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全钒液流储能电池迎来大规模推广窗口期

文章来源:钒电池 点击量:120 时间:2020-11-06

“‘十四五’期间,我国全钒液流电池将迎来非常好的大规模推广时机。随着各地全钒液流电池储能示范项目落地并获得成功的技术验证,未来五年内预计将是液流电池从成熟走向推广的重要窗口期。”国家能源集团北京低碳清洁能源研究院(下称“低碳院”)储能技术负责人刘庆华近日在接受记者采访时表示。今年以来,全钒液流电池项目已相继在我国新疆、福建、辽宁等地区落地投运。液流电池作为大容量储能领域的“未来之星”,在储能市场不断扩张的当下,未来将如何在激烈竞争中赢得市场青睐?

技术迭代成本快速下降

近年来,我国储能装机规模始终处于快速增长阶段,在全球“绿色经济”大潮下,可再生能源配储的呼声也大力提振了储能市场。液流电池作为电化学储能中的一种,因其大容量、高安全性等优势而备受行业关注。其中,全钒液流电池因其良好电池性能更加受到研究者青睐。

据了解,全钒液流电池因其水基储能介质而拥有更高的安全性能,同时,全钒液流电池在循环次数寿命、全生命周期度电成本、资源可持续性以及资源可回收特性等关键性能指标方面具有明显竞争优势。多年以来,国内外研究人员始终在推动这一新兴电池技术降本路径。

而在刘庆华看来,高功率密度电池电堆设计创新是重要的降本突破口。记者了解到,低碳院最新研究成果显示,针对全钒液流电池电堆设计进行创新,能够有效提高电池功率密度。低碳院也凭借此次成果获得中国国际储能大会组委会“2020年度中国储能产业最佳前沿储能技术创新奖”。刘庆华告诉记者:“低碳院最新研发的全钒液流电池,相较于常规全钒液流电池,其储能电堆功率密度和电池能量效率都有显著提升,此外成本也下降约30%左右,低碳院此技术有着明显的性价比优势。

在电池技术不断迭代更新、成本不断下降的情况下,业内专家普遍认为,全钒液流电池已经具备商业化开发条件。中国科学院金属研究所研究员、教授严川伟曾公开表示,目前全钒液流电池是最成熟的液流电池,考虑到液流电池本身优势,全钒液流电池是满足大规模储能产业化要求较为理想的技术,其技术性能与成本也已达到可规模化发展的水平。

示范项目已“落户”多地

记者查阅公开资料了解到,全钒液流电池示范项目已在我国多地区落地。今年923日,新疆阿克苏全钒液流电池产业园项目开工奠基,该项目预计将形成100兆瓦全钒电池储能装备产能,对当地电网调峰起到重要作用。同月,我国唯一化学储能调峰电站大连液流电池储能调峰电站国家示范项目也启动了220千伏送出工程,该项目的推进也意味着液流电池在储能领域应用进入新阶段。

刘庆华告诉记者,从前期示范项目运行情况来看,全钒液流储能功能齐全,单体储能电站规模也具备优势,安全性以及可靠性已得到充分验证。有数据显示,截至2019年底,全球范围内全钒液流电池技术示范应用项目已超过200个,最早项目运行至今时间跨度也已超过20年。

业内人士普遍认为,在当前技术发展条件下,大容量、快速响应的全钒液流电池储能系统在多种未来储能应用场景中都能够拥有一定的市场空间,具体应用场景则可能包括可再生能源配储、电网侧储能、火电调频、城市储能电站应急保电等。

产业化瓶颈不复存在

相关数据显示,截至2019年底,在我国已投运的储能项目中,抽水蓄能装机占总体装机的93%上,包括锂离子电池、铅蓄电池、液流电池等技术路线的电化学储能装机占比约为5%,而在电化学储能装机中,液流电池比例为2%左右。同时,锂离子电池装机占比超过75%以上,在储能行业内,锂离子电池仍处于“主导”地位。

天能电池集团股份有限公司智慧能源事业部副总裁刘晓露指出:“与其他电化学储能技术路线相比,锂离子电池更加容易实现标准化、模块化,同时也更加能够做到灵活部署。我国锂离子电池技术在全球范围内已处于领先地位,未来一段时间内锂离子电池很可能仍是储能行业的主流。”

在此情况下,液流电池将如何在众多电池技术路线扩大市场份额?

在刘庆华看来,随着高功率密度全钒液流电池电堆的开发成功,和新一代全钒液流电池技术的成熟,以及产业链上游更多企业的参与,全钒液流电池在初始投资成本和系统效率等方面的竞争力将不断提升。

严川伟也指出,近两三年内全钒液流电池技术突飞猛进,现在这一技术已经能够形成完整的研发体系,在产业化发展方面已不存在不可逾越的难关或瓶颈。

 “高功率密度全钒液流电池电堆的出现为新一代低成本的全钒液流电池的发展提供了基础性技术支撑,同时也为推动产业链整合提供了契机。技术革新将不断吸引较强价格竞争力的电解液开发商、高可靠性系统集成商以及大规模资本的进入,此后也为进一步降低储能系统成本提供了基础。”刘庆华说。