鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2021年10月26日
全釩液流電池技術與產業(yè)發(fā)展狀況
儲能不僅可以提高常規(guī)發(fā)電和輸電的效率、安全性和經濟性,也是實現可再生能源平滑波動、調峰調頻、滿足可再生能源大規(guī)模接入的重要手段,同時它也是分布式電源、智能電網系統(tǒng)的重要組成部分,在能源互聯網中具有舉足輕重的地位。國際權威咨詢機構麥肯錫將儲能技術定位為影響未來世界發(fā)展的12項顛覆性技術之一,2025年儲能技術對全球經濟價值貢獻將超過1萬億美元。
全釩液流電池是一種電化學儲能裝置,通過電解液中活性物質——釩離子的價態(tài)變化,實現電能與化學能的轉化,從而實現電能的存儲與釋放。全釩液流電池因其安全性高、使用壽命長、可實時直接監(jiān)測其充放電狀態(tài)等特點,已成為規(guī)模儲能技術領域的首選儲能設備之一。近年,在可再生能源大規(guī)模應用和智能電網建設的有力推動下,全釩液流電池在技術開發(fā)、工程應用、質量標準等方面取得突破性進展,產業(yè)鏈初步建立,產業(yè)規(guī)模不斷發(fā)展壯大。
截至2014年底,全釩液流電池儲能項目總裝機容量約為28MW/86MW˙h,2015年規(guī)劃和在建項目約51MW/215MW˙h,上升勢頭很強。在2001—2005年期間掀起了第一輪全釩液流電池應用熱潮,這重要是由日本住友電工公司和加拿大的VRB公司引領的,以驗證產品可靠性以及尋找合適的商業(yè)機會為目的的項目應用。由于2005年后釩資源價格的上升和2008年內的經濟危機,隨后全釩液流電池進入發(fā)展的低潮期。隨著太陽能、風能等可再生能源的快速發(fā)展,對電網調峰及安全、穩(wěn)定性提出新的挑戰(zhàn),電力系統(tǒng)對大規(guī)模儲能的需求逐漸新增,因此從2011年開始全釩液流電池裝機容量呈逐年上升趨勢。尤其是根據目前各重要全釩液流電池供應商披露的數據,2015年規(guī)劃及在建的項目規(guī)模預計將達到52MW,是2014年前累計裝機量的1.8倍,呈現了迅猛上升的態(tài)勢。除了市場需求新增的因素外,各國對大規(guī)模儲能激勵政策的出臺有效地起到了刺激市場和行業(yè)發(fā)展的用途。
從全釩液流電池項目的應用領域分布看,可再生能源接入、偏遠地區(qū)供電以及微電網是目前全釩液流電池的重要應用領域。全釩液流電池的技術特點能夠很好地滿足這些應用場景對大規(guī)模、大容量、長壽命儲能的技術要求。
我國液流電池的標準化工作由能源行業(yè)液流電池標準化技術委員會(NEA/TC23)歸口,NEA/TC23的重要職責是梳理液流電池標準體系,制、修訂液流電池國家標準和行業(yè)標準。
截至2015年四月,能源行業(yè)液流電池標準化技術委員會已經頒布執(zhí)行了一項國家標準和三項行業(yè)標準,分別為《GB/T29840—2013全釩液流電池術語》、《NB/T42006—2013全釩液流電池用電解液測試方法》、《NB/T42007—2013全釩液流電池用雙極板測試方法》和《NB/T42040—2014全釩液流電池通用技術條件》。另有一項國家標準正在進行報批審查(《全釩液流電池通用技術條件》,計劃號:20130685-T-604)。以上公布及報批標準為液流電池制造商的內部生產、經營和質量檢驗供應了重要的依據和判定標準,為推進液流電池產業(yè)化進程發(fā)揮了重大用途。NEA/TC23還在制定多項液流電池標準,標準內容涉及液流電池關鍵材料、部件、性能和安全等方面。
此外,全國電力儲能標準化技術委員會(SAC/TC550)從應用角度也開始儲能系統(tǒng)相關標準的制定。液流電池作為儲能設備,是SAC/TC550標準體系的重要內容之一。該標委會是國際電工委員會儲能系統(tǒng)技術委員會(IEC/TC120)的對口單位。
我國正處在能源和經濟發(fā)展轉型的關鍵時期,大規(guī)??稍偕茉凑鸩綇妮o助能源變?yōu)橹鲗茉础5c此同時,風能、太陽能等可再生能源大規(guī)模裝機集中并網所出現的棄風、棄光、電網調峰難度大和電網穩(wěn)定性差等問題日益凸顯。在這種情況下,大規(guī)模儲能技術及產業(yè)的發(fā)展已經引起了我國的高度重視。國務院辦公廳公布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014—2020年)》,要求加強電源與電網統(tǒng)籌規(guī)劃,科學安排調峰、調頻、儲能配套能力,切實解決棄風、棄光問題。并將大規(guī)模儲能技術與分布式能源、智能電網和先進可再生能源等一起列為九大重點創(chuàng)新領域。另外,隨著智能電網、分布式能源的發(fā)展,儲能的重要性越來越受到關注。2015年七月六日,國家發(fā)展改革委員會和國家能源局下發(fā)了有關促進智能電網發(fā)展的指導意見(發(fā)改運行[2015]1518號),儲能作為構建智能電網的重要設備,要求分布式能源、儲能系統(tǒng)與電網協調優(yōu)化運行技術,平抑新能源波動性,并鼓勵在集中式風電場、光伏電站配置一定比例儲能系統(tǒng),鼓勵因地制宜開展基于靈活電價的商業(yè)模式示范。新一輪的電改,特別是電價改革和用電側的開放政策,都將為儲能開拓出新的上升點。2015年中共中央第九號文件《有關進一步深化電力體制改革的若干意見》明確指出應積極發(fā)展融合先進儲能技術,以促進分布式能源的快速發(fā)展,提高電網系統(tǒng)消納可再生能源的能力和能源利用效率。
總體看,我國儲能雖被國家作為戰(zhàn)略性發(fā)展方向,但目前出臺的都是框架性、指導性文件,沒有具體支持政策和細化補貼,所以市場驅動力略顯不足,儲能產業(yè)發(fā)展相對緩慢。
結語
從1986年提出全釩液流電池概念至今,全釩液流電池在關鍵材料、電堆、電池系統(tǒng)設計與集成上都取得了重大進展,大量的應用示范不僅驗證了技術的有效性和成熟性,也越來越多的得到了市場認可,產業(yè)鏈逐步完善,整體產業(yè)已經進入市場化初期階段。隨著大規(guī)??稍偕茉吹膽茫瑸槿C液流電池供應了廣闊的市場空間,隨著電力體制改革的深入和激勵政策的出臺,全釩液流電池將很快迎來第一輪市場爆發(fā)期。