與鋰離子電池相比，液流電池具有安全性高、循環(huán)壽命長、電解液可循環(huán)利用、生命周期性價(jià)比高、環(huán)境友好等諸多優(yōu)勢，被認(rèn)為是大規(guī)模儲能技術(shù)的首選技術(shù)之一。在眾多的液流電池種類中，目前商業(yè)化進(jìn)程更快的為全釩液流電池。全釩液流電池是一種以金屬釩離子為活性物質(zhì)的液態(tài)氧化還原可再生電池。全釩液流電池是以+4、+5價(jià)態(tài)的釩離子溶液作為正極的活性物質(zhì)，以+2、+3價(jià)態(tài)的釩離子溶液作為負(fù)極的活性物質(zhì)，分別儲存在各自的電解液儲罐中。
在性能方面，全釩液流電池能夠?qū)崿F(xiàn)毫秒級充放切換響應(yīng)，可以達(dá)到20000次的循環(huán)使用壽命。由于全釩液流電池的正負(fù)極材料都是液態(tài)的水系電解液，通過膜材料將兩種液態(tài)材料隔開，從而避免了傳統(tǒng)電池中因?yàn)橐兹疾牧系氖褂枚鴰淼臒崾Э睾桶踩[患;具有本征安全性，基本不存在起火爆炸風(fēng)險(xiǎn)。
國內(nèi)某液流電池企業(yè)負(fù)責(zé)人表示，基于全釩液流電池15年生命周期的條件，目前全釩液流電池的lcoe度電成本(平準(zhǔn)化度電成本)在0.4元/kWh左右，略高于鋰電的0.35-0.4元/kWh，但如果未來電網(wǎng)調(diào)度的容量增加，全釩液流電池的度電成本有望優(yōu)于鋰電池。
01.大項(xiàng)目接連不斷
2023年是釩液流電池商業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵時(shí)期，眾玩家積極布局，相關(guān)項(xiàng)目簽約、落地、投產(chǎn)等加速推進(jìn)。7月11日，北京建龍重工集團(tuán)與承德市人民政府、昆侖萬維簽署全釩液流儲能電池制造項(xiàng)目戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。雙方將開展高純釩、電解液、釩電池系統(tǒng)集成等項(xiàng)目的合作，共同發(fā)展全釩液流儲能電池產(chǎn)業(yè)，擬攜手打造“中國釩谷-國家全釩液流電池儲能產(chǎn)業(yè)基地”。
7月6日，總投資約16億元、西南地區(qū)容量最大的全釩液流儲能電站示范應(yīng)用項(xiàng)目落戶攀枝花。項(xiàng)目由攀枝花釩鈦高新區(qū)與攀枝花中電投新能源有限公司簽約，擬投資建設(shè)100MW/500MWh全釩液流儲能示范電站。該項(xiàng)目是世界級釩鈦產(chǎn)業(yè)基地、全國重要清潔能源基地建設(shè)重點(diǎn)支撐項(xiàng)目。
7月3日，總投資約15億元、四川省首個(gè)100MW/400MWh全釩液流儲能示范電站項(xiàng)目落戶內(nèi)江。項(xiàng)目由內(nèi)江市人民政府與國家電投集團(tuán)四川電力有限公司簽約，預(yù)計(jì)2024年6月建成并網(wǎng)運(yùn)行。該項(xiàng)目是國家川渝能源一體化應(yīng)急調(diào)峰基地建設(shè)戰(zhàn)略支撐項(xiàng)目。
6月27日，永泰能源所屬張家港德泰儲能裝備有限公司舉行1000MW全釩液流儲能裝備制造基地(一期300MW)開工暨德泰儲能研究院揭牌儀式。一期工程擬建設(shè)產(chǎn)線規(guī)模為年產(chǎn)能300MW，工期12個(gè)月，預(yù)計(jì)2024年下半年投產(chǎn)。
更早之前，林源集團(tuán)于今年4月宣布總投資超 300 億元，大手筆布局全釩液流電池，陸續(xù)與遼寧朝陽、甘肅金昌、內(nèi)蒙古烏蘭察布等地簽訂開發(fā)投資協(xié)議，共同拓展全釩液流儲能系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈布局。
今年1月，上海電氣儲能公司與安徽巢湖經(jīng)開區(qū)簽約，該項(xiàng)目總投資3億元，擬建設(shè)1GWh儲能液流電池生產(chǎn)線;山西省首個(gè)全釩液流電池光儲充一體化示范項(xiàng)目竣工儀式在朔州舉行，該項(xiàng)目是全國首個(gè)校園場景的全釩液流電池并網(wǎng)示范項(xiàng)目。
值得注意的是，全釩液流電池項(xiàng)目也受到了各路資本的熱捧。6月30日，山西國潤儲能科技有限公司完成了近2億元人民幣A輪融資，將主要用于全釩液流儲能電池和全氟離子膜兩大核心產(chǎn)品的研發(fā)及落地等。在此之前，該公司于去年8月完成了超5000萬元的天使輪融資。
除此之外，今年以來，北京星辰新能科技有限公司宣布完成Pre-A輪融資;艾博特瑞能源科技(蘇州)有限公司獲得數(shù)千萬元天使輪融資;大連融科儲能集團(tuán)股份有限公司完成超 10 億元 B+ 輪融資。
02.快速增長的市場需求
在碳中和的趨勢下,電網(wǎng)對于長時(shí)儲能系統(tǒng)技術(shù)的需求會更迫切。短時(shí)儲能不能滿足電力系統(tǒng)跨天、跨月、乃至跨季、跨年的儲能需要，難以解決峰谷時(shí)期供需匹配的經(jīng)濟(jì)性問題。這就需要建設(shè)儲能時(shí)長在4小時(shí)以上的長時(shí)儲能技術(shù)。
根據(jù)預(yù)測，到2040年全球長時(shí)儲能累計(jì)裝機(jī)容量可達(dá)1.5~2.5TW，到2050年，長時(shí)儲能儲電量將占全部儲電量的95%。在長時(shí)儲能的場景下，液流電池的潛力非常大，2023年會是液流電池產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵一年。
特別值得一提的是，不同于鋰電池的原材料，高度依賴進(jìn)口，中國釩資源非常豐富。數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前全球范圍內(nèi)已經(jīng)探明的釩礦總金屬儲量約為2200萬噸，其中中國的釩礦總金屬儲量約為950萬噸，大概占到了全世界已探明儲量的43%，位居第一。
未來全釩液流電池有望成為一類重要的新型儲能技術(shù)，預(yù)計(jì)2025年/2030 年國內(nèi)全釩液流電池儲能裝機(jī)空間或?qū)⒊^10GWh/90GWh。而浙商證券預(yù)計(jì)到 2025 年中國釩液流電池儲能將新增 14.2GWh，裝機(jī)功率 3.5GW，滲透率20%，對應(yīng)市場規(guī)模 297 億元，2021-2025 年年復(fù)合增長率為 92%。
2023年7月17日，天府儲能與東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司聯(lián)合研發(fā)制造的120kW/240kWh全釩液流電池儲能系統(tǒng)，在四川德陽市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園順利通過并網(wǎng)測試。釩電池儲能系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求，直流側(cè)充放電能量效率達(dá)到80%。
該120kW/240kWh全釩液流電池儲能系統(tǒng)，是東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司本部園區(qū)綜合能源利用研究與示范項(xiàng)目的重要組成部分之一。它與1MW光伏和快慢充電樁共同組成了園區(qū)光儲充示范項(xiàng)目，對該項(xiàng)目的穩(wěn)定運(yùn)行起到了關(guān)鍵性的作用。
此次研制的120kW/240kWh全釩液流電池儲能系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)上采用了雙方聯(lián)合研發(fā)的業(yè)內(nèi)最高功率等級的高性能電堆(額定功率：60kW，最大功率80kW)。60kW高功率電堆的成功研發(fā)和落地量產(chǎn)，將有助于顯著降低釩電池成本，推動釩電池規(guī)模化應(yīng)用。該全釩液流電池儲能系統(tǒng)，在功能上實(shí)現(xiàn)了有效的平抑波動，具備動態(tài)吸收和釋放功率的能力，完成了對光伏發(fā)電的平滑出力。同時(shí)，系統(tǒng)可根據(jù)調(diào)度下發(fā)曲線控制儲能出力，削峰填谷，通過通訊方式遠(yuǎn)程接受指令，實(shí)現(xiàn)充放電運(yùn)行。
120kW/240kWh全釩液流電池儲能系統(tǒng)的順利并網(wǎng)，為后續(xù)全釩液流電池的持續(xù)優(yōu)化、升級積累了寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)雙方合作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
電投能源：計(jì)劃在赤峰建設(shè)16.25MW/65MWh磷酸鐵鋰+0.25MW/1MWh全釩液流電池混合儲能系統(tǒng)項(xiàng)目電投能源(002128.SZ)發(fā)布公告，公司擬對電投能源(赤峰)有限責(zé)任公司增加注冊資本，并投資建設(shè)國家電投赤峰高新區(qū)紅山產(chǎn)業(yè)園11萬千瓦風(fēng)儲綠色供電項(xiàng)目。擬將該公司注冊資本由450萬元增加至1.56億元。
據(jù)悉，電投能源(赤峰)有限責(zé)任公司成立于2023年3月21日，由內(nèi)蒙古電投能源股份有限公司與赤峰市城市建設(shè)投資(集團(tuán))有限公司按照90%:10%股比共同出資設(shè)立，注冊資本450萬元。
該項(xiàng)目總裝機(jī)容量110MW，建設(shè)16臺單機(jī)容量為6.25MW的風(fēng)電機(jī)組和2臺單機(jī)容量為5.0MW風(fēng)電機(jī)組;配置儲能功率為16.5MW、儲能電量為66MWh的磷酸鐵鋰電池(16.25MW/65MWh)+全釩液流電池混合儲能系統(tǒng)(0.25MW/1MWh);建設(shè)66kV升壓站一座，安裝2臺55MVA主變。項(xiàng)目總投資7.67億元。
公告顯示，該項(xiàng)目本階段電價(jià)按0.288元/千瓦時(shí)，發(fā)電小時(shí)數(shù)為2780小時(shí)(考慮4.34%棄電量)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價(jià)，項(xiàng)目投資回收期(稅后)為13.09年，資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率為8.13%，全投資收益率為3.83%，符合公司相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
內(nèi)蒙古蒙東液流儲能科技公司一期年產(chǎn)300MW液流電池電堆生產(chǎn)線投產(chǎn)
盛夏七月，驕陽似火。與天氣一樣火熱的，是項(xiàng)目生產(chǎn)所掀起的滾滾熱浪。在內(nèi)蒙古蒙東液流儲能科技有限公司4.5GW液流電池電堆生產(chǎn)集成能力及全產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目現(xiàn)場，一期首條年產(chǎn)能300MW液流電池電堆全自動化生產(chǎn)線已正式投產(chǎn)。
“我們下線的產(chǎn)品是型號為EF-036液流電池電堆，它的額定功率是16KW，它也是入選了2023年內(nèi)蒙古自治區(qū)新能源裝備優(yōu)選推薦蒙東地區(qū)唯一的儲能裝備。”內(nèi)蒙古蒙東液流儲能科技有限公司總經(jīng)理竇睿說。
內(nèi)蒙古蒙東液流儲能科技有限公司作為開發(fā)區(qū)打造新能源裝備制造產(chǎn)業(yè)集群的重點(diǎn)項(xiàng)目，于去年10月引入開發(fā)區(qū)，總投資20.5億元，項(xiàng)目分三期建設(shè)，整個(gè)項(xiàng)目預(yù)計(jì)2026年底建成投產(chǎn)，屆時(shí)可實(shí)現(xiàn)年銷售收入200億元。當(dāng)前，一期首條年產(chǎn)能300MW液流電池電堆全自動化生產(chǎn)線的正式投產(chǎn)，不僅為開發(fā)區(qū)建設(shè)儲能產(chǎn)業(yè)基地、打造風(fēng)光儲氫氨一體化零碳產(chǎn)業(yè)園注入強(qiáng)勁動能，也標(biāo)志著開發(fā)區(qū)發(fā)展儲能裝備產(chǎn)業(yè)邁出了重要一步。
“我們下線的液流電池電堆，它也是內(nèi)蒙古自治區(qū)首臺業(yè)務(wù)電池電堆的產(chǎn)品下線，它也在預(yù)示著我們液流儲能科技有限公司在通遼市乃至整個(gè)蒙東地區(qū)的產(chǎn)業(yè)落地走出了第一步。未來我們會以此為契機(jī)，抓住機(jī)遇，加快發(fā)展，將整個(gè)液流電池系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈在通遼完整落地。”內(nèi)蒙古蒙東液流儲能科技有限公司總經(jīng)理竇睿說。
企業(yè)發(fā)展，不僅看重良好的營商環(huán)境，也看重當(dāng)?shù)氐馁Y源環(huán)境。開發(fā)區(qū)依托豐富的資源優(yōu)勢，持續(xù)推動規(guī)劃引領(lǐng)、優(yōu)化空間布局，從全局性、前瞻性、戰(zhàn)略性角度科學(xué)謀劃新能源裝備制造產(chǎn)業(yè)延鏈、補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈的方向和路徑，一批規(guī)模大、能級高、帶動力強(qiáng)的新能源項(xiàng)目紛紛上馬，新能源裝備制造業(yè)蓄能起勢。同時(shí)，開發(fā)區(qū)所提供的標(biāo)準(zhǔn)廠房、配套設(shè)施、要素保障、政策扶持，也吸引了更多上下游企業(yè)投資布局，全面促進(jìn)開發(fā)區(qū)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。
“我們計(jì)劃總投資應(yīng)該是在50億元左右，攜手液流儲能科技公司共同在通遼市投資全釩液流儲能電池全產(chǎn)業(yè)鏈、風(fēng)光儲一體化新能源發(fā)電項(xiàng)目。我們認(rèn)為開發(fā)區(qū)營商環(huán)境包括政府的支持力度、產(chǎn)業(yè)鏈上的配套，對我們落戶開發(fā)區(qū)是非常有信心的。”山東水發(fā)清潔能源股份有限公司副總經(jīng)理王昊說。
立足新發(fā)展階段，開發(fā)區(qū)緊跟“雙碳”戰(zhàn)略步伐，加快推動新能源裝備制造業(yè)擴(kuò)能提質(zhì)，堅(jiān)持目標(biāo)引領(lǐng)，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模，突出補(bǔ)鏈延鏈，大力發(fā)展配套產(chǎn)業(yè)，強(qiáng)化招大引強(qiáng)，夯實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，推動能源優(yōu)勢加快轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和發(fā)展優(yōu)勢。目前，開發(fā)區(qū)已引進(jìn)天恩能源、液流儲能、水發(fā)能源、英利能源、天楹儲能等10余家新能源企業(yè)紛紛入駐，新能源裝備制造產(chǎn)業(yè)集群已初具規(guī)模，將成為推動開發(fā)區(qū)產(chǎn)城融合高質(zhì)量發(fā)展的綠色引擎。
03.“建設(shè)一個(gè)可以媲美寧德時(shí)代公司的開封時(shí)代。”
2022年8月，河南省委書記樓陽生對著開封時(shí)代新能源科技有限公司(簡稱開封時(shí)代)的一眾高管們說，要有這樣的雄心壯志。
開封時(shí)代，顧名思義，自這家公司的創(chuàng)辦者為其命名之始，就飽含了一種深深的期望。
寧德時(shí)代，享譽(yù)全球的鋰電池行業(yè)龍頭，從2011年成立至今，十二年間一路狂飆，站在了鋰電池行業(yè)之巔。福建省寧德市這座小城也在很大程度上因之迎來了歷史性的嬗變。
寧德時(shí)代的成功必然有多方面的原因，作為釩電池領(lǐng)域的行業(yè)新秀，2021年5月成立的開封時(shí)代，將靠什么來支撐起這一雄心?
04.后來者居上之勢?
一家釩電池企業(yè)從創(chuàng)立到投產(chǎn)，需要多久?開封時(shí)代給出的答案是：8個(gè)月。
2021年4月26日，平煤神馬集團(tuán)和開封市委、市政府相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)赴中科院大連化學(xué)物理研究所，簽訂了技術(shù)許可協(xié)議;
2021年5月13日，開封時(shí)代正式注冊成立。
2021年7月10日，廠房正式動工，12月7日，首臺電堆下線。
在不到8個(gè)月的時(shí)間里，開封時(shí)代完成了簽約、開工、投產(chǎn)的一系列大事件，可謂“神速”。
在工廠順利投產(chǎn)之后，開封時(shí)代立馬將工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)向全釩液流電池MW級系統(tǒng)的研發(fā)和建設(shè)。
2022年6月11日，開封時(shí)代6MW/24MWh全釩液流電池儲能示范電站項(xiàng)目一次性運(yùn)行成功，意味著該公司成為全國第3家、全球第5家、河南省唯一掌握全套全釩液流電池生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)。
目前，開封時(shí)代已具備300兆瓦/年全釩液流電池儲能系統(tǒng)產(chǎn)能，規(guī)劃2025年之前完成3吉瓦/年全釩液流電池產(chǎn)線建設(shè)和全產(chǎn)業(yè)鏈配套，帶動周邊配套形成千億級儲能產(chǎn)業(yè)集群。
進(jìn)入2023年，開封時(shí)代建成了平頂山24MW/96MWh全釩液流電池安全生產(chǎn)保障儲能電站項(xiàng)目;其申報(bào)的“新一代全釩液流電池儲能關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目獲重大科技專項(xiàng)支持，獲得支持資金近2000萬元;并于近日簽約榆中縣300MW/1200MWh全釩液流獨(dú)立共享儲能電站項(xiàng)目，總投資16億元……
縱觀釩電池領(lǐng)域其他主要企業(yè)的發(fā)展歷程，開封時(shí)代的發(fā)展速度，似有后來者居上之勢。
技術(shù)的根基，玩釩電池，技術(shù)是根基。
開封時(shí)代作為一家新入行者，首先要解決的就是技術(shù)問題。
在開封時(shí)代的官網(wǎng)上，中科院大連化物所研究員張華民被列為其首席科學(xué)家。
張華民是我國釩電池領(lǐng)域的權(quán)威技術(shù)專家，他出生于1955年，此前曾赴日留學(xué)，獲得九州大學(xué)工學(xué)碩士和博士學(xué)位，2000年，他作為中國科學(xué)院百人計(jì)劃人才回國到大連化學(xué)物理研究所工作。
張華民帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)在液流電池關(guān)鍵材料、核心部件、儲能系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成、控制管理等方面都取得了國際領(lǐng)先的成果，在液流電池領(lǐng)域獲得國家授權(quán)專利280余件，國際專利30余件，形成了完整的自主知識產(chǎn)權(quán)體系。
據(jù)悉，開封時(shí)代從中科院大連化學(xué)物理研究所引進(jìn)了電堆的基礎(chǔ)生產(chǎn)技術(shù)，如何自動化、智能化、低成本、規(guī)模化生產(chǎn)電堆，則要靠自己的團(tuán)隊(duì)自行開發(fā)。
公開信息顯示，開封時(shí)代的研發(fā)團(tuán)隊(duì)從426研究所最初的3人小組，已發(fā)展至人數(shù)超過3位數(shù)，其中包括50多位博士、碩士，擁有的研發(fā)設(shè)備總值7000多萬元，還擁有四千平方米精密實(shí)驗(yàn)室、300多畝中試基地、2.7萬平方米生產(chǎn)車間，集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售于一體的綜合性團(tuán)隊(duì)已經(jīng)形成。
通過自主創(chuàng)新，該團(tuán)隊(duì)成員累計(jì)申請專利71項(xiàng)，其中發(fā)明專利39項(xiàng)，實(shí)用新型專利32項(xiàng)。已授權(quán)發(fā)明專利3項(xiàng)，實(shí)用新型專利20項(xiàng)，在審中專利48項(xiàng)。
該公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)稱，全釩液流電池儲能系統(tǒng)需要近50種配套零部件，其中三大核心部件的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)掌握。未來，開封時(shí)代將繼續(xù)圍繞提升產(chǎn)品的技術(shù)和性能發(fā)力，優(yōu)化電池的性能、提高電流的密度、不斷降低成本。此外，優(yōu)化電站的各個(gè)系統(tǒng)、突出產(chǎn)品的差異化也是其下一步的發(fā)展目標(biāo)。
05.國資背景：優(yōu)勢還是劣勢
從股權(quán)結(jié)構(gòu)上來看，開封時(shí)代是一家國資控股的國有企業(yè)。
開封時(shí)代股權(quán)架構(gòu)
工商信息顯示，開封時(shí)代的控股股東及間接持股企業(yè)包括了開封市國有資本投資運(yùn)營集團(tuán)有限公司、開封國有資產(chǎn)投資經(jīng)營集團(tuán)有限公司、開時(shí)國投股權(quán)投資基金有限公司、中國平煤神馬控股集團(tuán)有限公司等多家國有資本、國有企業(yè)。
如此看來，在釩電池的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品制造領(lǐng)域，開封時(shí)代還是頭一家國有企業(yè)，即便將之放大到整個(gè)電化學(xué)儲能領(lǐng)域，也不多見。
在管理運(yùn)營上，開封時(shí)代以平煤神馬集團(tuán)開封炭素研究院為班底成立，開封時(shí)代的董事長范新川系中國平煤神馬集團(tuán)科技創(chuàng)新管理部總監(jiān)。
誠然，國資有國資的優(yōu)勢，開封時(shí)代快速成長的背后有著國資的助力。
例如，在其成立之初，開封國有資產(chǎn)投資經(jīng)營集團(tuán)有限公司投入資金約3億元，幫助解決開封時(shí)代項(xiàng)目建設(shè)用地、廠房搭建等相關(guān)基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)，確保了項(xiàng)目建設(shè)的速度和質(zhì)量。
但在技術(shù)密集、快速發(fā)展的釩電池行業(yè)，在一般人看來在體制機(jī)制上不夠靈活的國企能否適應(yīng)這一新興市場要求的高效率、快節(jié)奏，目前還有待進(jìn)一步的觀察。
但至少從成立至今這兩年多的發(fā)展來看，開封時(shí)代給外界的感覺更像是一個(gè)充滿生命力的“少年”。
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