與鋰離子電池相比，液流電池具有安全性高、循環(huán)壽命長、電解液可循環(huán)利用、生命周期性價比高、環(huán)境友好等諸多優(yōu)勢，被認為是大規(guī)模儲能技術(shù)的首選技術(shù)之一。在眾多的液流電池種類中，目前商業(yè)化進程更快的為全釩液流電池。全釩液流電池是一種以金屬釩離子為活性物質(zhì)的液態(tài)氧化還原可再生電池。全釩液流電池是以+4、+5價態(tài)的釩離子溶液作為正極的活性物質(zhì)，以+2、+3價態(tài)的釩離子溶液作為負極的活性物質(zhì)，分別儲存在各自的電解液儲罐中。
在性能方面，全釩液流電池能夠?qū)崿F(xiàn)毫秒級充放切換響應(yīng)，可以達到20000次的循環(huán)使用壽命。由于全釩液流電池的正負極材料都是液態(tài)的水系電解液，通過膜材料將兩種液態(tài)材料隔開，從而避免了傳統(tǒng)電池中因為易燃材料的使用而帶來的熱失控和安全隱患;具有本征安全性，基本不存在起火爆炸風(fēng)險。
國內(nèi)某液流電池企業(yè)負責(zé)人表示，基于全釩液流電池15年生命周期的條件，目前全釩液流電池的lcoe度電成本(平準化度電成本)在0.4元/kWh左右，略高于鋰電的0.35-0.4元/kWh，但如果未來電網(wǎng)調(diào)度的容量增加，全釩液流電池的度電成本有望優(yōu)于鋰電池。
01.大項目接連不斷
2023年是釩液流電池商業(yè)化進程的關(guān)鍵時期，眾玩家積極布局，相關(guān)項目簽約、落地、投產(chǎn)等加速推進。7月11日，北京建龍重工集團與承德市人民政府、昆侖萬維簽署全釩液流儲能電池制造項目戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。雙方將開展高純釩、電解液、釩電池系統(tǒng)集成等項目的合作，共同發(fā)展全釩液流儲能電池產(chǎn)業(yè)，擬攜手打造“中國釩谷-國家全釩液流電池儲能產(chǎn)業(yè)基地”。
7月6日，總投資約16億元、西南地區(qū)容量最大的全釩液流儲能電站示范應(yīng)用項目落戶攀枝花。項目由攀枝花釩鈦高新區(qū)與攀枝花中電投新能源有限公司簽約，擬投資建設(shè)100MW/500MWh全釩液流儲能示范電站。該項目是世界級釩鈦產(chǎn)業(yè)基地、全國重要清潔能源基地建設(shè)重點支撐項目。
7月3日，總投資約15億元、四川省首個100MW/400MWh全釩液流儲能示范電站項目落戶內(nèi)江。項目由內(nèi)江市人民政府與國家電投集團四川電力有限公司簽約，預(yù)計2024年6月建成并網(wǎng)運行。該項目是國家川渝能源一體化應(yīng)急調(diào)峰基地建設(shè)戰(zhàn)略支撐項目。
6月27日，永泰能源所屬張家港德泰儲能裝備有限公司舉行1000MW全釩液流儲能裝備制造基地(一期300MW)開工暨德泰儲能研究院揭牌儀式。一期工程擬建設(shè)產(chǎn)線規(guī)模為年產(chǎn)能300MW，工期12個月，預(yù)計2024年下半年投產(chǎn)。
更早之前，林源集團于今年4月宣布總投資超 300 億元，大手筆布局全釩液流電池，陸續(xù)與遼寧朝陽、甘肅金昌、內(nèi)蒙古烏蘭察布等地簽訂開發(fā)投資協(xié)議，共同拓展全釩液流儲能系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈布局。
今年1月，上海電氣儲能公司與安徽巢湖經(jīng)開區(qū)簽約，該項目總投資3億元，擬建設(shè)1GWh儲能液流電池生產(chǎn)線;山西省首個全釩液流電池光儲充一體化示范項目竣工儀式在朔州舉行，該項目是全國首個校園場景的全釩液流電池并網(wǎng)示范項目。
值得注意的是，全釩液流電池項目也受到了各路資本的熱捧。6月30日，山西國潤儲能科技有限公司完成了近2億元人民幣A輪融資，將主要用于全釩液流儲能電池和全氟離子膜兩大核心產(chǎn)品的研發(fā)及落地等。在此之前，該公司于去年8月完成了超5000萬元的天使輪融資。
除此之外，今年以來，北京星辰新能科技有限公司宣布完成Pre-A輪融資;艾博特瑞能源科技(蘇州)有限公司獲得數(shù)千萬元天使輪融資;大連融科儲能集團股份有限公司完成超 10 億元 B+ 輪融資。
02.快速增長的市場需求
在碳中和的趨勢下,電網(wǎng)對于長時儲能系統(tǒng)技術(shù)的需求會更迫切。短時儲能不能滿足電力系統(tǒng)跨天、跨月、乃至跨季、跨年的儲能需要，難以解決峰谷時期供需匹配的經(jīng)濟性問題。這就需要建設(shè)儲能時長在4小時以上的長時儲能技術(shù)。
根據(jù)預(yù)測，到2040年全球長時儲能累計裝機容量可達1.5~2.5TW，到2050年，長時儲能儲電量將占全部儲電量的95%。在長時儲能的場景下，液流電池的潛力非常大，2023年會是液流電池產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵一年。
特別值得一提的是，不同于鋰電池的原材料，高度依賴進口，中國釩資源非常豐富。數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前全球范圍內(nèi)已經(jīng)探明的釩礦總金屬儲量約為2200萬噸，其中中國的釩礦總金屬儲量約為950萬噸，大概占到了全世界已探明儲量的43%，位居第一。
未來全釩液流電池有望成為一類重要的新型儲能技術(shù)，預(yù)計2025年/2030 年國內(nèi)全釩液流電池儲能裝機空間或?qū)⒊^10GWh/90GWh。而浙商證券預(yù)計到 2025 年中國釩液流電池儲能將新增 14.2GWh，裝機功率 3.5GW，滲透率20%，對應(yīng)市場規(guī)模 297 億元，2021-2025 年年復(fù)合增長率為 92%。
2023年7月17日，天府儲能與東方電氣集團東方汽輪機有限公司聯(lián)合研發(fā)制造的120kW/240kWh全釩液流電池儲能系統(tǒng)，在四川德陽市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園順利通過并網(wǎng)測試。釩電池儲能系統(tǒng)各項技術(shù)指標達到預(yù)期設(shè)計要求，直流側(cè)充放電能量效率達到80%。
該120kW/240kWh全釩液流電池儲能系統(tǒng)，是東方電氣集團東方汽輪機有限公司本部園區(qū)綜合能源利用研究與示范項目的重要組成部分之一。它與1MW光伏和快慢充電樁共同組成了園區(qū)光儲充示范項目，對該項目的穩(wěn)定運行起到了關(guān)鍵性的作用。
此次研制的120kW/240kWh全釩液流電池儲能系統(tǒng)，在設(shè)計上采用了雙方聯(lián)合研發(fā)的業(yè)內(nèi)最高功率等級的高性能電堆(額定功率：60kW，最大功率80kW)。60kW高功率電堆的成功研發(fā)和落地量產(chǎn)，將有助于顯著降低釩電池成本，推動釩電池規(guī)?；瘧?yīng)用。該全釩液流電池儲能系統(tǒng)，在功能上實現(xiàn)了有效的平抑波動，具備動態(tài)吸收和釋放功率的能力，完成了對光伏發(fā)電的平滑出力。同時，系統(tǒng)可根據(jù)調(diào)度下發(fā)曲線控制儲能出力，削峰填谷，通過通訊方式遠程接受指令，實現(xiàn)充放電運行。
120kW/240kWh全釩液流電池儲能系統(tǒng)的順利并網(wǎng)，為后續(xù)全釩液流電池的持續(xù)優(yōu)化、升級積累了寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，為后續(xù)雙方合作打下堅實基礎(chǔ)。
電投能源：計劃在赤峰建設(shè)16.25MW/65MWh磷酸鐵鋰+0.25MW/1MWh全釩液流電池混合儲能系統(tǒng)項目電投能源(002128.SZ)發(fā)布公告，公司擬對電投能源(赤峰)有限責(zé)任公司增加注冊資本，并投資建設(shè)國家電投赤峰高新區(qū)紅山產(chǎn)業(yè)園11萬千瓦風(fēng)儲綠色供電項目。擬將該公司注冊資本由450萬元增加至1.56億元。
據(jù)悉，電投能源(赤峰)有限責(zé)任公司成立于2023年3月21日，由內(nèi)蒙古電投能源股份有限公司與赤峰市城市建設(shè)投資(集團)有限公司按照90%:10%股比共同出資設(shè)立，注冊資本450萬元。
該項目總裝機容量110MW，建設(shè)16臺單機容量為6.25MW的風(fēng)電機組和2臺單機容量為5.0MW風(fēng)電機組;配置儲能功率為16.5MW、儲能電量為66MWh的磷酸鐵鋰電池(16.25MW/65MWh)+全釩液流電池混合儲能系統(tǒng)(0.25MW/1MWh);建設(shè)66kV升壓站一座，安裝2臺55MVA主變。項目總投資7.67億元。
公告顯示，該項目本階段電價按0.288元/千瓦時，發(fā)電小時數(shù)為2780小時(考慮4.34%棄電量)進行經(jīng)濟評價，項目投資回收期(稅后)為13.09年，資本金財務(wù)內(nèi)部收益率為8.13%，全投資收益率為3.83%，符合公司相關(guān)標準。
內(nèi)蒙古蒙東液流儲能科技公司一期年產(chǎn)300MW液流電池電堆生產(chǎn)線投產(chǎn)
盛夏七月，驕陽似火。與天氣一樣火熱的，是項目生產(chǎn)所掀起的滾滾熱浪。在內(nèi)蒙古蒙東液流儲能科技有限公司4.5GW液流電池電堆生產(chǎn)集成能力及全產(chǎn)業(yè)鏈項目現(xiàn)場，一期首條年產(chǎn)能300MW液流電池電堆全自動化生產(chǎn)線已正式投產(chǎn)。
“我們下線的產(chǎn)品是型號為EF-036液流電池電堆，它的額定功率是16KW，它也是入選了2023年內(nèi)蒙古自治區(qū)新能源裝備優(yōu)選推薦蒙東地區(qū)唯一的儲能裝備。”內(nèi)蒙古蒙東液流儲能科技有限公司總經(jīng)理竇睿說。
內(nèi)蒙古蒙東液流儲能科技有限公司作為開發(fā)區(qū)打造新能源裝備制造產(chǎn)業(yè)集群的重點項目，于去年10月引入開發(fā)區(qū)，總投資20.5億元，項目分三期建設(shè)，整個項目預(yù)計2026年底建成投產(chǎn)，屆時可實現(xiàn)年銷售收入200億元。當(dāng)前，一期首條年產(chǎn)能300MW液流電池電堆全自動化生產(chǎn)線的正式投產(chǎn)，不僅為開發(fā)區(qū)建設(shè)儲能產(chǎn)業(yè)基地、打造風(fēng)光儲氫氨一體化零碳產(chǎn)業(yè)園注入強勁動能，也標志著開發(fā)區(qū)發(fā)展儲能裝備產(chǎn)業(yè)邁出了重要一步。
“我們下線的液流電池電堆，它也是內(nèi)蒙古自治區(qū)首臺業(yè)務(wù)電池電堆的產(chǎn)品下線，它也在預(yù)示著我們液流儲能科技有限公司在通遼市乃至整個蒙東地區(qū)的產(chǎn)業(yè)落地走出了第一步。未來我們會以此為契機，抓住機遇，加快發(fā)展，將整個液流電池系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈在通遼完整落地。”內(nèi)蒙古蒙東液流儲能科技有限公司總經(jīng)理竇睿說。
企業(yè)發(fā)展，不僅看重良好的營商環(huán)境，也看重當(dāng)?shù)氐馁Y源環(huán)境。開發(fā)區(qū)依托豐富的資源優(yōu)勢，持續(xù)推動規(guī)劃引領(lǐng)、優(yōu)化空間布局，從全局性、前瞻性、戰(zhàn)略性角度科學(xué)謀劃新能源裝備制造產(chǎn)業(yè)延鏈、補鏈、強鏈的方向和路徑，一批規(guī)模大、能級高、帶動力強的新能源項目紛紛上馬，新能源裝備制造業(yè)蓄能起勢。同時，開發(fā)區(qū)所提供的標準廠房、配套設(shè)施、要素保障、政策扶持，也吸引了更多上下游企業(yè)投資布局，全面促進開發(fā)區(qū)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。
“我們計劃總投資應(yīng)該是在50億元左右，攜手液流儲能科技公司共同在通遼市投資全釩液流儲能電池全產(chǎn)業(yè)鏈、風(fēng)光儲一體化新能源發(fā)電項目。我們認為開發(fā)區(qū)營商環(huán)境包括政府的支持力度、產(chǎn)業(yè)鏈上的配套，對我們落戶開發(fā)區(qū)是非常有信心的。”山東水發(fā)清潔能源股份有限公司副總經(jīng)理王昊說。
立足新發(fā)展階段，開發(fā)區(qū)緊跟“雙碳”戰(zhàn)略步伐，加快推動新能源裝備制造業(yè)擴能提質(zhì)，堅持目標引領(lǐng)，擴大產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模，突出補鏈延鏈，大力發(fā)展配套產(chǎn)業(yè)，強化招大引強，夯實產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，推動能源優(yōu)勢加快轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和發(fā)展優(yōu)勢。目前，開發(fā)區(qū)已引進天恩能源、液流儲能、水發(fā)能源、英利能源、天楹儲能等10余家新能源企業(yè)紛紛入駐，新能源裝備制造產(chǎn)業(yè)集群已初具規(guī)模，將成為推動開發(fā)區(qū)產(chǎn)城融合高質(zhì)量發(fā)展的綠色引擎。
03.“建設(shè)一個可以媲美寧德時代公司的開封時代。”
2022年8月，河南省委書記樓陽生對著開封時代新能源科技有限公司(簡稱開封時代)的一眾高管們說，要有這樣的雄心壯志。
開封時代，顧名思義，自這家公司的創(chuàng)辦者為其命名之始，就飽含了一種深深的期望。
寧德時代，享譽全球的鋰電池行業(yè)龍頭，從2011年成立至今，十二年間一路狂飆，站在了鋰電池行業(yè)之巔。福建省寧德市這座小城也在很大程度上因之迎來了歷史性的嬗變。
寧德時代的成功必然有多方面的原因，作為釩電池領(lǐng)域的行業(yè)新秀，2021年5月成立的開封時代，將靠什么來支撐起這一雄心?
04.后來者居上之勢?
一家釩電池企業(yè)從創(chuàng)立到投產(chǎn)，需要多久?開封時代給出的答案是：8個月。
2021年4月26日，平煤神馬集團和開封市委、市政府相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)赴中科院大連化學(xué)物理研究所，簽訂了技術(shù)許可協(xié)議;
2021年5月13日，開封時代正式注冊成立。
2021年7月10日，廠房正式動工，12月7日，首臺電堆下線。
在不到8個月的時間里，開封時代完成了簽約、開工、投產(chǎn)的一系列大事件，可謂“神速”。
在工廠順利投產(chǎn)之后，開封時代立馬將工作重點轉(zhuǎn)向全釩液流電池MW級系統(tǒng)的研發(fā)和建設(shè)。
2022年6月11日，開封時代6MW/24MWh全釩液流電池儲能示范電站項目一次性運行成功，意味著該公司成為全國第3家、全球第5家、河南省唯一掌握全套全釩液流電池生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)。
目前，開封時代已具備300兆瓦/年全釩液流電池儲能系統(tǒng)產(chǎn)能，規(guī)劃2025年之前完成3吉瓦/年全釩液流電池產(chǎn)線建設(shè)和全產(chǎn)業(yè)鏈配套，帶動周邊配套形成千億級儲能產(chǎn)業(yè)集群。
進入2023年，開封時代建成了平頂山24MW/96MWh全釩液流電池安全生產(chǎn)保障儲能電站項目;其申報的“新一代全釩液流電池儲能關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項目獲重大科技專項支持，獲得支持資金近2000萬元;并于近日簽約榆中縣300MW/1200MWh全釩液流獨立共享儲能電站項目，總投資16億元……
縱觀釩電池領(lǐng)域其他主要企業(yè)的發(fā)展歷程，開封時代的發(fā)展速度，似有后來者居上之勢。
技術(shù)的根基，玩釩電池，技術(shù)是根基。
開封時代作為一家新入行者，首先要解決的就是技術(shù)問題。
在開封時代的官網(wǎng)上，中科院大連化物所研究員張華民被列為其首席科學(xué)家。
張華民是我國釩電池領(lǐng)域的權(quán)威技術(shù)專家，他出生于1955年，此前曾赴日留學(xué)，獲得九州大學(xué)工學(xué)碩士和博士學(xué)位，2000年，他作為中國科學(xué)院百人計劃人才回國到大連化學(xué)物理研究所工作。
張華民帶領(lǐng)研究團隊在液流電池關(guān)鍵材料、核心部件、儲能系統(tǒng)設(shè)計集成、控制管理等方面都取得了國際領(lǐng)先的成果，在液流電池領(lǐng)域獲得國家授權(quán)專利280余件，國際專利30余件，形成了完整的自主知識產(chǎn)權(quán)體系。
據(jù)悉，開封時代從中科院大連化學(xué)物理研究所引進了電堆的基礎(chǔ)生產(chǎn)技術(shù)，如何自動化、智能化、低成本、規(guī)?；a(chǎn)電堆，則要靠自己的團隊自行開發(fā)。
公開信息顯示，開封時代的研發(fā)團隊從426研究所最初的3人小組，已發(fā)展至人數(shù)超過3位數(shù)，其中包括50多位博士、碩士，擁有的研發(fā)設(shè)備總值7000多萬元，還擁有四千平方米精密實驗室、300多畝中試基地、2.7萬平方米生產(chǎn)車間，集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售于一體的綜合性團隊已經(jīng)形成。
通過自主創(chuàng)新，該團隊成員累計申請專利71項，其中發(fā)明專利39項，實用新型專利32項。已授權(quán)發(fā)明專利3項，實用新型專利20項，在審中專利48項。
該公司研發(fā)團隊稱，全釩液流電池儲能系統(tǒng)需要近50種配套零部件，其中三大核心部件的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)掌握。未來，開封時代將繼續(xù)圍繞提升產(chǎn)品的技術(shù)和性能發(fā)力，優(yōu)化電池的性能、提高電流的密度、不斷降低成本。此外，優(yōu)化電站的各個系統(tǒng)、突出產(chǎn)品的差異化也是其下一步的發(fā)展目標。
05.國資背景：優(yōu)勢還是劣勢
從股權(quán)結(jié)構(gòu)上來看，開封時代是一家國資控股的國有企業(yè)。
開封時代股權(quán)架構(gòu)
工商信息顯示，開封時代的控股股東及間接持股企業(yè)包括了開封市國有資本投資運營集團有限公司、開封國有資產(chǎn)投資經(jīng)營集團有限公司、開時國投股權(quán)投資基金有限公司、中國平煤神馬控股集團有限公司等多家國有資本、國有企業(yè)。
如此看來，在釩電池的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品制造領(lǐng)域，開封時代還是頭一家國有企業(yè)，即便將之放大到整個電化學(xué)儲能領(lǐng)域，也不多見。
在管理運營上，開封時代以平煤神馬集團開封炭素研究院為班底成立，開封時代的董事長范新川系中國平煤神馬集團科技創(chuàng)新管理部總監(jiān)。
誠然，國資有國資的優(yōu)勢，開封時代快速成長的背后有著國資的助力。
例如，在其成立之初，開封國有資產(chǎn)投資經(jīng)營集團有限公司投入資金約3億元，幫助解決開封時代項目建設(shè)用地、廠房搭建等相關(guān)基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)，確保了項目建設(shè)的速度和質(zhì)量。
但在技術(shù)密集、快速發(fā)展的釩電池行業(yè)，在一般人看來在體制機制上不夠靈活的國企能否適應(yīng)這一新興市場要求的高效率、快節(jié)奏，目前還有待進一步的觀察。
但至少從成立至今這兩年多的發(fā)展來看，開封時代給外界的感覺更像是一個充滿生命力的“少年”。
