锌铁液流电池入选国家能源局第三批能源领域首台(套)重大技术装备(项目)名单

文章最后更新时间:2023-11-13,由天天资讯负责审核发布,若内容或图片失效,请联系客服!

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▲图为维晶储能珠海“超级G工厂”生产线。维晶储能/供图

国家能源局近日公布了第三批首批(套)能源领域重大技术装备(项目)。 共评选58项技术装备(项目),其中储能领域入选8项,涉及固态电池、飞轮储能、液流电池、压缩空气、重力储能和高压串级直装等储能系统。

其中,利基技术路线——锌铁液流电池成功入选,引起业界关注。 伟晶储能联合创始人、董事长葛群在接受中国能源报记者采访时表示,锌铁液流电池具有绝对安全、寿命长、成本低、绿色、无危险废弃物等优点。易于部署,并且符合新电力系统对储能电池的安全性和持久性的基本要求。 “锌铁液流电池具备产业化能力,力争3年内将度电成本降至0.2元。”

工厂提高产量

走进全新的生产车间,一条智能生产线正在有序运转。 经过模组预组装、自动压装、泄漏测试、紧固系统等步骤,每20分钟就有一个锌铁液流电池电堆下线——这是记者在“超级G”上看到的场景。 ”维晶储能珠海工厂。 这是全球首个投产的千兆瓦级液流电池工厂。

锌铁液流电池是液流电池的一种。 在液流电池家族中,全钒液流电池、锌溴液流电池、锌铁液流电池等锌基液流电池中,铁铬液流电池是主要技术路线。 其中,全钒氧化还原液流电池商业化进程最快、社会熟悉度最高。 锌铁液流电池属于少数,国内仅有几家企业。

“可以理解为把化工厂集合到电池内部进行反应。锌铁液流电池技术难度大、复杂,涉及多个学科。20世纪70年代,行业完成了‘0-1’的技术研发;20世纪70年代,行业完成了‘0-1’的技术研发; 2018年前后,实现技术自主可控和关键部件国产替代;江西上饶光伏配储项目2021年成功并网,完成“1-10”进程;今年1月,首条锌铁氧化还原液流电池电堆智能生产线投产;3月完成A轮融资;10月珠海工厂投产。” 葛群表示,伟晶储能正在山东、湖北、江西、福建等地规划建设多个锌铁液流电池“超级G工厂”,已具备产业化发展能力。

截至2022年底,锂离子电池储能占全国新能源储能装机的94.5%,而液流电池储能仅占1.6%,显得不起眼。 “做大做强、快速上手”是否过于激进?

“我们有两个基本逻辑,一是技术本身的成熟度;二是技术的天花板。天花板足够高,未来就会有希望。” 葛群说道。

优势与挑战并存

与锂电池将电解液储存在电池内部不同,液流电池的电解液储存在电池堆的外部容器中。 在充电和放电过程中,正极和负极电解液将分别循环并泵入电池组中进行氧化反应。 反应完成后,电解液将被泵回外部容器恢复到原来的状态,如此循环往复。

本质安全是锌铁液流电池的最大亮点。 葛群指出,液流电池电解液是水基材料,不存在燃烧、爆炸问题。 我国液流电池原材料丰富,不依赖进口。 特别是锌和铁这两种常见金属很容易获得且价格低廉。

葛群进一步指出,锌铁液流电池可以在-55摄氏度至-10摄氏度的环境温度下稳定运行。 该系统可回收且环保。 基于功率模块和容量模块的解耦特性,容量模块和功率模块均可独立扩容,调整系统规模和储能时长,可灵活部署于风电、光伏电站等多种场景、数据中心和5G基站。

据了解,液流电池在长循环过程中,电解液中的反应物离子更容易扩散到电极表面的突起处,形成不规则的锌枝晶,最终刺穿隔膜,导致电池短路。 。 因此,解决锌枝晶问题一直是锌铁液流电池工业化应用的关键。

“目前,我们已经彻底解决了锌枝晶形成和生长的问题,实现了锌铁液流电池的长期循环运行。” 葛群介绍,公司新一代储能电池产品GP110使用寿命长达25年。 在 100% DOD(放电深度)下,充电和放电循环超过 30,000 次。 这意味着锌铁液流电池的循环次数是锂电池的3倍以上,可达8000次。

降低成本是关键

随着新能源发电渗透率不断提高,长期储能的需求不断增加。 我国正在加快大容量、中长期储能技术示范,推动液流电池、压缩空气储能、熔盐热等各类长期储能技术研发存储和氢能存储。

“储能技术路线百家争鸣,产业链必须共同努力,提高社会对液流电池的认识。” 葛群进一步指出,锌铁液流电池仍处于产业化初期,其重点任务是扩大规模、降低成本。

初始安装成本较高是制约液流电池大规模应用的一大问题。 葛群认为,装机成本只能反映储能相关设备的采购价格,而不能准确反映储能设备的经济价值。 千瓦时成本指标更为关键。 锌铁液流电池使用寿命长,在光伏生命周期内只需配置一次。 与其他长期储能相比,其选址灵活、部署方便、建设周期短。 “停电成本、运维成本、安全成本都是影响储能成本的核心因素。 要围绕技术迭代、智能制造、精益管理等,依靠规模化生产效应进一步降本增效。 ”

据相关机构预测,2025年液流电池市场规模将达到40GWh以上,2030年将达到接近70GWh。“现阶段订单远大于产量。” 葛群判断,储能是万亿级新赛道。 根据公开市场数据,预计到2025年,我国源侧储能设备市场规模将达到1.5万亿元; 到2030年,将达到12万亿元。

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