混合储能已成业界趋势,液流电池赢在长时储能



新能源发展之际,行业对储能的需求也在逐步演进。在当下的电化学储能领域,锂电池是毫无疑问的主角。不过,在远景广阔的前提下,其他技术路线也可能分得一杯羹。可以看到,近两年液流电池的声量逐渐变大,装机量增长迅速,百兆瓦时的项目签约消息接连传出。



在“一锂独大”的时代,液流电池为何能够走到台前?专家认为混合储能是未来趋势,其他技术可以作为补充。如锂电+液流这样的综合配储场景会越来越多,液流电池的安全、长时、低价等特点也会让它在2小时以上的储能市场占据优势。


值得注意的是,液流电池的理论优势还没有得到时间和大规模的验证。以国内发展得最快的全钒液流电池为例,最早建成的储能项目已经连续运行了11年,刚刚超过寻常液流电池使用寿命的一半。初始投资成本多在2.5元-4元/瓦,尚未实现超低成本。


混合储能已成业界趋势,液流电池赢在长时储能

液流电池走到台前


在锂光环的对比下,过去几年液流电池并不引人注目,但这种情况正在发生变化。


液流电池是由美国科学家于1974年提出的一种电化学储能技术,是通过离子在电极上的氧化还原反应来实现充放电。区别于其他储能电池,液流电池的电解质溶液存储在电池外部的储罐中,可实现电化学反应与能量储存场所的分离,使得电池功率与储能容量设计相对独立。


电池系统的主要部分是电解液和电堆(离子交换膜、电极等零配件)。根据正负极电解质溶液种类的不同,液流电池主要可分为铁铬液流电池、锌溴液流电池与全钒液流电池。在众多储能技术中,液流电池储能具有安全可靠、生命周期内性价比高、环境友好、循环寿命长等优点。


数据显示,在1986-2000年的启动期里,澳大利亚新南威尔士大学首次申请了全钒液流电池的专利,中国工程物理研究院建成500瓦、1000瓦全钒液流电池样机,全钒电池逐步成为各国液流电池的主要研发方向。2008年之后,日本的技术流入国内,掀起全钒浪潮。如今我国发展最快、商业化进程最有名的也是全钒液流电池。


近两年,国内签约的液流电池项目明显变多,规模上也呈现出变大趋势。


混合储能已成业界趋势,液流电池赢在长时储能


资料显示,2018年至2021年,全球液流电池累计装机规模持续增长,由79.5兆瓦上涨至152.2兆瓦。中国液流电池累计装机规模由16.1兆瓦上涨至51.6兆瓦。2021年,中国液流电池装机规模增速达125.3%,远高于同期全球液流电池装机规模增速,原因在于中国逐步建立起较为完善的液流电池产业链,早期签订的多个液流电池装机项目于2021年正式落地投运生产。


中关村储能产业技术联盟常务副理事长俞振华表示,目前储能技术可归为四个不同的梯队,第一梯队是可达1吉瓦规模的抽水蓄能;第二梯队规模在百兆瓦,包括锂电、压缩空气、液流、储冷储热,当前的格局是液流独大。第三梯队是在十兆瓦到百兆瓦的级别,飞轮、钠离子电池目前的规模示范已经进入到这个范畴;第四梯队还是在做兆瓦级的工程的研发示范,包括液态金属、金属离子、水系电池。


工信部装备一司一级巡视员苗长兴曾公开表示,2022年我国锂离子电池储能产业链的产值已接近2000亿元,2023年上半年,新投运新型储能装机规模达到863万千瓦,相当于此前历年累计装机规模总和。


在锂电池占据绝对地位的时势下,液流电池为何还能迈入高速发展期,在市场中占有一席之地?


混合储能已成业界趋势,液流电池赢在长时储能

剑指长时储能市场


报告显示,2018-2021年,液流电池的历史市场规模年均复合增长率为55.2%,2022年市场规模达10.6亿元,预计2027年将达到248.9亿元,2022-2027年市场规模年均复合增长率或达到87.9%。


液流电池发展加快与政策扶持有关。国家能源局《2022年能源工作指导意见》提出,要保障电力充足供应,发电量达到9.07万亿千瓦时左右,同比增长约9.15%。在保持该增长态势不变的情况下,2030 年的发电装机应超过18万亿千瓦时,其中约9万亿度电是新能源发电,即新能源出力占总发电量的 50%。


混合储能已成业界趋势,液流电池赢在长时储能


同时,储能需求也在不断发生变化,比如变化较大的储能时长。


业内专家学者表示,从过往实施的半小时、1小时项目,到现在储能时长要求都是在2小时。在西北新能源发展快速,装机量比较高的地区已经出了4个小时的需求。可以判断,随着新能源进一步演进,6个小时,8个小时,10个小时,甚至日级、周级、季度级这类长时储能的现实需求就会出现。


目前,行业常见的储能方式普遍存在着储能时间短、安全性差、度电成本高等缺陷,不利于支持新能源的应用推广。液流电池具备本征安全、超低成本、长时储能等特点,且液流电池已来到吉瓦时代,站到了产业化的窗口前。


因此,液流电池路线是锂电池技术的补充。


在2小时以内的储能市场中,锂电池的技术成熟,成本也低。2小时以后,锂电池的成本逐渐变高,在性价比上不如液流电池。据悉,新型储能的技术路径没有绝对竞争的关系,而是优势互补,百家争鸣,一个鼓励长时新型储能发展的国家政策也将发布。


此外,混合储能已成为业界趋势。


中关村储能产业技术联盟常务副理事长俞振华表示,当前储能的商业模式相对比较简单,因为这一轮还是严重依赖风电、光伏强配的政策推动储能发展。接下来随着应用场景逐渐复杂,由新能源引发的短时高频,越来越多的调峰和电力消纳的需求,会衍生一个多场景、多技术路线、不同需求的未来。


据工信部《2023储能装备产业发展报告》,液流电池目前试点示范应用最大的规模已经达到了100兆瓦/400兆瓦时,建在山东台儿庄,是一个锂离子电池和全钒液流电池混用的电化学储能电站的示范,由29套储能磷酸铁锂电池系统加一套全钒液流电池储能系统构成。这个项目建成之后,每年可以减少限电6000万度,二氧化碳的碳排放能够降低8万吨。


值得注意的是,横亘在液流电池大规模发展面前的仍有经济性这一问题。即使在理论上拥有超低成本的特性,目前液流电池的初始投资成本还是有待下降。全钒液流电池储能的初始投资成本一般在2.5元-4元/瓦,其他发展更慢的液流电池技术价格又会更高一些。


厦门大学能源研究院院长林伯强表示,每一个技术路线都会有人去试,都会有人想以比较低的成本方式杀出来。如果从安全性、成本、充电时间等指标来看,应该还是比不上锂电池。但是目前它走的是规模化的效应,那么可能会降低一些成本。但最终考验的还是性价比的问题,还有它的安全性。


目前来看,投资门槛就是一个问题。要做大规模,在市场上站住,液流电池必须跟锂电池一样经过10年,甚至更长的时间来证明自己。单是安全性的话可能还不够,还得有成本的下降程度。比如说从过去到现在的成本下降了多少。


同时,液流电池使用寿命通常20年,如今国内还没有走完生命周期的项目。以国电龙源卧牛石全钒液流电池储能电站为例,这是全球范围内运行时间最长的全钒液流项目,已经运行了连续11年的时间,寿命刚刚过半。


液流电池能否实现安全、经济和绿色的能源“不可能三角”,或许还需要时间来回答。


混合储能已成业界趋势,液流电池赢在长时储能
混合储能已成业界趋势,液流电池赢在长时储能
混合储能已成业界趋势,液流电池赢在长时储能


   end   


中钠储能

中钠储能技术有限公司是以全钒液流电池储能系统为核心的科技创新型企业。企业团队由新能源行业专家、上市公司CEO和制造业资深企业家及知名投资人联合成立。公司通过整合行业优势资源,产学研结合,为全球新能源应用提供一流解决方案和服务。



免责声明:本公众号转载引用的文章仅供传播资讯、学习参考,尊重原创,重在分享。转载文章版权归原作者所有,感谢原作者辛苦创作。如来源标注有误或涉及作品版权问题烦请原作者或来源媒体及时告知,我们将在第一时间进行更正。



混合储能已成业界趋势,液流电池赢在长时储能

原文始发于微信公众号(中钠储能技术有限公司):混合储能已成业界趋势,液流电池赢在长时储能

液流电池是一种活性物质存在于液态电解质中的电池技术,电解液在电堆外部,在循环泵的推动下流经电堆,实现化学能与电能的转换。国际上液流电池主要有全钒液流电池、锌溴电池、铁铬电池、多硫化钠溴电池4种技术路线。其中全钒液流电池目前产业链建设和技术成熟度相对较高。全钒液流电池系统由功率单元(电堆),能量单元(电解液和电解液储罐),电解液输送单元(管路、阀、泵、传感器等辅助部件)以及电池管理系统等组成。其中,电堆由离子交换膜、电极、双极板、电极框、密封等材料构成。液流电池生产线包括(双极板,膜裁切,碳毡裁切,电堆堆叠组装)等。欢迎申请加入微信群。
另外欢迎加入通讯录:https://www.aibang360.com/contacts/100278100042
双极板 设备 材料 检测 加工 液流电池 质子膜 隔膜材料 电堆 电解液 激光设备 其他

作者 808, ab