液流儲能電池步入快速發(fā)展階段

　　在不久前，中國科學院大連化學物理研究所儲能技術(shù)研究部的李先鋒團隊，經(jīng)過不懈努力，成功研發(fā)出新一代70kW級高功率密度全釩液流電池單體電堆。這一創(chuàng)新成果不僅將功率提升至70kW，相較于原先的30kW有了顯著增長，而且成本還降低了40%。更令人振奮的是，這一技術(shù)革新使20尺的250kW儲能單元模塊得以升級為500kW儲能單元模塊，既減少了體積又降低了系統(tǒng)配套設(shè)施的成本。全釩液流電池的經(jīng)濟性和可靠性因此得到了進一步提升。

　　2023年，液流電池的發(fā)展勢頭強勁。在雙碳背景和可再生能源占比迅速提升的驅(qū)動下，長時儲能的需求日益增長。相比短時儲能，長時儲能更能有效降低電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力，提高能源利用效率。政策層面，配儲的要求也在逐步提高，從最初的鼓勵引導到成為并網(wǎng)標配，比例和時長都在上升。據(jù)統(tǒng)計，截至2023年底，多個省份明確提出配置4小時以上長時儲能，部分示范項目甚至達到6-8小時。而液流電池作為最具競爭優(yōu)勢的長時儲能技術(shù)，無疑迎來了發(fā)展的春天。

　　安全性和經(jīng)濟性是儲能技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵指標。國家能源局在2023年3月發(fā)布的《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求(2023版)》中，再次強調(diào)了對中大型電化學儲能電站的安全性要求。相比之下，液流電池具有本征安全、循環(huán)壽命更長、全生命周期成本低等優(yōu)勢。這些優(yōu)勢使得液流電池的項目招標不斷加速推進。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2023年1-11月，公開的液流電池招投標數(shù)量達到69個，招標容量達到8.2GW，是2022年的27倍。市場需求的大幅增長推動了液流電池市場規(guī)模的持續(xù)擴大。

　　在多樣化的市場需求下，液流電池進入了產(chǎn)能和技術(shù)的高速發(fā)展期。據(jù)機構(gòu)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，中國液流電池出貨規(guī)模約為500MW。隨著技術(shù)的不斷進步和市場需求的持續(xù)增長，液流電池的市場空間將進一步擴大。

　　04 產(chǎn)能擴張

　　液流電池行業(yè)正在經(jīng)歷產(chǎn)能爆發(fā)增長期，產(chǎn)能供不應求的現(xiàn)象愈發(fā)嚴重。2023年的液流電池招標容量已超過現(xiàn)有產(chǎn)能，顯示出市場對液流電池的強烈需求。為了滿足這一需求，多家液流電池生產(chǎn)商正在推進擴產(chǎn)計劃。緯景儲能、北京普能、星辰新能等企業(yè)紛紛加入投產(chǎn)大軍，使2023年的液流電池產(chǎn)能達到了6GW，并有望在2025年躍升至30GW。展望未來，液流電池行業(yè)將迎來一輪又一輪的增資擴產(chǎn)熱潮。

　　2023年，液流電池行業(yè)的投資熱度空前高漲。主流液流電池企業(yè)成為了投資機構(gòu)爭相追逐的對象。某主流企業(yè)表示，今年接待的投資機構(gòu)數(shù)量眾多，甚至應接不暇。另一家投資機構(gòu)則透露，盡管企業(yè)本輪融資已經(jīng)完成，但下一輪融資已被預定完畢。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2023年主流液流電池企業(yè)獲得了近30億元的融資，其中融科儲能作為液流電池領(lǐng)域的明星企業(yè)，4月獲得了超10億元的B+輪融資。這些融資活動的主要目的在于擴大產(chǎn)能，緩解行業(yè)產(chǎn)能不足的問題。

　　全釩液流電池仍然是2023年液流電池項目招投標的主體，數(shù)據(jù)顯示其系統(tǒng)價格持續(xù)維持下降趨勢。2023年4h儲能系統(tǒng)成交價范圍在2.3-2.8元/Wh，平均成交價約為2.5元/Wh。這一趨勢主要是由于電解液和電堆方面的價格持續(xù)降低。預計到2024年，全釩液流電池系統(tǒng)的價格有望降至2-2.2元/Wh，而“十四五”期末更是有望實現(xiàn)1.7元/Wh的水平。這表明液流電池正逐步成為儲能領(lǐng)域的主力軍，但與此同時，它仍面臨著一些挑戰(zhàn)和問題。

　　盡管液流電池的全生命周期成本較低，但對于投資者而言，項目的啟動門檻卻相對較高。目前國內(nèi)投資項目的回收期一般在5-8年左右，而液流電池則需要更長的時間才能展現(xiàn)出其成本優(yōu)勢。在當前儲能技術(shù)百花齊放的背景下，各技術(shù)路線的成本都在不斷下降。例如，2023年鋰電池儲能電芯的價格已經(jīng)降至0.4-0.5元/Wh，系統(tǒng)價格也相應下降至0.7-0.8元/Wh。相比之下，液流電池的高初裝成本讓許多投資者望而卻步。

　　為了降低成本，液流電池行業(yè)需要關(guān)注電解液和電堆兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的降本路徑。電解液方面，目前的主要問題是利用率不高，導致V2O5的用量居高不下。為此，需要進一步完善電解液添加劑的研發(fā)工作，降低單kWh V2O5用量、規(guī)?；档筒牧铣杀?、電解液租賃等方面也需要進一步優(yōu)化。電堆方面，主要通過國產(chǎn)替代降低離子交換膜價格或開發(fā)其他類型的離子交換膜。目前市場主流產(chǎn)品為美國Nafion膜，國產(chǎn)替代方面東岳未來、科潤新材料等廠商正在積極開發(fā)并取得量產(chǎn)進展。其他類型的離子交換膜方面以中科院大連化物所的張華民團隊研發(fā)的非氟多孔膜正在小批量試用中。

　　液流電池的能量密度遠低于鋰電池是一個不爭的事實。鋰電池的能量密度高達300-400Wh/kg是全釩液流電池的10-15倍。較低的能量密度導致液流電池在達到同等儲電量時體積更大因此如何提高能量密度、提升電解液利用率成為行業(yè)亟待解決的問題這也是提高液流電池性能的關(guān)鍵所在

　　從整體上看液流電池儲能和鋰電池儲能并非絕對的零和博弈關(guān)系兩者在各自領(lǐng)域都有一定的優(yōu)勢和應用場景。鋰電池儲能產(chǎn)業(yè)鏈完善技術(shù)成熟度高成本不斷下降規(guī)模效益明顯疊加鋰電池儲能占地面積相對小建設(shè)運輸靈活在表后市場仍將是主流技術(shù)路線。而在表前市場大規(guī)模長時儲能領(lǐng)域液流電池儲能將直接與鋰電儲能競爭兩者不會完全是替代關(guān)系而會是交叉疊加需求互補彼出于是是亦因彼。