記者 | 王月倫
編輯 | 莊鍵
10月31日，據(jù)中科院大連化學(xué)物理研究所（下稱大連物化所）官微消息，首個國家級大型化學(xué)儲能示范項目大連液流電池儲能調(diào)峰電站（下稱大連調(diào)峰電站），已正式并網(wǎng)發(fā)電。該電站是迄今為止全球功率最大、容量最大的液流電池儲能調(diào)峰電站。
大連物化所表示，此次投入使用的是該電站的一期工程，規(guī)模為100 MW/400 MWh，其額定功率為10萬度電/小時，最多可存放40萬度電。中國居民日常生活每日人均用電2度左右，一期工程可供20萬居民一天的用電需求。
“調(diào)峰電站主要功能為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)。在一定程度上緩解大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)帶來的穩(wěn)定性問題?！贝筮B物化所介紹。
液流電池、鋰電池和鉛蓄電池是目前電化學(xué)儲能的主要類別。與鋰電池將電解液儲存于電池內(nèi)部不同，液流電池將電解液儲存于電池堆外部容器，因其將能量儲存于水性電解液，且無需固體電極，幾乎沒有燃爆風(fēng)險。
釩電池即全釩氧化還原液流電池，最初于1985年由澳大利亞新南威爾士大學(xué)的Marria Kazacos提出。釩電池使用具有不同價態(tài)的釩離子溶液作為活性物。
釩是一種銀灰色金屬，目前世界上已知的釩儲量，大部分產(chǎn)于釩鈦磁鐵礦，少部分賦存于磷塊巖礦、含鈾砂巖、粉砂巖等。
大連調(diào)峰電站基于大連物化所研發(fā)的全釩液流電池儲能技術(shù)，實現(xiàn)電能的大規(guī)模儲存和釋放。釩電池具有常溫、常壓下運(yùn)行無熱失控風(fēng)險；儲能容量規(guī)模大等優(yōu)點，是目前示范項目最多、最接近商業(yè)化的液流電池技術(shù)路線。
據(jù)新華網(wǎng)報道，大連化物所儲能技術(shù)研究部減少了密封材料的使用，使電池電堆總成本降低了40%。研究部部長李先鋒說，下一步將著力提高全釩液流電池的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，促進(jìn)其大規(guī)模商用。
今年以來，液流電池作為新型儲能的主流電池技術(shù)之一，頗受資本追捧。多家液流電池概念股出現(xiàn)股價大幅上漲甚至漲停的異動，同時還有多家鈦白粉企業(yè)轉(zhuǎn)型成為釩電池行業(yè)新玩家。
大連調(diào)峰電站的運(yùn)行，也讓儲能行業(yè)的關(guān)注者開始期待，液流電池是否能夠和鋰電池并駕齊驅(qū)，成為新型儲能市場的下一個風(fēng)口？
安全和長時儲能是核心優(yōu)勢
今年6月，國家能源局發(fā)布《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求(征求意見稿)》，明確中大型電化學(xué)儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池。
國泰君安7月刊發(fā)的研報稱，政策端對儲能安全性的要求進(jìn)一步調(diào)高，或使得以釩電池為主的液流電池成為大中型儲能的重要方式，釩電池需求或加速增長。
根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟的統(tǒng)計，截至2021年底，中國已投入運(yùn)營的新型儲能累計裝機(jī)量5729.7 MW。其中近九成為鋰離子電池，液流電池占比不到1%。
安全性能高是釩電池等液流電池的顯著優(yōu)勢。在今年9月舉辦的中國國際儲能大會上，全釩液流儲能企業(yè)北京普能的CEO黃綿延稱，全釩電池電解液70%-80%的成分是水，沒有有機(jī)溶劑，所以不會有起火爆炸的風(fēng)險。
市場對儲能的時長需求也影響著液流電池未來的市場潛力。國家電投集團(tuán)中央研究院儲能公司副總經(jīng)理楊林介紹，電力行業(yè)對于長時儲能的需求越來越多，是近年來液流電池市場不斷增長的主要因素之一。未來儲能市場可能會以4-12小時的長時儲能技術(shù)路線為主。
液流電池專家張華民曾向媒體表示，要實現(xiàn)長時儲能，主要靠液流電池。鋰電池要增加儲能時間，必須增加電極厚度，電阻增大則易燃易爆，而液流電池只需要相應(yīng)增加電解液。
“釩電解液在電池運(yùn)行過程中永不損耗，且可以100%回收，釩電池的循環(huán)壽命也因此在理論上不受限制。”黃綿延認(rèn)為，從長時儲能角度來看，結(jié)合安全和循環(huán)壽命的優(yōu)勢，液流電池非常適合用作抽水蓄能的補(bǔ)充。
國家電投根據(jù)國際能源署和國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計，按照可再生能源裝機(jī)配20%的儲能計算，液流電池全球市場規(guī)模未來將超過萬億，在中國的市場也將達(dá)到千億水平。
如何降本是發(fā)展關(guān)鍵
成本高是全釩液流電池提升市場競爭力的主要障礙，解決這一問題，一是依靠電池技術(shù)進(jìn)步，二是要完善釩資源、電解液的產(chǎn)業(yè)鏈。
“若原材料價格成本不受控，釩電池技術(shù)將很難發(fā)展?！秉S綿延介紹稱，釩資源大部分是在鋼鐵行業(yè)內(nèi)部循環(huán)，逾七成的釩來自于煉鋼煉鐵所產(chǎn)生的廢渣，其中絕大部分將作為添加劑，繼續(xù)使用到鋼鐵行業(yè)內(nèi)。