1.全釩液流電池:潛力巨大的長時儲能形式
1.1.全釩液流電池是目前技術(shù)成熟度*高的液流電池技術(shù)
液流電池是一種具備較大潛力的電化學(xué)儲能技術(shù)。液流電池概念*早由日本科學(xué)家 Ashimura 和 Miyake 于 1971 年提出,1974 年 NASA 科學(xué)家 L. H. Thaller 以 FeCl2 和 CrCl3 作為正 負(fù)*活性物質(zhì)構(gòu)建了全球第一款具有實際意義的液流電池模型。與一般的固態(tài)電池不同,液 流電池的正*和負(fù)*以電解質(zhì)溶液的形式儲存于電池外部的儲罐中,通過正、負(fù)*電解質(zhì)溶 液活性物質(zhì)發(fā)生可逆的氧化還原反應(yīng)來實現(xiàn)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化。液流電池能量密度相 對較低,但在使用壽命、充放電深度、系統(tǒng)容量等方面具有較大優(yōu)勢,因此在大規(guī)模儲能領(lǐng) 域正得到越來越多的關(guān)注。全釩液流電池是目前技術(shù)*為成熟、產(chǎn)業(yè)化程度*高的液流電池技術(shù)。根據(jù)電*活性物質(zhì)的 不同,液流電池可分為多種技術(shù)路線,其中已有商業(yè)化應(yīng)用的代表體系包括全釩、鐵鉻、鋅 溴等。從技術(shù)成熟度的角度出發(fā),目前全釩液流電池處于*位臵,其*早由澳大利亞新南 威爾士大學(xué)的Skyllas-Kazacos教授及其團(tuán)隊于1985年開創(chuàng),日本住友電工、加拿大VRB、 國內(nèi)大連化物所等機(jī)構(gòu)從20世紀(jì)90年代起相繼開始進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的研究,目前國內(nèi)外均有幾 十至百MWh級別商業(yè)化項目投運。相較而言,鐵鉻液流電池存在析氫反應(yīng)和鉻離子電化學(xué) 反應(yīng)活性不足等問題,鋅溴電池的單體容量則相對有限,目前基本處于工程化示范階段。
1.2.全釩液流電池具備安全、長壽、靈活等多方面優(yōu)勢
1.2.1.安全性
相較于鋰離子電池,全釩液流電池具有更好的安全性。對于鋰離子電池而言,一旦電池內(nèi)部 出現(xiàn)短路或工作溫度過高,電解液就*易發(fā)生分解、氣化,進(jìn)而引發(fā)電池燃燒或爆炸,造成 *大的安全隱患。而全釩液流電池的電解液為釩離子的酸性水溶液,在常溫常壓下運行,不 存在熱失控風(fēng)險,具有本征安全性。根據(jù)實證結(jié)果,在理論 * SOC 下,即便將正負(fù)* 電解液直接互混,溫度由 32℃升至 70℃,全釩液流電池系統(tǒng)不會產(chǎn)生燃燒、起火等風(fēng)險。因此,對于人員密集、規(guī)模比較大、安全性要求較高的儲能場景,全釩液流電池是一種更為 安全穩(wěn)定的技術(shù)。全釩液流電池更高的安全性使其可以采取更為緊密的排布方式,從而在項目層面減少土地的 占用。相較于鋰離子電池,全釩液流電池在單體能量密度上存在較大差距,例如大連融科 20 尺儲能集裝箱產(chǎn)品 TPower 的儲能容量為 0.5MWh,而當(dāng)前主流鋰電池儲能集成商的 20 尺 集裝箱系統(tǒng)儲存容量一般超過 3MWh。但是對于大型儲能項目,鋰離子電池儲能系統(tǒng)需要滿 足更為嚴(yán)格的消防及安全標(biāo)準(zhǔn),因此在集裝箱的排布上必須留出更大的安全距離。住建部 2022 年 6 月發(fā)布的《電化學(xué)儲能電站設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)》中明確指出鋰離子電池預(yù)制 艙長邊及短邊間距均不宜小于 3m,同時鋰離子電池設(shè)備宜分區(qū)布臵,屋外電池預(yù)制艙(柜) 布臵分區(qū)內(nèi)儲能系統(tǒng)額定能量不宜超過 50MWh,相鄰分區(qū)的間距不應(yīng)小于 10m,而對于全 釩液流電池,征求意見稿并未作出相應(yīng)的規(guī)定。部分建成及在建全釩液流電池儲 能電站和鋰電池儲能電站的占地面積情況,就這些項目而言全釩液流電池儲能電站的單位占 地面積明顯小于鋰電池儲能電站。因此,我們認(rèn)為全釩液流電池的本征安全性可以使其采取 更為緊密的排布方式,從而部分彌補(bǔ)其在能量密度上的劣勢,節(jié)省儲能項目的土地占用。
1.2.2.長壽命、低衰減
全釩液流電池循環(huán)次數(shù)明顯優(yōu)于鋰離子電池,且生命周期內(nèi)容量可完全恢復(fù),生命周期內(nèi)度 電容量可利用率高。一方面,全釩液流電池使用不同價態(tài)的釩離子作為電池的活性物質(zhì),反 應(yīng)過程僅為釩離子的價態(tài)變化,不涉及液固相變,且克服了電解質(zhì)交叉污染的問題;另一方 面,全釩液流電池的在充放電過程中電*材料不參與電化學(xué)反應(yīng),屬于惰性電*,電*和雙 *板等材料穩(wěn)定性好,不涉及更換;此外,針對全釩液流電池因電解液在正負(fù)*之間的遷移 和副反應(yīng)造成的釩離子價態(tài)失衡帶來的容量衰減問題,一般可以通過低成本的物理和化學(xué)手 段進(jìn)行恢復(fù)。因此,全釩液流電池理論上具備*長的循環(huán)壽命,而從早期項目的實證情況來 看,全釩液流電池長壽命的優(yōu)點亦得到了充分驗證。
例如住友電工 2005-2007 年實施的 4MW/6MWh 全釩液流電池系統(tǒng)配合風(fēng)場在三年間進(jìn)行了20多萬次的充放電,大連融科與國 電龍源合作投運的 5MW/10MWh 全釩液流電池系統(tǒng)從2012年12月并網(wǎng)至今已有9年多的日歷使用時間,效率和容量均未見衰減。相較而言,目前磷酸鐵鋰電池的循環(huán)次數(shù)僅為 5000-10000 次,若考慮到儲能系統(tǒng)中電芯一致性的問題,則系統(tǒng)層面的循環(huán)壽命往往更低, 同時鋰離子電池的可用容量亦會隨著循環(huán)次數(shù)的增加而明顯下降。因此,我們認(rèn)為從全生命 周期的角度來看,全釩液流電池具備一定的優(yōu)勢。
1.2.3.靈活性
全釩液流電池功率單元與能量單元相互獨立,可根據(jù)不同應(yīng)用場景靈活設(shè)計。一套完整的全 釩液流電池儲能系統(tǒng)主要由功率單元(電堆)、能量單元(電解液和電解液儲罐)、電解液輸 送單元(管路、泵閥、傳感器等)、電池管理系統(tǒng)等部分組成,其中功率單元決定系統(tǒng)功率 的大小,而能量單元決定系統(tǒng)儲能容量的大小,兩者相互獨立。因此,在系統(tǒng)設(shè)計層面,全 釩液流電池儲能可實現(xiàn)功率和容量分開設(shè)計以及儲能時長按需定制,電解液儲罐既可獨立外 臵,亦可與電堆共同集成至一體化的集裝箱產(chǎn)品,整體的方案設(shè)計更為靈活。從成本的角度 來看,對于固定功率的全釩液流電池儲能系統(tǒng),儲能時長越長則功率單元的單位投資成本越 低,進(jìn)而整體系統(tǒng)的單位投資成本越低,因此全釩液流電池更適用于中長時儲能場景。
1.2.4.資源儲量豐富且自主可控
釩是地球上廣泛分布的微量元素之一,儲量相對豐富。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)的統(tǒng) 計,目前全球釩儲量(本段均以釩金屬當(dāng)量計)超過 6300 萬噸,2021 年底可開發(fā)的資源儲 量約為 2400 萬噸,當(dāng)年的全球產(chǎn)量則約為 11 萬噸,其中 90%左右以釩合金的形式用于鋼 鐵行業(yè)。按當(dāng)前的技術(shù)水平,1GWh 的全釩液流電池所需的釩金屬用量不到 0.5 萬噸,且釩 電解液可長期循環(huán)使用,因此整體來看我們認(rèn)為全球的釩資源儲量可充分支撐全釩液流電池 的大規(guī)模發(fā)展。中國為釩生產(chǎn)與消費大國,釩資源自主可控。根據(jù) USGS 的估算,2021 年底中國釩儲量規(guī) 模約為 950 萬噸(本段均以釩金屬當(dāng)量計),在全球儲量中的占比約為 40%,而從產(chǎn)量來看, 2021 年中國釩產(chǎn)量達(dá)到 7.3 萬噸,在全球產(chǎn)量中的占比接近 2/3,因此無論是從儲量還是產(chǎn) 能的角度出發(fā),我國對釩資源均有較強(qiáng)的掌控能力。相較而言,2021 年國內(nèi)鋰資源的全球 儲量占比僅為 7%,產(chǎn)量占比不到 15%,鋰電產(chǎn)業(yè)鏈對海外礦產(chǎn)資源的依賴較強(qiáng)。
1.2.5.綠色環(huán)保、資源可循環(huán)利用
全釩液流電池在運行過程中不涉及污染與排放,且電解液可循環(huán)利用,是一種綠色環(huán)保的儲能形式。全釩液流電池中釩元素以離子形式存在于酸性水系溶液中,而不是以釩的氧化物形 式存在,有一定的腐蝕性但無毒性,且工作過程中封閉運行,對環(huán)境與人 體基本不會產(chǎn)生危害。此外,從全生命周期的角度來看,鋰電池儲能系統(tǒng)在壽命到期后各類 材料的回收處理難度較大,而全釩液流電池的釩電解液可在電池領(lǐng)域長期循環(huán)使用或進(jìn)行釩 提取進(jìn)入鋼鐵、合金等其他市場領(lǐng)域,電堆關(guān)鍵部件以及管路、閥泵等的處理也更為簡單,無環(huán)境負(fù)擔(dān),所以無論是從回收成本角度還是污染排 放角度均優(yōu)于鋰電池。根據(jù)根特大學(xué)的研究,在釩電解液 50%回收的條件下,全釩液流電池 在陸地酸化、人體毒性、細(xì)顆粒物形成、礦產(chǎn)資源消耗、化石能源消耗等方面的環(huán)境影響幾 乎全面低于鋰離子電池。
1.3.全釩液流電池主要適用于大規(guī)模、長周期的儲能場景
隨著儲能場景日漸多元化,多種儲能技術(shù)并存將成為長期發(fā)展趨勢。目前全球范圍內(nèi)傳統(tǒng)火 電裝機(jī)仍占據(jù)主體地位,風(fēng)電、光伏的發(fā)電占比僅為 10%左右,因此儲能在電力系統(tǒng)中主要 起到輔助的作用,用于解決短時間、小范圍的供需不平衡。但長期來看,隨著新能源逐步成 為電力系統(tǒng)的主體,儲能的應(yīng)用場景也將持續(xù)拓寬,功率范圍將涵蓋 kW 級的用戶側(cè)場景到 GW 級的發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)場景,儲能時長則從秒級、分鐘級、小時級到跨日、跨季不等???慮到不同場景的儲能需求存在較大差異,我們認(rèn)為未來不太可能出現(xiàn)一種儲能技術(shù)“一統(tǒng)天 下”的局面,而是多種儲能技術(shù)并存,共同支撐電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。全釩液流電池在大規(guī)模、長周期的儲能場景中具有廣闊的發(fā)展空間。如前所述,全釩液流電 池的主要優(yōu)勢為安全、長壽以及靈活,但在當(dāng)前的技術(shù)水平下,其能量密度、轉(zhuǎn)換效率、初 始投資較鋰電池仍有一定差距,因此我們認(rèn)為全釩液流電池的適用領(lǐng)域主要為大規(guī)模、長周 期的儲能場景。相較于抽水蓄能,全釩液流電池的選址更為靈活,且建設(shè)周期較短;而相較 于鋰電池儲能,全釩液流電池的安全性明顯占優(yōu),可部署于人員密集的城市場景,單位投資 成本則隨著儲能時長的拉長而明顯降低。
2.儲能市場爆發(fā)已至,全釩液流電池發(fā)展提速
2.1.全球儲能行業(yè)步入規(guī)?;l(fā)展階段
全球能源轉(zhuǎn)型加速,儲能行業(yè)規(guī)?;l(fā)展的條件已經(jīng)成熟。一方面,根據(jù) IEA 的測算,為實 現(xiàn) 2050 年碳中和的目標(biāo),可再生能源發(fā)電占比需由 2020 年的 30%以下提升至 2030 年的 60%以上,2050 年則需達(dá)到近 90%,而隨著光伏、風(fēng)電等波動性能源加速取代傳統(tǒng)的火電 裝機(jī),電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)正日益凸顯。另一方面,隨著技術(shù)的進(jìn)步與產(chǎn)能的擴(kuò)張,近年來 風(fēng)電、光伏的發(fā)電成本降幅顯著,在上網(wǎng)側(cè)平價的基礎(chǔ)上,當(dāng)前全球正朝著“新能源+儲能” 平價的方向快速前進(jìn)。與此同時,經(jīng)過前期的探索與實踐,儲能在電力系統(tǒng)中的定位與商業(yè) 模式正日漸清晰,目前美國、歐洲等發(fā)達(dá)地區(qū)儲能市場化發(fā)展的機(jī)制已基本建立,新興市場 的電力系統(tǒng)改革亦持續(xù)加速,儲能行業(yè)規(guī)?;l(fā)展的條件已經(jīng)成熟。
2021 年起全球儲能行業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段。根據(jù) BNEF 統(tǒng)計,2021 年全球新增儲能裝機(jī)規(guī) 模為 10GW/22GWh,較 2020 年實現(xiàn)翻倍以上增長,截至 2021 年底全球累計儲能裝機(jī)容量 約為 27GW/56GWh。考慮到 2021 年底全球累計風(fēng)電/光伏裝機(jī)規(guī)模已達(dá)到 837/942GW,以 此推算儲能在全球風(fēng)電光伏裝機(jī)中的占比僅為 1.5%,我們認(rèn)為儲能市場的高速增長才剛剛 開始,行業(yè)發(fā)展前景廣闊。
2.1.1.國內(nèi):各環(huán)節(jié)發(fā)展模式日益清晰,大型項目招標(biāo)提速
政策勾勒發(fā)展前景,各環(huán)節(jié)儲能發(fā)展模式逐漸清晰。2022 年 2 月底,國家發(fā)改委、能源局 正式印發(fā)《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》,進(jìn)一步明確了“到 2025 年新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)模化發(fā)展階段、具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件”,“2030 年新型儲能全面市場化 發(fā)展”的目標(biāo)。此外,本次文件對發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)儲能均進(jìn)行了明確的部署,各環(huán) 節(jié)儲能發(fā)展模式逐漸清晰。
2022年國內(nèi)儲能行業(yè)正式步入發(fā)展快車道。2021 年國家、地方層面均有儲能政策密集出臺, 但主要側(cè)重在整體部署層面,相關(guān)的配套細(xì)則尚不完善,因此 2021 年為國內(nèi)儲能行業(yè)由商 業(yè)化起步邁向規(guī)?;l(fā)展的過渡之年,實際落地的項目規(guī)模相對有限。根據(jù) CNESA 的統(tǒng)計, 2021 年國內(nèi)新增新型儲能裝機(jī) 2.4GW/4.9GWh,較 2020 年同比增長約 54%,其中電化學(xué) 儲能裝機(jī) 2.32GW,同比增長近 49%。2022 年上半年受制于疫情、原材料漲價等多方面因 素的影響,國內(nèi)儲能項目建設(shè)節(jié)奏整體偏慢,但二季度起國內(nèi)儲能項目招標(biāo)已集中啟動,根 據(jù)我們的不完全統(tǒng)計,在排除無法取得具體招標(biāo)規(guī)模的項目后,今年上半年國內(nèi)儲能總計招標(biāo)容量已經(jīng)達(dá)到 8GW/22GWh 以上),其中二季度合計招標(biāo)量超 18GWh,招標(biāo)規(guī)模較一季度明顯提升。經(jīng)過上半年 的觀望與前期準(zhǔn)備,我們預(yù)計下半年起國內(nèi)儲能項目建設(shè)速度將明顯加快,僅 7 月我們統(tǒng)計 到的國內(nèi)儲能項目招標(biāo)規(guī)模就已超過 13GWh。
2.1.2.海外:能源價格持續(xù)上漲加速儲能滲透
市場化驅(qū)動快速發(fā)展,供電側(cè)與用戶側(cè)齊頭并進(jìn)。目前除中國以外,海外儲能市場主要分布 在美國、歐洲、日韓、澳洲等發(fā)達(dá)地區(qū),相對而言這些地區(qū)電力市場化程度較高,隨著近年 來儲能成本的持續(xù)下降,行業(yè)已逐步進(jìn)入經(jīng)濟(jì)性驅(qū)動的自發(fā)增長階段。從裝機(jī)結(jié)構(gòu)來看,海 外市場供電側(cè)與用戶側(cè)儲能的發(fā)展較為均衡,2021 年新增裝機(jī)中電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的占比大致相當(dāng)。電力價格持續(xù)走高,海外儲能滲透加速。受地緣政治、氣候變化以及貨幣政策等因素影響, 2021 年以來全球天然氣、原油等能源價格漲勢明顯,而在海外發(fā)達(dá)地區(qū)市場化的電力體制 下,發(fā)電側(cè)與用戶側(cè)電價亦隨之水漲船高。尤其是在歐洲地區(qū),2021 年下半年以來電力價 格已上漲數(shù)倍,儲能項目的經(jīng)濟(jì)性正快速凸顯,滲透率有望加速提升。
2.2.全釩液流電池大規(guī)模發(fā)展的條件已較為成熟
2.2.1.長時儲能需求顯現(xiàn)
未來長時儲能將成為一類重要的儲能場景。如前所述,隨著新能源逐步成為電力系統(tǒng)的主體, 其波動性與間歇性對電網(wǎng)的沖擊將愈發(fā)明顯,現(xiàn)階段儲能系統(tǒng)基本只需要對日內(nèi)、分鐘級/ 小時級的波動進(jìn)行平滑,而未來的儲能系統(tǒng)則需要考慮日間甚至季節(jié)間的新能源出力波動。根據(jù)美國桑迪亞國家實驗室的定義,長時儲能是持續(xù)放電時間不低于4小時的儲能技術(shù),主 要針對多小時、跨日乃至跨季的電能轉(zhuǎn)移需求。我們認(rèn)為長時儲能將成為未來電力系統(tǒng)中不 可或缺的一部分,根據(jù)長時儲能委員會(LDES)與麥肯錫2021年底聯(lián)合發(fā)布的報告,預(yù)計2030年全球長時儲能的裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到4-8TWh,2040年則將達(dá)到85-140TWh。長時儲能的側(cè)重點與現(xiàn)階段的短時儲能存在一定差異,全釩液流電池在長時儲能領(lǐng)域具備較 強(qiáng)的比較優(yōu)勢。根據(jù)長時儲能委員會(LDES)與麥肯錫 2021 年底聯(lián)合發(fā)布的報告,長時儲 能應(yīng)具有功率和容量解耦、擴(kuò)大存儲電量時不需要增加功率、單位儲能成本低、項目建設(shè)周 期短、不受地理位臵限制、不依賴稀缺資源等典型特征。由于配套的儲能時長較長,長時儲 能在考慮投資成本時更加注重單位能量(每 Wh)的投資成本而非單位功率(每 W)的投資 成本。因此,長時儲能對功率單元投資成本的接受度相對較高(固定成本可隨著儲能時長的 增長而攤?。?,而能量單元則需要具備較低的邊際成本。目前抽水蓄能是主要的長時儲能形 式,技術(shù)與商業(yè)化程度均十分成熟,但其應(yīng)用受制于地理條件的限制,因此未來相當(dāng)一部分 的長時儲能需求將由其他的儲能技術(shù)加以填補(bǔ)。相較于當(dāng)前主流的鋰電池儲能,我們認(rèn)為全 釩液流電池在長時儲能的場景中具備一定的比較優(yōu)勢。從成本的角度來看,隨著儲能時長的 增加,全釩液流電池系統(tǒng)的單位成本將得到明顯攤薄(功率單元成本不變,僅需增加能量單 元),而鋰電池系統(tǒng)的單位成本則基本固定。此外,由于全釩液流電池中的釩電解液可以循 環(huán)使用并靈活配臵,因此全釩液流電池儲能在資源與地理位臵上所受的限制也相對較小。綜 上,我們看好全釩液流電池在中長時儲能場景中具有更好的應(yīng)用前景。
2.2.2.行業(yè)規(guī)范逐步確立,全釩液流電池安全優(yōu)勢凸顯
國內(nèi)外鋰電池儲能事故頻發(fā),安全問題不容忽視。根據(jù)中國能源網(wǎng)的統(tǒng)計,2010-2020 年間 全球范圍內(nèi)發(fā)生了 32 起儲能電站安全事故,而根據(jù) CNESA 的統(tǒng)計,僅 2021 年全球就發(fā)生 了至少 9 起儲能安全事故,2022 年初韓國又發(fā)生 3 起電池相關(guān)火災(zāi)事故。頻繁發(fā)生的儲能 安全事故不但造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重時還對人員安全構(gòu)成了較大威脅,在全球儲能市 場迎來加速發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點,安全問題已經(jīng)成為行業(yè)亟待解決的重要問題之一,我們認(rèn)為未 來安全性將成為鋰電池儲能面臨的一個巨大挑戰(zhàn)。
儲能行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)趨嚴(yán),全釩液流電池優(yōu)勢凸顯。隨著儲能安全問題日益顯現(xiàn),近年來海內(nèi) 外正加緊出臺針對儲能行業(yè)的安全規(guī)范與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),例如美國于 2016 年率先發(fā)布全球第一項儲能系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn) UL 9540,對電化學(xué)儲能、機(jī)械儲能等不同類型儲能系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn)作 出了明確規(guī)定。我國儲能行業(yè)起步較晚,長期以來政策標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)范相對缺失,但隨著近 年來儲能行業(yè)發(fā)展不斷提速,儲能安全問題愈發(fā)得到重視,相關(guān)政策文件陸續(xù)出臺,行業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)逐步完善。國家能源局 2022 年 6 月印發(fā)的《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求(2022 年版)(征求意見稿)》中明確提出“中大型電化學(xué)儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池, 不宜選用梯次利用動力電池”,且“鋰離子電池設(shè)備間不得設(shè)臵在人員密集場所,不得設(shè)臵 在有人居住或活動的建筑物內(nèi)部或其地下空間”,對鋰電池儲能的適用范圍進(jìn)行了嚴(yán)格限制。我們認(rèn)為隨著儲能行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)的提升,安全性更佳的全釩液流電池將得到更多關(guān)注,后續(xù) 應(yīng)用場景有望逐步拓寬。
2.2.3.中長時儲能場景中全釩液流電池已具備較好的經(jīng)濟(jì)性
當(dāng)前國內(nèi)儲能商業(yè)模式尚未完全建立,初始投資成本較高的全釩液流電池面臨一定壓力。短 期內(nèi)國內(nèi)大型儲能項目主要的驅(qū)動因素為政策強(qiáng)制要求,在 2021 年各省發(fā)布的風(fēng)電、光伏 項目競爭性配臵規(guī)則中,儲能已基本成為新能源項目“標(biāo)配”,目前已有近 20 個省份出臺了新能源配套儲能的具體量化要求,大部分省份的儲能配比在 10%-20%的區(qū)間內(nèi),儲能時長 基本為 1-2 小時。在現(xiàn)行模式下,國內(nèi)新能源配套儲能尚無明確收益模式,投資業(yè)主更多將 配套儲能作為成本項進(jìn)行考慮,傾向于選擇初始投資成本較低的方案,全釩液流電池推廣面 臨一定的挑戰(zhàn)。國內(nèi)儲能商業(yè)模式有望在摸索中走向成熟,全釩液流電池全生命周期成本優(yōu)勢值得期待。2022 年 1 月國家發(fā)改委、能源局發(fā)布《加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系的指導(dǎo)意見》,明確 提出 2025 年初步建成全國統(tǒng)一電力市場,初步形成有利于新能源、儲能等發(fā)展的市場交易 和價格機(jī)制,十四五開始國內(nèi)儲能的商業(yè)模式有望逐步建立??紤]到全釩液流電池的適用場 景與抽水蓄能較為類似,我們認(rèn)為抽水蓄能當(dāng)前的兩部制電價體系具有一定的參考價值, 《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》中亦已明確提出建立電網(wǎng)側(cè)獨立儲能電站容量電價機(jī) 制以及探索將電網(wǎng)替代性儲能設(shè)施成本收益納入輸配電價回收。
事實上,當(dāng)前國內(nèi)規(guī)模*大 的全釩液流電池示范項目大連液流電池儲能調(diào)峰電站(總建設(shè)規(guī)模 200MW/800MWh,一期 100MW/400MWh 已于 2022 年 5 月并網(wǎng))就采用了兩部制電價的模式,遼寧發(fā)改委于 2018 年印發(fā)《關(guān)于同意大連液流電池儲能調(diào)峰電站實行兩部制電價有關(guān)事項的批復(fù)》,明確了液 流儲能項目可參照抽水蓄能兩部制電價機(jī)制執(zhí)行,該項目 2023 年后的容量電費資金參照抽 水蓄能容量電價有關(guān)政策納入省級電網(wǎng)輸配電價解決。隨著儲能商業(yè)模式的成熟,我們認(rèn)為 投資業(yè)主對儲能項目的關(guān)注重點將由初始投資成本轉(zhuǎn)為全生命周期內(nèi)的綜合成本,全釩液流 電池長壽命、低衰減的優(yōu)勢將充分顯現(xiàn)。上游資源價格飆升制約鋰電降本,全釩液流電池與鋰電池儲能的經(jīng)濟(jì)性差距收窄。2021 年 以來,在新能車、儲能等下游市場旺盛需求的推動下,上游鋰資源的供需持續(xù)趨緊,碳酸鋰 價格由 2021 年初的 5 萬元/噸左右一度飆升至 50 萬元/噸,鋰電產(chǎn)業(yè)鏈普遍面臨較大的原材 料成本壓力,鋰電池儲能成本亦隨之明顯上行??紤]到未來新能車等儲能之外的市場對鋰資源的需求仍將保持快速增長,中短期內(nèi)鋰價或?qū)⒊掷m(xù)保持高位。相較而言,我國釩資源儲量 相對豐富,且下游市場主要為鋼鐵行業(yè),需求較為穩(wěn)定,未來釩價大幅上行的可能性較小, 全釩液流電池可憑借自身的技術(shù)進(jìn)步持續(xù)降本增效。因此,我們認(rèn)為當(dāng)前鋰電池和全釩液流 電池的成本正呈“此消彼長”之勢,兩者之間的經(jīng)濟(jì)性差距正迅速縮小。當(dāng)前 4h 全釩液流電池的度電成本或已低于鋰電池儲能。我們基于當(dāng)前應(yīng)用較廣的 4h 儲能系 統(tǒng)對全釩液流電池和鋰電池儲能的度電成本進(jìn)行了簡單測算,在我們的假設(shè)下,全釩液流電 池的單瓦時初始投資(2.5 元/Wh)高于鋰電池儲能(1.8 元/Wh),但更長的壽命、更低的衰 減以及更大的充放電深度使得全釩液流電池全生命周期內(nèi)的度電成本(0.60 元/kWh)低于 鋰離子電池儲能(0.67 元/kWh)。從經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā),我們認(rèn)為當(dāng)前全釩液流電池在中長時 儲能場景中已經(jīng)具備商業(yè)化應(yīng)用的基本條件。隨著儲能時長的提升,全釩液流電池的度電成本有望超越鋰電池儲能。如前所述,隨著儲能 時長的提升,全釩液流電池的單位投資成本將明顯攤薄,其度電成本亦隨之下降,而鋰電池 儲能的度電成本則基本保持不變。根據(jù)我們的敏感性測算,當(dāng)儲能時長超過 4h 之后,全釩 液流電池的度電成本將低于鋰離子電池,其在長時儲能場景中或?qū)⒕邆涓蟮膽?yīng)用空間。
2.3.未來全釩液流電池將成為重要的儲能裝機(jī)形式
當(dāng)前液流電池仍處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期,占比相對有限。根據(jù) CNESA 的統(tǒng)計,截至 2021 年 底全球新型電力儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模中鋰離子電池的占比超過 90%,液流電池僅占 0.6%, 國內(nèi)市場中液流電池在新型儲能裝機(jī)中的占比也僅為 0.9%,累計裝機(jī)規(guī)模略超 50MW。大型項目陸續(xù)啟動,全釩液流電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提速。隨著全球儲能市場的爆發(fā)以及全釩液流 電池技術(shù)的成熟,我們認(rèn)為全釩液流電池規(guī)?;l(fā)展的節(jié)點已經(jīng)到來。此前全釩液流電池儲 能仍處于小規(guī)模示范驗證階段,項目單體規(guī)?;静怀^ 10MW,而 2021 年以來國內(nèi)已有 數(shù)個百 MWh 級別的大型全釩液流電池項目陸續(xù)啟動。2022 年 5 月由大連融科建設(shè)的*國 家級大型化學(xué)儲能示范項目大連恒流儲能電站一期 100MW/400MWh 成功并網(wǎng),8 月開始正 式投入商業(yè)運營,我們認(rèn)為后續(xù)全釩液流電池儲能的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將持續(xù)加快。我們測算 2025/2030 年國內(nèi)儲能新增裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到 107/311GWh,全釩液流電池潛在裝 機(jī)空間或超 10/90GWh。從結(jié)構(gòu)上來看,我們預(yù)計十四五期間新能源配套儲能將率先放量, 電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)儲能則將隨后大規(guī)模啟動,具體假設(shè)與測算如下。新能源發(fā)電側(cè):2021 年國內(nèi)陸上風(fēng)電+集中式光伏電站新增裝機(jī)規(guī)模約為 56GW,以此 測算儲能配套比例約為 1.5%。我們預(yù)計 2022 年起國內(nèi)新增風(fēng)光裝機(jī)規(guī)模將保持較快增 長,同時在政策驅(qū)動下儲能配套比例將顯著提升。假設(shè) 2025/2030 年國內(nèi)新增陸上風(fēng)電 以及集中式光伏電站的儲能配套比例為 20%/30%,儲能時長由 2h 逐步提升至 3h,則相 應(yīng)的新能源配套儲能裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到 61/127GWh。電源側(cè)輔助服務(wù):2021 年國內(nèi)總發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到 2377GW,配套輔助服務(wù)儲能的裝機(jī) 比例不到 0.1%,而發(fā)達(dá)電力市場中輔助服務(wù)費用占總電費的比例一般超過 1.5%。在國 內(nèi)總電力裝機(jī)平穩(wěn)增長的背景下,我們假設(shè) 2025/2030 年配套輔助服務(wù)儲能的比例為 0.5%/1%,則對應(yīng)的電源側(cè)輔助服務(wù)儲能裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到 4/7GWh。電網(wǎng)側(cè):隨著我國電氣化率的持續(xù)提升,近年來全國電網(wǎng)*高發(fā)電負(fù)荷呈較快增長,而 根據(jù)國務(wù)院《關(guān)于印發(fā) 2030 年前碳達(dá)峰行動方案的通知》中的要求,到 2030 年省級電 網(wǎng)將基本具備 5%以上的尖峰負(fù)荷響應(yīng)能力。我們預(yù)計負(fù)荷響應(yīng)能力將主要由電網(wǎng)側(cè)的抽 水蓄能與新型儲能提供,根據(jù)《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035 年)》十四五/十 五五末國內(nèi)抽水蓄能累計裝機(jī)將達(dá)到 62/120GW,以此倒推 2025/2030 年電網(wǎng)側(cè)新型儲 能裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到 28/118GWh。用戶側(cè):目前國內(nèi)工商業(yè)光伏滲透率不到 2%,而工商業(yè)儲能則處于發(fā)展初期,隨著未來 峰谷價差的拉大,預(yù)計國內(nèi)工商業(yè)儲能的經(jīng)濟(jì)性將逐漸顯現(xiàn)。2020 年國內(nèi)工業(yè)用戶總裝 接容量約為 3273GW,若假設(shè)未來保持 5%的年均增長,同時工商業(yè)儲能滲透率提升至0.3%/1.5%,則 20205/2030 年國內(nèi)工商業(yè)儲能的裝機(jī)空間將達(dá)到 14/57GWh。當(dāng)前全釩液流電池在新型儲能累計裝機(jī)規(guī)模中的占比僅為 1%左右,我們看好未來全釩液流 電池將憑借自身安全、長壽、靈活的多重優(yōu)勢實現(xiàn)份額的持續(xù)提升。若按照 2025/2030 年 10%/30%左右的裝機(jī)占比測算,則 2025/2030 年國內(nèi)全釩液流電池新增裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到 11/93GWh,發(fā)展空間巨大。
3.全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈迎來發(fā)展良機(jī)
全釩液流電池儲能方興未艾,產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)迎發(fā)展良機(jī)。全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為上 游資源、中游制造集成以及下游應(yīng)用三個環(huán)節(jié),其中上游主要涉及釩資源的開采與冶煉,中 游則進(jìn)行全釩液流電池儲能系統(tǒng)的設(shè)計與制造,包括功率單元(電堆)與能量單元(電解液) 兩大部分,下游主要負(fù)責(zé)儲能項目的開發(fā)和運營。隨著全釩液流電池儲能逐步進(jìn)入商業(yè)化推 廣階段,產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)均有望迎來較好的發(fā)展機(jī)遇。
3.1.上游資源:全釩液流電池將明顯拉動釩資源需求
當(dāng)前釩資源供需兩端均主要來自鋼鐵行業(yè),全釩液流電池有望成為未來釩資源重要的需求增 量。目前全球大約 90%的釩以釩合金的形式用于鋼鐵工業(yè)(作為煉鋼過程中的合金添加劑, 可提高鋼的硬度、強(qiáng)度、耐磨度、延展性),5%以釩鋁中間合金的形式用于鈦合金,其余 5% 用于化工及其他行業(yè),就國內(nèi)而言,應(yīng)用在鋼鐵領(lǐng)域的釩產(chǎn)品比例更是高達(dá) 95%左右。2021 年國內(nèi)釩產(chǎn)量(以五氧化二釩計)約為 13.6 萬噸,而目前 1GWh 全釩液流電池裝機(jī)所需的 五氧化二釩用量約為 0.8 萬噸,因此我們預(yù)計全釩液流電池相關(guān)領(lǐng)域?qū)⒊蔀槲磥砝瓌逾C產(chǎn)品 需求的主要增量。目前釩鈦磁鐵礦是主要的釩供給來源,未來石煤有望貢獻(xiàn)一定增量。我國釩資源主要以釩鈦 磁鐵礦和含釩石煤兩種形式存在,其中石煤礦中釩的品味較低且提釩過程中污染較為嚴(yán)重,整體生產(chǎn)成本高于鋼渣提釩,目前國內(nèi)絕大多數(shù)釩產(chǎn)品來源于釩鈦磁鐵礦經(jīng)鋼鐵冶煉得到的 富釩鋼渣(2020 年占比超過 85%)。考慮到鋼渣提釩的產(chǎn)出一定程度上取決于釩鋼產(chǎn)量,整 體供給相對穩(wěn)定,我們認(rèn)為隨著全釩液流電池市場需求的增加以及技術(shù)的進(jìn)步,未來石煤提 釩或?qū)⒇暙I(xiàn)一定的增量。例如 2019 年西部礦業(yè)在甘肅省肅北縣建設(shè)了國內(nèi)首條綠色石煤提 釩環(huán)保生產(chǎn)線,一/二期已分別于 2020/2022 年投產(chǎn),目前可實現(xiàn) 2000 噸偏釩酸銨產(chǎn)能。因 此,整體上看未來上游釩資源出現(xiàn)瓶頸的可能性相對較小,一方面?zhèn)鹘y(tǒng)鋼鐵領(lǐng)域的需求預(yù)計 將保持穩(wěn)定甚至有所萎縮,另一方面釩資源的潛在供給來源較多,一旦釩價大幅上行(例如 2018 年螺紋鋼新標(biāo)準(zhǔn)實施后),鋼鐵行業(yè)可通過加大釩鈦磁鐵礦冶煉比例快速新增供給,高 成本的石煤提釩亦可釋放一定產(chǎn)能,釩價難以出現(xiàn)大幅度、持續(xù)性的上漲。
目前釩資源儲量與產(chǎn)能相對集中。國內(nèi)釩鈦磁鐵礦儲量主要集中在集中分布在四川攀枝花西昌地區(qū)和河北承德地區(qū),其中四川攀西地區(qū)已探明釩鈦磁鐵礦儲量在 100 億噸以上,為世 界第一大釩資源及釩系產(chǎn)品產(chǎn)區(qū),河北承德地區(qū)已探明釩鈦磁鐵礦儲量則超過 80 億噸。從 產(chǎn)能情況來看,攀鋼釩鈦目前具備超過 4 萬噸釩制品產(chǎn)能(以五氧化二釩計),河鋼股份釩 制品產(chǎn)能則為 2.2 萬噸左右,兩者合計占據(jù)近一半的國內(nèi)市場份額,此外建龍、成渝釩鈦、 四川德勝亦具備萬噸以上的釩制品產(chǎn)能,整體來看國內(nèi)釩資源儲量與產(chǎn)能相對集中。龍頭釩資源企業(yè)積*布局全釩液流電池市場。在傳統(tǒng)鋼鐵領(lǐng)域需求趨于穩(wěn)定的背景下,新興 的全釩液流電池儲能市場正成為釩資源企業(yè)未來重要的潛在增長點,龍頭廠商已在相關(guān)領(lǐng)域 進(jìn)行了大量布局。例如攀鋼釩鈦于 2021 年 9 月公告與大連融科簽訂《戰(zhàn)略合作協(xié)議》,將根 據(jù)生產(chǎn)資源平衡以及釩儲能項目需要優(yōu)先為其安排釩產(chǎn)品供應(yīng),2022 年雙方已就全釩液流 電池用釩儲能介質(zhì)委托加工和釩儲能介質(zhì)購銷簽訂了商業(yè)合同,預(yù)計交易金額約 5 億元。2022 年以來河鋼、建龍、中核鈦白等上游資源廠商亦相繼與北京普能、偉力得等全釩液流 電池廠商簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議。
3.2.中游制造集成:行業(yè)發(fā)展初期一體化龍頭占據(jù)先機(jī)
現(xiàn)階段全釩液流電池廠商一體化程度較高,產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)初步建立。整體來看當(dāng)前全釩液流電 池儲能仍處于商業(yè)化運營初期,市場參與者相對較少,行業(yè)前期的發(fā)展很大程度上由頭部廠 商進(jìn)行推動。國內(nèi)對全釩液流電池的研究始于 20 世紀(jì) 90 年代初,早期主要由中國工程物理 研究院、大連化學(xué)物理研究所、中南大學(xué)、清華大學(xué)等科研院所進(jìn)行相應(yīng)實驗室研發(fā),其中 大連化物所在國家科技部“863”計劃項目的支持下于 2005 年成功研制出當(dāng)時國內(nèi)規(guī)模*大 的 10 kW 全釩液流電池儲能系統(tǒng),邁出了國內(nèi)全釩液流電池儲能技術(shù)應(yīng)用的第一步。行業(yè)龍 頭融科儲能于 2008 年成立,經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展,公司具備從前端研發(fā)到后端項目運營的全產(chǎn) 業(yè)鏈開發(fā)能力,深度參與全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)。由于前期全釩液流電池技術(shù)尚未定 型,且項目體量相對較小,行業(yè)呈現(xiàn)出非標(biāo)化、定制化的特點,產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)主要由一體化的 頭部廠商主導(dǎo)。
3.2.1.能量單元:電解液開發(fā)與制備存在較高壁壘
電解液是全釩液流電池中的核心材料,直接影響能量單元的性能與成本。作為電能的存儲介 質(zhì),電解液的體積和濃度決定了全釩液流電池儲能系統(tǒng)能夠儲存的*大能量,理論上儲存 1kWh 的電能需要 5.6kg 五氧化二釩,但目前電解液的實際利用率僅能做到 70%左右(即儲 存 1kWh 電能需要大約 8kg 五氧化二釩)。因此,提升電解液的利用率是降低全釩液流電池 成本的重要途徑。此外,電解液的純度(一般需達(dá)到 99.9%以上)、穩(wěn)定性、適用溫度范圍 等因素也將對全釩液流電池的運行效率和壽命造成較大影響。電解液的開發(fā)和制備能力是全釩液流電池廠商重要的核心競爭力之一。一方面,電解液在制 備過程中對雜質(zhì)、價態(tài)的控制要求較高,如何在低成本的情況下實現(xiàn)高純度需要長期的工藝 積累,目前釩電解液制備方法主要包括物理溶解法、化學(xué)還原法以及電解法三大類,其中規(guī) ?;苽渲饕捎秒娊夥?。另一方面,為提升電解液的能量密度、電化學(xué)活性與熱穩(wěn)定性, 通常需要在電解液中加入一定的添加劑(包括混酸、無機(jī)鹽、有機(jī)物等多種體系),電解液 的配方調(diào)配亦需要深厚的研發(fā)積累。因此,整體來看全釩液流電池電解液的開發(fā)和制備具有 較高的壁壘,目前國內(nèi)只有大連融科儲能集團(tuán)股份有限公司、河鋼等少數(shù)企業(yè)具備批量化的 生產(chǎn)能力。
3.2.2.功率單元:離子交換膜、電*以及雙*板為核心部件
全釩液流電池的功率單元由一定數(shù)量和規(guī)格的電堆串并聯(lián)構(gòu)成,其中單個電堆主要由離子交 換膜、電*、雙*板等關(guān)鍵部件構(gòu)成。在充電時,陽*電解質(zhì) VO 2+被氧化為 VO2 +,陰*電 解質(zhì) V 3+被還原為 V 2+,電路中的電子通過集流板端口的導(dǎo)線從陽*傳輸至陰*,陽*的氫離 子通過離子交換膜傳輸至陰*,從而形成完整的閉合回路。放電時電化學(xué)反應(yīng)則朝著相反的 方向進(jìn)行。現(xiàn)階段全釩液流電池電堆關(guān)鍵部件以廠商自產(chǎn)或定制為主,后續(xù)技術(shù)進(jìn)步以及規(guī)?;慨a(chǎn)將 帶動成本持續(xù)下行。相較于資源成本主導(dǎo)的能量單元(釩占據(jù)成本大頭),我們認(rèn)為功率單 元未來存在較大的降本空間。一方面,關(guān)鍵部件以及系統(tǒng)設(shè)計層面的技術(shù)進(jìn)步將帶動全釩液 流電池電堆持續(xù)降本增效,例如開發(fā)高離子選擇性、高導(dǎo)電性、高化學(xué)穩(wěn)定性、低成本的離 子交換膜,提升雙*板電導(dǎo)性,提高電*反應(yīng)活性以及導(dǎo)電性等。另一方面,現(xiàn)階段全釩液 流電池產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模有限,關(guān)鍵部件以全釩液流電池廠商自產(chǎn)或小批量定制為主,后續(xù)隨著 生產(chǎn)規(guī)模的提升,整體的制造成本有望明顯攤薄。此外,從原理和構(gòu)成的角度出發(fā),全釩液 流電池與氫燃料電池在關(guān)鍵材料(雙*板、離子膜、電*等)、電堆結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)設(shè)備等方 面都存在較大的相似性,后續(xù)氫能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展也有望推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的快速成熟。
3.2.3.輔助單元:零部件標(biāo)準(zhǔn)化程度較高,核心在于系統(tǒng)設(shè)計與集成
完整的全釩液流電池儲能系統(tǒng)包括電解液輸送系統(tǒng)、溫控、電力電子設(shè)備等輔助單元,核心 在于系統(tǒng)的設(shè)計和集成。其中,電解液輸送單元主要由管路、循環(huán)泵、控制閥等部分構(gòu)成, 零部件主要為標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品,全釩液流電池廠商主要進(jìn)行管路設(shè)計和設(shè)備選型。電力電子設(shè) 備主要包括 BMS、EMS 以及 PCS,通過對電解液流速、溫度、電流、電壓及輔助部件等參 數(shù)進(jìn)行監(jiān)控來實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的監(jiān)測、控制與保護(hù),整體來看全釩液流電池系統(tǒng)的 BMS 管理 復(fù)雜度低于鋰電池儲能系統(tǒng)。對于全釩液流電池廠商而言,高穩(wěn)定性、低成本的系統(tǒng)集成方 案通常需要較長時間的積累以及實際項目的驗證。
3.3.下游應(yīng)用:短期內(nèi)由大型發(fā)電/電網(wǎng)企業(yè)主導(dǎo),工商業(yè)用戶側(cè)潛在空間較大
短期內(nèi)全釩液流電池的主要應(yīng)用場景為大規(guī)模電網(wǎng)側(cè)/發(fā)電側(cè)項目,投資主體為大型發(fā)電/電 網(wǎng)企業(yè)??紤]到當(dāng)前國內(nèi)儲能*重要的驅(qū)動因素為新能源發(fā)電側(cè)的強(qiáng)制配套要求,且全釩液 流電池自身的初始投資成本相對較高,我們預(yù)計短期內(nèi)全釩液流電池儲能項目的投資將主要 由大型發(fā)電企業(yè)或電網(wǎng)企業(yè)主導(dǎo)。目前大唐、國家電投、中廣核等大型電力集團(tuán)已經(jīng)啟動了 百MWh級別的全釩液流電池儲能項目建設(shè),華電、國網(wǎng)江蘇等亦在進(jìn)行示范性項目的嘗試, 經(jīng)過前期項目的驗證,未來全釩液流電池有望成為大型電力集團(tuán)重點布局的一類儲能形式。
全釩液流電池儲能在大型工商業(yè)用戶側(cè)場景中亦有廣闊的發(fā)展空間。2021年以來國家層面 密集發(fā)布各類政策,整體的思路是推動工商業(yè)用戶全部進(jìn)入電力市場、高耗能企業(yè)市場交易 電價不受上浮比例限制、拉大峰谷價差、新增可再生能源不計入能耗指標(biāo)等。因此,無論是 從保障供電穩(wěn)定性還是降低綜合用電成本的角度出發(fā),工商業(yè)用戶配臵儲能的需求已較為迫 切。與此同時,與盈利模式尚未完全建立的國內(nèi)發(fā)電側(cè)/電網(wǎng)側(cè)儲能市場相比,用戶側(cè)儲能的 市場化程度相對較高,全釩液流電池有望憑借全生命周期內(nèi)的成本優(yōu)勢獲取部分大工業(yè)用戶 的青睞。例如 2022 年海螺集團(tuán)旗下海螺綠能 聯(lián)合大連博融共同合資設(shè)立安徽海螺融華儲能科技有限公司,開展全釩液流儲能電池系統(tǒng)集 成、儲能電站投資建設(shè)、電解液租賃等相關(guān)業(yè)務(wù)。2022 年 6 月海螺融華發(fā)布“20MW/120MWh 全釩液流電池儲能系統(tǒng)設(shè)備采購及服務(wù)”招標(biāo)公告,全釩液流電池儲能在大型工商業(yè)用戶側(cè) 的應(yīng)用持續(xù)加速。
3.4.全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈邁向規(guī)?;l(fā)展,助力成本進(jìn)一步下行
全釩液流電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提速。綜上所述,隨著技術(shù)的成熟以及下游需求的啟動,我們認(rèn)為 全釩液流電池行業(yè)正快速由原先的小范圍、實驗室發(fā)展階段進(jìn)入規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展階段, 近期國內(nèi)大量全釩液流電池廠商通過融資、合資、簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議等方式積*擴(kuò)充自身實 力并擴(kuò)張產(chǎn)能,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程較此前明顯加快。產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速有望助力全釩液流電池成本持續(xù)下降?;仡欙L(fēng)電、光伏、鋰電等新能源產(chǎn)業(yè) 的發(fā)展歷程,產(chǎn)能擴(kuò)大帶來的規(guī)模效應(yīng)是成本下降的重要驅(qū)動因素。此前較低的產(chǎn)業(yè)化程度 嚴(yán)重制約了全釩液流電池成本下降的速度,未來隨著產(chǎn)能的快速擴(kuò)張,無論是供應(yīng)鏈還是生 產(chǎn)制造環(huán)節(jié)均有望實現(xiàn)成本的快速攤薄,行業(yè)或?qū)⑦M(jìn)入“產(chǎn)能擴(kuò)大-成本下降-需求提升-進(jìn)一 步助推產(chǎn)業(yè)發(fā)展”的良性循環(huán)。根據(jù)美國太平洋西北國家實驗室(PNNL)的預(yù)測,2030 年 全釩液流電池的初始投資成本(100MW/4h 系統(tǒng))將由 2021 年的 500 美元/kWh 以上降低 至 420 美元/kWh 左右,考慮到當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)步與規(guī)模擴(kuò)張速度,我們認(rèn)為實際的降本速度 有望更快。轉(zhuǎn)自:【未來智庫】