中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：全釩液流電池，俗稱(chēng)“釩電池”，是當(dāng)前液流電池中發(fā)展時(shí)間最長(zhǎng)、技術(shù)最成熟、商業(yè)化程度最高的一種技術(shù)。釩電池具有高安全性、循環(huán)壽命長(zhǎng)、度電成本低、在大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ葍?yōu)勢(shì)，從而能夠迅速獲得關(guān)注。全釩液流電池BMS電控系統(tǒng)具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)釩電池充放電狀態(tài)的全面監(jiān)測(cè)、以及電池各部件的完善保護(hù)，對(duì)提升整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量效率、經(jīng)濟(jì)性和可靠性起到關(guān)鍵作用，確保全釩液流儲(chǔ)能系統(tǒng)的高性能穩(wěn)定發(fā)揮及正常運(yùn)行。液流電池的定義與原理
液流電池是一種新型蓄電池，是一種利用某些元素(通常是金屬)氧化狀態(tài)下的能量差異來(lái)儲(chǔ)存或釋放能量的電化學(xué)轉(zhuǎn)換裝置。不同類(lèi)別的液流電池具有不同的化學(xué)成分，包括最常用的釩以及不常用的鋅-溴、多硫化物-溴、鐵-鉻和鐵-鐵。
根據(jù)電化學(xué)反應(yīng)中活性物質(zhì)的不同，水系/混合液流電池又分為鐵鉻液流電池、全釩液流電池、鋅基液流電池、鐵基液流電池等。
液流電池主要利用正負(fù)極兩側(cè)溶液中活性物質(zhì)氧化還原狀態(tài)的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)充放電。如下圖所示，液流電池主要由電堆和兩個(gè)電解液儲(chǔ)罐構(gòu)成。電解液儲(chǔ)存在電堆外部的儲(chǔ)液罐中，通過(guò)泵輸送至電堆內(nèi)部，在電極處進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)后的活性物質(zhì)隨著電解液流回外部?jī)?chǔ)罐。在陽(yáng)極和陰極之間是隔膜，可選擇性地允許支持電解質(zhì)透過(guò)以保持電解質(zhì)平衡。
液流電池示意圖
鐵鉻液流電池
是最早被提出的液流電池技術(shù)，初期由美國(guó)能源部支持，由美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）科學(xué)家進(jìn)行研究。
2019年11月，由國(guó)家電投集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司（國(guó)家電投中央研究院）研發(fā)的首個(gè)31.25 kW鐵鉻液流電池電堆（“容和一號(hào)”）成功下線。2020年12月，建成了250MW/ 1.5MW?h液流電池光儲(chǔ)示范項(xiàng)目。
鐵鉻液流電池在技術(shù)上仍存在一些問(wèn)題，如：負(fù)極的析氫問(wèn)題，降低了電池的能量效率；正負(fù)極電解液的互串交叉污染，會(huì)降低電池容量和效率，導(dǎo)致所用離子傳導(dǎo)膜需要高選擇性，而目前進(jìn)口全氟磺酸膜的成本較高；鉻氧化還原性差，電池的最佳工作溫度較高等。
全釩液流電池
是目前商業(yè)化程度最高和技術(shù)成熟度最強(qiáng)的液流電池技術(shù)。1978年，意大利Pellegri等人第1次在專(zhuān)利中提及全釩液流電池。全釩液流電池是目前技術(shù)成熟度最高的液流電池技術(shù)，具有能量效率高(>80%)、循環(huán)壽命長(zhǎng)(>20000次循環(huán))、功率密度高等特點(diǎn)，適用于大中型儲(chǔ)能場(chǎng)景。然而，對(duì)于全釩液流電池來(lái)說(shuō)，釩電解液成本約占據(jù)電池成本的60%，大大提高了初始投資門(mén)檻。
國(guó)外代表性企業(yè)：日本住友電氣工業(yè)株式會(huì)社，北美UET、Invinity（由redT和Avalon合并)，德國(guó)Voltstorage公司、巴西Largo公司（收購(gòu)Vionx energy）；
國(guó)內(nèi)代表性企業(yè)：北京普能世紀(jì)科技有限公司（兼并了國(guó)際知名的加拿大VRB集團(tuán))、大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司、湖南省銀峰新能源有限公司、樂(lè)山晟嘉電氣股份有限公司、國(guó)家能源集團(tuán)、陜西華銀科技股份有限公司、上海電氣集團(tuán)、中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司等全釩液流電池研發(fā)公司。
鋅溴液流電池
最早由美國(guó)?？松梨诠荆‥xxon Mobil Corporation）發(fā)明。電池正極采用Br-/Br2電對(duì)，負(fù)極采用Zn2+/Zn電對(duì)。正極充電時(shí)Br-被氧化成Br2單質(zhì)，Br2單質(zhì)會(huì)與溶液中的相關(guān)物質(zhì)結(jié)合，沉降在電解質(zhì)溶液底部，因此鋅溴液流電池是一種單沉積液流電池。鋅溴液流電池是除全釩液流電池以外商業(yè)化較為成功的液流電池技術(shù)。在國(guó)外的應(yīng)用方面，早期鋅溴液流電池由于其優(yōu)秀的模塊化設(shè)計(jì)、低成本、高安全特性，被更多地應(yīng)用在用戶側(cè)套利、提高供電穩(wěn)定性方面，使用規(guī)模較小。近年來(lái)，可再生能源的快速發(fā)展使得鋅溴液流電池在發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)開(kāi)始被大規(guī)模應(yīng)用。
具有代表性的公司有美國(guó)ZBB公司、Primus Power公司，住友電工以及澳大利亞Redflow公司等。
國(guó)內(nèi)代表企業(yè)，技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上主要以北京百能匯通科技有限責(zé)任公司、安徽美能儲(chǔ)能系統(tǒng)有限公司、陜西華銀、特變電工股份有限公司等公司為主。
相關(guān)文獻(xiàn)提出鋅溴液流電池的循環(huán)壽命可達(dá)6000次以上，能量效率可達(dá)70%。4h儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的鋅溴液流電池系統(tǒng)的成本為2000~3000元/(kW?h)。
鋅鎳單液流電池
于2007年由防化研究所的程杰研究員、楊裕生院士開(kāi)發(fā)，其同時(shí)結(jié)合鋅鎳二次電池與液流電池的優(yōu)勢(shì)。與鋅溴單液流電池結(jié)構(gòu)類(lèi)似，鋅鎳單液流電池正負(fù)極采用同一種電解質(zhì)，無(wú)需離子交換膜，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
在產(chǎn)業(yè)化方面，國(guó)內(nèi)主要有超威集團(tuán)、張家港智電芳華公司和大連化物所，國(guó)外的美國(guó)紐約城市大學(xué)和英國(guó)埃塞克斯大學(xué)分別在2009年和2016年進(jìn)行了該技術(shù)的開(kāi)發(fā)。
在應(yīng)用方面，鋅鎳液流電池目前仍處于商業(yè)示范階段。實(shí)驗(yàn)室階段鋅鎳液流電池的綜合性能較佳，也進(jìn)行了初步的應(yīng)用示范，但由于鎳價(jià)快速上漲，鋅鎳單液流電池的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力快速減弱，技術(shù)的開(kāi)發(fā)和部署處于較為停滯的階段。在技術(shù)層面，鋅枝晶與積累導(dǎo)致的電池短路以及壽命降低問(wèn)題還需要進(jìn)一步研究，鋅鎳單液流電池的正負(fù)極面積容量低且功率與容量不能完全解耦，以及電池正極需要高成本燒結(jié)鎳才能保障較長(zhǎng)壽命的問(wèn)題有待解決。
目前，據(jù)相關(guān)廠商資料，鋅鎳單液流電池的循環(huán)壽命可達(dá)10000次以上，能量效率可達(dá)80%。鋅鎳單液流電池系統(tǒng)的成本約2600~3500元/(kW?h)。
鋅鐵液流電池
堿性鋅鐵液流電池于1981年被提出，之后有中性和酸性鋅鐵液流電池出現(xiàn)，但后兩者未達(dá)到工程化應(yīng)用的程度。堿性鋅鐵液流電池開(kāi)路電壓較高，搭配多孔膜和多孔電極后可以在較高的電流密度下長(zhǎng)期循環(huán)；酸性鋅鐵液流電池充分利用了鐵離子在酸性介質(zhì)中溶解度高、電化學(xué)性能穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，但負(fù)極側(cè)受pH影響較大；中性鋅鐵液流電池由于其無(wú)毒無(wú)害、環(huán)境溫和逐漸受到關(guān)注，與多孔膜結(jié)合可有效降低電池成本。無(wú)論哪種鋅鐵液流電池，負(fù)極側(cè)都存在鋅枝晶和面容量有限的缺點(diǎn)，成為鋅鐵液流電池產(chǎn)業(yè)化必須考慮的問(wèn)題。
在美國(guó)，鋅鐵液流電池的商業(yè)化應(yīng)用開(kāi)始較早，且在源網(wǎng)荷端均有應(yīng)用案例，美國(guó)VIZn公司為其中的代表性公司。在國(guó)內(nèi)，重慶信合啟越科技有限公司同長(zhǎng)沙理工大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了鋅鐵液流電池的產(chǎn)業(yè)化工作，并設(shè)計(jì)出了相應(yīng)樣機(jī)，推進(jìn)了相關(guān)器件的國(guó)產(chǎn)化工作，大連化物所同金尚新能源科技集團(tuán)股份有限公司合作進(jìn)行自主研發(fā)的10kW級(jí)堿性鋅鐵液流電池儲(chǔ)能示范系統(tǒng)于2020年在金尚新能源科技股份有限公司廠區(qū)內(nèi)投入運(yùn)行。
在技術(shù)上，鋅鐵液流電池同其他沉積型電池和鋅電池的問(wèn)題一樣，面臨著鋅枝晶與功率和容量不能完全解耦的問(wèn)題，其負(fù)極面容量較低。同時(shí)，鋅鐵液流電池作為一種較新的液流電池，其離子傳導(dǎo)膜等相關(guān)部件產(chǎn)業(yè)鏈不夠成熟，也大大制約了其商業(yè)化推廣和應(yīng)用。
根據(jù)文獻(xiàn)和相關(guān)廠家資料，鋅鐵液流電池的循環(huán)壽命可達(dá)15000次以上，能量效率可達(dá)80%。2018年VIZn公司宣稱(chēng)其鋅鐵液流電池系統(tǒng)安裝成本低于2300元/(kW?h)，目前，鋅鐵液流電池的能量成本可達(dá)約2000元/(kW?h)。
鋅空氣液流電池
北京化工大學(xué)的潘軍青教授在2009年提出了一種鋅空氣液流電池。該電池在充電過(guò)程中，正極發(fā)生氧析出反應(yīng)，鋅離子會(huì)在金屬負(fù)極沉積為金屬鋅；在放電過(guò)程中，正極發(fā)生氧還原反應(yīng)，負(fù)極上的鋅溶解，以鋅離子的狀態(tài)保存到電解液中。
目前，對(duì)于鋅空氣液流電池的研發(fā)，加拿大ZINC8公司和美國(guó)EOS公司具有代表性。國(guó)內(nèi)如北京化工大學(xué)、江蘇沃泰豐能公司等也進(jìn)行了相關(guān)的研究工作，但距離產(chǎn)業(yè)化還有一定距離。
在技術(shù)上，鋅空氣液流電池同其余大部分鋅液流電池一樣，也面臨著鋅枝晶的問(wèn)題。同時(shí)，其還面臨著電流密度低、氧析出氧還原雙效催化劑開(kāi)發(fā)不全面的問(wèn)題。
目前，ZINC8對(duì)外宣稱(chēng)其鋅空氣液流電池的循環(huán)壽命可達(dá)20000次以上，能量效率為65%，EOS則宣稱(chēng)其產(chǎn)品循環(huán)壽命可達(dá)5000次，能量效率可達(dá)65%-75%。據(jù)ZINC8官網(wǎng)和EOS公司最近簽訂的合同數(shù)據(jù)，其4h儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)產(chǎn)品的成本分別約為2000、1100元/(kW?h)。
全鐵液流電池
由Hruska和Savinell在1981年進(jìn)行了描述。與釩相比，鐵具有更高的實(shí)用性和更低的成本。全鐵液流電池分為酸性和堿性體系，酸性全鐵液流電池在商業(yè)開(kāi)發(fā)上較為成熟。
目前，全鐵液流電池的商業(yè)化公司為北美的ESS公司，德國(guó)Voltstorage公司除開(kāi)發(fā)全釩液流電池外，也同相關(guān)大學(xué)合作開(kāi)發(fā)全鐵液流電池（其稱(chēng)鐵鹽電池，iron-salt battery)，但未達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用階段。
全鐵液流電池的技術(shù)問(wèn)題主要在于同鐵鉻液流電池類(lèi)似的負(fù)極析氫反應(yīng)以及需要抑制氫氧化鐵沉淀的生成。這些問(wèn)題會(huì)大大降低電池的運(yùn)行效率，減小電池容量，同時(shí)有堵塞離子傳導(dǎo)膜的風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)內(nèi)對(duì)于該體系液流電池的研究與商業(yè)化開(kāi)發(fā)報(bào)道較少。
以上各種技術(shù)路線對(duì)比如下：
高性能鋅基液流電池
此外，2022年7月6日，中科院金屬研究所研究人員在深入理解碘氧化還原反應(yīng)機(jī)制的基礎(chǔ)上，提出了一種基于聚碘絡(luò)合物的碘正極溶液，有效解鎖了碘正極容量，實(shí)現(xiàn)了鋅碘液流電池的高能長(zhǎng)效循環(huán)運(yùn)行。
改進(jìn)后的鋅碘液流電池放電容量顯著提升了58%，在70%能量效率下穩(wěn)定循環(huán)600圈，為開(kāi)發(fā)高性能鋅碘液流電池提供了新的途徑。
巔峰儲(chǔ)能結(jié)論
1、長(zhǎng)期來(lái)看，全釩液流電池在儲(chǔ)能方向會(huì)是鋰電池的替代品。全釩液流電池為目前應(yīng)用最廣泛的液流電池技術(shù)，具備適合大規(guī)模儲(chǔ)能、能源轉(zhuǎn)換效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、充電便捷的優(yōu)勢(shì)。且電池系統(tǒng)功率和容量相互獨(dú)立，適合大規(guī)模儲(chǔ)能場(chǎng)景；同時(shí)全釩液流電池充放電性能好，能量轉(zhuǎn)換效率高。
2、從下游應(yīng)用場(chǎng)景看，液流電池發(fā)揮價(jià)值主要用于電網(wǎng)調(diào)峰、應(yīng)急發(fā)電裝置、電動(dòng)車(chē)車(chē)用電源等領(lǐng)域。
3、國(guó)家政策層面，隨著國(guó)家“雙碳”目標(biāo)確立，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整加快，新能源發(fā)電的裝機(jī)量不斷增加，與之相應(yīng)的儲(chǔ)能需求也日漸攀升。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委、能源局《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，2025年我國(guó)新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到30GW以上，儲(chǔ)能裝機(jī)需求將快速增長(zhǎng)。目前，很多地方政府都對(duì)新增的新能源發(fā)電項(xiàng)目做了配儲(chǔ)比例的要求。相比于抽水蓄能，電化學(xué)儲(chǔ)能電站建造周期短，而且沒(méi)有地理?xiàng)l件限制，其滲透率逐漸提升。同時(shí)，政府也出臺(tái)了一系列的政策，鼓勵(lì)發(fā)展新型儲(chǔ)能技術(shù)。2022年2月，國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》，將百兆瓦級(jí)液流電池技術(shù)納入“十四五”新型儲(chǔ)能核心技術(shù)裝備攻關(guān)重點(diǎn)方向之一。6月，兩部門(mén)又聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步推動(dòng)新型儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)和調(diào)度運(yùn)用的通知》，明確了新型儲(chǔ)能作為獨(dú)立儲(chǔ)能的市場(chǎng)地位。這些政策的出臺(tái)對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)具有重要促進(jìn)作用。
2022年11月，中核匯能GWh級(jí)全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)集采開(kāi)標(biāo)，吸引了國(guó)內(nèi)幾乎全部的主要釩電池系統(tǒng)廠商，競(jìng)爭(zhēng)激烈。
在這10家競(jìng)逐企業(yè)里，有大連融科、上海電氣等釩電池領(lǐng)域的老大哥，也有開(kāi)封時(shí)代、液流儲(chǔ)能科技這樣的新面孔。
最終，該項(xiàng)目有5家企業(yè)中標(biāo)，且價(jià)格差額較大。最高中標(biāo)價(jià)的3.62元/Wh和最低中標(biāo)價(jià)的2.2元/Wh差額達(dá)1.42元，這樣的價(jià)格差也反應(yīng)了釩電池企業(yè)在技術(shù)水平、成本控制、市場(chǎng)策略等方面的較大差異。
目前的國(guó)內(nèi)釩電池行業(yè)，從成立時(shí)間上來(lái)分類(lèi)，大連融科、北京普能和上海電氣這些老玩家可稱(chēng)之為先驅(qū)者；國(guó)潤(rùn)儲(chǔ)能與偉力得和液流儲(chǔ)能公司為代表的新生力量可稱(chēng)之為新勢(shì)力。新舊兩股力量在技術(shù)、市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中，攪動(dòng)著釩電池市場(chǎng)，使之從平靜的湖水逐漸匯入翻涌著巨浪的江河。
釩電池出身與技術(shù)背景
從其出身和技術(shù)背景來(lái)分類(lèi)，釩電池企業(yè)中，有脫胎于科研院所的自研技術(shù)，多為校企合作模式，以大連融科為代表；有通過(guò)收購(gòu)其他企業(yè)獲得相應(yīng)技術(shù)，引進(jìn)吸收再升級(jí)，以北京普能為代表。
大連融科是中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的技術(shù)轉(zhuǎn)化企業(yè)。中科院化物所團(tuán)隊(duì)在張華民帶領(lǐng)下，早于2000年就開(kāi)始從事全釩液流電池的研發(fā)。
據(jù)公開(kāi)資料，大連融科在電解液研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域擁有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是全球最大的規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)釩電解液的企業(yè)，占據(jù)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)份額的80%。大連融科領(lǐng)先的高性能系列電堆研制和儲(chǔ)能成套產(chǎn)品設(shè)計(jì)與建造能力，技術(shù)水平處于國(guó)際領(lǐng)先地位。
大連融科總經(jīng)理王曉麗聲稱(chēng)，其釩電池技術(shù)較同行相比，優(yōu)勢(shì)在于與中科院大連化物所長(zhǎng)期合作，持續(xù)保持了對(duì)研發(fā)的巨大投入，使得產(chǎn)品的性能和品質(zhì)不斷完善，進(jìn)而在產(chǎn)品價(jià)格、效率、占地等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。大連融科形成了相對(duì)完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系，引領(lǐng)本技術(shù)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的制定。
大連融科成立于2008年，幾乎是在同一時(shí)間，北京普能于2009年通過(guò)收購(gòu)加拿大VRB Power Systems公司專(zhuān)利、商標(biāo)、技術(shù)、設(shè)備材料等，一躍成為全球釩液流儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。
普能分別于2010年、2016年、2021年實(shí)現(xiàn)Gen 1 VRB MW-ESS?、Gen 2 VRB MW-ESS?、Gen 3 VRB MW-ESS?產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)，并啟動(dòng)100MW級(jí)釩電池儲(chǔ)能項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。
普能從一代、二代到三代產(chǎn)品核心的電堆已經(jīng)做到了75千瓦，應(yīng)該說(shuō)是國(guó)內(nèi)單體電堆的最大功率，并且拿到了電科院的認(rèn)證。在儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)超過(guò)6小時(shí)的情況下，普能VRB-ESS®的初始投資（$/KW)與抽水蓄能接近。
在中國(guó)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)萌發(fā)之初，普能和融科對(duì)釩電池的布局，在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)被業(yè)界高度關(guān)注著。
而國(guó)資的上海電氣自2011年開(kāi)始組建液流儲(chǔ)能團(tuán)隊(duì)，這要晚于普能和融科。上海電氣通過(guò)10年時(shí)間的不斷嘗試和改進(jìn)，基本完成了全釩液流儲(chǔ)能系列化產(chǎn)品從研發(fā)設(shè)計(jì)到平臺(tái)測(cè)試，再到生產(chǎn)制造及規(guī)模應(yīng)用的階梯化遞進(jìn)。
目前的公開(kāi)信息稱(chēng)，上海電氣通過(guò)自主研發(fā)攻克了電池關(guān)鍵材料、電池密封、電池自動(dòng)化生產(chǎn)及系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，上海電氣如今已掌握液流電池的核心技術(shù)。
民企偉力得的前身晟嘉電氣成立于2004年3月，從2016年開(kāi)始涉足全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)，現(xiàn)對(duì)外宣稱(chēng)擁有GW級(jí)產(chǎn)能，在國(guó)內(nèi)擁有五大生產(chǎn)基地。
公開(kāi)資料稱(chēng)，偉力得的研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用首創(chuàng)的“電堆激光焊接全密封技術(shù)”解決了全釩液流電池因傳統(tǒng)工藝導(dǎo)致的電堆漏液?jiǎn)栴}這一行業(yè)痛點(diǎn)，大大提高了電池使用壽命、安全性及環(huán)境友好度，大幅降低儲(chǔ)能電站后期設(shè)備維護(hù)成本，有力推動(dòng)了釩電池技術(shù)市場(chǎng)化應(yīng)用。
到了2022年，一家名為液流儲(chǔ)能的公司出現(xiàn)，就像是一條鯰魚(yú)，攪動(dòng)了釩電池市場(chǎng)。
液流儲(chǔ)能由天恩能源有限公司和江蘇泛宇能源有限公司共同出資1億元成立，其技術(shù)來(lái)源為泛宇能源，泛宇能源的大股東為王瑾，王瑾同時(shí)任職液流儲(chǔ)能公司的CEO。留美期間，王瑾任職于美國(guó)硅谷多家燃料電池及液流電池公司的研發(fā)部。也就是說(shuō)，液流儲(chǔ)能這家新勢(shì)力的技術(shù)來(lái)源主要為王瑾。
液流儲(chǔ)能的科技核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)目前有十余位博士在硅谷進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研發(fā)，該公司宣傳其是國(guó)內(nèi)唯一一家擁有全套硅谷三代液流電池技術(shù)的公司，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)唯一一家保留硅谷全部技術(shù)團(tuán)隊(duì)的液流電池公司。
據(jù)公開(kāi)資料，該公司的鹽酸基釩電池能量密度提升了20%，工作溫度上限擴(kuò)展到了65℃；同時(shí)該研發(fā)團(tuán)隊(duì)還解決了釩電池氣體析出問(wèn)題，運(yùn)行安全得到進(jìn)一步保障。本文開(kāi)頭提到的2.2元/Wh的最低價(jià)正是來(lái)自于該公司，這一價(jià)格顯著低于其他同行。
上海寰泰儲(chǔ)能科技股份有限成立于2021年，計(jì)劃2023年年底在A股上市，是一家以"全釩液流儲(chǔ)能系統(tǒng)”為核心業(yè)務(wù)，集自主研發(fā)、制造、銷(xiāo)售及服務(wù)為一體的創(chuàng)新科技企業(yè)。自成立以來(lái)，公司已在上海、酒泉、敦煌、瓜州、嘉善等地設(shè)立研發(fā)、生產(chǎn)機(jī)構(gòu)，以形成全釩液流儲(chǔ)能、產(chǎn)品的研發(fā)、制造、銷(xiāo)售與服務(wù)體系。公司申請(qǐng)專(zhuān)利67項(xiàng)，入選上海市2022年度能源領(lǐng)域首臺(tái)套重大技術(shù)裝備項(xiàng)目、成為了上海市松江區(qū)G60科創(chuàng)走廊一類(lèi)重點(diǎn)扶持企業(yè)。
資源和市場(chǎng)的爭(zhēng)奪！在釩電池的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，釩礦資源首當(dāng)其沖。
人言“得釩者得天下”，雖略顯夸張，但釩礦資源的重要性絕非戲言。
釩電池的電解液成本約占總成本的40%，上游釩資源的價(jià)格波動(dòng)嚴(yán)重影響釩電池的整裝成本。為了避免卡脖子的情況出現(xiàn)，聰明的釩電池玩家積極布局釩礦資源，向釩電池全產(chǎn)業(yè)鏈延伸。這其中就包括大連融科和偉力得。
2022年10月，大連融科與釩鈦股份合資成立四川釩融儲(chǔ)能科技有限公司，圍繞全釩液流電池電解液技術(shù)研發(fā)、加工生產(chǎn)、市場(chǎng)銷(xiāo)售、租賃等展開(kāi)業(yè)務(wù)，未來(lái)兩年有望投建6萬(wàn)立方米/年釩電解液產(chǎn)能。
兩個(gè)月之后，大連融科又與玉龍股份簽訂《戰(zhàn)略合作協(xié)議》，雙方將采取包括設(shè)立合資公司、技術(shù)授權(quán)或產(chǎn)品代工等方式，在全釩液流電解液、高純度釩產(chǎn)品、儲(chǔ)能裝備制造等領(lǐng)域開(kāi)展多種合作。
同樣有此布局的是偉力得。2022年7月，四川偉力得與中核鈦白簽署《全釩液流電池儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈》戰(zhàn)略合作協(xié)議。雙方前期將重點(diǎn)開(kāi)發(fā)甘肅省內(nèi)釩礦資源，并全力在國(guó)內(nèi)外獲取優(yōu)質(zhì)釩礦資源，所獲資源全部由雙方設(shè)立的合資公司持有經(jīng)營(yíng)，同時(shí)雙方將共同成立“甘肅澤通偉力得釩材料有限公司”，主營(yíng)釩電解液制造，釩礦資源勘探、開(kāi)采，釩資源綜合利用開(kāi)發(fā)，釩礦附屬金屬冶煉開(kāi)發(fā)利用。
有了釩礦資源，產(chǎn)品價(jià)格就有了競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品出貨量就有了保障。
自2022年以來(lái)，釩電池的商業(yè)化取得了顯著進(jìn)展，項(xiàng)目數(shù)量和裝機(jī)規(guī)模預(yù)計(jì)將持續(xù)增加，這將帶來(lái)釩電池市場(chǎng)的繁榮，同時(shí)也將帶來(lái)第一輪的市場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)。
目前來(lái)看，在市場(chǎng)爭(zhēng)奪方面，大連融科、北京普能和上海電氣走到了最前面。
2022年10月30日，由大連融科承建的全球最大液流電池儲(chǔ)能電站（100兆瓦/400兆瓦時(shí)）成功并網(wǎng)，刷新儲(chǔ)能行業(yè)紀(jì)錄，穩(wěn)固了釩液流電池大規(guī)模、高安全、長(zhǎng)壽命的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)地位。截至目前，融科儲(chǔ)能稱(chēng)其已在國(guó)內(nèi)外實(shí)施近40項(xiàng)全釩液流電池工程項(xiàng)目，累計(jì)裝機(jī)容量超過(guò)559MWh。
公開(kāi)信息稱(chēng)，融科儲(chǔ)能下設(shè)大連融科儲(chǔ)能裝備公司，是儲(chǔ)能電池裝備的生產(chǎn)主體，建成了全球規(guī)模最大、現(xiàn)代化程度最高的全釩液流電池儲(chǔ)能裝備生產(chǎn)基地。
公開(kāi)資料稱(chēng)，北京普能在全球12個(gè)國(guó)家安裝了近70個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目，累計(jì)容量接近100MWh，持續(xù)運(yùn)行時(shí)間超過(guò)80萬(wàn)小時(shí)。正在開(kāi)發(fā)待建、項(xiàng)目達(dá)到2GWh。
該公司分別在北京、襄陽(yáng)布局兩個(gè)制造基地，北京生產(chǎn)基地具備100MW/500MWh年產(chǎn)能，襄陽(yáng)生產(chǎn)基地目前已建成100MW產(chǎn)能；未來(lái)3~5年將分期升級(jí)建成GW級(jí)產(chǎn)能。
上海電氣儲(chǔ)能科技有限公司已完成30余項(xiàng)液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目，自主研發(fā)的MW級(jí)集裝箱式全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)成功中標(biāo)國(guó)家電投45萬(wàn)千瓦風(fēng)電場(chǎng)配套液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目、國(guó)家電投海陽(yáng)1MW/2MWh液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目等代表性項(xiàng)目。
目前，上海電氣儲(chǔ)能科技有限公司已建成釩電池儲(chǔ)能自動(dòng)化生產(chǎn)線，年產(chǎn)能250MW/1GWh。
新勢(shì)力玩家也不甘落后。
譬如，液流儲(chǔ)能僅成立短短一年，就先后拿下華電國(guó)際萊城發(fā)電廠1MW/6MWh鐵鉻液流電池長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能電站、中核郯城1MW-4MWh液流電池儲(chǔ)能電站，以及中核匯能釩電池項(xiàng)目，并于7月份建成國(guó)內(nèi)首個(gè)鹽酸基全釩液流儲(chǔ)能電站。
整體來(lái)看，釩電池的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)才剛剛開(kāi)始，正面戰(zhàn)場(chǎng)的較量還未全面展開(kāi)，浸淫多年的先驅(qū)者，和那些新進(jìn)入的新勢(shì)力，當(dāng)下的重點(diǎn)工作依然是技術(shù)積淀、資源及市場(chǎng)的戰(zhàn)略布局，而真正的較量展開(kāi)之時(shí)，也將是釩電池市場(chǎng)全面走向商業(yè)化之時(shí)，到那時(shí)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下帶來(lái)的第一輪洗牌也將到來(lái)。
5月17日，液流儲(chǔ)能科技有限公司與包頭市九原區(qū)人民政府舉行《5GW液流電池全產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目》簽約儀式。
液流儲(chǔ)能科技有限公司擬總投資60億元，在包頭市九原工業(yè)園區(qū)投資建設(shè)5GW液流電池全產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目，包括內(nèi)蒙古液流儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)園，全釩/鐵鉻電解液、電堆、隔膜、電極、雙極板研發(fā)生產(chǎn)及儲(chǔ)能系統(tǒng)集成等。
項(xiàng)目共分三期建設(shè)，全部建成投產(chǎn)后預(yù)計(jì)整個(gè)項(xiàng)目可實(shí)現(xiàn)每年450億元營(yíng)業(yè)收入，年納稅額約32.8億元。
內(nèi)蒙古市場(chǎng)是液流儲(chǔ)能科技有限公司的重要戰(zhàn)略型市場(chǎng)之一，此次布局的包頭液流電池全產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目是貫徹落實(shí)內(nèi)蒙古自治區(qū)打造新能源及儲(chǔ)能裝備制造全產(chǎn)業(yè)鏈布局的重要舉措，可極大帶動(dòng)包頭地區(qū)鉻鐵礦產(chǎn)、化工原料（鹽酸和硫酸）、石墨材料、電氣設(shè)備、裝備制造等產(chǎn)業(yè)的鏈條式發(fā)展。
該項(xiàng)目建成后將為包頭市打造儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)基地、搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)注入更加強(qiáng)勁的動(dòng)能。
5月12日，攀枝花市發(fā)布《“中國(guó)釩電之都”——攀枝花市釩電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2023-2030年)》，搶抓儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展新機(jī)遇，充分發(fā)揮攀枝花市發(fā)展釩電池產(chǎn)業(yè)得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢(shì)和雄厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)，全力建設(shè)“中國(guó)釩電之都”。
四川省委十二屆二次全會(huì)明確提出，支持攀枝花高質(zhì)量發(fā)展建設(shè)共同富裕試驗(yàn)區(qū)和世界級(jí)釩鈦產(chǎn)業(yè)基地，支持“三州一市”共建全國(guó)重要清潔能源基地。為深入貫徹國(guó)家“碳達(dá)峰碳中和”戰(zhàn)略，積極落實(shí)四川省加快釩電池產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展的工作要求，攀枝花市委、市政府高度重視、高位推進(jìn)、積極作為。
根據(jù)《規(guī)劃》，按照“資源就地轉(zhuǎn)化，產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展，材料裝備雙輪驅(qū)動(dòng)”的總體思路，重點(diǎn)打造釩電池“裝備制造+材料(1+1)”特色產(chǎn)業(yè)集群，建設(shè)“中國(guó)釩電之都”；構(gòu)建“釩電池+鋰/鈉儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能、抽水蓄能”的“1+N”儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)體系，培育發(fā)展千億儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)。到2025年，力爭(zhēng)形成電堆800MW(占全省規(guī)劃1GW的80%)和2GWh釩電池容量生產(chǎn)能力，產(chǎn)值100億元，約占全國(guó)釩電池儲(chǔ)能市場(chǎng)的28%；儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)到500億元。到2030年，形成1.5GW電堆和4GWh的釩電池成套裝備和系統(tǒng)集成能力，產(chǎn)值280億元，約占全國(guó)釩電池儲(chǔ)能市場(chǎng)的35%；儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到1100億元。
重點(diǎn)任務(wù)為，2023—2025年，聚焦電堆、釩電解液、示范應(yīng)用三個(gè)重點(diǎn)，搶占釩電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)；2026—2030年，重點(diǎn)發(fā)展釩電解液、釩電池制造和應(yīng)用推廣三個(gè)方面，做好回收服務(wù)、技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新三項(xiàng)工作，建成釩電池全產(chǎn)業(yè)鏈。
加強(qiáng)商業(yè)模式創(chuàng)新，支持電堆制造企業(yè)與上游釩加工企業(yè)以資源、資本、技術(shù)等多種方式深度綁定，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈一體化。發(fā)揮釩電解液金融屬性，建立能源金屬儲(chǔ)備基金，探索實(shí)現(xiàn)釩電解液租賃或者回收等新商業(yè)模式，降低應(yīng)用項(xiàng)目初始投入。深入推進(jìn)制造業(yè)與服務(wù)業(yè)融合，加強(qiáng)釩電池全生命周期技術(shù)及產(chǎn)品服務(wù)，做好釩電池就地恢復(fù)、再生或者回收服務(wù)。
在園區(qū)布局上，根據(jù)《攀枝花市工業(yè)園區(qū)“十四五”產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》及園區(qū)條件、現(xiàn)有項(xiàng)目，形成“2+1”釩電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)園區(qū)和“1+2+2”鋰/鈉儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)園區(qū)。
為加強(qiáng)《規(guī)劃》落地落實(shí)，攀枝花市從加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)、要素保障、政策支持、招商引資、人才引育和營(yíng)造良好環(huán)境6個(gè)方面提出《規(guī)劃》實(shí)施的保障措施。
攀枝花市將以《規(guī)劃》為引領(lǐng)，充分利用釩鈦鋼鐵、陽(yáng)光、清潔能源三大資源，端好“鐵飯碗”、做強(qiáng)“鈦釩碗”、創(chuàng)造“金飯碗”，統(tǒng)籌推進(jìn)“水風(fēng)光氫儲(chǔ)”五位一體，加快發(fā)展釩電池儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈，搶占新賽道，培育新引擎，打造釩電池儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展高地，引領(lǐng)釩電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，打響四川動(dòng)力電池外的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的第二張“王牌”。
