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新型儲能大爆發!後起之秀釩液流電池潛能非凡

作者:中國化工報

  2023年是新型儲能的“爆發年”。據統計,2023年大陸新型儲能累計裝機規模首次突破30吉瓦,功率規模和能量規模同比增長均超過150%。今年《政府工作報告》首次将“發展新型儲能”寫入其中,無疑為産業發展又添了一把火。

  作為新型儲能領域的“後起之秀”,衆多企業積極布局,讓釩電池正走上大舞台。近日,業内專家在接受《中國化工報》記者采訪時表示,釩電池具有長時、高安全、長壽命的特點,将随着新能源比重的提升迎來重大市場機遇。

  長時、高安全特性受重視 釩電池迎突破性機遇

  “全釩液流電池作為大陸建構新型電力系統最為重要的儲能技術路線之一,最明顯的特征是長時、大規模、安全和可循環利用。”中國科學院金屬研究所研究員、遼甯科京新材料有限公司首席科學家嚴川偉表示。

  他介紹說,釩電池屬于水基電池,在常溫常壓下運作,不存在熱失控風險,具有本質安全的突出特征;具有超長壽命,可穩定運作20年以上;可實作100%能量保持,且能量恢複成本較低;同時,由于其電解液可永續循環使用,還具有環境友好的特征。在“雙碳”目标的大背景下,必将迎來突破性機遇。

  大連融科儲能技術發展有限公司總經理王曉麗介紹說,全球釩電池儲能項目中運作時間最久的是大連融科2012年在沈陽法庫國電龍源風電場建設的5兆瓦/10兆瓦時全釩液流電池儲能系統,月曆壽命已超過11年。該項目的成功驗證了釩電池的超長壽命和高穩定性特征。

  王曉麗強調了釩電池的“長時”特性。“液流電池是目前行業内為數不多的具有産業化能力的長時儲能技術路線。國内外現在都在講要提升新能源的占比,甚至完全脫離化石燃料。到那時,對于長時儲能需求的迫切性和必要性就會凸顯出來。”她說。

  由中關村儲能産業技術聯盟(CNESA)釋出的《儲能高品質發展:市場機制與商業模式創新》指出,目前已投運的锂電池儲能項目的儲存時長一般不超過4個小時。未來,随着極端天氣頻發、正常火電機組退役和新能源大規模并網,将需要更長持續時間的儲能技術。王曉麗告訴記者,4小時以上的中長時儲能正是釩電池産業的目标市場。

  上下遊産業鍊聯手“破題” 降低成本潛能可期

  據CNESA全球儲能資料庫統計,截至2023年底,包括釩電池在内的液流電池在全國新型電力儲能市場累計裝機規模中的占比約為0.6%。

  “釩電池打開市場的主要難點在于經濟性問題,目前釩電池儲能的初始投資成本偏高。”王曉麗說,“釩電池的成本與關鍵材料、電堆、釩原料成本緊密相關。是以,既要推進膜、電極和雙極闆材料和核心部件電堆的技術研究,提高電解液的使用率,也要推進上下遊産業鍊的深度合作、融合發展,保證原料供給和價格穩定性。”

  規模化應用對于降低成本同樣至關重要,王曉麗表示,面對重大市場機遇期,行業應着力推進高品質項目建設,以提高釩電池在儲能市場中的占比。

  “大連融科從2008年就開始進行釩液流電池的技術開發,和中國科學院長期的深度産學研合作,實作了技術突破和重大工程項目的落地建設,擁有從電池材料、電堆、電池系統、管理控制到應用技術的完整産權體系。”王曉麗說,“我們于2016年建成了目前全球最大的釩電池儲能裝備生産基地和釩電解液生産基地,累計投運釩電池儲能系統超過720兆瓦時。”

  嚴川偉則認為,成本高的原因在于技術和産業鍊還“沒有足夠成熟”。“要想對大陸能源戰略轉型形成支撐作用,釩電池儲能技術必須實作低成本,否則就會将成本轉嫁至電價上。”他說,“但從長期來看,釩電池儲能具有充分的降本潛能,與锂電池儲能,甚至抽水蓄能的建設成本是可比的。”

  CNESA報告顯示,預計到2030年,液流電池等長時儲能技術有望成熟,有潛力實作與锂離子電池同等或更低的成本。

  衆多企業正在入局 新“風口”尤需健康發展

  近年來,液流電池相關政策頻出。據統計,2023年以來,包括國家層面及地方層面在内有40餘條政策,明确提出将在液流電池的技術研發、項目開發等方面給予支援。

  在政策的扶持下,釩電池規模正穩步擴大,吸引衆多能源行業、化工行業企業紛紛入局釩電池産業,釩電池俨然已成為下一個“風口”。

  2022年10月,世界最大釩企——攀鋼釩钛股份與大連融科組建了合資公司,共同緻力于釩電解液的規模化生産。釩電池的發展也帶動攀鋼釩钛股份非鋼領域用釩量的快速攀升。

  3月20日,钛白粉行業龍頭企業龍佰集團表示,公司已經開始研發釩液流電池所用的釩材料和短流程制備全釩液流電池電解液及儲備相關技術,釩钛鐵精礦堿性球團濕法工藝年産3萬噸五氧化二釩(V2O5)創新示範工程目前正在推進中。

  “作為企業,我們要保持信心。能源轉型是必然趨勢,國家對于長時儲能的需求是非常明确的。”王曉麗表示,“在堅定信心的同時,我們也要敬畏市場,戒絕‘投機’心态,認真做好技術研發和産品品質,讓行業實作健康發展。”

  “這是一個好事。商業市場追求利潤,而這種追求又會促進我們行業的發展,繼而使整個社會受益。”嚴川偉說,“現在釩電池已經達到了産業化操作水準,近年也有許多百兆瓦級的項目落地,相信未來,釩電池的潛能能夠真正成為現實。”

  他進一步指出,目前大陸釩的消費90%~95%用于鋼鐵行業;随着儲能産業的迅猛發展,預計未來3~5年間,釩在儲能領域的應用将超越其在鋼鐵領域的應用。

作者:趙若伊

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