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2023年是新型儲(chǔ)能的“爆發(fā)年”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年我國(guó)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模首次突破30吉瓦，功率規(guī)模和能量規(guī)模同比增長(zhǎng)均超過(guò)150%。今年《政府工作報(bào)告》首次將“發(fā)展新型儲(chǔ)能”寫入其中，無(wú)疑為產(chǎn)業(yè)發(fā)展又添了一把火。
而作為新型儲(chǔ)能領(lǐng)域的“后起之秀”，釩電池也正走向舞臺(tái)中央。近日，業(yè)內(nèi)專家在接受《中國(guó)化工報(bào)》記者采訪時(shí)表示，釩電池具有長(zhǎng)時(shí)、高安全、長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)，將隨著新能源比重的提升迎來(lái)重大市場(chǎng)機(jī)遇。
長(zhǎng)時(shí)、高安全特性受重視 釩電池迎突破性機(jī)遇
“全釩液流電池作為我國(guó)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)最為重要儲(chǔ)能技術(shù)路線之一，最明顯的特征是長(zhǎng)時(shí)、大規(guī)模、安全和可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)。”中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研究員、遼寧科京新材料有限公司首席科學(xué)家嚴(yán)川偉表示。
他介紹說(shuō)，釩電池屬于水基電池，在常溫常壓下運(yùn)行，不存在熱失控風(fēng)險(xiǎn)，具有本質(zhì)安全的突出特征；具有超長(zhǎng)壽命，可穩(wěn)定運(yùn)行20年以上；可實(shí)現(xiàn)100%能量保持，且能量恢復(fù)成本較低；同時(shí)，由于其電解液可永續(xù)循環(huán)使用，還具有環(huán)境友好的特征。在“雙碳”目標(biāo)的大背景下，必將迎來(lái)突破性機(jī)遇。
大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司總經(jīng)理王曉麗介紹說(shuō)，全球釩電池儲(chǔ)能項(xiàng)目中運(yùn)行時(shí)間最久的是大連融科在2012年在沈陽(yáng)法庫(kù)國(guó)電龍?jiān)达L(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的5兆瓦/10兆瓦時(shí)全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，日歷壽命已超過(guò)11年。該項(xiàng)目的成功驗(yàn)證了釩電池的超長(zhǎng)壽命和高穩(wěn)定性特征。
王曉麗強(qiáng)調(diào)了釩電池的“長(zhǎng)時(shí)”特性。“液流電池是目前行業(yè)內(nèi)為數(shù)不多的具有產(chǎn)業(yè)化能力的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)路線。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在都在講要提升新能源的占比，甚至完全脫離化石燃料。到那時(shí)，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的需求的迫切性和必要性就會(huì)凸顯出來(lái)。”她說(shuō)。
由中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)發(fā)布的《儲(chǔ)能高質(zhì)量發(fā)展：市場(chǎng)機(jī)制與商業(yè)模式創(chuàng)新》指出，目前，已投運(yùn)的鋰電池儲(chǔ)能項(xiàng)目的儲(chǔ)存時(shí)長(zhǎng)一般不超過(guò)4個(gè)小時(shí)。未來(lái)，隨著極端天氣頻發(fā)、常規(guī)火電機(jī)組退役和新能源大規(guī)模并網(wǎng)，將需要更長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的儲(chǔ)能技術(shù)。王曉麗告訴記者，4小時(shí)以上的中長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能正是釩電池產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)市場(chǎng)。
產(chǎn)業(yè)降本潛能可期 技術(shù)、規(guī)模聯(lián)手“破題”
根據(jù)CNESA全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)，截至2023年年底，包括釩電池在內(nèi)的液流電池在全國(guó)新型電力儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模中的占比約為0.6%。
“釩電池打開市場(chǎng)的主要難點(diǎn)還在于經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，目前釩電池儲(chǔ)能的初始投資成本偏高。”王曉麗說(shuō)，“釩電池的成本與關(guān)鍵材料、電堆、釩原料成本緊密相關(guān)。因此，既要推進(jìn)膜、電極和雙極板材料和核心部件電堆的技術(shù)研究，提高電解液的利用率，也要推進(jìn)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的深度合作、融合發(fā)展，保證原料供給和價(jià)格穩(wěn)定性。”
此外，通過(guò)規(guī)?；瘧?yīng)用拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的壯大也將降低釩電池成本，使行業(yè)發(fā)展形成良性循環(huán)。王曉麗表示，面對(duì)重大市場(chǎng)機(jī)遇期，行業(yè)應(yīng)著力推進(jìn)高質(zhì)量項(xiàng)目建設(shè)，以提高釩電池在儲(chǔ)能市場(chǎng)中的占比。
“大連融科從2008年就開始釩液流電池的技術(shù)開發(fā)，和中科院長(zhǎng)期的深度產(chǎn)學(xué)研合作，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破和重大工程項(xiàng)目的落地建設(shè)，擁有從電池材料、電堆、電池系統(tǒng)、管理控制到應(yīng)用技術(shù)的完整產(chǎn)權(quán)體系。”王曉麗說(shuō)，“我們于2016年建成了目前全球最大的釩電池儲(chǔ)能裝備生產(chǎn)基地和釩電解液生產(chǎn)基地，目前累計(jì)投運(yùn)釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)超過(guò)720兆瓦時(shí)。”
嚴(yán)川偉則認(rèn)為，成本高的原因在于技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈還“沒(méi)有足夠成熟”。“要想對(duì)我國(guó)能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型形成支撐作用，釩電池儲(chǔ)能技術(shù)必須實(shí)現(xiàn)低成本，否則就會(huì)將成本轉(zhuǎn)嫁至電價(jià)上。”他說(shuō)，“但從長(zhǎng)期來(lái)看，釩電池儲(chǔ)能具有充分的降本潛能，與鋰電池儲(chǔ)能，甚至抽水蓄能的建設(shè)成本是可比的。”
CNESA報(bào)告顯示，預(yù)計(jì)到2030年，液流電池等長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)有望成熟，有潛力實(shí)現(xiàn)與鋰離子電池同等或更低的成本。
眾多企業(yè)入局釩電池 行業(yè)有望成為新“風(fēng)口”
近年來(lái)，液流電池相關(guān)政策頻出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年以來(lái)，包括國(guó)家層面及地方層面在內(nèi)有40余條政策明確提出將在液流電池的技術(shù)研發(fā)、項(xiàng)目開發(fā)等方面給予支持。
在政策的扶持下，釩電池規(guī)模正穩(wěn)步擴(kuò)大，眾多能源行業(yè)、化工行業(yè)企業(yè)紛紛入局釩電池產(chǎn)業(yè)，釩電池儼然已成為下一個(gè)“風(fēng)口”。
2022年10月，世界最大釩企—攀鋼釩鈦股份與大連融科組建了合資公司，進(jìn)行釩電解液的規(guī)模化生產(chǎn)。釩電池的發(fā)展也帶動(dòng)攀鋼釩鈦股份非鋼領(lǐng)域用釩量的快速攀升。
3月20日，鈦白粉行業(yè)龍頭龍佰集團(tuán)表示，公司已經(jīng)開始研發(fā)釩液流電池所用的釩材料和短流程制備全釩液流電池電解液及儲(chǔ)備相關(guān)技術(shù)，釩鈦鐵精礦堿性球團(tuán)濕法工藝年產(chǎn)3萬(wàn)噸五氧化二釩(V2O5)創(chuàng)新示范工程目前正在推進(jìn)中。
今年4月，液流儲(chǔ)能科技有限公司與中國(guó)電氣裝備集團(tuán)儲(chǔ)能科技有限公司簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將圍繞新型儲(chǔ)能市場(chǎng)開拓、科技研發(fā)、產(chǎn)業(yè)投資、人才培育等開展深度合作。
“作為企業(yè)，我們要保持信心。能源轉(zhuǎn)型是一個(gè)必然趨勢(shì)，國(guó)家對(duì)于長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的需求是非常明確的。”王曉麗表示，“在堅(jiān)定信心的同時(shí)，我們也要敬畏市場(chǎng)，戒絕‘投機(jī)’心態(tài)，認(rèn)真做好技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品質(zhì)量，讓行業(yè)實(shí)現(xiàn)健康發(fā)展。”
“這是一個(gè)好事。商業(yè)市場(chǎng)追求利潤(rùn)，而這種追求又會(huì)促進(jìn)我們行業(yè)的發(fā)展，繼而使整個(gè)社會(huì)受益。”嚴(yán)川偉說(shuō)，“現(xiàn)在釩電池已經(jīng)達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化操作水準(zhǔn)，近年也有許多百兆瓦級(jí)的項(xiàng)目落地，相信這些項(xiàng)目、技術(shù)都會(huì)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，讓釩電池的潛能真正成為現(xiàn)實(shí)。”
他進(jìn)一步指出，目前我國(guó)釩的消費(fèi)90%～95%用于鋼鐵行業(yè)；隨著儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，預(yù)計(jì)未來(lái)3~5年間，釩在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用將超越其在鋼鐵領(lǐng)域的應(yīng)用。
