編 輯 | 朱益民

在新能源發(fā)展的催生下，萬(wàn)億級(jí)儲(chǔ)能賽道呈現(xiàn)一片欣欣向榮景象。

(資料圖)

然而，正當(dāng)外界為儲(chǔ)能市場(chǎng) " 繁榮 " 景象驚嘆之時(shí)，業(yè)內(nèi)企業(yè)卻開(kāi)始為行業(yè)即將到來(lái)的 " 淘汰賽 " 而心生憂(yōu)慮。

在 " 雙碳 " 背景下，隨著能源轉(zhuǎn)型不斷推進(jìn)，新型儲(chǔ)能行業(yè)迎來(lái)爆發(fā)性發(fā)展機(jī)遇，預(yù)計(jì)到 2025 年，市場(chǎng)規(guī)模將突破萬(wàn)億元。

在一眾新型儲(chǔ)能路線(xiàn)中，鋰離子電池正占據(jù) " 一家獨(dú)大 " 的地位。國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2022 年，鋰離子電池儲(chǔ)能占比新型儲(chǔ)能裝機(jī)比重為 94.5%。

在巨大的市場(chǎng)慣性面前，幾乎所有新入行企業(yè)在準(zhǔn)備進(jìn)入 " 儲(chǔ)能賽道 " 時(shí)，紛紛將更加成熟的 " 鋰電 " 技術(shù)路線(xiàn)作為技術(shù)首選。

然而問(wèn)題在于，新型儲(chǔ)能是否真的等同于鋰電路線(xiàn)？隨著新型儲(chǔ)能競(jìng)爭(zhēng)的日益白熱化，" 路線(xiàn)之爭(zhēng) " 值得行業(yè)更多思考。

近日，在杭州召開(kāi)的第十三屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)上，華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院副教授鄭華博士會(huì)場(chǎng)提出觀點(diǎn)認(rèn)為，隨著電力市場(chǎng)對(duì)電力轉(zhuǎn)移需求增加，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求正在迎來(lái)爆發(fā)。

有行業(yè)人士解讀認(rèn)為，這或許意味著，在新型儲(chǔ)能領(lǐng)域中，鋰電路線(xiàn) " 一家獨(dú)大 " 的市場(chǎng)地位正迎來(lái)挑戰(zhàn)。

近日，液流儲(chǔ)能科技有限公司總經(jīng)理鄭曉昊在接受 21 世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道采訪(fǎng)時(shí)表示，目前來(lái)看，盡管鋰電作為儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用在成熟度和成本上最優(yōu)，但隨著長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求成為主流，且要求進(jìn)一步延伸，由于自身安全性挑戰(zhàn)、擴(kuò)展成本高的問(wèn)題，目前的鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)難以滿(mǎn)足。因此，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)將被液流等更適合長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的路線(xiàn)取代。

何謂長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能？目前市場(chǎng)上尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)定義。

2021 年，美國(guó)能源部的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的相關(guān)報(bào)告提到，把長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能定義為至少連續(xù)運(yùn)（放電）時(shí)間為 10 小時(shí)，使用壽命在 15 至 20 年。

目前，國(guó)內(nèi)通行的定義標(biāo)準(zhǔn)是：將連續(xù)運(yùn)（放電）時(shí)間為不低于 4 小時(shí)的儲(chǔ)能技術(shù)則為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，30 分鐘 ~4 小時(shí)為中時(shí)儲(chǔ)能，更短的則為短時(shí)儲(chǔ)能。

在新能源加速并網(wǎng)的過(guò)程中，因其出力的不穩(wěn)定，所以對(duì)電網(wǎng)的消納能力提出了更高要求。為了更好地應(yīng)對(duì)日度間波動(dòng)、平衡季度間的能量缺口，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求迎來(lái)爆發(fā)。

在杭州儲(chǔ)能大會(huì)發(fā)言現(xiàn)場(chǎng)，鄭華博士明確表示，2021 年全國(guó)性的 " 拉閘限電 " 和 2022 年 8 月四川缺電，這兩起極端電力安全事故的原因都是能源不穩(wěn)定性帶來(lái)的，一旦無(wú)風(fēng)的陰天狀況持續(xù)一到兩天，某地電力系統(tǒng)就會(huì)發(fā)生一兩天斷電局面。

為避免這一景象發(fā)生，我國(guó)各地在政策上，同樣加大了對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的扶持力度。

在新能源 " 強(qiáng)制配儲(chǔ) " 背景下，2023 年 2 月，中國(guó)的 31 個(gè)省、直轄市、自治區(qū)中已有 27 個(gè)已發(fā)布新能源配儲(chǔ)相關(guān)政策，明確 " 十四五 " 期間具體裝機(jī)目標(biāo)的省份有 18 個(gè)。

這其中，甘肅、福建、湖北、吉林、遼寧、黑龍江、安徽所頒布的政策中，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)。未來(lái)隨著政策推進(jìn)，不排除更多省份加入延長(zhǎng)儲(chǔ)能調(diào)峰時(shí)長(zhǎng)行列。

這些意味著，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的發(fā)展空間十分巨大。

目前，我國(guó)主要儲(chǔ)能需求來(lái)自新能源配儲(chǔ)。根據(jù) 3 月 29 日，中電聯(lián)發(fā)表《2022 年度電化學(xué)儲(chǔ)能電站行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》顯示，截至 2022 年底，電源側(cè)儲(chǔ)能總能量約 6.80GWh，累計(jì)投運(yùn)總量 5.50GWh，占全部新型儲(chǔ)能電站的 80.8%。來(lái)自?xún)?chǔ)能主要市場(chǎng)的——電源側(cè)儲(chǔ)能的需求將刺激長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的發(fā)展。

而在全球市場(chǎng)上，麥肯錫建模的研究表明，到 2040 年，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能行業(yè)有可能部署 85-140TW/H 的儲(chǔ)能容量，而且這個(gè)儲(chǔ)能的總用電量有可能達(dá)到全球總用電量的 10%。

然而，在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能巨大需求下，如今作為主流儲(chǔ)能路線(xiàn)的鋰電池儲(chǔ)能路線(xiàn)，其 " 一家獨(dú)大 " 的市場(chǎng)地位或面臨挑戰(zhàn)。

5 月 29 日，鄭曉昊告訴 21 世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者，隨著長(zhǎng)時(shí)需求的日益增多，盡管當(dāng)下，鋰電路線(xiàn)仍具備巨大經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)，但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，其優(yōu)勢(shì)地位或被液流等更適合長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的技術(shù)路線(xiàn)取代。

他所在的液流儲(chǔ)能科技有限公司是目前國(guó)內(nèi)唯一一家采用全釩液流電池、鐵鉻液流電池雙技術(shù)路線(xiàn)的儲(chǔ)能公司。

他進(jìn)一步表示，" 如果電網(wǎng)需要配置一個(gè)一秒鐘之內(nèi)響應(yīng)，但是充放電時(shí)間在 30 分鐘左右的儲(chǔ)能類(lèi)型，鋰電更為合適，但如果配置一個(gè)更長(zhǎng)時(shí)間的，可能液流更為合適。"

鄭曉昊從安全性和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)角度就上述結(jié)論給出解釋。

首先是安全性上，鄭曉昊認(rèn)為，鋰電池的作為可燃物的特性，決定了其安全問(wèn)題無(wú)法得到徹底解決，而在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能要求下， 這一問(wèn)題將更加凸顯。

他明確表示，" 鋰離子電池是可燃物做出來(lái)的，這就意味著無(wú)論 BMS（電池管理系統(tǒng)）做得有多好，液冷或風(fēng)冷系統(tǒng)做得如何強(qiáng)大、電流控制系統(tǒng)如何精準(zhǔn)。但鋰離子電池作為可燃物這一特性無(wú)法回避，任何輕微的質(zhì)量問(wèn)題或者操作不當(dāng)，都可能帶來(lái)電芯的起火燃燒爆炸。"

鄭曉昊表示液流電池就不存在這一問(wèn)題，他指出，" 液流電池的電解液用水做的，即使把它正負(fù)極混合在一起，都不會(huì)起火。"

事實(shí)上，鋰電的安全事故頻發(fā)，一定程度上也阻礙了鋰電池的應(yīng)用拓展。

本月 1 日，北京召開(kāi)的一場(chǎng)新型儲(chǔ)能投融資研討會(huì)上，中國(guó)工程院院士楊裕生指出：" 韓、美、澳鋰離子電池曾多次失火、爆炸。如 2022 年 10 月 15 日韓國(guó)重要數(shù)據(jù)中心電池起火斷電，導(dǎo)致兩大互聯(lián)網(wǎng)中斷服務(wù)，3.2 萬(wàn)個(gè)服務(wù)器癱瘓，金融交通運(yùn)輸嚴(yán)重受損。"

鋰離子電池作為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的劣勢(shì)還包括擴(kuò)展成本高的問(wèn)題。

鄭曉昊解釋?zhuān)囯x子電池提供功率與貯存能量的裝置綁定在一起，在不提升功率，僅提升容量的情況下，電池成本等比例增加。即 4 小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池成本是 1 小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的 4 倍。與之相比，但液流等其他路線(xiàn)相比下可能更加節(jié)約成本。

與之相比，液流電池若提高續(xù)航，其所需成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋰離子電池的等比例放大。

" 液流電站的充放電時(shí)長(zhǎng)，理論可以做到無(wú)限長(zhǎng)，我們要做就是提供一個(gè)相對(duì)比較大的筒體就可以?xún)?chǔ)存后的電解液來(lái)存足夠的電流，未來(lái)的電網(wǎng)要求液流電池存一天到兩天的電量，它也是能夠?qū)崿F(xiàn)，無(wú)非就是更大型的筒體而已。" 鄭曉昊表示。

呼吁更多新型技術(shù)

此外，資源問(wèn)題也成為鋰電池發(fā)展長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的制約之一。

公開(kāi)資料顯示，鋰資源的總量分布有限，即便全部開(kāi)采出來(lái)，也只夠滿(mǎn)足 100 太瓦時(shí)的需求。

麥肯錫建模研究表明，到 2040 年，全球長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能行業(yè)有可能部署 85-140TWH（太瓦時(shí)）的儲(chǔ)能容量。

相比之下，液流電池路線(xiàn)中的釩流路線(xiàn)，同樣存在巨大資源儲(chǔ)備缺口。據(jù)鄭曉昊表示，全球的釩資源開(kāi)采出來(lái)，也不夠 50 太瓦時(shí)的容量。

鄭曉昊指出，市場(chǎng)將會(huì)尋找更多其他資源的技術(shù)路線(xiàn)。從鋰離子電池進(jìn)化到鈉離子電池，釩流液流電池進(jìn)化到鋅鐵 / 鐵鉻技術(shù)路線(xiàn)，或成為儲(chǔ)能市場(chǎng)的終極技術(shù)。

楊裕生院士則提倡，儲(chǔ)能市場(chǎng)在穩(wěn)步發(fā)展鋰離子電池的示范規(guī)模同時(shí)，也要加緊扶持鐵鉻為代表的液流電池技術(shù)路線(xiàn)。

SFC

本期編輯 劉巷 實(shí)習(xí)生 肖楠