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前言
各國為實現(xiàn)2050年凈零排放目標,能源系統(tǒng)全面脫碳是關(guān)鍵。激增的可再生能源裝機與發(fā)電供應(yīng)間歇性和波動性呈正相關(guān),給各國電力供應(yīng)系統(tǒng)同時帶來了空間和時間兩個難題。
英國計劃2030年至2050年間部署20GW的長時儲能(LDES)項目來保障能源靈活性。英國能源安全和凈零部(DESNZ)將在英國的長時儲能(LDES:Long Duration Energy Storage)定義為在最大功率下能持續(xù)提供至少六小時電力供應(yīng)的儲能設(shè)施(低于美國長時儲能為10小時的定義),然而新規(guī)定中明確將鋰離子電池儲能技術(shù)排除在外。
這標志著非鋰儲能技術(shù)在英國即將迎來巨大發(fā)展。目前最成熟的非鋰長時儲能技術(shù)為抽水蓄能,部署容量為2.8GW。主流非鋰儲能技術(shù)有:抽水蓄能(TRL9),液流電池及液態(tài)空氣(TRL8),金屬空氣電池,空氣壓縮,液態(tài)空氣(均為TRL7及以下)。(根據(jù)英國規(guī)定,TRL9為最高技術(shù)成熟度,TRL8為已實現(xiàn)中小型運營試點項目技術(shù),TRL7及以下為原型測試階段)
01.為什么長時儲能要排鋰?
排鋰的第一個,也是最重要的因素就是安全問題,畢竟長時儲能需要保障靈活性和穩(wěn)定性。2023年眾多事故表明,電池的安全可靠是電池技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前長時儲能領(lǐng)域中,鋰電池技術(shù)的安全性和經(jīng)濟性差強人意。
脫離對中國鋰電池進口的依賴是另一方面。鋰離子電池目前主要為中國制造,歐盟及英國希望盡量減少對中國能源設(shè)施的依賴,以避免可能的政治動蕩帶來的原材料供應(yīng)問題。
02.非鋰技術(shù)市場及發(fā)展趨勢
在鋰電池技術(shù)和市場逐日飽和下,產(chǎn)能過剩疊加行業(yè)內(nèi)卷加劇,非鋰儲能技術(shù)也成為國內(nèi)外資本的重點關(guān)注對象。據(jù)EESA數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,2023年年末中國磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)(0.5C)中標價格“大跳水”,降低至加權(quán)平均價格0.81元/Wh,年內(nèi)下跌幅度超41%,較2022年同期價格接近腰斬。
(圖1源自伍德麥肯茲)
據(jù)國際能源咨詢機構(gòu)大模型預(yù)測,全球電化學電池儲能市場在未來十年中,鋰電池將讓出4%的市場份額,液流電池和鈉離子電池的產(chǎn)能都將翻倍。
(圖2源自伍德麥肯茲)
全球電化學長時儲能項目發(fā)展投資中,釩液流電池2023同比2021年增長了83%,達到了31億美元,其余非鋰電池處于小幅度波動。由此可以看出釩液流電池未來可能將會是一個有潛力的非鋰儲能發(fā)展方向。
03.非鋰技術(shù)加快多元化進程
目前英國政府已以獎金和放貸的形式,來幫助投資者增強其信心,降低市場風險。皆旨在支持加快推動非鋰儲能技術(shù)的研究與創(chuàng)新開發(fā)。
(1)英國于2021年初啟動1億英鎊LDES示范競賽。包括1:英國最大的(7MW/30MWh)全釩液流電池示范項目(4小時),2: 儲熱和壓縮空氣儲能混合系統(tǒng)示范項目,3: 抽水蓄熱示范廠。
(2)英國政府聯(lián)合英國研究創(chuàng)新機構(gòu) (UKRI) 、法拉第機構(gòu)、創(chuàng)新英國組織與英國電池工業(yè)化中心(UKBIC),通過法拉第電池挑戰(zhàn)(Faraday Battery Challenge)計劃,將于2022至2025年間提供2.11億英鎊的政府資金,以幫助該領(lǐng)域吸引更多私人投資和新興項目。
(3)英國公共金融機構(gòu),如英國基礎(chǔ)設(shè)施銀行(UKIB),與地方貸款部門共擁有220億英鎊的融資能力,以幫助解決投資障礙。但其對私營項目有三個投資原則要求:實現(xiàn)一個及以上的戰(zhàn)略目標(應(yīng)對氣候變化、促進地區(qū)或地方經(jīng)濟增長);產(chǎn)生財務(wù)回報;政策銀行作為市場補充,需擠出大量私人資本。(英國投資銀行避免為那些本可由私人市場單獨完成的項目提供資金)
在國內(nèi),《合肥市新型儲能發(fā)展規(guī)劃(2023-2027年)的通知》中明確提到:除鋰離子電池儲能外,全釩液流儲能、超級電容儲能、飛輪儲能、氫(氨)儲能等多種新型儲能技術(shù)均已在市內(nèi)開展示范應(yīng)用。江門市也積極爭取引入鈉離子、鋰硫電池、固態(tài)電池等組裝企業(yè),以支持企業(yè)針對上述非鋰電化學儲能電池等技術(shù)的攻關(guān)。
我國釩資源自主可控,釩產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的三分之二。各大行業(yè)龍頭跨界入局釩液流電池,龍佰集團和中核鈦白均開始參與釩礦資源與釩電解液的開發(fā)。
據(jù)2023年底EESA數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計,中核匯能1GWh全釩液流電池儲能系統(tǒng),惠州市惠陽區(qū)建筑材料供應(yīng)鏈有限公司2MW/10MWh液流電池儲能系統(tǒng)采購項目均以較高價格完成招標。2024年以液流電池為主的非鋰長時儲能技術(shù)將進入高速商業(yè)化進程。




