近日,國家電投發(fā)布2023年度儲能系統(tǒng)電商化采購招標公告,總采購規(guī)模5.2GWh,其中包括4.2GWh磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)、1GWh液流電池儲能系統(tǒng)。這是液流電池繼2022年中核匯能集采后的又一次“GWh級”集采。
這次4h液流儲能系統(tǒng)招標要求儲能系統(tǒng)(電池單體的標稱功率≥45kW,儲能系統(tǒng)(含電池) 整體質(zhì)保5年。同時,要求投標人需具備電堆自主研發(fā)及生產(chǎn)能力,并且投標人近三年國內(nèi)累計供貨業(yè)績不低于5MWh,單體項目容量5MWh及以上的液流儲能系統(tǒng)投運業(yè)績。
從此次集采來看,液流電池規(guī)模化發(fā)展再近一步。事實上,液流電池在國內(nèi)外歷經(jīng)數(shù)十年發(fā)展,是起步最早的儲能技術(shù)路線之一。
2022年10月,國內(nèi)首個國家級大型化學儲能示范項目——液流電池儲能調(diào)峰電站在大連市正式并網(wǎng)發(fā)電。該項目由國家能源局批準,總建設規(guī)模為200MW/800MWh,項目一期工程并網(wǎng)規(guī)模為100MW/400MWh。該項目創(chuàng)下當時全球功率最大、容量最大液流電池儲能系統(tǒng)紀錄,同時也標志著全球液流電池技術(shù)步入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期階段。
從國內(nèi)液流電池總體表現(xiàn)來看,2021年及以前,液流電池基本處于小規(guī)模分散項目建設階段;2022年起,隨著百兆瓦級液流電池電站投入運行、下游儲能項目首次進行GWh級液流電池招標,行業(yè)發(fā)展提速明顯。時隔1年,再次出現(xiàn)GWh級液流電池招標,液流電池發(fā)展進入快車道。
具體來說,作為新型儲能重要代表,液流電池因其本征安全、技術(shù)成熟與長時儲能等優(yōu)勢,成為愈來愈被重視的技術(shù)路線。當前,液流電池在技術(shù)、產(chǎn)能等方面已形成了較大突破,液流電池產(chǎn)業(yè)化“箭在弦上”。
“本征安全+長時儲能”,液流電池賽道迎風而起
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,根據(jù)電解液中活性物質(zhì)的不同,液流電池又可分為全釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅鐵液流電池等。
其中全釩液流電池電解液為不同價態(tài)釩離子的硫酸溶液,是目前國內(nèi)示范項目規(guī)模最大的液流電池技術(shù)。鋅基液流電池(ZBF)指以鋅作為負極側(cè)活性物質(zhì)的液流電池。鋅基液流電池具有能量密度高、生產(chǎn)成本低、結(jié)構(gòu)簡單、無危廢產(chǎn)生可回收等優(yōu)勢,在大型儲能領域也將擁有廣闊應用前景。
截至2021底,國內(nèi)液流電池產(chǎn)業(yè)鏈已初步形成:電池電解液、儲存罐體和循環(huán)泵可實現(xiàn)100%國產(chǎn)化生產(chǎn)與配置,且成本相比國外同類產(chǎn)品更低,端板、電極和離子交換膜等材料打破國外壟斷,國產(chǎn)產(chǎn)品滲透率逐年提升。
在應用場合方面,液流電池正在與鋰離子電池形成差異化競爭,主要在4小時及以上,百兆瓦時以上的容量儲能場合進行推廣。相較平均儲能時長2小時的鋰電池,儲能時長超過2小時的液流電池可應對日漸重要的長時儲能需求。
截止2023年2月,我國的31個省、直轄市、自治區(qū)中已有27個已發(fā)布新能源配儲相關政策,明確“十四五”期間具體裝機目標的省份有18個。其中,甘肅、福建、湖北、吉林、遼寧、黑龍江、安徽所頒布的政策中,明確要求電源側(cè)配儲的調(diào)峰時長超過4個小時。未來隨著政策推進,將會有更多省份加入延長儲能調(diào)峰時長行列。
目前,國內(nèi)從事液流電池的機構(gòu)主要有中國科學院大連化學物理研究所、大連融科、北京普能、上海電氣、緯景儲能、清華大學、中科院沈陽金屬所、中南大學、星辰新能等科研院所和企業(yè),還有鈦白粉龍頭中核鈦白等公司跨界入局。
液流電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)
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越來越多研究表明,隨著電力市場對電力轉(zhuǎn)移需求增加,長時儲能需求正在迎來爆發(fā)。儲能市場正在抓緊發(fā)展鋅基、釩基等液流電池技術(shù)路線。液流電池儲能時長大于2小時,使用壽命超過20年,循環(huán)次數(shù)超過15000次等優(yōu)勢,更適合未來大量使用新能源的電網(wǎng)。
高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)預測,2025年國內(nèi)液流電池出貨量有望超過10GWh(按4小時測算,含出口),復合增速超90%。
規(guī)?;慨a(chǎn)在即,液流電池廠商全速突圍
目前儲能市場對于液流電池技術(shù)呈關注度逐漸加深、認可度逐步加大的態(tài)勢,裝機量也在快速提升。GGII預測,未來10年液流電池有望進入高速增長階段,其主要驅(qū)動力有:
1)液流電池技術(shù)與長時儲能匹配性高,電池循環(huán)壽命一般在10000次以上,沒有起火爆炸風險,功率與容量可分開設計,能根據(jù)具體容量靈活擴充儲能容量;
2)液流電池經(jīng)過過去十年的工程示范,國內(nèi)產(chǎn)業(yè)配套成熟度快速提升,制造成本下降明顯;隨著示范規(guī)模突破百兆瓦和頭部企業(yè)產(chǎn)能的擴張,其投資成本有望進一步下降;
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3)十四五儲能規(guī)劃提出重點支持百兆瓦液流電池技術(shù)項目示范,預計更多的央企和地方政府將會采用該技術(shù)路線。
2023年以來,液流儲能已經(jīng)進入產(chǎn)能、技術(shù)全速發(fā)展期。據(jù)不完全統(tǒng)計,僅今年3~6月,國內(nèi)在建及規(guī)劃液流電池產(chǎn)線便超過9條,產(chǎn)能規(guī)劃合計超過8.2GW,潛在年產(chǎn)值超過700億元。
今年1月,緯景儲能在江蘇鹽城啟用了國內(nèi)首條百兆瓦級的“液流電池智能產(chǎn)線”;今年8月,緯景儲能在廣東珠海打造的智能制造超G工廠已于8月底開始試生產(chǎn),全面投產(chǎn)后,年產(chǎn)能將達到6GWh,是國內(nèi)首個吉瓦級產(chǎn)能的液流電池工廠。這標志著,液流電池產(chǎn)業(yè)已邁入吉瓦時代,站到了產(chǎn)業(yè)化的窗口前。
在項目方面,液流電池已經(jīng)受到更廣泛市場的青睞。除了上述國電投GWh級招標外,今年5月10日,湖北省發(fā)改委公示了擬納入湖北省2023年新型儲能電站的試點示范項目清單,清單共包含21個項目,所需采購的試點示范項目規(guī)模達1GW(百萬KW)。招標需求中,全釩、鐵基、鋅基三種技術(shù)路徑的液流電池加起來,合計規(guī)模達到了480MW,占項目總規(guī)模的48%。
湖北省2023年新型儲能電站試點示范項目(液流電池部分)
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除了湖北省的招標外,其他地方如西藏、新疆,2022年平均配儲時長已超3小時,且在今年涌現(xiàn)出大量以長時儲能為主的建設項目。能源央、國企中核匯能、國家電投相繼開啟GWh液流電池項目招標,市場格局正明顯發(fā)生變化。
2022-2023主要液流電池招標(不完全)
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2023年以來,液流電池由于循環(huán)壽命長、安全性高、應用場景廣等優(yōu)點,成為儲能領域一股關鍵力量,成為長時儲能“首選”。
在技術(shù)方面,液流電池正在全速突破。當下,通過持續(xù)的迭代升級,國內(nèi)液流電池的頭部玩家基本已能做到電池循環(huán)使用2.5萬次無衰減,使用壽命普遍達到25年,可實現(xiàn)“光儲同壽”。
擁有本征安全、長時儲能等突出優(yōu)勢的液流電池,目前正在技術(shù)、產(chǎn)能的加持下全速突圍,在實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)后,成本存在可觀的下降空間,有望推動光電、風電等清潔能源進一步降低度電成本,充分參與和煤電的市場競爭,助力全球減少碳排放。
而中國在2030年、2060年實現(xiàn)碳達峰、碳中和的戰(zhàn)略目標,也決定了距離產(chǎn)業(yè)化僅一步之遙的液流電池,在井噴的市場需求下,將成為未來儲能產(chǎn)業(yè)的主力軍之一。
原標題:國家電投2023年度儲能系統(tǒng)“GWh級”集采背后:液流電池產(chǎn)業(yè)化“箭在弦上”