日前，國家發(fā)改委、國家能源局、國家數據局三部門(mén)印發(fā)的《加快構建新型電力系統行動(dòng)方案（2024—2027年）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《方案》）指出，圍繞不同應用場(chǎng)景對爬坡速率、容量、長(cháng)時(shí)間尺度調節及經(jīng)濟性、安全性的需求，探索建設一批液流電池、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(xiàn)的儲能電站。
在業(yè)內人士看來(lái)，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(jìn)其研發(fā)和應用，為技術(shù)進(jìn)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(jìn)期。為實(shí)現國內液流電池儲能行業(yè)健康有序發(fā)展，下一步仍需要完善液流儲能市場(chǎng)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融合發(fā)展。
市場(chǎng)需求不斷高漲
作為一種長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)，液流電池在儲能時(shí)長(cháng)方面具有顯著(zhù)優(yōu)勢。國內液流電池儲能項目中，液流電池儲能時(shí)長(cháng)基本在4小時(shí)以上，部分項目?jì)δ軙r(shí)長(cháng)達6小時(shí)。
中國化學(xué)物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )儲能應用分會(huì )近日發(fā)布的《2024中國液流電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《白皮書(shū)》）顯示，液流電池生產(chǎn)商積極推進(jìn)液流電池擴產(chǎn)計劃，2023年國內簽約、在建、投運液流電池生產(chǎn)線(xiàn)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(xiàn)，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(chǎng)需求推動(dòng)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)規模不斷擴大。統計數據顯示，2022年和2023年我國液流電池儲能行業(yè)接收訂單規模超過(guò)11.3GWh，較2021年及以前訂單總量增長(cháng)超過(guò)10倍，這反映出液流電池儲能應用需求的高漲。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(jìn)入企業(yè)數量增加較快，產(chǎn)業(yè)集群初步形成，預計未來(lái)產(chǎn)業(yè)擴產(chǎn)速度逐步加快，市場(chǎng)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(guò)渡到發(fā)展推進(jìn)階段。《白皮書(shū)》顯示，我國液流電池產(chǎn)業(yè)鏈已有超過(guò)95%的環(huán)節實(shí)現國產(chǎn)化，全鏈條國產(chǎn)化程度的提高為未來(lái)進(jìn)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(lái)，歷時(shí)二十余年，近幾年才顯著(zhù)實(shí)現國產(chǎn)化。在此之前，我們不得不依賴(lài)于價(jià)格昂貴的進(jìn)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(shí)現國產(chǎn)化，這一轉變極大地促進(jìn)了液流電池行業(yè)的發(fā)展。
仍存在不足與挑戰
2023年以來(lái)，全釩、鋅鐵、鐵鉻、全鐵等多種液流電池技術(shù)路線(xiàn)蓬勃發(fā)展，液流電池已進(jìn)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(jìn)空間。”中國化學(xué)物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )儲能應用分會(huì )秘書(shū)長(cháng)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(cháng)、能量密度高、技術(shù)成熟度高的優(yōu)點(diǎn)，但其功率密度和能量密度指標有待進(jìn)一步提升，需要開(kāi)發(fā)新型電解液體系，優(yōu)化電堆制造、電力管控系統設計等要素，以顯著(zhù)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(chǎng)推廣與技術(shù)開(kāi)發(fā)過(guò)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(guò)程中，成本極高。若能對電解液的制備路徑優(yōu)化、簡(jiǎn)化流程，將有望顯著(zhù)降低液流電池儲能電解液的成本。
業(yè)內人士認為，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(jià)格不斷下跌，因此，鋰電儲能系統均價(jià)與2023年初相比接近“腰斬”。在這種情況下，儲能用戶(hù)更多傾向于采購磷酸鐵鋰儲能系統，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(zhuān)用管道等核心原材料和零部件的供應鏈保障能力和工程化應用集成能力。”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?；瘧?，下一步要積極完善液流電池儲能產(chǎn)品、系統和工程建設技術(shù)標準體系，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。
需拓展多場(chǎng)景應用
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、拓展應用場(chǎng)景等方面仍有較大空間。
“盡管?chē)鴥纫毫麟姵貎δ苄袠I(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、規劃設計、施工安裝、智能運維、物流運輸等標準建設工作，建立保障液流電池產(chǎn)品全生命周期應用的產(chǎn)業(yè)鏈標準體系。”劉勇坦言，未來(lái)需進(jìn)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(jià)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)內人士看來(lái)，液流電池儲能項目尚未實(shí)現全面商業(yè)化，產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然需要主管部門(mén)的支持。目前，各級主管部門(mén)通過(guò)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)深入總結相關(guān)示范項目的經(jīng)驗與不足，加快液流電池長(cháng)時(shí)儲能的市場(chǎng)推廣和應用。
“下一步，可積極探索液流電池長(cháng)時(shí)儲能與其他新型能源系統和服務(wù)相結合，拓展應用場(chǎng)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(cháng)時(shí)儲能的巨大潛力和靈活性，可以與太陽(yáng)能、風(fēng)能、電動(dòng)汽車(chē)充電站、智能建筑、智慧交通等多領(lǐng)域能源系統相結合，形成相互賦能的能源供應模式。
