液流電池儲能產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)步推進

　　日前，國家發(fā)改委、國家能源局、國家數(shù)據(jù)局三部門印發(fā)的《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動方案(2024—2027年)》(以下簡稱《方案》)指出，圍繞不同應(yīng)用場景對爬坡速率、容量、長時間尺度調(diào)節(jié)及經(jīng)濟性、安全性的需求，探索建設(shè)一批液流電池、飛輪、壓縮空氣儲能、重力儲能、二氧化碳儲能、液態(tài)空氣儲能、鈉離子電池、鉛炭電池等多種技術(shù)路線的儲能電站。

　　在業(yè)內(nèi)人士看來，雖然液流電池占儲能裝機比重不高，但《方案》為液流電池等儲能方式提供了明確的政策支持，有助于引導資金和資源向液流電池技術(shù)傾斜，促進其研發(fā)和應(yīng)用，為技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級創(chuàng)造有利條件。

　　目前，我國液流電池儲能已形成完整產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)已逐步從探索培育期邁向發(fā)展推進期。為實現(xiàn)國內(nèi)液流電池儲能行業(yè)健康有序發(fā)展，下一步仍需要完善液流儲能市場機制、標準體系、迭代新技術(shù)以及探索液流與新型能源系統(tǒng)融合發(fā)展。

　　市場需求不斷高漲

　　作為一種長時儲能技術(shù)，液流電池在儲能時長方面具有顯著優(yōu)勢。國內(nèi)液流電池儲能項目中，液流電池儲能時長基本在4小時以上，部分項目儲能時長達6小時。

　　中國化學物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會近日發(fā)布的《2024中國液流電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》(以下簡稱《白皮書》)顯示，液流電池生產(chǎn)商積極推進液流電池擴產(chǎn)計劃，2023年國內(nèi)簽約、在建、投運液流電池生產(chǎn)線已超30條，涉及全釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池、鋅鐵液流電池、水系有機液流電池等多種技術(shù)路線，總產(chǎn)能達6GW/年，預計2025年我國液流電池產(chǎn)能有望躍升至30GW/年。預計2025年中國液流電池儲能累計裝機量占新型儲能累計裝機的比例將達到1.1%，到2030年和2035年該比例將提高到約2.2%和3.0%。

　　在國家政策支持和市場需求推動下，我國液流電池儲能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，液流電池儲能訂單快速釋放、新注冊企業(yè)增多、企業(yè)規(guī)模不斷擴大。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2022年和2023年我國液流電池儲能行業(yè)接收訂單規(guī)模超過11.3GWh，較2021年及以前訂單總量增長超過10倍，這反映出液流電池儲能應(yīng)用需求的高漲。旺盛的訂單需求助推液流電池儲能相關(guān)企業(yè)快速擴張。去年新進入企業(yè)數(shù)量增加較快，產(chǎn)業(yè)集群初步形成，預計未來產(chǎn)業(yè)擴產(chǎn)速度逐步加快，市場競爭將日趨激烈。

　　我國的液流電池行業(yè)正從探索培育階段逐步過渡到發(fā)展推進階段。《白皮書》顯示，我國液流電池產(chǎn)業(yè)鏈已有超過95%的環(huán)節(jié)實現(xiàn)國產(chǎn)化，全鏈條國產(chǎn)化程度的提高為未來進一步降本增效創(chuàng)造了可能。

　　“液流電池技術(shù)自發(fā)明以來，歷時二十余年，近幾年才顯著實現(xiàn)國產(chǎn)化。在此之前，我們不得不依賴于價格昂貴的進口離子交換膜。”毅富能源科技總經(jīng)理張成表示，如今，液流電池的眾多部件已成功實現(xiàn)國產(chǎn)化，這一轉(zhuǎn)變極大地促進了液流電池行業(yè)的發(fā)展。

　　仍存在不足與挑戰(zhàn)

　　2023年以來，全釩、鋅鐵、鐵鉻、全鐵等多種液流電池技術(shù)路線蓬勃發(fā)展，液流電池已進入產(chǎn)能、技術(shù)全速發(fā)展期。但液流電池產(chǎn)業(yè)化仍面臨一些不足。

　　“技術(shù)層面仍有較大優(yōu)化改進空間。”中國化學物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會秘書長劉勇對《中國能源報》記者表示，相對于其他儲能產(chǎn)品，液流電池具有壽命長、能量密度高、技術(shù)成熟度高的優(yōu)點，但其功率密度和能量密度指標有待進一步提升，需要開發(fā)新型電解液體系，優(yōu)化電堆制造、電力管控系統(tǒng)設(shè)計等要素，以顯著提升液流電池的單位體積、單位質(zhì)量的功率和儲放能力，使整體儲能效率達到80%以上。

　　張成認為，在當前市場推廣與技術(shù)開發(fā)過程中，電解液的優(yōu)化是有效降低液流電池裝機成本的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，電解液的制備成本相對較高，我國石煤釩資源豐富，然而在提純及制備電解液的過程中，成本極高。若能對電解液的制備路徑優(yōu)化、簡化流程，將有望顯著降低液流電池儲能電解液的成本。

　　業(yè)內(nèi)人士認為，液流電池成本仍然有下降空間，在目前鋰電池成本不斷降低的情況下，液流電池成本競爭力和商業(yè)模式需要供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)一起努力，協(xié)同增效降成本。2023年，電池級碳酸鋰的價格不斷下跌，因此，鋰電儲能系統(tǒng)均價與2023年初相比接近“腰斬”。在這種情況下，儲能用戶更多傾向于采購磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)，液流電池成本雖有較大降低，但在同等招標條件下，依然面臨較大成本壓力。“值得注意的是，離子交換膜‘防穿刺’須提升自主研發(fā)生產(chǎn)能力，以降低成本。此外，要建立和完善電堆、電解液、雙極板、流道板、專用管道等核心原材料和零部件的供應(yīng)鏈保障能力和工程化應(yīng)用集成能力。”劉勇直言。

　　另外，目前液流電池行業(yè)標準體系不健全，制約其規(guī)?；瘧?yīng)用，下一步要積極完善液流電池儲能產(chǎn)品、系統(tǒng)和工程建設(shè)技術(shù)標準體系，推動產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。

　　需拓展多場景應(yīng)用

　　雖然我國液流電池儲能已形成較完整產(chǎn)業(yè)鏈，但在提高技術(shù)水平、完善標準體系、降低綜合成本、拓展應(yīng)用場景等方面仍有較大空間。

　　“盡管國內(nèi)液流電池儲能行業(yè)已經(jīng)出臺一系列標準，但目前針對液流電池的具體標準體系仍有待完善。建議完善液流電池在智能制造、規(guī)劃設(shè)計、施工安裝、智能運維、物流運輸?shù)葮藴式ㄔO(shè)工作，建立保障液流電池產(chǎn)品全生命周期應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)鏈標準體系。”劉勇坦言，未來需進一步支持液流電池技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，依靠技術(shù)突破提高產(chǎn)業(yè)價值。比如，積極支持電解液、離子膜等關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新，以提高能量密度和能量轉(zhuǎn)換效率等性能指標。此外，還需要優(yōu)化電堆制造工藝，以達到降本增效的目的。

　　在業(yè)內(nèi)人士看來，液流電池儲能項目尚未實現(xiàn)全面商業(yè)化，產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然需要主管部門的支持。目前，各級主管部門通過示范項目、典型工程等支持液流電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并落地較多示范項目，建議相關(guān)企業(yè)深入總結(jié)相關(guān)示范項目的經(jīng)驗與不足，加快液流電池長時儲能的市場推廣和應(yīng)用。

　　“下一步，可積極探索液流電池長時儲能與其他新型能源系統(tǒng)和服務(wù)相結(jié)合，拓展應(yīng)用場景和商業(yè)模式。”劉勇表示，液流電池作為一種安全、高效、環(huán)保的儲能技術(shù)，具有長時儲能的巨大潛力和靈活性，可以與太陽能、風能、電動汽車充電站、智能建筑、智慧交通等多領(lǐng)域能源系統(tǒng)相結(jié)合，形成相互賦能的能源供應(yīng)模式。

　　文丨中國能源報記者 蘇南