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釩電池VS鋰電池,誰能引領(lǐng)未來
日期:2022-10-17   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_miaowanying 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
過去的九月,中國的釩電池市場迎來了兩個標(biāo)志性的事件。

9月20日,三峽能源新疆250MW/1GWh全釩液流儲能項目開工。據(jù)悉,這國內(nèi)首個GWh級全釩液流電池項目,將于2023年底前并網(wǎng)。

9月29日,首個國家級大型化學(xué)儲能示范項目、全球最大的全釩液流電池儲能電站,大連液流電池儲能調(diào)峰電站(200MW/800MWh)一期工程(100MW/400MWh)已并入遼寧電網(wǎng),預(yù)計10月中旬投用。

相較當(dāng)前的儲能“一哥”鋰電池儲能,釩電池看似正在成為儲能賽道的新寵,這帶來了一個疑問,釩電池VS鋰電池,釩電池會是未來嗎?

釩電池優(yōu)勢顯著

釩電池的第一個優(yōu)點是安全性高。

由于釩電池的電解液基質(zhì)采用水性溶液,使用過程中沒有固相反應(yīng),因此不存在起火、爆炸等風(fēng)險;且過充過放也只會造成水的電解,通過將產(chǎn)生的氫氣及時排出即可保證安全使用;平時電解液和電堆分開存放,也成功避免了自放電現(xiàn)象。

釩電池的第二個優(yōu)點是擴容簡單。

釩電池能方便應(yīng)用模塊化管理,功率和容量可以單獨設(shè)計,通過將多組儲能單元并聯(lián)接入母線,便可構(gòu)建起更大規(guī)模的儲能系統(tǒng)。因此擴容簡單,相較于磷酸鐵鋰電池,在大容量的情形下不會增加額外的安全性風(fēng)險。

釩電池的第三個優(yōu)點是循環(huán)壽命長。

釩電池在使用中不會發(fā)生物理變化,電池容量損失很小。即使電池使用時間過長,性能下降,也可以通過修復(fù)電解液的活性來恢復(fù)。

釩電池的使用壽命往往在10年以上,可充放電15000次以上,是鋰電池的3倍以上。在開頭提到的大連儲能電站,釩電池的充放電次數(shù)可以超過2萬次。

釩電池第四個優(yōu)點是全生命周期成本較低。

釩電池初始投資成本較高,但由于釩電池的循環(huán)壽命較長,因此在全生命周期成本方面有一定優(yōu)勢。

劣勢不容忽視

釩電池能量密度低是一大劣勢。

由于釩的分子質(zhì)量比較大,釩電池的能量密度只有12-40Wh/kg,只有鋰電池的十分之一,但體積卻是鋰電池的3-5倍,極大地阻礙了釩電池在消費電子和動力電池中的應(yīng)用。

其次,釩電池的初期安裝成本太高。

由于其產(chǎn)業(yè)鏈的不完善,其目前的初裝成本是鋰電池的兩倍以上,可能要等到量產(chǎn)后才能達到低于鋰電池的水平。

同時,釩電池對環(huán)境溫度有著接近苛刻的要求。

最高不能超過45°C,因為一旦超過這個溫度,正極溶液中就將析出沉淀物堵塞流道,使其報廢。然而,對于電池來說,電解液只要在反應(yīng)就會放熱,45°C是一個非常容易達到的溫度。

釩電池VS鋰電池

釩電池VS鋰電池,其不同點主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

電池結(jié)構(gòu):

釩電池的電解液和電堆是相互獨立的,因此釩電池設(shè)計靈活,可以按需組合、定制。不過釩電池的體積要比鋰電池大得多。

釩電池的功率單元和容量單元是相互獨立的“解耦設(shè)計”,擴容性強,模塊化設(shè)計,更利于實現(xiàn)大規(guī)模和低成本的長時儲能。

釩液流電池輸出功率由電池堆棧所具有的數(shù)量和大小決定,儲能容量大小主要取決于電解液的體積和濃度,可根據(jù)需求任意調(diào)整容量;鋰電池容量增長非線性,擴容邊際成本高。

安全性:

由于鋰離子電池使用高度易燃的有機電解液,存在熱失控情形下的爆燃風(fēng)險,只能降低概率而無法絕對避免。據(jù)光大證券統(tǒng)計,從2011年到2022年4月,全球總計發(fā)生34起儲能電站爆炸事件,其中由鋰電池引起的事故高達32起。

相比之下,全釩液流電池是水系循環(huán)體系,本身不可燃,也不發(fā)生熱累積,正負極活性物質(zhì)反應(yīng)溫和,因此具有本征安全性。

礦產(chǎn)資源占有量:

釩資源自主可控。截至2021年底,中國釩資源儲量占全球39%,產(chǎn)量占全球68%,均處全球第一。而鋰資源中國儲量占比僅7%,資源集中于智利(41%)、澳大利亞(25%)、阿根廷(10%)。

成本:

短期內(nèi),鋰離子電池的初始投資成本低于全釩液流電池,主要原因在于全釩液流電池缺乏規(guī)模效應(yīng)。但長期來看,全釩液流電池在全生命周期內(nèi)的平均成本遠低于鋰離子電池,而且初始投資成本還有較大的下降空間。

目前,鋰電池的裝機量在全國占比90%,但是,在大規(guī)模、大容量的儲能需求場景中,釩電池蓄勢待發(fā)。據(jù)中信證券稱,預(yù)計2030年長時儲能裝機量將達到150GW,國內(nèi)釩電池累計新增24GW。日趨火熱的市場和極具潛力的增長空間似乎正在逐步證明,釩電池或許真的有望引領(lǐng)儲能的未來。

原標(biāo)題:釩電池VS鋰電池,誰能引領(lǐng)未來
 
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