記者 | 王月倫
編輯 | 莊鍵
10月31日,據(jù)中科院大連化學物理研究所(下稱大連物化所)官微消息,首個國家級大型化學儲能示范項目大連液流電池儲能調峰電站(下稱大連調峰電站),已正式并網發(fā)電。該電站是迄今為止全球功率最大、容量最大的液流電池儲能調峰電站。
大連物化所表示,此次投入使用的是該電站的一期工程,規(guī)模為100 MW/400 MWh,其額定功率為10萬度電/小時,最多可存放40萬度電。中國居民日常生活每日人均用電2度左右,一期工程可供20萬居民一天的用電需求。
“調峰電站主要功能為電網提供調峰、調頻等輔助服務。在一定程度上緩解大規(guī)模可再生能源并網帶來的穩(wěn)定性問題。”大連物化所介紹。
液流電池、鋰電池和鉛蓄電池是目前電化學儲能的主要類別。與鋰電池將電解液儲存于電池內部不同,液流電池將電解液儲存于電池堆外部容器,因其將能量儲存于水性電解液,且無需固體電極,幾乎沒有燃爆風險。
釩電池即全釩氧化還原液流電池,最初于1985年由澳大利亞新南威爾士大學的Marria Kazacos提出。釩電池使用具有不同價態(tài)的釩離子溶液作為活性物。
釩是一種銀灰色金屬,目前世界上已知的釩儲量,大部分產于釩鈦磁鐵礦,少部分賦存于磷塊巖礦、含鈾砂巖、粉砂巖等。
大連調峰電站基于大連物化所研發(fā)的全釩液流電池儲能技術,實現(xiàn)電能的大規(guī)模儲存和釋放。釩電池具有常溫、常壓下運行無熱失控風險;儲能容量規(guī)模大等優(yōu)點,是目前示范項目最多、最接近商業(yè)化的液流電池技術路線。
據(jù)新華網報道,大連化物所儲能技術研究部減少了密封材料的使用,使電池電堆總成本降低了40%。研究部部長李先鋒說,下一步將著力提高全釩液流電池的經濟性和可靠性,促進其大規(guī)模商用。
今年以來,液流電池作為新型儲能的主流電池技術之一,頗受資本追捧。多家液流電池概念股出現(xiàn)股價大幅上漲甚至漲停的異動,同時還有多家鈦白粉企業(yè)轉型成為釩電池行業(yè)新玩家。
大連調峰電站的運行,也讓儲能行業(yè)的關注者開始期待,液流電池是否能夠和鋰電池并駕齊驅,成為新型儲能市場的下一個風口?
安全和長時儲能是核心優(yōu)勢
今年6月,國家能源局發(fā)布《防止電力生產事故的二十五項重點要求(征求意見稿)》,明確中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池,不宜選用梯次利用動力電池。
國泰君安7月刊發(fā)的研報稱,政策端對儲能安全性的要求進一步調高,或使得以釩電池為主的液流電池成為大中型儲能的重要方式,釩電池需求或加速增長。
根據(jù)中關村儲能產業(yè)技術聯(lián)盟的統(tǒng)計,截至2021年底,中國已投入運營的新型儲能累計裝機量5729.7 MW。其中近九成為鋰離子電池,液流電池占比不到1%。
安全性能高是釩電池等液流電池的顯著優(yōu)勢。在今年9月舉辦的中國國際儲能大會上,全釩液流儲能企業(yè)北京普能的CEO黃綿延稱,全釩電池電解液70%-80%的成分是水,沒有有機溶劑,所以不會有起火爆炸的風險。
市場對儲能的時長需求也影響著液流電池未來的市場潛力。國家電投集團中央研究院儲能公司副總經理楊林介紹,電力行業(yè)對于長時儲能的需求越來越多,是近年來液流電池市場不斷增長的主要因素之一。未來儲能市場可能會以4-12小時的長時儲能技術路線為主。
液流電池專家張華民曾向媒體表示,要實現(xiàn)長時儲能,主要靠液流電池。鋰電池要增加儲能時間,必須增加電極厚度,電阻增大則易燃易爆,而液流電池只需要相應增加電解液。
“釩電解液在電池運行過程中永不損耗,且可以100%回收,釩電池的循環(huán)壽命也因此在理論上不受限制。”黃綿延認為,從長時儲能角度來看,結合安全和循環(huán)壽命的優(yōu)勢,液流電池非常適合用作抽水蓄能的補充。
國家電投根據(jù)國際能源署和國家能源局數(shù)據(jù)統(tǒng)計,按照可再生能源裝機配20%的儲能計算,液流電池全球市場規(guī)模未來將超過萬億,在中國的市場也將達到千億水平。
如何降本是發(fā)展關鍵
成本高是全釩液流電池提升市場競爭力的主要障礙,解決這一問題,一是依靠電池技術進步,二是要完善釩資源、電解液的產業(yè)鏈。
“若原材料價格成本不受控,釩電池技術將很難發(fā)展?!秉S綿延介紹稱,釩資源大部分是在鋼鐵行業(yè)內部循環(huán),逾七成的釩來自于煉鋼煉鐵所產生的廢渣,其中絕大部分將作為添加劑,繼續(xù)使用到鋼鐵行業(yè)內。