2023年全國(guó)可再生能源裝機(jī)約13.84億千瓦，已經(jīng)超過(guò)火電裝機(jī)

在“雙碳”目標(biāo)指引下，新能源發(fā)電裝機(jī)量不斷提升。國(guó)家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，截至2023年9月，全國(guó)可再生能源裝機(jī)約13.84億千瓦，約占我國(guó)總裝機(jī)的49.6%，已經(jīng)超過(guò)火電裝機(jī)。

但新能源發(fā)電的間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性等特點(diǎn)，決定了其需要通過(guò)儲(chǔ)能來(lái)消納和調(diào)頻調(diào)峰。當(dāng)鋰電池還占據(jù)新型儲(chǔ)能的主導(dǎo)地位時(shí)，液流電池作為新的技術(shù)路線，已經(jīng)逐漸成為資本市場(chǎng)的關(guān)注點(diǎn)。

作為更具安全性和滿足長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能要求的電池，2023年以來(lái)，液流電池進(jìn)入了產(chǎn)能、技術(shù)高速發(fā)展期。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅3~6月，國(guó)內(nèi)在建及規(guī)劃液流電池產(chǎn)線便超過(guò)9條，產(chǎn)能規(guī)劃合計(jì)超過(guò)8.2GW。

在產(chǎn)能高速發(fā)展的同時(shí)，如何擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模，降低新技術(shù)的度電成本，也成為業(yè)內(nèi)和應(yīng)用端討論的話題。近日，緯景儲(chǔ)能科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“緯景儲(chǔ)能”)的鋅鐵液流電池“超G工廠”在珠海投產(chǎn)。

液流電池更具安全性

據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)統(tǒng)計(jì)，截至2023年8月，全國(guó)已有24個(gè)省份公布“十四五”期間新型儲(chǔ)能裝機(jī)目標(biāo)，規(guī)劃中的新型儲(chǔ)能裝機(jī)合計(jì)超過(guò)67GW，是國(guó)家能源局提出的2025年達(dá)到30GW目標(biāo)的兩倍以上。其中，多個(gè)省份頒布的政策中，明確要求電源側(cè)配儲(chǔ)的調(diào)峰時(shí)長(zhǎng)超過(guò)4個(gè)小時(shí)。

目前，在儲(chǔ)能電池領(lǐng)域，鋰電池存在的儲(chǔ)能時(shí)間短、安全性有待提升、度電成本高等問(wèn)題還亟待改善。而鋅鐵液流電池具備安全性高、超長(zhǎng)壽命、4小時(shí)以上長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能等特點(diǎn)。

鋰電池長(zhǎng)期充放電過(guò)程中形成的鋰枝晶容易導(dǎo)致短路，甚至引起電芯爆炸。如果要增加儲(chǔ)電容量，就必須增加鋰的含量，從而帶來(lái)更高的安全風(fēng)險(xiǎn)。作為以液體為主的電池，鋅鐵液流電池是以兩種水性的電解液發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，來(lái)達(dá)到充放電的效果。“水系電解液就是一道安全屏障。”上述負(fù)責(zé)人解釋道。

在使用周期上，鋅鐵液流電池的電解液也不易衰減，在運(yùn)行過(guò)程中只需要簡(jiǎn)單地在線恢復(fù)，電解液的性能就可以重置。并且可以實(shí)現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)與能量?jī)?chǔ)存場(chǎng)所的分離，使得電池功率與儲(chǔ)能容量設(shè)計(jì)相對(duì)獨(dú)立，符合長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的要求。

而對(duì)于液流電池存在的缺點(diǎn)，液流電池存在能量密度低，轉(zhuǎn)換效率不高等問(wèn)題。不僅如此，“鋰電池的成本已經(jīng)不到10年前的10%了，液流電池的成本應(yīng)該是高于鋰電池的”。

儲(chǔ)能仍需降低度電成本

在技術(shù)和安全性之外，在業(yè)界看來(lái)，制約儲(chǔ)能大規(guī)模應(yīng)用的因素之一還是成本。不過(guò)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本已經(jīng)“卷”起來(lái)了。近日，國(guó)家電投2023年度儲(chǔ)能系統(tǒng)電商化采購(gòu)部分開(kāi)標(biāo)，該招標(biāo)的總采購(gòu)規(guī)模為5.2GWh，其中在0.5C系統(tǒng)報(bào)價(jià)中，最低價(jià)格已經(jīng)來(lái)到了0.644元/Wh。

相較于鋰電池，目前，液流電池的成本依然較高。降本需要大規(guī)模應(yīng)用，而大規(guī)模應(yīng)用又需要成本作為突破口。

新能源度電成本是發(fā)電成本與消納(儲(chǔ)能)成本之和。裝機(jī)成本只是儲(chǔ)能度電成本構(gòu)成要素的其中一個(gè)環(huán)節(jié)，只能反映出儲(chǔ)能相關(guān)設(shè)備的采購(gòu)價(jià)格。

具體到儲(chǔ)能的度電成本，可理解為裝機(jī)成本、電力損耗成本、運(yùn)維成本之和，再除以全生命周期存儲(chǔ)電量。其中，全生命周期存儲(chǔ)電量又等于容量、循環(huán)次數(shù)之乘積。

長(zhǎng)沙市場(chǎng)調(diào)研公司數(shù)據(jù)顯示，鋰電儲(chǔ)能的循環(huán)次數(shù)通常只有5000次左右。此外，鋰電池儲(chǔ)能站需要配置消防設(shè)施，會(huì)進(jìn)一步增加安全成本。緯景儲(chǔ)能表示，鋅鐵液流電池循環(huán)次數(shù)一般可達(dá)到30000次以上，使用壽命長(zhǎng)達(dá)25年，全生命周期的運(yùn)維成本更低。