全釩液流電池的儲能征程

#全釩液流電池的儲能征程全球能源轉(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，加劇了電力系統(tǒng)輸送消納可再生能源的壓力。儲能作為一種工具，具有能量時空轉(zhuǎn)移的功能，可以有效調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的供需平衡，電池儲能技術(shù)配置靈活,可在電力系統(tǒng)的不同應(yīng)用場景發(fā)揮不同作用。其中全釩液流電池在特定場景下具備競爭力。600500263.915.63.6□14.00^400■累計電化學儲能裝機規(guī)?！龇姵貎︷^累計裝機規(guī)?！鲆环姵貎δ芾塾嬔b機占比12.00^339.Bmoo%8,00%7.01%6.00%4.旳跖164.14.00%132.312.610.2Q00%2011年2012600500263.915.63.6□14.00^400■累計電化學儲能裝機規(guī)?！龇姵貎︷^累計裝機規(guī)模■一帆電池儲能累計裝機占比12.00^339.Bmoo%8,00%7.01%6.00%4.旳跖164.14.00%132.312.610.2Q00%2011年2012年2013^2QX4年201201奔2017^23呂年3.00%19.34.00%3.33%124幽490,57.37%7.71%100數(shù)據(jù)來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院我國全釩液流電池領(lǐng)域技術(shù)和應(yīng)用一直在積極研究和探索中,已運行項目成效顯著。截至2019年6月底，中國電池儲能裝機1160.8MW,其中，液流電池19.5MW。全釩液流電池在整個電化學儲能技術(shù)中的占比還是比較小。整個產(chǎn)業(yè)還沒有規(guī)模化，尚處于市場化發(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，項目開發(fā)能力較弱，行業(yè)發(fā)展主要靠政府項目推動，以少數(shù)項目推進為主，以銷定產(chǎn)的特征明顯，所以當下行業(yè)核心任務(wù)是通過供應(yīng)鏈優(yōu)化和項目規(guī)模升級降成本。競爭力與傳統(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，尤其適合應(yīng)用在固定式大容量儲能領(lǐng)域。全刪瞬能技術(shù)憂勢特點匹配光優(yōu)惻力發(fā)電設(shè)施的理想儲能技電解液為肌離子冊水落密不燃^不爆炸常溫常壓運行、主動的熱量管理「1舌田干十刑B齡申帖女王砰4木單休電曲間-致ffi?St蝦嚴機電解液永不損歌可反復嗣砌用'無壞崩染rV^設(shè)計靈活容量和功率迪立設(shè)汁「講足不同應(yīng)用需求方便隨時護充容量礙SWS壞?(W溫度對容量造血的需響星可恢復的無需冗甘叩氏在靈4小昨存晡瞞牛下優(yōu)勢明顯用于光伏發(fā)電移隆和風電輸出平衡50%SOC?g|TttW適用于風電平衡容量大儲能容量為數(shù)百千麗至數(shù)百兆瓦時適合大容量固定儲廝合除上表所述外，全釩液流電池儲能技術(shù)，還具有規(guī)模大、效率高、選址自由等特點，可以實現(xiàn)從千瓦級到兆瓦級靈活地配置，快速地擴建。而關(guān)于釩資源的儲量上，我國是釩的儲量大國和最大生產(chǎn)國，釩資源也不是稀有的，也沒有地理上的限制，資源供應(yīng)充足。基于以上等特點決定了全釩液流技術(shù)在對電池安全性要求高的場景更有競爭力，成為大容量高效儲能技術(shù)的首選技術(shù)之一，例如大型儲能電站。全釩液流電池最大的劣勢是能量密度低于鋰電池；且初次投資比鋰電池高。儲能系統(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)用場景下，一次性投資成本越低，投資回報期越短，全壽命周期度電成本越低，利潤空間越大。業(yè)內(nèi)相關(guān)專家表示，“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)度電成本具備競爭性。另外，其電解液性能衰減較慢，通過在線或離線再生后可循環(huán)使用，且電解液中釩的價值永遠存在，其壽命原理上講是半永久性的，因此從電池制造、使用到報廢后電池系統(tǒng)的無害化處理，從在整個生命周期來看，它的成本其實并不高。且可以衍生出靈活的金融租賃模式，來降低客戶的初次投資，目前業(yè)內(nèi)已經(jīng)開始進行嘗試”。商業(yè)化挑戰(zhàn)我國全釩液流電池發(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、成本需要進一步的突破；2、商業(yè)模式亟待創(chuàng)新；3、相關(guān)標準體系研究滯后。尤其近幾年釩價上漲太快，導致全釩液流電池競爭力下降，全釩液流電池儲能示范工程規(guī)劃也斷斷續(xù)續(xù)，大型全釩液流電池儲能電站工程建設(shè)推進速度很慢，極有可能因此錯過關(guān)鍵成長及發(fā)展期。上文提到了，業(yè)內(nèi)已在嘗試金融租賃模式來降低投資成本。而國內(nèi)外相關(guān)標準制定都處在積極探索階段，相對而言，我國具有較高水平的全釩液流電池技術(shù)，但僅出臺了全釩液流電池術(shù)語、安全方面的國家標準，在產(chǎn)業(yè)布局方面的標準研究也滯后，這樣制約了產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)范運作，因此技術(shù)方面相關(guān)標準體系亦有待健全。全拭液流電池行業(yè)國家標準序號標準編號標準名稱1GB/T29840-2013全帆浪流電池術(shù)語2GB/T32509-2016全帆浪流電池通用扌支術(shù)條件3GB/T34866-2017全瓠疫血電池安全要求4GB/T37204-2018'■全筑孜血電池用電解踐51NB/T42133-2017全鋼液流電油用電解液技術(shù)條件6NB/T42134-2017全帆枚流電:也管理系統(tǒng)技術(shù)條件7NB/T42134-2017全帆肢流電迪管理聚統(tǒng)技術(shù)條件8NBA42144-2018全亂孜臉電池堆護要求今年2月，由中科院大連化物所儲能技術(shù)研究部和大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司聯(lián)合牽頭制定的首項液流電池國際標準“固定式液流電池2-1：性能通用條件及測試方法”正式頒布。這標志著我國液流電池技術(shù)水平得到了國際同行認可。商業(yè)化的過程必然是環(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，推動技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，健全標準體系，積極制定國家標準，積極參與國際標準制定；產(chǎn)業(yè)化與標準化協(xié)調(diào)推進，培育可持續(xù)的商業(yè)模式。國內(nèi)主要“玩家”我國是全釩液流電池最大生產(chǎn)國，目前國內(nèi)從事全釩液流電池儲能系統(tǒng)研發(fā)制造的企業(yè)有：大連融科，北京普能，上海電氣，萬利通，德沃普等。大連融科?國內(nèi)部分全埶液流電池儲能項目序號項目名稱規(guī)模時間1國電龍源沈陽臥牛石風電場全鋼液流翰瞰目5MW/10MWh201拜2錦州國電和網(wǎng)頃風電場儲能項目也衲2MW/4MWh2014年3遼寧黑山龐灣風電場）菴用3MW/6MWh2014^4jj■仝裒嘉滓微電網(wǎng)項目125kW/625kWh2015年5北京丿噠嶺徴電網(wǎng)600kW/2400kWh2015年6乂亞陣融檢測中心徽電網(wǎng)60kW/240kWh2017年7大連液流電池儲能調(diào)峰電站200MW/800MWh20M年啟大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司2008年由大連博融控股集團和中國科學院大連化學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)開發(fā)和生產(chǎn)能力的企業(yè)。他們團隊完成的項目中，國電龍源臥牛石風電場的5MW/10MWh全釩液流電池項目是具有代表性的項目，運行穩(wěn)定，目前該電站按照棄風存儲和遠程調(diào)度調(diào)峰等模式運行，提升了電網(wǎng)風電接納能力，提高了風電場運行水平。在此之后實施的電站項目，在電站功能上更加豐富，實現(xiàn)了孤島運行、節(jié)能降耗和黑啟動功能，風電場運行更加智能化，具備網(wǎng)源友好性特點，更加有利于電網(wǎng)與風電場相互協(xié)調(diào)及管理調(diào)度，有利于電網(wǎng)接納風電能力的提高。大連200MW/800MWh液流電池儲能調(diào)峰電站國家示范項目，一期建設(shè)100MW/400MWh。該項目作為“中國制造2025”項目之一，是經(jīng)國家能源局論證并批復建設(shè)的國際上最大規(guī)模的化學儲能電站，是推進大規(guī)模儲能在電力調(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。且該項目是國內(nèi)首個獨立儲能電站接入電網(wǎng)項目，據(jù)悉將采用兩部制電價。它的成功建設(shè)將在儲能領(lǐng)域是一項重大的創(chuàng)新和突破，也將推進液流電池儲能技術(shù)和裝備的產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用。北京普能世紀科技有限公司，在全球12個國家安裝了50多個儲能項目，累計容量將至30MWh。其中主要的國內(nèi)項目，國家電網(wǎng)張北風光儲輸示范項目一期工程2MW/8MWh,應(yīng)用于可再生能源平滑與接入，主要價值是提高發(fā)電量與電網(wǎng)利用。棗陽10MW光儲用一體化項目一期3MW/12MWh儲能系統(tǒng)，是國內(nèi)目前最大的已投運的液流電池儲能項目，也是第一個MW級釩液流電池用于用戶側(cè)光伏整合的項目，并且創(chuàng)新性地在實際項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，實現(xiàn)長期供應(yīng)和租賃釩電解液，以及全球釩流電池產(chǎn)業(yè)的聯(lián)合開發(fā)。產(chǎn)業(yè)化推廣階段全釩液流電池儲能示范項目已初現(xiàn)成效，已具備大規(guī)