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欧博开户(www.aLLbet8.vip):横空出世的液流电池,商业化仍是最大挑战

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几乎是一夜之间,看上去像是新事物的液流电池出圈了。


7月4日,液流电池概念股火了。其中攀钢钒钛、国网英大涨停。尤其是攀钢钒钛已经是两连板了,今日收盘涨停板封单超过32万手。6月以来这只股票累计涨幅达到37.31%,格外引人瞩目。


实际上,背后的支撑早前就已经明确。国家发改委、国家能源局印发的《"十四五"新型储能发展实施方案》明确,开展钠离子电池、新型锂离子电池、铅炭电池、液流电池等关键核心技术、装备和集成优化设计研究。政策已明确液流电池同样是新型储能未来发展方向之一。


此外,国家能源局官网近日还发布了《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿)》,文件对新兴的电化学储能技术的安全性提出了具体要求,明确将三元锂离子电池、钠硫电池从中大型电化学储能可选方案中剔除。


作为国家能源局批准建设的首个国家级大型化学储能示范项目,目前大连液流电池储能调峰电站正在进行最后的电池单体调试和系统调试阶段,即将在今年8月正式投入商业运行。


资料显示,全钒液流电池采用水系电解液,活性材料的反应温和,无爆燃风险,具有原理层面的本征安全性。


全钒液流电池的充放电是均相反应,不涉及复杂的固态相变,不会由于电极材料的应变而导致容量衰减,可深度、大电流充放电而不易损伤电池,循环寿命可达16000次以上,理论运行寿命为20-30年。

什么是液流电池?


液流电池是由Thaller于1974年提出的一种电化学储能技术,是一种新的蓄电池。


液流电池由点堆单元、电解液、电解液存储供给单元以及管理控制单元等部分构成。


这种电池是利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点,是一种新能源产品。


液流电池种类较多,根据电极活性物质的不同,可分为全钒液流电池,锌溴液流电池、锌铁液流电池等锌基液流电池和铁铬液流电池等体系。


其中,全钒液流电池成熟度最高,商业化进程最快。锌基液流电池等其他电池体系还处于研发和商业化初期。


四类电池的性能优势比较


铁/铬液流电池属于最早的液流电池方案,能量密度略低,但成本优势更明显。其工作物质是廉价的铁和铬,来源广、供给足,材料成本较全钒液流电池大大降低。


同时,铁/铬液流电池的电解液为氯化盐,水溶温区也较全钒液流电池的硫酸盐更宽,在高低温环境下的工作性能更优。


不过由于铁/铬液流电池关键技术问题长期得不到解决,其研发进度较慢,关注度不及全钒液流电池。


目前,这两种电池均处于产业化初期,2021年,我国新型储能累计装机规模达到5729.7MW,其中液流电池占比0.9%,规模约为51.57MW。


今年以来,国内液流储能技术产业化进程加速,大型储能电站相继取得进展:1月,国家电投自主研发的铁/铬液流电池堆“容和一号”量产线投产;6月,大连全钒液流电池储能调峰电站投运。


中国液流电池行业市场现状分析

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1、新型储能装机规模


2021年是我国储能从商业化初期到规模化发展的第一年,国家明确2030年30GW储能装机目标。在技术应用上,除了锂电池外,压缩空气、液流电池、飞轮储能等技术也成为2021年国内新型储能装机的重要力量,截至2021年底,中国已投运电力储能项目累计装机规模46.1GW,占全球市场总规模的22%,同比增长30%。市场增量主要来自新型储能,2021年我国新型储能累计装机规模达到5729.7MW,同比增长75%。


2、液流电池装机规模


以2025年电化学储能累计30GW计算,随着钒电池商业化推广政策的提出,预计2025年全钒液流电池新增装机可达1.7GW,新增渗透率达20%;


同时到2025年钒电池累计装机可达4.3GW,累计渗透率达14%,有望实现国家2025年新型储能技术装机规模30GW的要求。全钒液流电池累计装机2020-2025年CAGR达112%,钒液流电池市场前景广阔。


3、液流电池成本对比


钒电池成本主要来自于电堆和电解液,电解液成本主要受钒价影响,而电堆成本主要来自于隔膜等材料。目前,电堆成本下降已经逐步展开:大连化物所通过开发可焊接多孔离子传导膜,使得电堆膜材料使用面积下降30%、电堆总成本下降40%。因此钒电池成本的逐年下降,可以推动其向市场化、规模化迈进。


我国全钒液流电池成本低于国际水平,但与铅蓄、锂离子电池相比依然处于较高水平,铅蓄和锂离子电池受快速发展带来的规模效应影响,近年成本下降较快,导致近两年全钒液流电池市场占比有所下降。


4、液流电池商业化进展


目前,液流电池的商业化进展可以分为技术开发阶段、kWh到百kWh级技术示范阶段、MWh级商业示范阶段、十MWh级商业化应用阶段、十MWh以上级大规模商业化应用阶段。各类液流电池商业化进展情况如下:


各类液流电池商业化进展情况

液流电池行业前景展望


1、关键材料性能及利用率逐步提升


在钒电池电堆中,电极、隔膜及集流体占电堆成本80%~85%,通过材料性能提升和设计优化,可以使电池电流密度提高,电性能提升,达到降成本目的。


2、电解液租赁模式逐步推广


通过与钒资源优势企业构建长期合作关系,采用租赁钒电池电解液模式,可使钒电池在寿命终止时,由钒矿企业回收电解液,从而大幅降低钒电池储能系统初期投资总成本,同时解决使用后期废液处理问题。


3、钒电池规模化逐步形成


伴随相关政策出台以及供应链专门化、生产工艺专业化,叠加长期积累生产经验,推动钒电池逐步形成规模化、集群化效应,从而带动全行业成本降低。


来源:全球财说,华经产业研究院,科创板日报


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