最近關(guān)于液流電池的重磅信息層出不窮。
僅在十月內(nèi)，全球首套兆瓦級(jí)有機(jī)液流電池和首套吉瓦級(jí)鋅鐵液流電池工廠接連在宿遷、珠海投產(chǎn)，液流電池正式進(jìn)入規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的時(shí)代。
液流電池儲(chǔ)能獨(dú)角獸企業(yè)如天府儲(chǔ)能、緯景儲(chǔ)能分別獲得了數(shù)千萬投資和50億授信;永泰能源則出資700萬美元認(rèn)購了新加坡液流電池公司Vnergy合70%的股份。
科研端也有新突破：西湖大學(xué)王盼團(tuán)隊(duì)利用水系有機(jī)液流電池在充放電過程中實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)碳捕。
這樣看來，有人說今年是液流電池元年，也是恰如其分的。
早在2021年，國家發(fā)改委和能源局發(fā)布的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》文件就特別提到，要堅(jiān)持儲(chǔ)能技術(shù)多元化，實(shí)現(xiàn)壓縮空氣、液流電池等長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展初期。
液流電池一直都是長時(shí)儲(chǔ)能的“后備軍”，有了政策的加持，液流電池的發(fā)展按下加速鍵，逐漸來到了“臺(tái)前”。
液流電池是一種利用兩種或多種溶解在液體中的活性物質(zhì)，在離子膜兩側(cè)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)來儲(chǔ)存和釋放能量的裝置。前期礙于產(chǎn)業(yè)化困難，液流電池長期停留在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中。
但在2022年，液流電池產(chǎn)業(yè)化取得突破性進(jìn)展，兆瓦級(jí)產(chǎn)品量產(chǎn)交付，首個(gè)吉瓦時(shí)級(jí)別項(xiàng)目集采開標(biāo)，大連液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站一期成功并網(wǎng)等諸多事件，業(yè)界看到了發(fā)展的曙光。
相比起磷酸鐵鋰等新型電池，液流電池其活性物質(zhì)是單獨(dú)儲(chǔ)存在外部儲(chǔ)罐中的液體電解質(zhì)，輸出功率和儲(chǔ)能容量相互獨(dú)立，可拓展性能良好，能夠解決鋰電池儲(chǔ)能兩者不可兼得的問題。
圖說：液流電池示意圖 來源：SolarReviews
而且，液流電池在充放電的過程中，不涉及物相的變化，因此循環(huán)壽命可達(dá)上萬次，整體使用壽命可以達(dá)到20年或者更長時(shí)間。另外，因其水系的特質(zhì)，一般不燃燒、不起火，安全性能突出，且環(huán)境友好。
根據(jù)其技術(shù)特點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)，液流電池和鋰電池相比雖然能量密度較低，但其最大的優(yōu)勢在于可以滿足大規(guī)模儲(chǔ)能和長時(shí)儲(chǔ)能的需求。
圖說：液流電池(鐵鉻、全釩)與其他電化學(xué)電池技術(shù)對(duì)比 來源：知乎
儲(chǔ)能的應(yīng)用場景和需求多種多樣，任何一種技術(shù)路線都不是唯一解，最重要的是從安全角度還是經(jīng)濟(jì)性角度合理配置和調(diào)整。
01.長時(shí)儲(chǔ)能需求迫切
由于風(fēng)、光發(fā)電的不連續(xù)性，在未來以可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng)中，缺乏大規(guī)模的長時(shí)間、大容量儲(chǔ)能技術(shù)支撐將會(huì)是轉(zhuǎn)型過程中巨大的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。
如果新型電力系統(tǒng)中可再生能源的比例超過50%，儲(chǔ)能設(shè)施必要需要具備十幾個(gè)小時(shí)乃至幾天的儲(chǔ)能時(shí)長，滿足吉瓦級(jí)別的再生能源并網(wǎng)、長時(shí)間削峰填谷的需求。
但鋰離子電池目前的技術(shù)水平難以滿足長時(shí)間、大容量儲(chǔ)能的需求。
因此全球?qū)τ陂L時(shí)儲(chǔ)能(充放電時(shí)間超高六小時(shí))的技術(shù)越來越重視。
根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)的數(shù)據(jù)，截止到今年9月，全球已經(jīng)投產(chǎn)的長時(shí)儲(chǔ)能達(dá)1.4GW/8.2GWh，而儲(chǔ)備項(xiàng)目已經(jīng)達(dá)到33GW/156GWh，其中，中國是最大的市場，占儲(chǔ)備項(xiàng)目裝機(jī)容量的92%。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅今年3—6月，我國在建及規(guī)劃液流電池產(chǎn)線超過9條，產(chǎn)能規(guī)劃合計(jì)超過8.2吉瓦，潛在年產(chǎn)值超過700億元。
目前能滿足大規(guī)模長時(shí)間儲(chǔ)能的技術(shù)主要有壓縮空氣儲(chǔ)能和抽水蓄能，然而上述兩種受地形地理環(huán)境影響明顯，無法在全國推廣使用。因此，液流電池因其技術(shù)特點(diǎn)能夠及時(shí)補(bǔ)位。
從產(chǎn)品分類看，液流電池按照電解液體系的不同可分為全釩、鋅鐵、鋅溴、鐵鉻等20多種技術(shù)路線。
全釩液流電池是目前全球范圍技術(shù)成熟度最高、商業(yè)化最快的液流電池路線。全釩液流電池利用釩離子化合價(jià)的變化來實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能之間的轉(zhuǎn)化。與其他電池相比，全釩液流電池具有本質(zhì)安全性、保值率高、零成本無限增容和無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
除了全釩液流電池之外，鋅基液流電池也是主要液流電池中的一種。在取得技術(shù)突破后，鋅基液流電池相比其他電池，具有成本低、能量密度高、安全性好、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。
而與上述無機(jī)氧化還原型液流電池相比，水系有機(jī)液流電池(AORFBs)采用的電解液則是具有氧化還原活性的有機(jī)分子水溶液，具有反應(yīng)活性高(一般比無機(jī)氧化還原電對(duì)高2~3個(gè)數(shù)量級(jí))且溶解度、可調(diào)性好，分子尺寸設(shè)計(jì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在能量密度、功率密度和循環(huán)壽命等方面與其它儲(chǔ)能技術(shù)比優(yōu)勢明顯。
02.液流電池工廠加速落地
最近在廣東珠海投產(chǎn)的緯景儲(chǔ)能“超G工廠”就是鋅鐵液流電池工廠，年產(chǎn)能超6吉瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)了從兆瓦級(jí)向吉瓦級(jí)產(chǎn)能的巨大跨越。
緯景儲(chǔ)能在眾多液流電池技術(shù)路線中，沒有選擇技術(shù)相對(duì)成熟的全釩液流電池，而是選擇了“鋅鐵液流電池”。
其自主研發(fā)的新一代鋅鐵液流電池產(chǎn)品GP110，采用堿性水系電解液配方，不燃不爆、安全無毒，具備安全、壽命長等特點(diǎn);原材料(包括鋅和鐵)充足且平價(jià)易得，成本優(yōu)勢和降本空間顯著。
圖說：鋅鐵液流電池GP110 來源：緯景儲(chǔ)能
除了廣東珠海之外，緯景儲(chǔ)能目前還在山東、湖北、江西加速推進(jìn)建設(shè)和規(guī)劃鋅基液流電池“超G工廠”項(xiàng)目。
而全球首套兆瓦級(jí)水系有機(jī)液流電池在江蘇宿遷投產(chǎn)，則宣告了國內(nèi)首家有機(jī)液流儲(chǔ)能電池企業(yè)正式邁入大規(guī)模儲(chǔ)能賽道。
圖說：水系有機(jī)液流電池投產(chǎn)啟幕 來源：宿遷時(shí)代儲(chǔ)能
水系有機(jī)液流電池作為新型儲(chǔ)能技術(shù)，不同于全釩、鐵鉻等液流電池使用強(qiáng)酸作為支持電解液，該技術(shù)使用中性NaCl水溶液作為支持電解液，產(chǎn)品更加安全環(huán)保、綜合能效更高、使用壽命更長。
此外，有機(jī)氧化還原分子環(huán)境友好、原料豐富且制備較容易，可以低成本生產(chǎn)，適于大規(guī)模應(yīng)用。
宿遷市近日印發(fā)了《宿遷市支持新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策措施》，在具體的支持政策中，宿遷市拿出了單個(gè)企業(yè)最高2000萬元的補(bǔ)貼，并在企業(yè)成果轉(zhuǎn)化、核心技術(shù)攻關(guān)、高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定等方面給予了較大力度的支持，以此加快項(xiàng)目招引建設(shè)。
良好的政策為企業(yè)放開手腳積極競逐新賽道、努力做大做強(qiáng)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
03.投資人聞風(fēng)而動(dòng)
過去兩年國內(nèi)儲(chǔ)能“爆火”，推動(dòng)鋰電池儲(chǔ)能企業(yè)估值水漲船高，投資人難以抉擇。
有業(yè)內(nèi)投資人士坦言，“自己已不看源網(wǎng)側(cè)的電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目，一方面是估值過高，一、二級(jí)市場倒掛;另一方面，源網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能已經(jīng)是一片紅海，價(jià)格戰(zhàn)壓薄企業(yè)利潤空間。”
面對(duì)可選標(biāo)的日益減少，一級(jí)市場的投資人開始將目光轉(zhuǎn)向儲(chǔ)能的細(xì)分賽道，而長時(shí)儲(chǔ)能中的液流電池則被認(rèn)為是潛在的投資機(jī)會(huì)。
有行業(yè)觀察者表示，在雙碳目標(biāo)之下，新型儲(chǔ)能已經(jīng)成為下一個(gè)萬億賽道。
前兩天天府儲(chǔ)能剛完成數(shù)千萬元天使輪融資，由中小企業(yè)發(fā)展基金(成都)交子創(chuàng)投基金(GP:東方富海)領(lǐng)投，成都科創(chuàng)投集團(tuán)和成都綠色低碳集團(tuán)聯(lián)合發(fā)起設(shè)立的成都梧桐綠碳基金跟投，康橋創(chuàng)投擔(dān)任獨(dú)家財(cái)務(wù)顧問。
而天府儲(chǔ)能選擇的賽道就是全釩液流電池，本輪融資將用于全釩液流電池技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)能布局和團(tuán)隊(duì)擴(kuò)建。
緯景儲(chǔ)能作為國內(nèi)首家鋅鐵液流電池領(lǐng)域的獨(dú)角獸，自2022年以來經(jīng)歷過數(shù)輪融資，目前總募資額超10億元，投資方包括高榕資本、松禾資本、大橫琴集團(tuán)、國合新力等，所募資金聚焦于提升緯景儲(chǔ)能鋅鐵液流電池的產(chǎn)能，進(jìn)一步降低儲(chǔ)能電池的成本。
被永泰收購70%股份的新加坡液流電池公司Vnergy也是一家具備全釩液流電池儲(chǔ)能先進(jìn)技術(shù)研發(fā)能力的國際化科技公司。
Vnergy擁有創(chuàng)始人王慶教授在新加坡國立大學(xué)發(fā)明的全釩液流電池固態(tài)儲(chǔ)能等技術(shù)專利使用權(quán)，致力于新一代高密度全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)，較目前應(yīng)用的全釩液流電池產(chǎn)品在熱穩(wěn)定性、能量密度和成本方面均具有明顯的行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢。
永泰能源表示，本次通過新加坡德泰儲(chǔ)能投資控股Vnergy，使公司進(jìn)一步擁有了行業(yè)領(lǐng)先的新一代全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)，將加快實(shí)現(xiàn)公司在全釩液流電池儲(chǔ)能領(lǐng)域的技術(shù)迭代。
不過，現(xiàn)階段液流電池投資成本還是相對(duì)較高。有行業(yè)專家總結(jié)道，鋰電池和液流電池可以互為補(bǔ)充：
“建議大型儲(chǔ)能項(xiàng)目中一部分采用液流體系，可以提升項(xiàng)目的整體安全性。另外，由于鋰電的循環(huán)壽命比液流電池短，當(dāng)部分鋰電的循環(huán)壽命到期時(shí)，可以提高液流電池的比例，最大限度分?jǐn)傦L(fēng)險(xiǎn)，激活液流電池產(chǎn)業(yè)鏈。”
來源：環(huán)球零碳 作者：環(huán)球零碳研究中心
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