日前，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局、國(guó)家數(shù)據(jù)局三部門(mén)印發(fā)的《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案(2024—2027年)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《方案》)指出，圍繞不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)爬坡速率、容量、長(zhǎng)時(shí)間尺度調(diào)節(jié)及經(jīng)濟(jì)性、安全性的需求，探索建設(shè)一批液流電池、飛輪、壓縮空氣儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能、二氧化碳儲(chǔ)能、液態(tài)空氣儲(chǔ)能、鈉離子電池、鉛炭電池等多種技術(shù)路線的儲(chǔ)能電站。
在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，雖然液流電池占儲(chǔ)能裝機(jī)比重不高，但《方案》為液流電池等儲(chǔ)能方式提供了明確的政策支持，有助于引導(dǎo)資金和資源向液流電池技術(shù)傾斜，促進(jìn)其研發(fā)和應(yīng)用，為技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)創(chuàng)造有利條件。
目前，我國(guó)液流電池儲(chǔ)能已形成完整產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)已逐步從探索培育期邁向發(fā)展推進(jìn)期。為實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)液流電池儲(chǔ)能行業(yè)健康有序發(fā)展，下一步仍需要完善液流儲(chǔ)能市場(chǎng)機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)體系、迭代新技術(shù)以及探索液流與新型能源系統(tǒng)融合發(fā)展。
市場(chǎng)需求不斷高漲
作為一種長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，液流電池在儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目中，液流電池儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)基本在4小時(shí)以上，部分項(xiàng)目?jī)?chǔ)能時(shí)長(zhǎng)達(dá)6小時(shí)。
中國(guó)化學(xué)物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)近日發(fā)布的《2024中國(guó)液流電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《白皮書(shū)》)顯示，液流電池生產(chǎn)商積極推進(jìn)液流電池?cái)U(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，2023年國(guó)內(nèi)簽約、在建、投運(yùn)液流電池生產(chǎn)線已超30條，涉及全釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池、鋅鐵液流電池、水系有機(jī)液流電池等多種技術(shù)路線，總產(chǎn)能達(dá)6GW/年，預(yù)計(jì)2025年我國(guó)液流電池產(chǎn)能有望躍升至30GW/年。預(yù)計(jì)2025年中國(guó)液流電池儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)量占新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)的比例將達(dá)到1.1%，到2030年和2035年該比例將提高到約2.2%和3.0%。
在國(guó)家政策支持和市場(chǎng)需求推動(dòng)下，我國(guó)液流電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，液流電池儲(chǔ)能訂單快速釋放、新注冊(cè)企業(yè)增多、企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年和2023年我國(guó)液流電池儲(chǔ)能行業(yè)接收訂單規(guī)模超過(guò)11.3GWh，較2021年及以前訂單總量增長(zhǎng)超過(guò)10倍，這反映出液流電池儲(chǔ)能應(yīng)用需求的高漲。旺盛的訂單需求助推液流電池儲(chǔ)能相關(guān)企業(yè)快速擴(kuò)張。去年新進(jìn)入企業(yè)數(shù)量增加較快，產(chǎn)業(yè)集群初步形成，預(yù)計(jì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)擴(kuò)產(chǎn)速度逐步加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將日趨激烈。
我國(guó)的液流電池行業(yè)正從探索培育階段逐步過(guò)渡到發(fā)展推進(jìn)階段?！栋灼?shū)》顯示，我國(guó)液流電池產(chǎn)業(yè)鏈已有超過(guò)95%的環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，全鏈條國(guó)產(chǎn)化程度的提高為未來(lái)進(jìn)一步降本增效創(chuàng)造了可能。
“液流電池技術(shù)自發(fā)明以來(lái)，歷時(shí)二十余年，近幾年才顯著實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。在此之前，我們不得不依賴于價(jià)格昂貴的進(jìn)口離子交換膜。”毅富能源科技總經(jīng)理張成表示，如今，液流電池的眾多部件已成功實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，這一轉(zhuǎn)變極大地促進(jìn)了液流電池行業(yè)的發(fā)展。
仍存在不足與挑戰(zhàn)
2023年以來(lái)，全釩、鋅鐵、鐵鉻、全鐵等多種液流電池技術(shù)路線蓬勃發(fā)展，液流電池已進(jìn)入產(chǎn)能、技術(shù)全速發(fā)展期。但液流電池產(chǎn)業(yè)化仍面臨一些不足。
“技術(shù)層面仍有較大優(yōu)化改進(jìn)空間。”中國(guó)化學(xué)物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)劉勇對(duì)《中國(guó)能源報(bào)》記者表示，相對(duì)于其他儲(chǔ)能產(chǎn)品，液流電池具有壽命長(zhǎng)、能量密度高、技術(shù)成熟度高的優(yōu)點(diǎn)，但其功率密度和能量密度指標(biāo)有待進(jìn)一步提升，需要開(kāi)發(fā)新型電解液體系，優(yōu)化電堆制造、電力管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)等要素，以顯著提升液流電池的單位體積、單位質(zhì)量的功率和儲(chǔ)放能力，使整體儲(chǔ)能效率達(dá)到80%以上。
張成認(rèn)為，在當(dāng)前市場(chǎng)推廣與技術(shù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，電解液的優(yōu)化是有效降低液流電池裝機(jī)成本的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，電解液的制備成本相對(duì)較高，我國(guó)石煤釩資源豐富，然而在提純及制備電解液的過(guò)程中，成本極高。若能對(duì)電解液的制備路徑優(yōu)化、簡(jiǎn)化流程，將有望顯著降低液流電池儲(chǔ)能電解液的成本。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，液流電池成本仍然有下降空間，在目前鋰電池成本不斷降低的情況下，液流電池成本競(jìng)爭(zhēng)力和商業(yè)模式需要供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)一起努力，協(xié)同增效降成本。2023年，電池級(jí)碳酸鋰的價(jià)格不斷下跌，因此，鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)均價(jià)與2023年初相比接近“腰斬”。在這種情況下，儲(chǔ)能用戶更多傾向于采購(gòu)磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)，液流電池成本雖有較大降低，但在同等招標(biāo)條件下，依然面臨較大成本壓力。“值得注意的是，離子交換膜‘防穿刺’須提升自主研發(fā)生產(chǎn)能力，以降低成本。此外，要建立和完善電堆、電解液、雙極板、流道板、專(zhuān)用管道等核心原材料和零部件的供應(yīng)鏈保障能力和工程化應(yīng)用集成能力。”劉勇直言。
另外，目前液流電池行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系不健全，制約其規(guī)?；瘧?yīng)用，下一步要積極完善液流電池儲(chǔ)能產(chǎn)品、系統(tǒng)和工程建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。
需拓展多場(chǎng)景應(yīng)用
雖然我國(guó)液流電池儲(chǔ)能已形成較完整產(chǎn)業(yè)鏈，但在提高技術(shù)水平、完善標(biāo)準(zhǔn)體系、降低綜合成本、拓展應(yīng)用場(chǎng)景等方面仍有較大空間。
“盡管?chē)?guó)內(nèi)液流電池儲(chǔ)能行業(yè)已經(jīng)出臺(tái)一系列標(biāo)準(zhǔn)，但目前針對(duì)液流電池的具體標(biāo)準(zhǔn)體系仍有待完善。建議完善液流電池在智能制造、規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工安裝、智能運(yùn)維、物流運(yùn)輸?shù)葮?biāo)準(zhǔn)建設(shè)工作，建立保障液流電池產(chǎn)品全生命周期應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系。”劉勇坦言，未來(lái)需進(jìn)一步支持液流電池技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，依靠技術(shù)突破提高產(chǎn)業(yè)價(jià)值。比如，積極支持電解液、離子膜等關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新，以提高能量密度和能量轉(zhuǎn)換效率等性能指標(biāo)。此外，還需要優(yōu)化電堆制造工藝，以達(dá)到降本增效的目的。
在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目尚未實(shí)現(xiàn)全面商業(yè)化，產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然需要主管部門(mén)的支持。目前，各級(jí)主管部門(mén)通過(guò)示范項(xiàng)目、典型工程等支持液流電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并落地較多示范項(xiàng)目，建議相關(guān)企業(yè)深入總結(jié)相關(guān)示范項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)與不足，加快液流電池長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的市場(chǎng)推廣和應(yīng)用。
“下一步，可積極探索液流電池長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能與其他新型能源系統(tǒng)和服務(wù)相結(jié)合，拓展應(yīng)用場(chǎng)景和商業(yè)模式。”劉勇表示，液流電池作為一種安全、高效、環(huán)保的儲(chǔ)能技術(shù)，具有長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的巨大潛力和靈活性，可以與太陽(yáng)能、風(fēng)能、電動(dòng)汽車(chē)充電站、智能建筑、智慧交通等多領(lǐng)域能源系統(tǒng)相結(jié)合，形成相互賦能的能源供應(yīng)模式。
文丨中國(guó)能源報(bào)記者 蘇南
評(píng)論