21世紀經濟報道記者 林典馳 深圳報道

近期,西湖大學同諸多所高校合作,共同開發出一類基於吩嗪衍生物的水溶性有機儲能小分子,並提出在水系有機液流電池充放電過程中實現電化學碳捕獲一體化的方法。

“在實際運行過程中,以該小分子形成的電池體系,既可以作為二氧化碳捕集系統,也可同時進行能量存儲。”西湖大學理學院王盼介紹。

不僅是科研端加速,今年液流電池也液流電池產業化落地明顯提速,僅上半年項目數量就已是去年同期的2倍多,2023年也被業界稱之為“液流電池”元年。

彭博新能源財經數據顯示,截至2023年8月底,全國各地液流電池裝機規模已經達到220MW/865MWh,儲備項目規模已經達到5GW/18GWh,到2025年,中國將部署最多4GW的液流電池。

投資人向來是最具備市場敏銳度的那群人,儲能系統集成商已經競爭陷入白熱化的當下,液流電池進入投資人的視線,僅今年國內的總融資額就已經超過21億元。

另一方面,相比起一級市場的火熱場面,液流電池產業化仍處於早期階段,融科儲能、緯景儲能、上海電氣儲能開始嶄露頭角。另外,液流電池初期投資成本高,單瓦時投資成本為鋰電池儲能的近3倍,阻礙瞭液流電池的推廣。

投資人轉身

過去兩年國內儲能“爆火”,推動鋰電池儲能企業估值水漲船高,投資人難以抉擇。

一級市場投資人在與21世紀經濟報道記者交流過程中坦言,“自己已不看源網側的電化學儲能項目,一方面是估值過高,一二級市場倒掛;另一方面,源網側儲能已經是一片紅海,價格戰壓薄企業利潤空間。”

面對可選標的日益減少,一級市場的投資人開始將目光轉向儲能的細分賽道,長時儲能中的液流電池被認為是潛在的投資機會。

9月12日,上海電氣旗下子公司上海電氣儲能宣佈完成4億元A輪融資,投後估值超22億元,公司在液流電池已有長達12年的積累,在安徽巢湖、吉林白城、江蘇濱海均有生產基地。

除此之外,今年融科儲能、國潤儲能分別完成超10億元B輪融資和近2億元A輪融資,液流電池正在收獲投資人青睞。

“我們過去關註電化學儲能較多,未來將目光投向長時儲能,包括液流電池、氫能源等,同時對儲能集成環節的企業,我們也是著重看其產品設計能力、技術能力以及營銷能力。”珠海格力金投投資總監餘輝談到。

作為長時儲能的後備軍,液流電池當下正進入投資人的視野。事實上,液流電池起源於上世紀70年代,但礙於產業化困難,始終停留在實驗室當中。

2022年,液流電池取得突破性進展,兆瓦級產品量產交付,首個吉瓦時級別項目集采開標,大連液流電池儲能調峰電站一期成功並網等諸多事件,業界看到瞭發展的曙光。

相比起磷酸鐵鋰等新型電池,液流電池其活性物質是儲存在外部儲罐中的液體電解質,輸出功率和儲能容量相互獨立,可拓展性能良好,解決鋰電池儲能兩者不可兼得的問題。充放電過程中,不涉及物相的變化,循環壽命可達上萬次。另外,因其水系的特質,一般不燃燒、不起火,安全性能突出。

評判液流電池的關鍵

液流電池中,目前90%以上的應用均是全釩液流電池。“全釩液流電池電解液可以百分之百回收利用,沒有環境污染;液流電池沒有爆炸燃燒的風險,安全性能較高。”大連海事大學交通運輸工程學院教授馬相坤談到。

馬相坤此前曾任大連融科儲能技術發展有限公司技術總監近8年,在液流電池產業化擁有的豐富經驗。

在碳中和能源院士高峰論壇會上,他從投資人的角度,分享鑒別一傢液流電池企業的關鍵因素。

在他看來,首先是技術的可靠性,可靠性包括產品技術的工藝可行性,液流電池耐久性、穩定性和產品經濟性。液流電池不能出現“跑冒滴漏”的問題,這是最為基礎的。

其次是產品的可靠性和一致性,若電堆故障,更換和維修成本很高,從投資人的角度要評估它的產品是否可靠。

驗證產品的可靠性則需要多個項目綜合驗證,潛在的故障包括膜漏、電極氧化、雙極板滲漏等,以及BMS和EMS的合理性,決定瞭產品的性能和壽命。

再者,液流電池從樣機到小批量生產,通過小批量生產探索設計工藝和設備,設備定型後進行裝配調試,同步對生產人員培訓,一步步走到批量生產能力,這需要長時間的生產經驗積累,需要時間和項目驗證。

“本身液流電池廠傢生產工藝還沒完全成型,第三方廠傢提供成套的生產線設備較為困難。”馬相坤強調。

另外,產品維護通常也是廠傢容易忽視的一點,同鋰電池工廠不同的是,液流電池生產就是一個小型的化工廠,需要定期對各種儀器儀表進行維護,同時維護也是技術進步迭代的源泉,通過項目發現問題並解決問題。

全釩液流電池降本路徑探索

事實上,液流電池最早可以追溯到上個世紀60年代,但由於其量產困難,成本居高不下,因而始終沒能大規模應用。

目前,國內九成以上的液流電池企業都是采用全釩的技術路線,“國內釩市場由鋼鐵企業主導,鋼鐵副產占85%以上,之後又回流到鋼鐵行業。獲釩難、釩價高,已成為遏制釩液流電池產業發展的關鍵。”中國科學院金屬研究所研究員嚴川偉表示。

全釩液流電池一次性投資成本較高,若算上使用壽命和度電成本,全生命周期成本還相對可觀,以1MW/4MWh為例,報價在2.5元/Wh到3元/Wh期間,遠高於目前1元/Wh左右的磷酸鐵鋰電池儲能。

“液流電池還處在培育期,核心部件剛剛實現全面國產化,穩定性得到提升。全釩液流電池采用對稱電解液,正負極都是一類的電解液,提升瞭系統容錯率,全釩的體系,在建設、運營過程中發現錯誤,可以及時糾錯,比較適合產業鏈發展初期的狀態。”毅富能源總經理張成表示。

目前全釩體系建造成本很高,主要成本中電堆和電解液占到80%以上。張成談到,降本的路徑主要有三條,第一是電解液的制備,降低上遊電解液的生產成本;第二是提高電堆的功率密度,減少電堆體積等核心材料的用量;第三是提高電解液利用率,降低活性物質用量,將核心材料發揮出最大的效能。另外,還包括容量恢復技術以及電池管理技術,以此提高穩定性和效率。

“建議大型儲能項目中一部分采用全釩液流體系,可以提升項目的整體安全性。另外,由於鋰電的循環壽命比液流電池短,當部分鋰電的循環壽命到期時,可以提到液流電池的比例,最大限度分攤風險,激活液流電池產業鏈。”張成認為。

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