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全球最大“电网充电宝”建成,钒电储能或再造一个宁德时代

液压机械 2022-04-11 22:44 0
核心提示:新能源车的火热,让锂电池的原料碳酸锂成为白色石油。而在电池技术里,另一种技术路线钒电也在悄悄开花。2月中旬,200MW/800MWh

 新能源车的火热,让锂电池的原料——碳酸锂成为“白色石油”。而在电池技术里,另一种技术路线“钒电”也在悄悄开花。

 

2月中旬,“200MW/800MWh大连液流电池储能调峰电站国家示范项目”正式宣布已经完成主体工程建设。该电站是国内首个100MW级大型电化学储能国家示范项目,也将成为全球规模最大的全钒液流电池储能项目,预计将于今年6月完成并网调试。

 

全球规模最大电池储能项目是什么概念?据光明网报道,这一电站储能容量达400MWh,相当于能存放40万度电。按照一个家庭月平均用电量200度来算,可以供应2000多个家庭使用一个月。作为调峰电站,这能缓解地方电网调峰压力,及时补足用电需求。

 

储能是新能源产业革命的核心。在“双碳”的大背景下,煤电使用比例势必要下降,但风电、太阳能电等新能源长期以来面临不连续、不稳定和不可控的特点。因此,如何更好地储存这些能源,成为使用绿电的关键。

 

从储能结构来看,我国当前还是以抽水蓄电为主——用电低谷时,通过电力将水从下水库抽至上水库,用电高峰再放水发电。2020年,我国抽水蓄电的比例达到近90%,第二位则是电化学储能,包括锂离子电池、铅蓄电池、液流电池等技术。

 

 

来源:国海证券

 

不过,抽水蓄电对地理位置要求高,常建于水库等地区,并不适用于所有场景。面对大型储能场景(如电网并网)或消费端场景(如新能源车),电化学储能技术能成为很好的补充。

 

电化学储能技术近年来进展迅速。钒电作为其中的一个分支,有着环保无污染、寿命长、转化效率高(可达65%-80%)、性能稳定、可高频反复充电等特点,适合用于风光储电,成为电网的“大型充电宝”。

 

如果说锂电是现在储能市场当之无愧的“王者”,那么钒电,就是大规模储电场景中的一颗新星。

 

探索之路

用全钒液流电池技术建成国家级储能调峰电站,背后是一家探索了十余年的公司——大连融科。

 

1977年,大连融科董事长张华民成为当年恢复高考后的第一届学生。在山东大学化学系毕业后,他远赴日本学习,相继获得九州大学工学硕士和博士学位,在功能材料领域研究超过10年。

 

张华民正式与新能源电池结缘,要追溯到2000年。这一年,张华民受邀回国参与开发北京奥运的电动车电池能源项目,相关技术也成功应用于2008年的奥运会和2010年的世博会。

 

在这期间,张华民也清晰看到了储能技术在新能源革命中的机会。2008年,他与企业家刘延辉共同创立了大连融科,选择了液流电池中的钒电这一方向。

 

 

大连液流电池储能调峰电站内部 来源:中国科学报

 

这是一个重要的决定。大连融科的成立,正处于国内液流电池技术萌芽的当口。

 

全钒液流电池技术在1985年就被提出,欧美、日本等国家在商业化上走在前头。到了2000年初,这些国家的钒电池系统已经初步应用在电站调峰、太阳能储能、风能储能等场景,接近商业化阶段。

 

在国内,大连融科成为最早一批专注钒电的公司,技术研发可谓进展迅速。2008年成立时,大连融科就与大连化学物理研究所合作,成功研制输出功率为10kW的电池模块,并集成国内首台输出功率100KW、蓄电容量200KWh的全钒液流储能电池系统,能量转化效率达到75%。而当时,日本钒电池转化效率约在80%左右。

 

不过,由于早期市场需求还没有完全起来,全球液流电池产业经历过低潮。2005年,液流电池巨头日本住友电工就中止了液流电池的研发;2008年,曾经的钒电池龙头——加拿大公司VRB Battery,也因为没等到奥巴马能源新政,业务和融资都难以为继,到了破产边缘。

 

这反倒成为国内弯道超车的机遇。2009年,VRB被刚刚成立3年的北京普能以215万美元收购,后者一跃成为国内钒电池的排头兵。

 

大连融科也在钒电的道路上逐步前进。除了继续自研技术,公司延展到上游的电解质溶液、电极双极板等电池核心材料,一体化的方案让大功率电堆的应用成为可能,为大连融科接下多个大型工业用储能项目做好铺垫。

 

到了2014年,大连融科走向国际化,还参与制定了国内和国际层面的液流电池标准,这也为我国在钒电领域争取到了话语权。

 

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