全釩液流電池的儲(chǔ)能征程

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全釩液流電池的儲(chǔ)能征程全球能源轉(zhuǎn)型背景下，可再生能源發(fā)電規(guī)模一直在增大，與此同時(shí)，加劇了電力系統(tǒng)輸送消納可再生能源的壓力。儲(chǔ)能作為一種工具，具有能量時(shí)空轉(zhuǎn)移的功能，可以有效調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的供需平衡，電池儲(chǔ)能技術(shù)配置靈活，可在電力系統(tǒng)的不同應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)揮不同作用。其中全釩液流電池在特定場(chǎng)景下具備競(jìng)爭(zhēng)力。數(shù)據(jù)來(lái)源：中投產(chǎn)業(yè)研究院我國(guó)全釩液流電池領(lǐng)域技術(shù)和應(yīng)用一直在積極研究和探索中，已運(yùn)行項(xiàng)目成效顯著。截至2019年6月底，中國(guó)電池儲(chǔ)能裝機(jī)1160.8MW，其中，液流電池19.5MW。全釩液流電池在整個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中的占比還是比較小。整個(gè)產(chǎn)業(yè)還沒(méi)有規(guī)模化，尚處于市場(chǎng)化發(fā)展前期，目前基本技術(shù)趨于成熟，但由于行業(yè)內(nèi)企業(yè)及企業(yè)體量均有限，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)能力較弱，行業(yè)發(fā)展主要靠政府項(xiàng)目推動(dòng)，以少數(shù)項(xiàng)目推進(jìn)為主，以銷(xiāo)定產(chǎn)的特征明顯，所以當(dāng)下行業(yè)核心任務(wù)是通過(guò)供應(yīng)鏈優(yōu)化和項(xiàng)目規(guī)模升級(jí)降成本。競(jìng)爭(zhēng)力與傳統(tǒng)的鉛蓄電池、鋰離子電池相比，全釩液流電池在安全性、循環(huán)壽命和系統(tǒng)殘值（資源循環(huán)利用）等方面具有突出優(yōu)勢(shì)，尤其適合應(yīng)用在固定式大容量?jī)?chǔ)能領(lǐng)域。5

1除上表所述外，全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)，還具有規(guī)模大、效率高、選址自由等特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)從千瓦級(jí)到兆瓦級(jí)靈活地配置，快速地?cái)U(kuò)建。而關(guān)于釩資源的儲(chǔ)量上，我國(guó)是釩的儲(chǔ)量大國(guó)和最大生產(chǎn)國(guó)，釩資源也不是稀有的，也沒(méi)有地理上的限制，資源供應(yīng)充足。基于以上等特點(diǎn)決定了全釩液流技術(shù)在對(duì)電池安全性要求高的場(chǎng)景更有競(jìng)爭(zhēng)力，成為大容量高效儲(chǔ)能技術(shù)的首選技術(shù)之一，例如大型儲(chǔ)能電站。全釩液流電池最大的劣勢(shì)是能量密度低于鋰電池；且初次投資比鋰電池高。儲(chǔ)能系統(tǒng)成本的核心參數(shù)是：一次性投資成本和全壽命周期度電成本，在具有特定收益模式的應(yīng)用場(chǎng)景下，一次性投資成本越低，投資回報(bào)期越短，全壽命周期度電成本越低，利潤(rùn)空間越大。業(yè)內(nèi)相關(guān)專(zhuān)家表示，“全釩液流電池雖然初次投資較鋰電池高，但壽命周期內(nèi)的循環(huán)度電成本具備競(jìng)爭(zhēng)性。另外，其電解液性能衰減較慢，通過(guò)在線(xiàn)或離線(xiàn)再生后可循環(huán)使用，且電解液中釩的價(jià)值永遠(yuǎn)存在，其壽命原理上講是半永久性的，因此從電池制造、使用到報(bào)廢后電池系統(tǒng)的無(wú)害化處理，從在整個(gè)生命周期來(lái)看，它的成本其實(shí)并不高。且可以衍生出靈活的金融租賃模式，來(lái)降低客戶(hù)的初次投資，目前業(yè)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行嘗試”。商業(yè)化挑戰(zhàn)5

2我國(guó)全釩液流電池發(fā)展較快，技術(shù)較為成熟，但產(chǎn)業(yè)鏈還沒(méi)有成熟，成本下降空間巨大。目前其面臨的商業(yè)化挑戰(zhàn)是：1、成本需要進(jìn)一步的突破；2、商業(yè)模式亟待創(chuàng)新；3、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系研究滯后。尤其近幾年釩價(jià)上漲太快，導(dǎo)致全釩液流電池競(jìng)爭(zhēng)力下降，全釩液流電池儲(chǔ)能示范工程規(guī)劃也斷斷續(xù)續(xù)，大型全釩液流電池儲(chǔ)能電站工程建設(shè)推進(jìn)速度很慢，極有可能因此錯(cuò)過(guò)關(guān)鍵成長(zhǎng)及發(fā)展期。上文提到了，業(yè)內(nèi)已在嘗試金融租賃模式來(lái)降低投資成本。而國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定都處在積極探索階段，相對(duì)而言，我國(guó)具有較高水平的全釩液流電池技術(shù)，但僅出臺(tái)了全釩液流電池術(shù)語(yǔ)、安全方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在產(chǎn)業(yè)布局方面的標(biāo)準(zhǔn)研究也滯后，這樣制約了產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)范運(yùn)作，因此技術(shù)方面相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系亦有待健全。今年2月，由中科院大連化物所儲(chǔ)能技術(shù)研究部和大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司聯(lián)合牽頭制定的首項(xiàng)液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)“固定式液流電池2-1：性能通用條件及測(cè)試方法”正式頒布。這標(biāo)志著我國(guó)液流電池技術(shù)水平得到了國(guó)際同行認(rèn)可。商業(yè)化的過(guò)程必然是環(huán)環(huán)相扣的，所以加快全釩液流電池商業(yè)化應(yīng)用，需要降低電池成本，推動(dòng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，健全標(biāo)準(zhǔn)體系，積極制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定；產(chǎn)業(yè)化與標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)推進(jìn)，培育可持續(xù)的商業(yè)模式。國(guó)內(nèi)主要“玩家”我國(guó)是全釩液流電池最大生產(chǎn)國(guó)，目前國(guó)內(nèi)從事全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)研發(fā)制造的企業(yè)有：大連融科，北京普能，上海電氣，萬(wàn)利通，德沃普等。5

3大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司2008年由大連博融控股集團(tuán)和中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所共同組建，是全球唯一具備全釩液流電池全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)能力的企業(yè)。他們團(tuán)隊(duì)完成的項(xiàng)目中，國(guó)電龍?jiān)磁P牛石風(fēng)電場(chǎng)的5MW/10MWh全釩液流電池項(xiàng)目是具有代表性的項(xiàng)目，運(yùn)行穩(wěn)定，目前該電站按照棄風(fēng)存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程調(diào)度調(diào)峰等模式運(yùn)行，提升了電網(wǎng)風(fēng)電接納能力，提高了風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行水平。在此之后實(shí)施的電站項(xiàng)目，在電站功能上更加豐富，實(shí)現(xiàn)了孤島運(yùn)行、節(jié)能降耗和黑啟動(dòng)功能，風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行更加智能化，具備網(wǎng)源友好性特點(diǎn)，更加有利于電網(wǎng)與風(fēng)電場(chǎng)相互協(xié)調(diào)及管理調(diào)度，有利于電網(wǎng)接納風(fēng)電能力的提高。大連200MW/800MWh液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站國(guó)家示范項(xiàng)目，一期建設(shè)100MW/400MWh。該項(xiàng)目作為“中國(guó)制造2025”項(xiàng)目之一，是經(jīng)國(guó)家能源局論證并批復(fù)建設(shè)的國(guó)際上最大規(guī)模的化學(xué)儲(chǔ)能電站，是推進(jìn)大規(guī)模儲(chǔ)能在電力調(diào)峰及可再生能源并網(wǎng)中的重大嘗試，在技術(shù)應(yīng)用模式和商業(yè)模式上都具有積極示范和引領(lǐng)意義。且該項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)首個(gè)獨(dú)立儲(chǔ)能電站接入電網(wǎng)項(xiàng)目，據(jù)悉將采用兩部制電價(jià)。它的成功建設(shè)將在儲(chǔ)能領(lǐng)域是一項(xiàng)重大的創(chuàng)新和突破，也將推進(jìn)液流電池儲(chǔ)能技術(shù)和裝備的產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用。5

4北京普能世紀(jì)科技有限公司，在全球12個(gè)國(guó)家安裝了50多個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目，累計(jì)容量將至30MWh。其中主要的國(guó)內(nèi)項(xiàng)目，國(guó)家電網(wǎng)張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范項(xiàng)目一期工程2MW/8MWh,應(yīng)用于可再生能源平滑與接入，主要價(jià)值是提高發(fā)電量與電網(wǎng)利用。棗陽(yáng)10MW光儲(chǔ)用一體化項(xiàng)目一期3MW/12MWh儲(chǔ)能系統(tǒng)，是國(guó)內(nèi)目前最大的已投運(yùn)的液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目，也是第一個(gè)MW級(jí)釩液流電池用于用戶(hù)側(cè)光伏整合的項(xiàng)目，并且創(chuàng)新性地在實(shí)際項(xiàng)目中第一次引入電解液租賃模式，引入金融資本、將電解液資產(chǎn)化，降低客戶(hù)一次投資成本。值得一提的是，北京普能與全球最大的釩產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)攀鋼釩鈦簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期供應(yīng)和租賃釩電解液，以及全球釩流電池產(chǎn)業(yè)的聯(lián)合開(kāi)發(fā)。產(chǎn)業(yè)化推廣階段全釩液流電池儲(chǔ)能示范項(xiàng)目已初現(xiàn)成效，已具備大規(guī)模推廣的條件。未來(lái)隨著行業(yè)快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)不斷完善，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，成本也將隨技術(shù)成熟及項(xiàng)目體量的增大而下降，探索出適合的應(yīng)用模式，逐步建立項(xiàng)目投融資模式。當(dāng)下需要從事全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的研發(fā)制造的企業(yè)，研發(fā)新一代高比能量的全釩液流電池，并積極探索釩儲(chǔ)能介質(zhì)金融租賃的模式，推動(dòng)全釩液流電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來(lái)全釩液流電池技術(shù)將在大容量?jī)?chǔ)能領(lǐng)域大放異彩。5