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文章来源:21世纪经济报道
随着能源转型的推进,新型储能行业迎来了快速发展的机遇,预计到2025年市场规模将超过万亿元。锂离子电池在新型储能路线中占据了绝对主导地位,而这也是大多数企业选择该技术路线的原因。然而,随着新型储能市场竞争的加剧,业内开始探讨是否应该将锂电视为唯一技术路线。最近,在中国国际储能大会上,一位电力专家指出,随着电力市场对长时储能需求的增加,可能会对锂电路线的市场地位产生挑战。这表明在新型储能领域中,锂电路线的市场地位正面临着巨大的变数。
液流储能科技有限公司总经理郑晓昊最近接受采访时表示,目前锂电池虽然成熟度和成本方面最优,但长时储能需求不断增加,且要求进一步延伸,锂离子电池储能技术由于安全性挑战和扩展成本高等问题,难以满足需求。因此,长时储能市场将被液流等更适合的技术路线取代。
随着新能源快速加速并网,由于其出力的不稳定性,对电网的消纳能力提出了更高的要求。为了更好地解决日度间波动和平衡季度间的能源缺口,长时储能需求呈现爆发式增长。因此,长时储能技术正在成为解决能源转型问题的重要方向。
在杭州储能大会上,郑华博士指出,2021年全国性的“拉闸限电”和2022年四川缺电的原因都是由于能源不稳定性所导致。一旦出现连续一到两天的无风阴天状况,某些地区的电力系统就会出现长达一到两天的断电情况。
为了避免这种情况的发生,我国各地的政策都在加大对长时储能的扶持力度,以解决能源转型过程中的不稳定性问题
在新能源“强制配储”的政策背景下,截至2023年2月,中国31个省、直辖市、自治区中已有27个发布了新能源配储相关政策,其中18个省份明确了“十四五”期间的具体装机目标。
甘肃、福建、湖北、吉林、辽宁、黑龙江、安徽等省份的政策明确要求电源侧配储的调峰时长超过4小时。随着政策的推进,未来可能会有更多省份加入延长储能调峰时长的行列。
这些意味着,长时储能的发展空间十分巨大。
目前,我国主要的储能需求来自于新能源配储。根据中国电力企业联合会于3月29日发布的《2022年度电化学储能电站行业统计数据》显示,截至2022年底,电源侧储能总能量约为6.80GWh,累计投运总量为5.50GWh,占所有新型储能电站的80.8%。这表明来自于储能主要市场的电源侧储能需求将促进长时储能领域的发展。
而在全球市场上,经过麦肯锡公司建模研究后发现,到2040年,长时储能行业的储能容量有可能达到85-140TW/H,相应的储能总用电量有可能占全球总用电量的10%。
随着长时间储能需求的不断增加,锂电池储能路线作为主流储能路线,其市场地位或面临液流等更适合长时储能的技术路线的挑战。尽管当前锂电池路线仍然具有巨大的经济性优势,但从长远来看,其优势地位可能会被取代。液流储能科技有限公司是国内唯一一家采用全钒液流电池和铁铬液流电池双技术路线的储能公司。在此方面,郑晓昊指出,如果电网需要配置一种储能类型,该类型需要在一秒内响应,但充放电时间在30分钟左右,则锂电池更为合适。但如果电网需要配置一种更长时间的储能类型,则液流储能可能更为适合。
郑晓昊从安全性和经济性两个角度解释了上述结论。首先是安全性方面,他认为锂电池作为可燃物的特性将会导致其安全问题难以被完全解决。在长时间储能的需求下,这一问题将变得更加突出。他明确表示,无论电池管理系统(BMS)做得有多好,无论液冷或风冷系统做得多么强大,无论电流控制系统有多么精准,锂离子电池作为可燃物的特性无法避免。任何轻微的质量问题或操作不当都可能导致电芯起火、燃烧或爆炸。相比之下,郑晓昊指出液流电池不存在这些问题。他解释称,“液流电池的电解液是用水做的,即使将正极和负极混合在一起,也不会引起起火的情况。”
实际上,锂电池的安全事故频繁发生,这也在一定程度上限制了锂电池的应用拓展。
在6月1日召开的一场新型储能投融资研讨会上,中国工程院院士杨裕生发表了讲话。他指出,韩国、美国和澳大利亚的锂离子电池曾多次发生失火和爆炸事件。例如,2022年10月15日,韩国的一个重要数据中心发生了电池起火并断电的事故,导致两大互联网系统服务中断,3.2万个服务器瘫痪,金融和交通运输等领域也受到了严重影响。
长时储能方面,锂离子电池的劣势之一是扩展成本高。据郑晓昊解释,锂离子电池的功率和贮存能力绑定在一起,若仅提升容量而不提升功率,电池成本就会等比例增加。因此,如果将储能时间从1小时扩展到4小时,电池成本将增加到原来的4倍。相比之下,采用液流电池等其他技术路线可能更加节约成本。此外,锂资源的总量有限,仅能满足100太瓦时的需求,这也成为锂电池发展长时储能的制约之一。因此,市场将寻找更多其他资源的技术路线,例如从锂离子电池进化到钠离子电池等。杨裕生院士则提倡在稳步发展锂离子电池的同时,也要加紧扶持液流电池技术路线,例如以铁铬为代表的技术。

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