還是用戶，最終都只會(huì)為“真正的高價(jià)值”買單。以核心技術(shù)能力為基底，以高品質(zhì)產(chǎn)品為強(qiáng)盾，林源儲(chǔ)能堅(jiān)守全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)路線，以高價(jià)值賦能用戶的征程，仍在繼續(xù)。
