都是液流电池,全钒和铁铬谁会更胜一筹?
发布时间:2022-12-15 14:06     发布人:    浏览量:493次

  为了实现“双碳”目标,清洁可再生能源的使用比例不断提高,其中以风电、光电为代表。由于这类可再生能源的发电具有波动性,对电网稳定运行与能源持续供应有一定的挑战。为此,人们开始寻求电池储能技术的帮助。

  液流电池是一种高效大规模储能电池,可以有效地帮助电网进行流量调节。目前,液流电池已经形成了多种类型和体系,其中最主要的有全钒液流电池、多硫化钠—溴液流电池、锂离子液流电池、铁—铬液流电池、锌—溴液流电池、锌—铈液流电池以及锌—镍液流电池等多种体系。

  一、新一代低成本全铁液流电池储能技术

  长时储能技术作为智能电网的重要组成部分,是国家“十四五”阶段先进智能电网建设中重点布局与发展的方向。水系液流电池技术以其本质安全、环境友好等优势,是长时储能领域首选的技术之一。现阶段较高的钒价格一定程度限制了技术成熟度最高的全钒液流电池技术的规模化发展。因此,开发新一代低成本液流电池技术是突破现有产业化瓶颈的有效途径,也是国家“十四五”期间对液流电池储能技术持续发展提出的新要求和新方向。

  近期,中国科学院金属研究所材料腐蚀与防护中心腐蚀电化学课题组在新一代低成本全铁液流电池储能技术领域取得了一系列进展。研究人员在深入理解亚铁离子氧化还原反应机制的基础上,以负极Fe/Fe2+相变反应为切入点,提出了配位化学设计策略,先后通过引入络合剂与极性溶剂,协同提升了Fe/Fe2+沉积溶解反应可逆性和析氢抑制性,实现了低成本全铁液流电池高效稳定长循环运行,有效突破了全铁液流电池技术的瓶颈。

液流电池储能技术突破瓶颈:都是液流电池,全钒和铁铬谁会更胜一筹?


  二、全钒液流龙头双双破亿

  近日,全钒液流龙头大连融科获得了 数亿元B轮投资,投资方包含 金鼎资本、龙磁科技、新特电气、江苏北人等,这是继今年1月后年内完成的第二轮融资,公司当前正处于上市辅导阶段。

  同一天,另一种液流技术的另一家龙头也 传出了新的融资消息。

  近日,中海储能科技(北京)有限公司 完成第二轮Pre-A+融资,累计融资达数亿元人民币,投资方为源码资本、经纬创投和清流资本,上一轮红杉独家。

  中海储能成立于 2020年,产品路线为 铁铬液流电池,核心团队首席科学家为中国科学院 徐春明院士。 目前已完成了产品验证和工程验证,并在国内外多地开启商业化进程。

  铁铬液流电池电解液为不同价态铁离子和铬离子的盐酸溶液, 现阶段布局该技术的企业仅有国电投、中海储能等几家。

  当前,铁铬液流电池也已进入产业化初期阶段

  2022年1月,国电投的“容和一号”于今年实现量产,单条产线可年产5000台30千瓦级电池堆。

  2022年4月,华电国际电力股份有限公司莱城发电厂计划建设磷酸铁锂电池与1MW/6MWh铁铬液流电池组成的长时储能调峰电站。

  2022年7月,华润电力投资有限公司华北分公司公开招标华润电力鄄城源网储一体化示范项目,含1MW/2MWh铁铬液流电池。

  据预测,2022年我国铁铬液流电池出货量或为0.27GW,到2026年将达到2.92GW。

  三、全钒和铁铬谁会更胜一筹?

  1、安全性
  
  作为水系电池,两类液流电池均具有 高安全性的优势,不会发生燃烧爆炸等情况,特别适合应用于大规模长时储能场景。

  2、低成本

  全球铬探明储量达到 6.85亿吨,而钒仅有 2200万吨;从原料价格来看,五氧化二钒近期均价约 10万元/吨,而铁铬合金均价仅为 0.8万元/吨,原料价格差异导致了 全钒电池电解液成本居高不下,可占据电池总成本的一半还多,而铁铬电解液成本占约10%。

  3、普适性

  铁铬液流电池正常运行温度范围为 “-20℃—70℃”。对比钒液流电池 “5℃-50℃”要宽出不少,更适用于太阳能、风能等发电侧的西北东北等极端天气环境多发地区。

  4、电压等级、能量密度

  在这一方面全钒液流更胜一筹,由于钒离子反应活性比铁铬离子更高,因此电池功率相对高,同时技术成熟度对比铁铬液流电池也更成熟。

  5、能量转换率

  能量转换率属于液流电池的普遍短板,铁铬略高于全钒液流,但相比锂离子电池均还有一定能的距离,因此不适用于需求高转换效率的场景。

  总的来说,全钒液流技术因其安全、高效受到了热捧,但也存在造价高的缺陷; 铁铬液流则因其低成本电解液和宽工作温度在液流电池技术路线中脱颖而出,也仍有技术难题需解决。