第05版:科技·装备

中国能源报 2024年10月14日 Mon

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液流电池前景可期

■本报记者 杨梓 《中国能源报》(2024年10月14日 第 05 版)

  近日,永泰能源旗下北京德泰储能科技有限公司总承包的1.5MW/6MWh全钒液流光储一体化电站通过72小时试运行,正式投入运行;哈密市高新区与新疆新华、星辰新能就全钒液流电池高活性电解液制造基地项目正式达成战略合作协议,项目总投资约30亿元,三期全部建成投产后,预计年产值逾70亿元……

  随着越来越多企业竞逐长时储能,集大容量、循环寿命长、安全性高等优异性能于一身的液流电池备受关注。在业内人士看来,当前液流电池发展仍处于初级阶段,作为长时储能的重要力量,需进一步破解高成本等挑战,推动商业化进程。

  ■■ 优势明显

  长时储能是保障新型电力系统安全稳定运行的重要手段。液流电池因具有高安全、长寿命、环境友好等优点,已成为大规模长时储能的首选技术之一。液流电池在储能时长方面具有显著优势,储能时长基本在4小时以上,部分项目储能时长达6小时。

  今年年初,国家能源局正式发布56个新型储能试点示范项目名单,涵盖目前工程应用的主要技术路线,其中包括8个液流电池储能项目。

  8月,国家发改委、国家能源局、国家数据局三部门印发《加快构建新型电力系统行动方案(2024—2027年)》指出,围绕不同应用场景对爬坡速率、容量、长时间尺度调节及经济性、安全性的需求,探索建设一批液流电池、飞轮、压缩空气储能、重力储能、二氧化碳储能、液态空气储能、钠离子电池、铅炭电池等多种技术路线的储能电站。

  在相关政策支持下,液流电池正在加速发展。《2024中国液流电池产业发展白皮书》(以下简称《白皮书》)显示,2023年,国内签约、在建、投运液流电池生产线已超30条,涉及全钒液流电池、铁铬液流电池、锌溴液流电池、锌铁液流电池、水系有机液流电池等多种技术路线,总产能达6吉瓦/年,预计2025年我国液流电池产能有望跃升至30吉瓦/年。

  业内人士指出,随着储能电站安全性要求的提升以及长时储能的发展趋势,液流电池作为一种长寿命、高安全性的储能技术,在新型电力系统中具有独特优势。随着新能源发电比例的提升,电力系统对储能的需求也日益增长,液流电池有望在这一领域发挥重要作用。

  ■■ 初装成本较高

  液流电池技术路线多样,涉及全钒、锌铁、铁铬等十余种,现阶段应用最广的为全钒液流电池。永泰能源表示,钒电池在长时储能领域优势突出,相较于其他电化学储能电池,全钒液流电池储能技术具有大功率、本征安全、环保和支持频繁大电流充放电、长寿命等特点,同时具有项目建设周期短、选址灵活等优势。

  虽然液流电池能量密度相对不高,但中信证券的研报指出,在长时储能领域,能量密度并不是考虑的首要因素,而是要考虑循环寿命、安全性、可靠性等。从循环次数来看,全钒液流电池循环次数大于1万次,而锂电池中的磷酸铁锂电池和三元锂电池循环次数中值分别为6000次和3000次,远低于全钒液流电池。

  不过,与锂电池等成熟电池技术线相比,液流电池尚处于产业化初级阶段,总体产业规模较小。国家能源局数据显示,截至2024年上半年,已投运的锂离子电池储能占比97%,压缩空气储能占比1.1%,铅炭(酸)电池储能占比0.8%,液流电池储能仅占比0.4%。

  “全钒液流电池可解决长时储能的需求,不过,目前国内只有少数企业能供应全钒液流电池,未形成规模经济。”厦门大学中国能源政策研究院副教授吴微表示。

  与此同时,相较于锂电池,液流电池成本有待进一步下降。除整体投资成本受产业规模影响外,液流电池的初装成本明显高于锂电池。此外,目前碳酸锂价格处于低位。上海钢联发布数据显示,10月8日电池级碳酸锂均价报7.75万元/吨。液流电池与锂电池的成本差距进一步扩大。

  鑫椤资讯高级研究员龙志强告诉《中国能源报》记者,虽然液流电池已投运项目不多、目前初装成本也较高,但近两年全生命周期成本已大幅下探。

  ■■ 加大研发力度

  在业内人士看来,为推进液流电池发展,降本是当前行业发展的首要工作。需深入研发液流电池核心技术,提高电池性能,如能量密度、功率密度和循环寿命,探索新型电极材料和电解液配方,以降低成本并提高电池效率。

  “尽管液流电池技术在成本上仍面临挑战,但通过提升电池电流密度、电解液利用率等关键技术,可以显著降低系统成本,推动产业化应用。”中国科学院院士赵天寿表示。

  《白皮书》显示,我国液流电池产业链已有超过95%的环节实现国产化,全链条国产化程度的提高为未来进一步降本增效创造了可能。

  同时,液流电池项目规模越大,成本削减效应越显著,储能时长越长,度电分摊成本越低。应出台更多支持政策并加大资金投入,鼓励液流电池技术的研发和在更多场景中的应用。