液流电池步入GWh时代!2026年有望降至2元/Wh以内,钒电池迎来规模化发展期。

文摘   2024-12-23 18:00   山西  

GGII预计,2024年中国液流电池储能装机量首次突破GWh,达1.81GWh。主要因为液流电池随着混合储能应用快速渗透,GGII数据显示,2024年1-11月中国液流电池招投标项目中,全钒液流电池+磷酸铁锂电池(LFP)混合储能项目占比近六成,混合储能项目可结合两者优点,弥补单一储能技术缺陷、提升系统效率。
从液流电池储能装机的技术路线来看,以全钒液流电池为主,占比超8成,主要因全钒液流电池能量效率高(>80%)、循环寿命长(>20000次)、功率密度高,技术成熟度最高。
2024年中国液流电池投运项目技术路线分布(%)
在可再生能源大力发展的当下,长时储能对于增强储电能力、保障电力系统调峰和安全稳定运行以及应对极端天气方面发挥着重要作用。在此背景下,作为长时储能技术路径之一的液流电池未来发展前景广阔,GGII预计随着液流电池系统价格的不断下降,2026年有望降至2元/Wh以内,这将进一步加速液流电池的商业化步伐。
2024年,储能产业从高速发展进入到变局时期,是行业极度“内卷”的一年,但也是储能行业破卷向新走向全球市场的一年。

2024年,储能产业链延续了去年下半年的调整,电芯、系统等价格下滑依旧,从蓝海走向红海,产业内卷加剧,行业洗牌加速。无论是“老将”还是“新军”都感受到了巨大的压力。但相比诸多毛利率长期处于个位数的传统行业,储能行业尚处在发展初期,仍将保持较快的增长趋势,尤其是全球表前储能市场潜力巨大。

巅峰氢储并从全球储能市场发展前景、中国储能企业出海以及如何破除内卷等角度探讨储能产业的深度变化和应对策略。
全球储能市场发展来看,全球表前储能市场依旧保持着较快的增速,中国、北美和欧洲这样的传统优势市场以及澳大利亚、智利、中东以及印度等新兴市场呈现出一齐发力的态势。
GGII预计,预计2025年全球储能新增装机超250GWh,全球增速超30%。在这其中中国依旧是全球最大的表前储能市场,欧洲因其较低的基数,增长速度预计将超过80%。

新兴市场包括澳大利亚、智利、沙特、阿联酋、印度等,其表前储能市场虽然预计都不超过10GWh,但发展潜力巨大。

在巅峰看来,这就是中国储能产业的机会所在。“中国储能企业要向外‘卷’,积极出海去展现中国储能产业的实力”。

中国储能产业和企业出海来看,巅峰氢储认为,中国储能企业出海成效显著。GGII的数据显示,2023年中国储能系统出海订单仅为7GWh,而2024年上半年这一数字就达到了12GWh,预计下半年出海订单将达32GWh,全年合计44GWh,同比增长6倍。

GGII预计沙特、印度、加拿大等地未来五年储能市场将迅速增长,未来将陆续有GWh级订单释放。中国储能企业出海未来获取大规模订单将面临当地生产压力,或采用其他资源置换,资源置换将成为出海常态。

同时,储能企业出海也将面临着10-20年质保、本土产能制造、短名单限制、GWh级订单采购谈判和项目保函等情况的制约。面对这样的情况,中国储能企业需要在当地投资建厂,加大本土采购,帮助业主解决融资难题,并进一步向开发/EPC/运维环节延伸,通过技术授权合作或者技术转让等方式创新商业模式,提供租赁或者服务等来应对出海面临的问题。

GGII判断,未来中国储能企业的产能建设将集中于国内高端制造及海外产能的扩张。

在巅峰看来,中国储能企业出海目前正处于第一阶段的产品出海和品牌出海以及第二阶段的营销出海、制造出海和研发出海。第三阶段则是标准的出海,即标准的制定与生态建设。

储能电池端,GGII预计2024年储能锂电池全年出货超320GWh,增速超50%,其中电力储能领域出货预计达283GWh,增长超过60%。

巅峰认为储能企业的竞争格局将加剧分化,储能产业链持续内卷,产业链企业洗牌加剧。

通过GGII全国巡回调研发现,国内电力储能招标的门槛在不断提升,业绩、安全、性能和价格是源网侧储能招标四重门槛。同时现货及租赁与预期偏差较大,项目盈利依旧困难,产品及运行存在电芯一致性差,衰减快、PCS的IGBT炸机,宕机频繁、BMS的BMU停机、SOC测不准等诸多问题,严重影响了储能电站的安全稳定运行。根据中电联相关数据2024H1电化学储能电站停运中非计划停运占比近50%。

回归到储能产业的健康发展,巅峰认为,储能行业从极速发展到现在已经进入了一个变局时期,如何破卷?答案就是“守正谋变 破卷图强”。坚守正的技术、正的产品,守住、保持住新能源的正能量。卷技术,卷产品,卷性能,走向海外展现中国储能产业的实力。
钒电池迎来规模化发展期
随着“双碳”目标的深入推进,我国新能源发电装机量保持较快增速,电力系统对新型储能等调节资源需求快速增加。其中,全钒液流电池储能作为拥有长时、大规模、绝对安全等特征的“后起之秀”,得到业内普遍关注。但受认识、技术和成本等影响,钒电池产业似乎长期处于“不冷不热”的窘境中。
近期,行业内捷报频传,一批大项目的公布为行业带来曙光。钒电池产业是否已经走入发展“快车道”?
国家钒钛产业联盟常务副秘书长、钒钛经济研究院院长吉广林。他认为,随着技术进步效率提高和投资成本降低,钒电池的投资回报率很快将与目前的主流储能技术路线相当,钒电池产业正进入规模化发展期。
从“抢项目”到“选项目”钒电池产业迎来“春天”
今年以来,钒电池产业喜报频传,行业似乎正迎来“春天”。对此,吉广林用一句话概括:“钒电池不缺大项目了,骨干龙头企业过去抢项目干,现在开始选项目干。”
首先,钒电池行业迎来了全国首个支持钒电池产业发展专项政策。今年5月8日,四川省经济和信息化厅等6部门联合印发了《促进钒电池储能产业高质量发展的实施方案》,明确到2027年,四川钒电池储能产业技术水平和创新能力位居全国前列,培育壮大3家以上创新能力突出、具有全国竞争力的龙头企业,建成一批经济效益好、带动能力强的试点示范项目,实现钒电池产业集聚化、规模化发展。这一政策具有首创性和更强的针对性,进一步优化了钒电池产业发展政策环境。
其次,项目数量增加、商业模式创新取得新进步。近期,仅新疆新增的钒电池项目就达2.8吉瓦时。11月,又传来多个好消息。
据巅峰统计,截至2024年10月,钒电池新增规划产能已超6吉瓦/年,新增规划储能项目约1500兆瓦/6000兆瓦时,预计2024年钒电池储能新增并网规模将超过600兆瓦,显示出强劲增长势头。

成本实现快速下降钒电池步入规模化发展
项目增多,反映出钒电池储能的技术性和经济性正逐渐得到认可。
“从一定的周期看,很多钒电池的投资回报率与锂电池已差别不大,比如德海艾科在江浙一带工商业侧的应用,回报率就相当可观。”吉广林解释说,这主要得益于钒电池技术进步、数字赋能、成本降低和效率提高。他特别提到大连融科、新兴铸管沧州全钒液流电池自动化生产线等,指出数字赋能对产业进步重要且必要。
在商业模式创新方面,融资租赁模式在攀枝花项目中落地,实现了业务模式与商业模式的优化,进一步降低了整体投资成本,可增加钒电池储能项目需求。吉广林表示,钒电解液具有不消耗、残值高、可循环利用等特点。在该模式下,初始投入降低,业主无需考虑钒价格高低,只需承担首次投资和电解液定期租赁费用;电解液租赁方也有收益,从而达到“多赢”局面。
进一步表示,该项目破解了电解液作为金融资产的供应保障、质量保证、价值认定、交易流动、运营维护及回收利用等一系列问题,在搭建钒电解液供应链体系、产品交易平台、质量检测和标准体系、钒制品收储基金等体系,开展钒电解液融资租赁业务等方面进行了有益探索,具有破题意义。
最后,钒电池成本与钒价紧密相关,今年以来钒价走低,虽对钒企业的业绩有一定负面影响,但有利于钒电池产业发展,从长远来看有利于钒产业链供应链健康。巅峰表示:“从目前的政策、企业、技术发展水平和市场化程度来看,钒电池已经完全具备商业化条件,可以说已经走入规模化发展时期。”
靠项目和数据说话推动钒电池市场走向成熟
目前,我国新型储能发展呈现“多元化”趋势。专家预测称,钒电池凭借其独有的优势,将在未来的储能市场中占据一席之地。
四川省介绍说,预计到2025年,钒电池在储能领域渗透率有望达15%至20%,将在大规模长时储能领域占据主导地位。
“钒电池的特性使其在一些应用场景具有不可替代性。”巅峰表示,如中国石油的首套自研全钒液流电池的成功应用,就是一个典型案例,这样的应用场景将持续出现。
同时指出,虽势头迅猛,但从整个行业来看,盈利能力还需要提高。产业刚刚步入规模化发展阶段,因项目相对较少、产品迭代快、研发成本和运营成本高等原因,产业盈利水平有限,“前两年还说得上是先进的产线,现在来看可能就显得落后了”;另一方面,钒电池的产业链供应链和产业生态还在构建中,这些都影响了钒电池产业规模化、可持续化发展。
同时,这也意味着更大的发展空间。举例说:“去某个钒电池企业调研,他们研发的隔膜成本较目前的可降低50%左右。”同时,电解液制备成本降低、智能制造和集成能力提高等,也对钒电池降低成本、提升竞争力起到重要促进作用。这些“面向未来”的突破与进步,正在有力地支撑钒电池产业发展。
在巅峰他看来,目前钒电池产业发展面临最重要的难点是要提升政府、使用方和社会对钒电池储能技术优势和重要性的认识,尽快培育钒电池市场。“由于市场和产业发展还不够成熟,钒电池的很多运行数据还处于‘不透明’状态,业界难以‘看清’钒电池。”
对此,巅峰认为,“靠项目、靠数据和盈利能力说话”是产业崛起的根本。业内应由“多说少做”到“多做多说”“用数字说”,提升产业影响力,并把拓展应用场景作为重要任务,以应用带动发展,倒逼技术和服务提升。他指出,随着项目增多和不断验收并网,很多钒电池项目的运行数据将不断走向公开、透明,钒电池将以新姿态迎接新机遇,实现更快和更大规模的发展。
近年来,国家高度重视可再生能源与储能技术的融合发展,相继出台了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》《“十四五”新型储能发展实施方案》等一系列旨在节能减排、促进液流电池行业发展的政策措施。

随着可再生能源装机量的增长和电网对清洁能源接纳能力的提升,全钒液流电池的市场需求持续增加。在政策的扶持下,众多能源行业和化工行业的企业纷纷入局。

为进一步提高全钒液流电池在储能市场中的占比,未来要深化隔膜、电极和双极板材料、核心部件电堆等方面的技术研发,提高电解液利用率。同时,要大力推进上下游产业链的深度合作,确保原料供给和价格稳定,降低系统造价,提升市场竞争力。

全钒液流电池结构和运行原理示意图

全钒液流电池结构拆截图

什么是全钒液流电池  

全钒液流电池是一种新型电化学储能技术,其正极和负极均采用循环流动的钒溶液作为介质,借助氧化还原反应实现电能的大规模储存与释放。

当前,主流的储能技术,如抽水蓄能、锂电池和铅蓄电池等,已难以满足新能源装机量持续增长及应用场景日益多样化所带来的储能需求。相比之下,削峰填谷和维护电网稳定能力更出色的高安全性全钒液流电池,在大规模长时储能领域展现出巨大的潜力。

发展历程、全钒液流电池的概念由澳大利亚新南威尔士大学的Marria Kacos教授于1985年提出。次年,他成功申请了全球首个全钒液流电池专利,并自建了一套能效超过72%的1千瓦试验电堆,标志着这项技术开始从实验室走向产业化

我国全钒液流电池的研究始于20世纪80年代末。1995年,中国工程物理研究院电子工程研究所率先建成1千瓦的全钒液流电池样机。2006年,中国科学院大连化学物理研究所成功研制出10千瓦的全钒液流电池系统,使我国成为全球第4个掌握这项关键储能技术的国家。2022年10月,全球首座百兆瓦级全钒液流电池储能调峰电站在大连正式并网发电。目前,我国的全钒液流电池技术和产业在全球范围内处于领先且占据重要地位。

发展潜力、全钒液流电池研究与应用的持续升温,充分彰显了其相较于其他储能技术的显著优势。其储能介质为钒的无机盐水溶液,使得电池在常温常压下运行,无起火爆炸危险;电池容量取决于钒电解液的容积与钒离子浓度,输出功率取决于电堆规模。因此,可根据不同应用场景和负载需求,灵活设计电池的功率与容量;充放电循环次数超2万次,系统可稳定运行20年以上,使用寿命是锂电池的2倍;通过调控电解液的容积和钒离子浓度,可轻松实现4至10小时的长时储能;系统运行时无有毒副产物产生,对环境友好且安全性高。

资源禀赋、与锂资源大量依赖进口不同,我国钒资源储量和产量分别占全球的39%和68%,全钒液流电池的原材料高度自给可控。尽管当前储能市场仍以锂电池为主,但全钒液流电池凭借高安全性、长寿命、长时存储以及设计灵活性等优势,更适合国内大规模储能市场的需求。随着技术的不断突破和产业链的逐步完善,其经济性将持续提升,有望成为大规模长时储能领域最具前景的发展方向之一。

巅峰储能:2024年可能就是钒液流电池储能的元年2025年迎来爆发

巅峰推荐
中国新能源自媒体之一
国际视野、中国情怀

巅峰储能
光储狂飙迎来巅峰时代 合筑光储+虚拟电厂成数字化企业标配.构建零碳园区全钒液流电池储能“源网荷储一体化”综合解决方案.光储融合将成新能源转型破局之道“多源互补源网协同供需互动灵活智能”巅峰储能一定要把中国光储产业做好!
 最新文章