在新能源發(fā)展的催生下，萬億級儲能賽道呈現(xiàn)一片欣欣向榮景象。
然而，正當(dāng)外界為儲能市場“繁榮”景象驚嘆之時(shí)，業(yè)內(nèi)企業(yè)卻開始為行業(yè)即將到來的“淘汰賽”而心生憂慮。
在“雙碳”背景下，隨著能源轉(zhuǎn)型不斷推進(jìn)，新型儲能行業(yè)迎來爆發(fā)性發(fā)展機(jī)遇，預(yù)計(jì)到2025年，市場規(guī)模將突破萬億元。
在一眾新型儲能路線中，鋰離子電池正占據(jù)“一家獨(dú)大”的地位。國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2022年，鋰離子電池儲能占比新型儲能裝機(jī)比重為94.5%。
在巨大的市場慣性面前，幾乎所有新入行企業(yè)在準(zhǔn)備進(jìn)入“儲能賽道”時(shí)，紛紛將更加成熟的“鋰電”技術(shù)路線作為技術(shù)首選。
然而問題在于，新型儲能是否真的等同于鋰電路線？隨著新型儲能競爭的日益白熱化，“路線之爭”值得行業(yè)更多思考。
近日，在杭州召開的第十三屆中國國際儲能大會上，華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院副教授鄭華博士會場提出觀點(diǎn)認(rèn)為，隨著電力市場對電力轉(zhuǎn)移需求增加，長時(shí)儲能需求正在迎來爆發(fā)。
有行業(yè)人士解讀認(rèn)為，這或許意味著，在新型儲能領(lǐng)域中，鋰電路線“一家獨(dú)大”的市場地位正迎來挑戰(zhàn)。
近日，液流儲能科技有限公司總經(jīng)理鄭曉昊在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道采訪時(shí)表示，目前來看，盡管鋰電作為儲能技術(shù)的應(yīng)用在成熟度和成本上最優(yōu)，但隨著長時(shí)儲能需求成為主流，且要求進(jìn)一步延伸，由于自身安全性挑戰(zhàn)、擴(kuò)展成本高的問題，目前的鋰離子電池儲能技術(shù)難以滿足。因此，長時(shí)儲能市場將被液流等更適合長時(shí)儲能的路線取代。
長時(shí)儲能需求迎來爆發(fā)
何謂長時(shí)儲能？目前市場上尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)定義。
2021年，美國能源部的長時(shí)儲能的相關(guān)報(bào)告提到，把長時(shí)儲能定義為至少連續(xù)運(yùn)（放電）時(shí)間為10小時(shí)，使用壽命在15至20年。
目前，國內(nèi)通行的定義標(biāo)準(zhǔn)是：將連續(xù)運(yùn)（放電）時(shí)間為不低于4小時(shí)的儲能技術(shù)則為長時(shí)儲能，30分鐘~4小時(shí)為中時(shí)儲能，更短的則為短時(shí)儲能。
在新能源加速并網(wǎng)的過程中，因其出力的不穩(wěn)定，所以對電網(wǎng)的消納能力提出了更高要求。為了更好地應(yīng)對日度間波動、平衡季度間的能量缺口，長時(shí)儲能需求迎來爆發(fā)。
在杭州儲能大會發(fā)言現(xiàn)場，鄭華博士明確表示，2021年全國性的“拉閘限電”和2022年8月四川缺電，這兩起極端電力安全事故的原因都是能源不穩(wěn)定性帶來的，一旦無風(fēng)的陰天狀況持續(xù)一到兩天，某地電力系統(tǒng)就會發(fā)生一兩天斷電局面。
為避免這一景象發(fā)生，我國各地在政策上，同樣加大了對長時(shí)儲能的扶持力度。
在新能源“強(qiáng)制配儲”背景下，2023年2月，中國的31個省、直轄市、自治區(qū)中已有27個已發(fā)布新能源配儲相關(guān)政策，明確“十四五”期間具體裝機(jī)目標(biāo)的省份有18個。
這其中，甘肅、福建、湖北、吉林、遼寧、黑龍江、安徽所頒布的政策中，明確要求電源側(cè)配儲的調(diào)峰時(shí)長超過4個小時(shí)。未來隨著政策推進(jìn)，不排除更多省份加入延長儲能調(diào)峰時(shí)長行列。
這些意味著，長時(shí)儲能的發(fā)展空間十分巨大。
目前，我國主要儲能需求來自新能源配儲。根據(jù)3月29日，中電聯(lián)發(fā)表《2022年度電化學(xué)儲能電站行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》顯示，截至2022年底，電源側(cè)儲能總能量約6.80GWh，累計(jì)投運(yùn)總量5.50GWh，占全部新型儲能電站的80.8%。來自儲能主要市場的——電源側(cè)儲能的需求將刺激長時(shí)儲能的發(fā)展。
而在全球市場上，麥肯錫建模的研究表明，到2040年，長時(shí)儲能行業(yè)有可能部署85-140TW/H的儲能容量，而且這個儲能的總用電量有可能達(dá)到全球總用電量的10%。
鋰電“一家獨(dú)大”地位受挑戰(zhàn)
然而，在長時(shí)儲能巨大需求下，如今作為主流儲能路線的鋰電池儲能路線，其“一家獨(dú)大”的市場地位或面臨挑戰(zhàn)。
5月29日，鄭曉昊告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者，隨著長時(shí)需求的日益增多，盡管當(dāng)下，鋰電路線仍具備巨大經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢，但長遠(yuǎn)來看，其優(yōu)勢地位或被液流等更適合長時(shí)儲能的技術(shù)路線取代。
他所在的液流儲能科技有限公司是目前國內(nèi)唯一一家采用全釩液流電池、鐵鉻液流電池雙技術(shù)路線的儲能公司。
他進(jìn)一步表示，“如果電網(wǎng)需要配置一個一秒鐘之內(nèi)響應(yīng)，但是充放電時(shí)間在30分鐘左右的儲能類型，鋰電更為合適，但如果配置一個更長時(shí)間的，可能液流更為合適?！?/p>
鄭曉昊從安全性和經(jīng)濟(jì)兩個角度就上述結(jié)論給出解釋。
首先是安全性上，鄭曉昊認(rèn)為，鋰電池的作為可燃物的特性，決定了其安全問題無法得到徹底解決，而在長時(shí)儲能要求下， 這一問題將更加凸顯。
他明確表示，“鋰離子電池是可燃物做出來的，這就意味著無論BMS（電池管理系統(tǒng)）做得有多好，液冷或風(fēng)冷系統(tǒng)做得如何強(qiáng)大、電流控制系統(tǒng)如何精準(zhǔn)。但鋰離子電池作為可燃物這一特性無法回避，任何輕微的質(zhì)量問題或者操作不當(dāng)，都可能帶來電芯的起火燃燒爆炸。”
鄭曉昊表示液流電池就不存在這一問題，他指出，“液流電池的電解液用水做的，即使把它正負(fù)極混合在一起，都不會起火?！?/span>
事實(shí)上，鋰電的安全事故頻發(fā)，一定程度上也阻礙了鋰電池的應(yīng)用拓展。
本月1日，北京召開的一場新型儲能投融資研討會上，中國工程院院士楊裕生指出：“韓、美、澳鋰離子電池曾多次失火、爆炸。如2022年10月15日韓國重要數(shù)據(jù)中心電池起火斷電，導(dǎo)致兩大互聯(lián)網(wǎng)中斷服務(wù)，3.2萬個服務(wù)器癱瘓，金融交通運(yùn)輸嚴(yán)重受損?！?/p>
鋰離子電池作為長時(shí)儲能的劣勢還包括擴(kuò)展成本高的問題。
鄭曉昊解釋，鋰離子電池提供功率與貯存能量的裝置綁定在一起，在不提升功率，僅提升容量的情況下，電池成本等比例增加。即4小時(shí)儲能系統(tǒng)的電池成本是1小時(shí)儲能系統(tǒng)的4倍。與之相比，但液流等其他路線相比下可能更加節(jié)約成本。
與之相比，液流電池若提高續(xù)航，其所需成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋰離子電池的等比例放大。
“液流電站的充放電時(shí)長，理論可以做到無限長，我們要做就是提供一個相對比較大的筒體就可以儲存后的電解液來存足夠的電流，未來的電網(wǎng)要求液流電池存一天到兩天的電量，它也是能夠?qū)崿F(xiàn)，無非就是更大型的筒體而已?！编崟躁槐硎?。
呼吁更多新型技術(shù)
此外，資源問題也成為鋰電池發(fā)展長時(shí)儲能的制約之一。
公開資料顯示，鋰資源的總量分布有限，即便全部開采出來，也只夠滿足100太瓦時(shí)的需求。
麥肯錫建模研究表明，到2040年，全球長時(shí)儲能行業(yè)有可能部署85-140TWH（太瓦時(shí)）的儲能容量。
相比之下，液流電池路線中的釩流路線，同樣存在巨大資源儲備缺口。據(jù)鄭曉昊表示，全球的釩資源開采出來，也不夠50太瓦時(shí)的容量。
鄭曉昊指出，市場將會尋找更多其他資源的技術(shù)路線。從鋰離子電池進(jìn)化到鈉離子電池，釩流液流電池進(jìn)化到鋅鐵/鐵鉻技術(shù)路線，或成為儲能市場的終極技術(shù)。
楊裕生院士則提倡，儲能市場在穩(wěn)步發(fā)展鋰離子電池的示范規(guī)模同時(shí)，也要加緊扶持鐵鉻為代表的液流電池技術(shù)路線。