中國儲能網(wǎng)訊：縱觀海內(nèi)外液流電池儲能的發(fā)展史，不難發(fā)現(xiàn)，美國的長時儲能市場雖起步很早，但發(fā)展至今，卻并不盡如人意。
而近兩年來，在中國，液流電池技術(shù)的商業(yè)化正在高速發(fā)展，其中，源自美國的一些技術(shù)如鋅鐵液流電池在中國正在迎來新生。
1.先驅(qū)者的失敗
最早開發(fā)鋅鐵液流電池的公司名為ViZn Energy Systems，成立于2009年。
2016年，ViZn贏得了一份為美國能源部的項(xiàng)目提供128kW/320kWh系統(tǒng)的合同。根據(jù)與愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室(INL)簽訂的協(xié)議，ViZn的鋅鐵氧化還原液流電池將作為微電網(wǎng)示范項(xiàng)目的一部分進(jìn)行安裝，該項(xiàng)目于2016年第二季度投入運(yùn)行。
彼時，ViZn聲稱鋅鐵氧化還原液流電池是“市場上唯一具有無毒、不易燃、不易爆炸的堿性化學(xué)物質(zhì)的液流電池。”
同年，ViZn與Alpha Energy建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，為大型用戶側(cè)、電網(wǎng)邊緣和公用事業(yè)規(guī)模的用戶側(cè)應(yīng)用提供交鑰匙儲能解決方案。
Alpha Energy業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)Tom Bowker曾評價ViZn：“ViZn Energy設(shè)計了一種用途非常廣泛的液流電池，能夠執(zhí)行高功率和長持續(xù)時間的應(yīng)用，他們獨(dú)特、強(qiáng)大的系統(tǒng)可以從不到100kW擴(kuò)展到超過100MW，其20年的預(yù)期壽命將提供具有競爭力的投資回報率，使其非常適合將儲能與太陽能、風(fēng)能或兩者結(jié)合起來的可再生能源項(xiàng)目。由于我們戰(zhàn)略性地專注于儲能市場的EPC，擁有像ViZn Energy這樣的合作伙伴對我們來說非常有價值?！?
業(yè)務(wù)的接踵而至，合作方的不吝期許，使得彼時的ViZn一度雄心勃勃，一心成為全球最大的液流電池生產(chǎn)商。
2016年，ViZn與EPC公司JABIL建立合作伙伴關(guān)系，瞄準(zhǔn)非洲市場。將提供其電池系統(tǒng)作為柴油發(fā)電機(jī)的替代品，重點(diǎn)關(guān)注微電網(wǎng)、農(nóng)業(yè)和遠(yuǎn)程采礦應(yīng)用。
不過，據(jù)海外業(yè)內(nèi)人士爆料，該項(xiàng)目后來由于ViZn提供的產(chǎn)品的析氫問題導(dǎo)致了電解液罐和集裝箱變形事件，致使工程承包方JABIL不愿意支付工程尾款，從而導(dǎo)致債務(wù)危機(jī)。
2017年，ViZn與Raychem公司合作為印度主要網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和印度公用事業(yè)電網(wǎng)公司有限公司（PGCIL）提供1MWh鋅鐵液流電池系統(tǒng)。
由于ViZn公司代表的鋅基路線有諸多不可克服的技術(shù)本征問題，例如ViZn公司研究的鋅鐵電池雖然去除了氣態(tài)相變，卻無法解決鋅從0價到2價的相變，這就不可避免的會出現(xiàn)鋅沉積問題，導(dǎo)致鋅鐵電池容量衰減特別快。故而ViZn在海外的落地只是局限于實(shí)驗(yàn)室與戶用場景，沒有可靠的公開資料證明其曾經(jīng)完整地落地到電網(wǎng)上。
除了一個在愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行的試點(diǎn)系統(tǒng)，一個在尼加拉瓜的一個度假村微電網(wǎng)運(yùn)行的商業(yè)系統(tǒng)，ViZn的實(shí)際運(yùn)營案例非常少。
2018年3月，ViZn在最新一輪融資中遭遇主要投資者撤資，在巨大的壓力下，ViZn選擇“斷臂求生”，解雇70人的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，黯然關(guān)閉了工廠。
而幾乎在同一時段，由于美國的液流電池行業(yè)依托于光伏市場，幾乎所有的光伏企業(yè)都向各類液流電池公司下了大量儲能訂單，伴隨著中國光伏廠商異軍突起，對美國光伏本土廠商造成嚴(yán)重打擊，大量光伏的企業(yè)倒閉，對液流電池造成了極大的沖擊，大量液流電池企業(yè)跟著光伏企業(yè)一起陷入了資金鏈短缺、接連倒閉的局面。
不過在三個月后，ViZn收到了新一輪1500萬美元融資，又重新開始運(yùn)營。
但其首席執(zhí)行官John Lowell意識到ViZn的液流電池需要與規(guī)模更大、資本更充足的合作伙伴開展合作，在美國前景不大，于是退出了電池開發(fā)，開始尋求技術(shù)供應(yīng)和授權(quán)。
2.與緯景的合作
2013年，緯景儲能的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)便已經(jīng)開始在全球范圍內(nèi)尋找新能源儲能的解決方案，排除了在國內(nèi)更為人熟知的全釩和鐵鉻路線，他們最終選定鋅鐵液流電池。
在他們看來，鋅鐵原料供給大、價格低，更具競爭力。2018年，緯景儲能成立，并在2019年1月引進(jìn)了ViZn授權(quán)的鋅鐵液流儲能技術(shù)。
根據(jù)協(xié)議，ViZn公司將技術(shù)授權(quán)給緯景儲能科技有限公司。與ViZn合作的公司還包括：江蘇華盛電氣股份有限公司、上海智煉機(jī)電工程技術(shù)有限公司和江西樂萊建設(shè)工程有限公司等。
2020年，緯景儲能收購了ViZn的多數(shù)股權(quán)。
以此技術(shù)為基礎(chǔ)，緯景儲能聯(lián)合中國電建集團(tuán)江西省電力建設(shè)有限公司，于2019年6月共同開發(fā)建設(shè)余干祥暉20MW扶貧光伏發(fā)電項(xiàng)目配套的200kW/600kWh鋅鐵液流儲能系統(tǒng)示范項(xiàng)目，該項(xiàng)目在2021年10月成功并網(wǎng)。
緯景儲能的海外網(wǎng)站主頁如是寫道：“ViZn公司花了十多年時間將其產(chǎn)品化、并獲得了國際權(quán)威工程公司Black&Veatch的認(rèn)證。該技術(shù)的引進(jìn)，將助力國內(nèi)新能源、微電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的騰飛，開啟全新儲能時代。緯景作為ViZn公司最大的Interest Holder及其鋅鐵液流技術(shù)在中國市場、中國公司在海外投資、總承包項(xiàng)目的獨(dú)家使用、制造和銷售被許可方，與ViZn公司在技術(shù)、生產(chǎn)、銷售等方面開展全面合作?！?
ViZn公司首席執(zhí)行官約翰·洛厄爾曾表示：“中國市場的主要應(yīng)用是可再生能源整合。政府已經(jīng)建設(shè)了大量可再生能源，但現(xiàn)在面臨著很高的棄電率?！?
ViZn宣傳其技術(shù)的基礎(chǔ)是其鋅鐵化學(xué)活性材料的成本較低。兩種類型的流動系統(tǒng)之間的工廠成本平衡相似，但洛厄爾聲稱他的電解質(zhì)的每千瓦時成本是釩電解質(zhì)的十分之一。
2022年9月21日，緯景宣布已完成過去6個月的多輪融資，籌集總額超過4億元人民幣（5,650萬美元）。投資方包括高榕資本、松禾資本、群青聚能、大樹長青、真格基金等創(chuàng)投機(jī)構(gòu)。
這筆資金將用于將ViZn最初開發(fā)的鋅鐵液流電池儲能系統(tǒng)技術(shù)商業(yè)化——開發(fā)鋅鐵液流電池和建設(shè)超級工廠，目標(biāo)是到2023年底產(chǎn)能超過10億瓦。
3.不可忽略的問題
目前，鋅鐵液流電池還屬于“小眾”儲能電池技術(shù)路線，國內(nèi)僅有包括緯景儲能在內(nèi)的個別企業(yè)布局。
液流電池在長循環(huán)過程中，電解液中的反應(yīng)物離子更容易擴(kuò)散至電極表面的凸起處，形成不規(guī)則的鋅枝晶，最終刺穿隔膜，導(dǎo)致電池短路。因此，解決鋅枝晶問題，一直是鋅鐵液流電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。但ViZn經(jīng)過多年的發(fā)展，也并沒有真正解決這個問題。
2023年10月，在緯景儲能主辦的“碳索日”上，緯景儲能稱，其新產(chǎn)品“有著100kW的電池功率、400kWh的電池容量，電池壽命可達(dá)25年，循環(huán)次數(shù)大于30000次。”同期，緯景儲能的珠?！俺珿工廠”建成投產(chǎn)，年產(chǎn)能超6GWh。
讓業(yè)內(nèi)疑惑的是：在接受技術(shù)授權(quán)后，緯景儲能是否解決了鋅基電池的本征問題、電池實(shí)際運(yùn)行效果如何，又是如何在短短五年內(nèi)，將充放電循環(huán)次數(shù)提高了十倍？
據(jù)公開信息，緯景儲能的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)大都來自芯片領(lǐng)域、數(shù)字化領(lǐng)域和能源領(lǐng)域，匯集了一批來自全球的科學(xué)家、電化學(xué)專家、電力系統(tǒng)專家、機(jī)械工程專家、以及來自智能制造業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域的行業(yè)精英。
據(jù)緯景儲能披露，其創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)率先突破電化學(xué)還原反應(yīng)的關(guān)鍵問題（抑制鋅枝晶）并取得專利，進(jìn)一步降低鋅鐵液流電池技術(shù)成本。相比于鋰電池約5~6毛錢和全釩液流電池約3~4毛錢的度電成本（充放一度電的單位成本），緯景能把鋅鐵液流電池的度電成本壓縮在2毛以內(nèi)。
緯景儲能聯(lián)合創(chuàng)始人、董事長葛群在接受媒體采訪時更是明確表示：“目前，我們已經(jīng)徹底解決了鋅枝晶的形成和生長問題，實(shí)現(xiàn)鋅鐵液流電池長效循環(huán)運(yùn)行。”
但多位業(yè)內(nèi)人士依然認(rèn)為，鋅鐵電池?zé)o法實(shí)現(xiàn)容量和功率的解耦。鋅在充電的氧化還原過程中，會沉積一層Zn金屬單質(zhì)，而沉淀表面積有限，沉淀過厚就無法繼續(xù)反應(yīng)了，充電的量取決于Zn能沉積的表面積大小。因此，鋅鐵電池難以實(shí)現(xiàn)長時儲能。
顯然，鋅鐵液流電池還需要商業(yè)化項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，才能回答市場上的一些質(zhì)疑。
除了緯景儲能，國內(nèi)市場中也有部分其他企業(yè)和團(tuán)隊(duì)在研發(fā)鋅鐵液流電池技術(shù)，如重慶信合啟越同長沙理工大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了鋅鐵液流電池的產(chǎn)業(yè)化工作，并設(shè)計出了相應(yīng)樣機(jī)，推進(jìn)了相關(guān)器件的國產(chǎn)化；大連化物所與金尚新能源合作進(jìn)行自主研發(fā)10 KW級堿性鋅鐵液流電池儲能示范系統(tǒng)，于2020年在金尚新能源區(qū)內(nèi)投入運(yùn)行。
但整體來看，鋅鐵液流電池技術(shù)的先行者ViZn歷時多年發(fā)展仍成績寥寥，直到今天全球范圍內(nèi)都還沒有成功的大型商業(yè)化項(xiàng)目實(shí)踐案例佐證，玩家屈指可數(shù)，鋅鐵液流電池技術(shù)的商業(yè)化前景依然不夠清晰，其未來究竟能走到哪里？還需要時間觀察。
