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国家电投2023年度储能系统“GWh级”集采背后:液流电池产业化“箭在弦上”

2023-10-12 12:07:23
来源:中国储能网
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近日,国家电投发布2023年度储能系统电商化采购招标公告,总采购规模5.2GWh,其中包括4.2GWh磷酸铁锂储能系统、1GWh液流电池储能系统。这是液流电池继2022年中核汇能集采后的又一次“GWh级”集采。

  这次4h液流储能系统招标要求储能系统(电池单体的标称功率≥45kW,储能系统(含电池) 整体质保5年。同时,要求投标人需具备电堆自主研发及生产能力,并且投标人近三年国内累计供货业绩不低于5MWh,单体项目容量5MWh及以上的液流储能系统投运业绩。

  从此次集采来看,液流电池规模化发展再近一步。事实上,液流电池在国内外历经数十年发展,是起步最早的储能技术路线之一。

  2022年10月,国内首个国家级大型化学储能示范项目——液流电池储能调峰电站在大连市正式并网发电。该项目由国家能源局批准,总建设规模为200MW/800MWh,项目一期工程并网规模为100MW/400MWh。该项目创下当时全球功率最大、容量最大液流电池储能系统纪录,同时也标志着全球液流电池技术步入产业化发展初期阶段。

  从国内液流电池总体表现来看,2021年及以前,液流电池基本处于小规模分散项目建设阶段;2022年起,随着百兆瓦级液流电池电站投入运行、下游储能项目首次进行GWh级液流电池招标,行业发展提速明显。时隔1年,再次出现GWh级液流电池招标,液流电池发展进入快车道。

  具体来说,作为新型储能重要代表,液流电池因其本征安全、技术成熟与长时储能等优势,成为愈来愈被重视的技术路线。当前,液流电池在技术、产能等方面已形成了较大突破,液流电池产业化“箭在弦上”。

     

“本征安全+长时储能”,液流电池赛道迎风而起

  据业内人士介绍,根据电解液中活性物质的不同,液流电池又可分为全钒液流电池、铁铬液流电池、锌铁液流电池等。

  其中全钒液流电池电解液为不同价态钒离子的硫酸溶液,是目前国内示范项目规模最大的液流电池技术。锌基液流电池(ZBF)指以锌作为负极侧活性物质的液流电池。锌基液流电池具有能量密度高、生产成本低、结构简单、无危废产生可回收等优势,在大型储能领域也将拥有广阔应用前景。

  截至2021底,国内液流电池产业链已初步形成:电池电解液、储存罐体和循环泵可实现100%国产化生产与配置,且成本相比国外同类产品更低,端板、电极和离子交换膜等材料打破国外垄断,国产产品渗透率逐年提升。

  在应用场合方面,液流电池正在与锂离子电池形成差异化竞争,主要在4小时及以上,百兆瓦时以上的容量储能场合进行推广。相较平均储能时长2小时的锂电池,储能时长超过2小时的液流电池可应对日渐重要的长时储能需求。

  截止2023年2月,我国的31个省、直辖市、自治区中已有27个已发布新能源配储相关政策,明确“十四五”期间具体装机目标的省份有18个。其中,甘肃、福建、湖北、吉林、辽宁、黑龙江、安徽所颁布的政策中,明确要求电源侧配储的调峰时长超过4个小时。未来随着政策推进,将会有更多省份加入延长储能调峰时长行列。

  目前,国内从事液流电池的机构主要有中国科学院大连化学物理研究所、大连融科、北京普能、上海电气、纬景储能、清华大学、中科院沈阳金属所、中南大学、星辰新能等科研院所和企业,还有钛白粉龙头中核钛白等公司跨界入局。

液流电池产业链企业

   越来越多研究表明,随着电力市场对电力转移需求增加,长时储能需求正在迎来爆发。储能市场正在抓紧发展锌基、钒基等液流电池技术路线。液流电池储能时长大于2小时,使用寿命超过20年,循环次数超过15000次等优势,更适合未来大量使用新能源的电网。

  高工产业研究院(GGII)预测,2025年国内液流电池出货量有望超过10GWh(按4小时测算,含出口),复合增速超90%。

     

规模化量产在即,液流电池厂商全速突围

  目前储能市场对于液流电池技术呈关注度逐渐加深、认可度逐步加大的态势,装机量也在快速提升。GGII预测,未来10年液流电池有望进入高速增长阶段,其主要驱动力有:

  1)液流电池技术与长时储能匹配性高,电池循环寿命一般在10000次以上,没有起火爆炸风险,功率与容量可分开设计,能根据具体容量灵活扩充储能容量;

  2)液流电池经过过去十年的工程示范,国内产业配套成熟度快速提升,制造成本下降明显;随着示范规模突破百兆瓦和头部企业产能的扩张,其投资成本有望进一步下降;

  3)十四五储能规划提出重点支持百兆瓦液流电池技术项目示范,预计更多的央企和地方政府将会采用该技术路线。

  2023年以来,液流储能已经进入产能、技术全速发展期。据不完全统计,仅今年3~6月,国内在建及规划液流电池产线便超过9条,产能规划合计超过8.2GW,潜在年产值超过700亿元。

  今年1月,纬景储能在江苏盐城启用了国内首条百兆瓦级的“液流电池智能产线”;今年8月,纬景储能在广东珠海打造的智能制造超G工厂已于8月底开始试生产,全面投产后,年产能将达到6GWh,是国内首个吉瓦级产能的液流电池工厂。这标志着,液流电池产业已迈入吉瓦时代,站到了产业化的窗口前。

  在项目方面,液流电池已经受到更广泛市场的青睐。除了上述国电投GWh级招标外,今年5月10日,湖北省发改委公示了拟纳入湖北省2023年新型储能电站的试点示范项目清单,清单共包含21个项目,所需采购的试点示范项目规模达1GW(百万KW)。招标需求中,全钒、铁基、锌基三种技术路径的液流电池加起来,合计规模达到了480MW,占项目总规模的48%。

湖北省2023年新型储能电站试点示范项目(液流电池部分)

  除了湖北省的招标外,其他地方如西藏、新疆,2022年平均配储时长已超3小时,且在今年涌现出大量以长时储能为主的建设项目。能源央、国企中核汇能、国家电投相继开启GWh液流电池项目招标,市场格局正明显发生变化。

2022-2023主要液流电池招标(不完全)

  2023年以来,液流电池由于循环寿命长、安全性高、应用场景广等优点,成为储能领域一股关键力量,成为长时储能“首选”。

  在技术方面,液流电池正在全速突破。当下,通过持续的迭代升级,国内液流电池的头部玩家基本已能做到电池循环使用2.5万次无衰减,使用寿命普遍达到25年,可实现“光储同寿”。

  拥有本征安全、长时储能等突出优势的液流电池,目前正在技术、产能的加持下全速突围,在实现大规模量产后,成本存在可观的下降空间,有望推动光电、风电等清洁能源进一步降低度电成本,充分参与和煤电的市场竞争,助力全球减少碳排放。

  而中国在2030年、2060年实现碳达峰、碳中和的战略目标,也决定了距离产业化仅一步之遥的液流电池,在井喷的市场需求下,将成为未来储能产业的主力军之一。

发布人:caoyang
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