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液流电池助力新型储能高速发展
作者:鲍筱兰 来源:中国经济导报 发布时间:2023-03-17 15:57:32 阅读次数:2392

近年来,城市用电量逐年增加,对能源供给方式和新型电力系统提出了更高要求。2022年,在“双碳”目标驱动下,能源转型与变革持续升级,随着新型电力系统高质量发展成为新方向,新型储能也越来越受到关注。

全国新型储能持续快速增长

储能技术根据储能系统存储能量的形式以及其构成机理的不同,可以分为抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、重力储能、超导磁储能、电化学储能(锂离子电池、液流电池、钠离子电池)等,而新型储能即为抽水蓄能外,以输出电力为主要形式的储能。

液流电池作为电化学储能技术之一,其将阴阳极电解液分别通过管路推入电堆中,通过活性元素的价态变化,在电能和化学能之间产生转换来实现充放电。由于液流电池是将能量储存于水性电解液中,且能量转化不依赖于固体电极,因此没有燃烧爆炸的风险,符合储能的安全需求。此外,液流电池可保障能源供应安全之外,在充放电次数方面也有明显优势。一般大于15000次,超过锂电池3倍。再加上液流电池选址灵活、易部署、建设周期短等特点,有庞大的可持续发展空间和市场机遇。

液流电池是目前新型储能领域的重要技术方向。与锂电池相比,液流电池的优点是安全性高、可灵活扩容、循环寿命长、电解液可循环利用,因此液流电池被视为目前最适合长时储能的电池技术之一。随着储能需求不断放量,业内人士提出,锌铁液流电池凭借极安全、超低度电成本、易安装、充放电次数多的明显优势,以及在产能方面的领先性,或成为未来储能产业的主力军。

随着新型储能政策的密集出台,机构预计未来随着我国可再生能源装机量的提高,新型储能将持续快速发展。与此同时,随着风光储新能源大基地的开发进程加快,作为风光项目的重要补给,市场对新型储能的需求将会逐步增加,一批大型储能电站项目在各地签约、备案,新型储能行业发展前景广阔。

国内储能产业从单一走向多元发展

2022年2月,国家发展改革委、国家能源局发布《“十四五”新型储能发展实施方案》提出,要积极开展新型储能关键技术研发,探索不同技术路径和发展模式,促进多种形式储能发展。

回溯我国储能产业的发展历史,天风证券公用环保行业首席分析师郭丽丽认为,截至目前,我国储能产业发展可分为三个阶段:第一阶段为2016年以前,以抽水蓄能为主,技术路径单一;第二阶段为2017~2021年,新能源占比快速提升,电化学储能走上历史舞台;第三阶段为2022年以后,多项新型储能技术取得突破,储能技术路径迈向多元。

数据显示,截至2022年底,全国新型储能装机中,锂离子电池储能占比94.5%、压缩空气储能2.0%、液流电池储能1.6%、铅酸(炭)电池储能1.7%、其他技术路线0.2%。国家能源局能源节约和科技装备司副司长刘亚芳在发布会上提出,当前我国新型储能呈现出以锂离子电池为主,新型储能技术多元化发展态势明显的特点。

从2022年新增装机技术占比来看,虽然锂离子电池储能技术占比达94.2%,仍处于绝对主导地位,但新增压缩空气储能、液流电池储能技术占比分别达3.4%、2.3%,占比增速明显加快。

业内人士分析,锂离子电池技术成熟较早且建设周期较短,已成为新型储能产业最主要的技术路径,但由于其储能时长及安全性较低,难以完全满足新型电力系统下的调峰需求,而其他新型储能技术则在储能时长、安全性等方面表现较优,能够对锂离子电池的劣势进行有效补充,其中液流电池及压缩空气储能在国内已有一定规模的示范项目落地,发展确定性相对较强。

据不完全统计,全国已有26个省市规划了“十四五”时期新型储能的装机目标,预计到2025年,发电侧新型储能的规划装机量总规模将近67吉瓦;同时,新型储能、共享储能也成了各地区2023年着力发展的重点工作,今年已有山东、山西、内蒙古、辽宁、吉林、浙江、广东等10余个省份提出将建设新型储能项目。市场人士提出,面对当前储能行业庞大的市场,很多技术流派面临着巨大的诱惑,新型储能行业正处在前所未有的机遇与挑战并存关键期。

日前,国家标准化管理委员会、国家能源局联合发布《新型储能标准体系建设指南》,结合新型电力系统建设需求,初步形成新型储能标准体系,基本能够支撑新型储能行业商业化发展。

在政策引导下,液流电池、钠离子电池、压缩空气储能、重力储能等多项新型储能技术取得实质性突破,国内储能产业进入多元化发展阶段。根据CNESA数据,2022年9月国内新增新型储能项目包括锂离子电池、压缩空气储能、液流电池等多种技术路径。

基于锌铁液流电池技术具有极安全、超低度电成本、服务寿命长,适合大规模、长时储能的应用场景等优势,纬景储能为了达到储能电池的最优经济性,一直以来持续开展技术创新和产品迭代,同时智能制造工厂也在多地落地建设。除盐城外,珠海的智能工厂也在如火如荼建设中,预计2023年6月投产,全面达产后,锌铁液流电池产能将达到1.5吉瓦。

产教融合推动液流电池储能技术高质量发展

依托在储能领域智能制造规模化发展,纬景储能的锌铁液流电池更具优势。纬景储能副总裁、政策与战略研究院院长谷雨认为,我们技术迭代与工艺创新的经验都将成为纬景储能在推动城市更新、建设绿色低碳城市中宝贵的财富,也是加速锌铁液流电池产业化落地的一个缩影。

谈及纬景储能和整个储能产业的发展,谷雨认为,未来最大挑战是专业储能人才的匮乏。储能不是一门单一的学科,储能人才需要跨界掌握电化学、电力电子、材料科学、机械工程等学科的知识。他说:“尤其在储能生态链中,核心材料技术亟待突破,才能在这一关键领域有所突破,完成换道超车。”

针对储能领域技术研发、产品应用、智能制造等人才缺失问题,谷雨透露,纬景储能正在积极联合国家重点高校开展产学研合作,通过设立先进储能技术研究中心,联合高校培养储能专业人才,为企业、为国家培养储能领域专业人才。

此外,纬景储能在实现可持续发展的同时,还注重创造共享社会价值。以建设“碳中和科技馆”为例,纬景储能新总部大楼位于上海杨浦滨江,是永安栈房双子楼中位于东侧的仓库改造而来,也是上海市文物保护建筑,建筑共有4层。根据规划,纬景储能将把部分区域改造成“碳中和科技馆”,该馆将利用纬景储能新型储能技术在内的未来能源科技,将大楼打造成滨江首个零碳建筑的典范。建成后,科技馆将免费向市民开放,进一步提升社会大众的科学素养。

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