发布时间:2022-12-09 13:45:09
国家实施“双碳”战略,确立了储能产业战略性支撑的地位,明确了储能产业的规模,清晰了要满足2030年碳达峰、2060年碳中和的节点目标。同时,提出储能要安全、好用(成熟可靠)、经济、可持续,要“靠谱”,钒电池储能在这样的大背景下,充满机遇。
(图:中国科学院金属研究所研究员、博士生导师 严川伟)
一、储能及新型储能市场规模巨大
到2030年,我国风电、光伏装机1800GW (占总装机25%),储能234GW (配储13%),抽蓄113GW,新型储能121GW,市场规模将达到1万亿元 (以储能4h, 2000元/kWh计)。
到2050年,我国风电、光伏装机5570GW (占总装机74%) ,储能830GW(配储15%),抽蓄170GW,新型储能660GW,市场规模将达到5万亿元 (以储能4h, 2000元/kWh计)。
二、大规模储能的主要赛道
抽水蓄能技术成熟,适合大规模长时储能,对环境条件要求高,可建设的资源极有限,建设周期长(约需要7-8年);压缩空气技术成熟,适合大规模长时储能,效率较低,但新型压缩空气储能技术效率可达60%以上;全钒液流电池,水性电池体系,环保安全;循环寿命长、适应性强、经济性潜力大、技术的天花板高。
可见,抽水蓄能、压缩空气和液流电池在储能应用中各有优势和局限性,彼此优势互补构成了支撑“双碳”战略的大规模长时储能赛道。
钒电池技术已趋于成熟:表现在可靠性方面,能够像其它电气设备一样稳定工作;成本已接近商业运作要求。
当然,锂离子电池产业链成熟,性能良好,在储能应用上具有潜力,但显然它与钒电池不属于同一赛道:它在较短和较小规模的储能应用上能更好地发挥其技术特性,并可有效规避其安全上的局限性。
三、钒电池技术现状与趋势
产业链基本状态。电解液:经由五氧化二钒制备电解液的工艺成熟可靠,可满足产业的大规模产品需求,而直接由浸出液直接制备电解液的短流程工艺也已开始工程化验证,有望实现降低电解液制备成本20-30%。膜:树脂合成已基本实现国产化,膜产品制备已实现连续化批量生产制造。双极板:当前产品工艺可满足产业需求。电极:当前产品工艺可满足产业当前需求,但打通上游工艺技术环节对进一步发展紧迫而至关重要。
产业预期。 全钒液流电池的技术与成本已满足商业发展要求,形成了基本产业链。总体而言,钒电池已经具备全面启动市场化发展的条件。