一、分時電價,儲能 “井噴”的契機
在實現碳達峰、碳中和目標的背景下,分時用電是支撐新型電力系統建設、支持新能源又好又快發展的重要機制之一。
結合CNESA對各地2022年一般工商業10kV最大峰谷價差平均值的統計,國內31個典型省市的總體平均價差為0.7元/kWh,其中共有16個省市在千均值以上,最高的廣東省(珠三角五市)峰谷價差平均值為1.259元/kWh。未來隨著電力系統日內波動放大,峰谷電價差有望隨著膨脹。
對于—般工商業用戶而言,利用儲能設備在電價較低時充電、在電價高時放電的峰谷電價套利是主要驅動力之一。伴隨電力系統“雙高”特性愈發明顯,分時電價政策下峰谷價差持續拉大,為用戶側儲能項目的經濟性提升提供了重要支撐。
分時電價除了激發—般工商業用戶的經濟性,分時電價還分攤著電網成本、配電系統的資本成本壓力。隨著電動汽車,熱泵,以及工業流程電氣化的蓬勃發展,配電分時電價將有助于管理配電系統成本。
2021年,丹麥重新調整和修改了配電公司定價方法。據丹麥政府部門所述,此次修訂旨在支持配電網向新型電網過渡,以滿足不斷增長的電動汽車和其他終端電氣化的需求。
也就是說分時電價的商業潛能和價值遠遠比我們想象的要大。
在國內儲能政策密集出臺,《“十四五”可再生能源規劃》指出,2025年可再生能源發電量在全社會用電量增量中的占比超過50%。新型儲能、共享儲能成為各省、市級政府2023年著力發展的重點工作。在發電側配儲要求明確的背景下,更加堅固了分時電價以及峰谷電價差的儲能終端應用提供了巨大的商業機會。
二、儲能技術在終端應用的角逐
儲能進入工商業應用領域逐漸成為全球趨勢,全國已有26個省市規劃了“十四五”時期新型儲能的裝機目標,至2025年發電側新型儲能的規劃裝機量總規模接近67GW。面對龐大的市場,也對很多技術流派產生了巨大的誘惑。把儲能行業帶入了一個前所未有的機遇與挑戰并存的關鍵時期。
從技術維度和商業前景來看,安全性和經濟性是儲能流派和各儲能技術角逐的重要因素。
鋰電池技術相對比較成熟,由于被廣泛應用在手機、家電、新能源車以及最近迅速崛起的儲能行業。鋰電池一直被認為是市場的寵兒。但是,近兩年,鋰電池似乎遇到了一個新對手——液流電池。
2022年6月29日,國家能源局發布征求意見稿中規定,為防止電化學儲能電站火災事故,中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池。鋰電池定性差的先天缺點為鋰電池埋下了安全隱患。鋰電池充放電過量、短路、受擠壓導致的電池過熱失控是主要導火索,成了如今三元鋰電池在儲能界失格的重要原因。
同時,鋰離子電池不得設置在人員密集場所,不得設置在有人居住或活動的建筑物內部或其地下空間。在分時電價的背景下,這無疑給予鋰電池致命一擊。液流電池也迎來了發展的又一春。
液流電池作為電化學儲能技術之一,最早由L.H. Thaller在1974年提出。該電池技術將陰陽極電解液分別通過管路推入電堆中,通過活性元素的價態變化,在電能和化學能之間產生轉換來實現充放電。由于液流電池是將能量儲存于水性電解液中,且能量轉化不依賴于固體電極,因此幾乎沒有燃燒爆炸的風險,符合儲能的安全需求。
液流電池運行原理圖
鋅、鐵、釩、鉻、溴、等這些元素被液流電池技術青睞,也是液流電池穩定性更強的原因。共同促進液流電池的發展。此外,液流電池可保障能源供應安全之外,在充放電次數方面也有明顯優勢。一般大于15,000次,超過鋰電池的3倍。再加上液流電池易安裝、體積小等特點,有龐大的可持續發展空間和市場機遇。
三、低成本和產能:鋅鐵液流電池終端應用的砝碼
1.超低度電成本為共享儲能等終端應用提供商業支撐
儲能技術上升到國家、能源、戰略話語權的問題,各個國家都在關注和發展儲能。我們在關注安全性的同時也開始逐本儲能的商業價值。
排除已經很成熟但會具有安全隱患的鋰電池技術路徑,聽上去更陌生的液流電池,更適合新型儲能場景的需求,而且經歷40多年的發展,液流電池形成了相對完善的技術體系。
這一技術路徑能靈活調控電池容量,通過增加電解液輕松擴容,不需要經歷復雜的拆解程序,實現長時間、大容量的能量存儲,滿足全生命周期的平價度電成本。更重要的是,液流電池原料在國內儲藏豐富、價格低廉,不依賴進口,性價比極高。
在2013年,緯景儲能創始團隊率先突破電化學還原反應的關鍵問題并取得專利,目前,鋰電池的度電成本(充放1度電的單位成本)約在5~6毛錢,全釩液流電池在3~4毛錢左右,緯景儲能介紹,“他們團隊能把鋅鐵液流電池的度電成本壓縮在2毛以內,未來在技術成本方面會有明顯的優勢。”
更重要的是,液流電池作為新型儲能,未來可實現峰谷時期供需匹配等經濟性問題,助力上海打造未來能源產業集群。
中央電視臺財經頻道也曾評價到:“鋅鐵元素原料供給打大、價格低,在解決原材料制備等技術瓶頸后,鋅鐵液流電池在市場上具備競爭力。鋅鐵液流電池的成本在市場上占據絕對優勢。”
2.產能為鋅鐵液流電池“三端”多場景應用提供保障
根據2021年7月,國家發改委發布《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》,明確到2025年國內儲能裝機規模達到30GW以上。也就是說相較于目前而言,未來3年電化學儲能將會迎來6倍的行業增速。超倍速的儲能裝機規模,就需要產能作為堅強的后盾來支撐。
緯景儲能鋅鐵液流電池的研發歷史長達40余年,在持續不斷的科技研發和技術創新下,目前已經完成了本土化的產品轉化,充分實現中國儲能的技術突破和全面產業化。
2023年1月15日,在江蘇鹽城正式投運了鋅鐵液流電池電堆智能產線,開創性地實現液流電池電堆生產的全鏈路數智化,標志緯景儲能開啟了百兆瓦數量級以上的量產能力,為公司把智能制造能力快速復制至全國各地的緯景“超G工廠”提供了基礎和模板。緯景儲能位于珠海的1.5GW超G工廠外立面已經完成,計劃2023年6月底投產。
緯景儲能位于江蘇鹽城的“超G工廠”
緯景珠海“超G工廠”建成后的產能規模,將補充和壯大新型儲能產業,對推進新型液流儲能電池產業化的發展具有標志性意義。
儲能需求“井噴”,鋅鐵液流電池憑借極安全、超低度電成本,易安裝、充放電次數的明顯優勢以及在產能方面的領先性,或稱為未來儲能產業的主力軍。
