9月14日,在甘肅省金昌市金川區華能西坡光伏電站內,一個250千瓦/500千瓦時的液流儲能電站正進行每天兩沖兩放的“固定動作”。從2023年投運以來,該儲能電站已平穩運行一年有余,各項指標表現良好,有效驗證了鐵鉻液流儲能電池在配套新能源發電場景的實用性、經濟性。
就在不久前的7月31日,海川太風水儲能科技(無錫)有限公司牽頭開發的250千瓦/500千瓦時鐵鉻液流電池光儲一體儲能系統,成功通過由中國工程院院士、清華大學化學工程系教授金涌等資深專家組成的專家組開展的科技成果評價,專家組認為該成果針對鐵鉻液流電池儲能系統電堆功率低、一致性差、并網響應慢、析氫安全隱患、電解液交叉污染等難題開展了系統性研究,進行了多項創新,項目整體達到國際先進水平。
突破液流電池多項技術難題
近年來,我國新能源迎來快速發展時期,新能源裝機保持每年增長1億千瓦以上規模。8月23日,國家能源局發布的1-7月份全國電力工業統計數據顯示,截至7月底,全國累計發電裝機容量36.7億千瓦,其中太陽能發電裝機容量11.1億千瓦,同比增長50.8%;風電裝機容量5.7億千瓦,同比增長22.1%。今年前7個月,風電新增裝機5367萬千瓦,太陽能發電新增裝機22325萬千瓦。隨著新能源在總發電裝機比重不斷提升,電力系統對儲能尤其是長時儲能的需求也日益迫切。在此背景下,近年來以液流電池為代表的長時儲能技術迎來戰略機遇期。
海川太風水儲能科技(無錫)有限公司董事長左紅堂介紹,相比于鋰電池,液流電池具備本質安全、無燃爆風險、容量高、循環壽命長、工作溫度范圍寬、原材料可再生等優勢,是適應高比例新能源電力系統的理想儲能單元。
據悉,當前液流電池從技術路線上分為全釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池、水系液流電池等幾類主流技術路線。從2025全國液流電池產業發展大會獲悉,去年我國液流電池裝機規模快速增長,液流電池儲能電站項目新增并網0.81吉瓦/3.23吉瓦時,較2023年增長10倍,液流電池產業進入到商業化發展階段。
海川太風水儲能科技(無錫)有限公司總經理郭煌表示,海川儲能核心技術團隊源于國內首家鐵鉻液流電池公司——蘇州久潤能源科技有限公司,深耕鐵鉻液流儲能技術十余年,2021年時海川太風水儲能科技(無錫)有限公司與中國物聯網研究發展中心聯合成立未來新能源實驗室,結合中國物聯網研究發展中心在物聯網領域深厚的技術沉淀,積極打造一個跨學科、綜合性的創新研究平臺,致力于新一代鐵鉻液流電池技術開拓創新。
針對當前液流電池發展過程中面臨的電堆功率低、一致性差、并網響應慢、析氫安全隱患、電解液交叉污染等共性技術難題。海川儲能通過技術創新,成功開發了新一代大功率鐵鉻液流電池單堆系統,該電堆額定功率可達33千瓦,工作溫度從零下20攝氏度至70攝氏度,能量效率達75%以上,循環壽命2萬次以上。在華能西坡光伏電站儲能項目中創新應用晶閘管并聯旁路開關及智能控制,實現10ms內無沖擊并網,具備智能零投切功能;并通過電解液改進,電堆結構優化,解決電堆密封,抑制離子交叉污染和析氫問題。
推動液流電池成本穩步下降
當前,儲能行業正處于從政策驅動向市場化競爭轉型的關鍵期。市場需求已經驗證,在長時儲能場景(4小時以上),液流電池技術相比于其他電化學儲能技術優勢明顯,具備不可替代性。
但是不可否認的是,單位成本仍然是影響液流電池商業化發展的關鍵因素。以大連融科中標國家電投攀枝花項目為例,該項目全釩液流電池系統價格成本達2.295元/瓦時,而同期鋰電儲能最低單價已下探至0.473元/瓦時。
左紅堂指出,液流電池最主要的成本是電解液,占系統整體成本能達到40%以上,其次是電堆成本,占系統總成本約35%,電堆的主要成本源于離子交換膜的成本,其它構件成本約占整體成本25%左右。當前全釩液流電池成本偏高的重要原因就是因為釩材料價格較高,目前釩材料的價格以達到7.7萬元/噸,而鐵鉻材料的價格約為0.25萬元/噸,不到為釩價的1/20。
“這也是我們看好鐵鉻液流電池這一技術路線的原因之一,在長時儲能同等優勢條件中,鐵鉻不比全釩遜色,在電解液成本方面,鐵鉻更加具備無限可能。我們的目標是讓液流電池的成本做到和鋰電池一樣,讓鐵鉻液流電池成本低于1元/瓦時。”郭煌表示。
左紅堂介紹,隨著250千瓦/500千瓦時鐵鉻液流電池光儲一體儲能系統的各項性能已經得到充分驗證,該公司將加快推動這一技術走向市場。早在今年6月4日,海川儲能鐵鉻液流電池電堆研發制造總部項目就已經正式簽約,將落地江蘇省江陰市霞客灣科學城。據悉,該項目總投資2億元,計劃建設年產400兆瓦鐵鉻液流儲能電池電堆自動化生產線以及集裝箱式儲能模塊總部基地項目,產線滿產后可實現1.6吉瓦時儲能系統規模,項目將在2026年1月正式投產。
責任編輯: 張磊