記者 | 王月倫
編輯 | 莊鍵
10月31日，據(jù)中科院大連化學(xué)物理研究所（下稱大連物化所）官微消息，首個(gè)國家級(jí)大型化學(xué)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目大連液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站（下稱大連調(diào)峰電站），已正式并網(wǎng)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(chǔ)能調(diào)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(shí)，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(diào)峰電站主要功能為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)。在一定程度上緩解大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)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(xué)儲(chǔ)能的主要類別。與鋰電池將電解液儲(chǔ)存于電池內(nèi)部不同，液流電池將電解液儲(chǔ)存于電池堆外部容器，因其將能量儲(chǔ)存于水性電解液，且無需固體電極，幾乎沒有燃爆風(fēng)險(xiǎn)。
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(xué)的Marria Kazacos提出。釩電池使用具有不同價(jià)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(chǔ)量，大部分產(chǎn)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(diào)峰電站基于大連物化所研發(fā)的全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電能的大規(guī)模儲(chǔ)存和釋放。釩電池具有常溫、常壓下運(yùn)行無熱失控風(fēng)險(xiǎn)；儲(chǔ)能容量規(guī)模大等優(yōu)點(diǎn)，是目前示范項(xiàng)目最多、最接近商業(yè)化的液流電池技術(shù)路線。
據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道，大連化物所儲(chǔ)能技術(shù)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(jīng)濟(jì)性和可靠性，促進(jìn)其大規(guī)模商用。
今年以來，液流電池作為新型儲(chǔ)能的主流電池技術(shù)之一，頗受資本追捧。多家液流電池概念股出現(xiàn)股價(jià)大幅上漲甚至漲停的異動(dòng)，同時(shí)還有多家鈦白粉企業(yè)轉(zhuǎn)型成為釩電池行業(yè)新玩家。
大連調(diào)峰電站的運(yùn)行，也讓儲(chǔ)能行業(yè)的關(guān)注者開始期待，液流電池是否能夠和鋰電池并駕齊驅(qū)，成為新型儲(chǔ)能市場(chǎng)的下一個(gè)風(fēng)口？
安全和長時(shí)儲(chǔ)能是核心優(yōu)勢(shì)
今年6月，國家能源局發(fā)布《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求(征求意見稿)》，明確中大型電化學(xué)儲(chǔ)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(dòng)力電池。
國泰君安7月刊發(fā)的研報(bào)稱，政策端對(duì)儲(chǔ)能安全性的要求進(jìn)一步調(diào)高，或使得以釩電池為主的液流電池成為大中型儲(chǔ)能的重要方式，釩電池需求或加速增長。
根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)，截至2021年底，中國已投入運(yùn)營的新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)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(shì)。在今年9月舉辦的中國國際儲(chǔ)能大會(huì)上，全釩液流儲(chǔ)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(jī)溶劑，所以不會(huì)有起火爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
市場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)能的時(shí)長需求也影響著液流電池未來的市場(chǎng)潛力。國家電投集團(tuán)中央研究院儲(chǔ)能公司副總經(jīng)理?xiàng)盍纸榻B，電力行業(yè)對(duì)于長時(shí)儲(chǔ)能的需求越來越多，是近年來液流電池市場(chǎng)不斷增長的主要因素之一。未來儲(chǔ)能市場(chǎng)可能會(huì)以4-12小時(shí)的長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)路線為主。
液流電池專家張華民曾向媒體表示，要實(shí)現(xiàn)長時(shí)儲(chǔ)能，主要靠液流電池。鋰電池要增加儲(chǔ)能時(shí)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(yīng)增加電解液。
“釩電解液在電池運(yùn)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(rèn)為，從長時(shí)儲(chǔ)能角度來看，結(jié)合安全和循環(huán)壽命的優(yōu)勢(shì)，液流電池非常適合用作抽水蓄能的補(bǔ)充。
國家電投根據(jù)國際能源署和國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，按照可再生能源裝機(jī)配20%的儲(chǔ)能計(jì)算，液流電池全球市場(chǎng)規(guī)模未來將超過萬億，在中國的市場(chǎng)也將達(dá)到千億水平。
如何降本是發(fā)展關(guān)鍵
成本高是全釩液流電池提升市場(chǎng)競(jìng)爭力的主要障礙，解決這一問題，一是依靠電池技術(shù)進(jìn)步，二是要完善釩資源、電解液的產(chǎn)業(yè)鏈。
“若原材料價(jià)格成本不受控，釩電池技術(shù)將很難發(fā)展。”黃綿延介紹稱，釩資源大部分是在鋼鐵行業(yè)內(nèi)部循環(huán)，逾七成的釩來自于煉鋼煉鐵所產(chǎn)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(nèi)。