全球電(diàn)力供應緊張的背後，其實凸顯了電(diàn)力系統一個(gè)至今沒有(yǒu)解決的短(duǎn)闆，就是儲能技(jì)術(shù)。

儲能技(jì)術(shù)不發達，相當于電(diàn)力這個(gè)産品沒有(yǒu)庫存作(zuò)為(wèi)緩沖，任何一次供求關系的大(dà)幅波動，都會(huì)對電(diàn)力系統造成沖擊。尤其是，随着全球的能源結構從傳統能源轉向新能源，這個(gè)短(duǎn)闆會(huì)越來(lái)越突出。

按照目前全球的用電(diàn)量，隻要4萬平方公裏的太陽能面闆，就足夠供應全球用電(diàn)了。4萬平方公裏聽(tīng)起來(lái)挺吓人(rén)的，其實隻有(yǒu)新疆維吾爾自治區(qū)面積的1/40。

之所以人(rén)類用電(diàn)還(hái)不能全靠太陽能，主要就是儲能技(jì)術(shù)跟不上(shàng)。

０１

儲能的四個(gè)技(jì)術(shù)方向

來(lái)自光伏行(xíng)業的你(nǐ)，大(dà)概率每天或者每周偶爾要刷一下抖音(yīn)，用VPN翻牆逛逛臉書(shū)，Ins，油管，或者用whatapp和(hé)海外客戶聊一聊。

我國能不能在2060年實現碳中和(hé)，關鍵也在儲能技(jì)術(shù)。在新能源和(hé)碳中和(hé)的大(dà)背景下，儲能技(jì)術(shù)是必須重點關注的一個(gè)領域。

2022年7月，中國國家(jiā)發改委下發《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》，明(míng)确提出，到2025年，新型儲能裝機規模要達到3000萬千瓦以上(shàng)，這是目前裝機規模的将近10倍。4年要增長9倍。

未來(lái)的儲能技(jì)術(shù)，可(kě)能會(huì)以電(diàn)化學儲能為(wèi)主。

儲能技(jì)術(shù)主要有(yǒu)四個(gè)方向：抽水(shuǐ)蓄能、壓縮空(kōng)氣儲能、飛輪儲能和(hé)電(diàn)化學儲能。

抽水(shuǐ)蓄能，就是把水(shuǐ)抽到高(gāo)處，需要時(shí)再水(shuǐ)力發電(diàn)。這種儲能方式容量大(dà)，循環次數(shù)也很(hěn)高(gāo)，但(dàn)對地形有(yǒu)極高(gāo)的要求，應用場(chǎng)景受限。

壓縮空(kōng)氣儲能和(hé)飛輪儲能，能量、功率都比較小(xiǎo)，目前還(hái)沒有(yǒu)進入商業應用。

電(diàn)化學儲能，是以锂電(diàn)池為(wèi)代表的各種電(diàn)池技(jì)術(shù)，應用場(chǎng)景廣泛，被認為(wèi)是未來(lái)儲能技(jì)術(shù)的主流，會(huì)占到全部儲能的90%以上(shàng)。

儲能領域分兩大(dà)塊：

一是像甯德時(shí)代這樣的電(diàn)池生(shēng)産商；

二是電(diàn)池系統的集成商，也就是把電(diàn)池包、安保消防系統、變流器(qì)系統、能量管理(lǐ)系統等等集成起來(lái)。這個(gè)領域目前有(yǒu)華為(wèi)、陽光電(diàn)源等。

目前針對儲能行(xíng)業的國家(jiā)标準，目前還(hái)不成體(tǐ)系，大(dà)多(duō)都處于征求意見階段。

未來(lái)可(kě)能會(huì)出現共享儲能的模式。

根據國家(jiā)發改委的規定，新能源發電(diàn)項目必須配套不低(dī)于10%的儲能容量，以确保上(shàng)網電(diàn)力的穩定性。但(dàn)是，如果每個(gè)新能源場(chǎng)站(zhàn)都要自建10%的儲能裝機容量，也比較麻煩。所以，未來(lái)有(yǒu)可(kě)能出現一種商業模式，就是建立，共享儲能電(diàn)站(zhàn)，這個(gè)區(qū)域內(nèi)的各個(gè)新能源場(chǎng)站(zhàn)向它付費，用它的電(diàn)能來(lái)調峰調頻。

儲能領域無論是電(diàn)池制(zhì)造還(hái)是集成能力，中國很(hěn)快就會(huì)走到世界的前沿。

儲能電(diàn)站(zhàn)是幹什麽用的呢？它可(kě)以作(zuò)為(wèi)城市備用電(diàn)源，在電(diàn)網發生(shēng)故障時(shí)作(zuò)為(wèi)緊急供電(diàn)，給醫(yī)院、應急部門(mén)、通(tōng)信設施、救援設施使用。

另外，儲能電(diàn)站(zhàn)也可(kě)以用作(zuò)黑(hēi)啓動電(diàn)源，也就是在電(diàn)網出現故障時(shí)，用它來(lái)驅動電(diàn)網中的火(huǒ)電(diàn)機組，恢複電(diàn)網供電(diàn)。

０２

新能源儲能電(diàn)池的類型

 

目前的新能源電(diàn)池賽道(dào)，主要有(yǒu)三類技(jì)術(shù)路線：锂離子電(diàn)池、鈉離子電(diàn)池和(hé)氫燃料電(diàn)池。

特斯拉的4680锂離子電(diàn)池；

甯德時(shí)代的鈉離子電(diàn)池；

氫燃料電(diàn)池等等。

最近，釩電(diàn)池橫空(kōng)出世。不光有(yǒu)項目落地，2022年發布的《十四五新型儲能發展實施方案》、《科技(jì)支撐碳達峰碳中和(hé)實施方案》，也都提到釩電(diàn)池。7月以來(lái)，資本市場(chǎng)也在不斷升溫，釩電(diàn)池概念股集體(tǐ)上(shàng)漲。

2022年10月，即将投入使用的大(dà)連儲能電(diàn)站(zhàn)使用的是一種新的技(jì)術(shù)，全釩液流電(diàn)池，也可(kě)以直接叫釩電(diàn)池。釩是一種稀有(yǒu)金屬，全釩液流電(diàn)池的原理(lǐ)是，不同價态的釩離子，在電(diàn)解液中發生(shēng)氧化還(hái)原反應，從而實現充放電(diàn)。這座大(dà)連儲能電(diàn)站(zhàn)，是目前******************的全釩液流電(diàn)池儲能電(diàn)站(zhàn)。

 

釩電(diàn)池是在1993年實現商業應用的，而锂電(diàn)池的商業化是在1991年。雖然幾乎同時(shí)起步，但(dàn)随後爆發的電(diàn)池應用場(chǎng)景，恰好都有(yǒu)利于锂電(diàn)池，而不利于釩電(diàn)池。

這30年電(diàn)池技(jì)術(shù)的******應用場(chǎng)景是電(diàn)子設備和(hé)電(diàn)動車(chē)，它們對電(diàn)池的要求是體(tǐ)積越小(xiǎo)越好，這是锂電(diàn)池的長項，卻恰恰是釩電(diàn)池的緻命弱點。

 

锂電(diàn)池的電(diàn)池能量主要儲存在固态的電(diàn)極材料中，而釩電(diàn)池的電(diàn)池能量直接存儲在罐裝電(diàn)解液中。液體(tǐ)本身就比固體(tǐ)更占地方，再加上(shàng)，電(diàn)解液的外部還(hái)有(yǒu)兩個(gè)結構，輸送泵和(hé)電(diàn)堆，這樣一套組合才能完成充放電(diàn)，所以釩電(diàn)池的塊頭特别大(dà)。

 

釩離子的溶解度比較低(dī)，電(diàn)解液無法達到理(lǐ)想中的高(gāo)濃度。

 

現在锂電(diàn)池的能量密度在每千克80-300瓦時(shí)，釩電(diàn)池的能量密度隻有(yǒu)每千克12-40瓦時(shí)，要存儲相同的電(diàn)量，釩電(diàn)池的體(tǐ)積得(de)是锂電(diàn)池的5倍。

 

儲能時(shí)代的到來(lái)，儲能需求爆發，各地都在建儲能電(diàn)站(zhàn)。儲能電(diàn)站(zhàn)有(yǒu)的是空(kōng)間(jiān)，釩電(diàn)池體(tǐ)積大(dà)就不是問題了。

 

釩電(diàn)池的優點：

第一，安全。

锂電(diàn)池充放電(diàn)過量、短(duǎn)路、擠壓，都可(kě)能導緻電(diàn)池過熱，發生(shēng)意外事故。

釩電(diàn)池，正負極電(diàn)解液都是不易燃的，常溫常壓運行(xíng)，不會(huì)發生(shēng)燃燒和(hé)爆炸。

第二，壽命長。

锂電(diàn)池的充放電(diàn)次數(shù)有(yǒu)限，一般在1000-4500次。每次充放電(diàn)過程中，锂電(diàn)池除了化學能轉化，還(hái)會(huì)産生(shēng)物理(lǐ)形變，當電(diàn)解質完全變成固态，锂電(diàn)池就作(zuò)廢了。

釩電(diàn)池在使用中不會(huì)發生(shēng)物理(lǐ)變化，電(diàn)池容量的損耗很(hěn)少(shǎo)。就算(suàn)電(diàn)池使用太久，性能下降了，也可(kě)以通(tōng)過修複電(diàn)解液活性來(lái)恢複性能。

釩電(diàn)池的壽命往往在10年以上(shàng)，可(kě)以充放電(diàn)15000次以上(shàng)，是锂電(diàn)池的3倍以上(shàng)。

當前釩電(diàn)池的初裝成本是锂電(diàn)池的2倍，但(dàn)放到全生(shēng)命周期來(lái)看，釩電(diàn)池的成本已經低(dī)于锂電(diàn)池。

第三，容易擴容。

锂電(diàn)池的電(diàn)池組由大(dà)量單個(gè)電(diàn)池組成，随着充放電(diàn)的進行(xíng)，單個(gè)電(diàn)池的內(nèi)阻、荷電(diàn)狀态、溫度等會(huì)發生(shēng)不同程度的變化，每個(gè)電(diàn)池的情況不一樣，這對大(dà)規模部署提出了很(hěn)高(gāo)的技(jì)術(shù)要求。而釩電(diàn)池的電(diàn)解液和(hé)電(diàn)堆是相互獨立的，雖然比較占地方，但(dàn)這種 解耦設計(jì) 卻很(hěn)适合發展大(dà)規模電(diàn)池組。

隻要增加電(diàn)解液就能增加電(diàn)池容量，增加電(diàn)堆就能提高(gāo)輸出功率。

釩電(diàn)池能方便地合成大(dà)規模電(diàn)池組，存放電(diàn)量達到十萬度級别。

 

第四，原料我國的儲量大(dà)，自主可(kě)控。

全球锂資源中，約有(yǒu)一半以上(shàng)在南美洲的锂三角區(qū)，中國锂資源儲能隻占全球總儲量的7%，高(gāo)度依賴進口。

目前全球探明(míng)的釩礦儲量為(wèi)2400萬噸，其中，我國的儲量是950萬噸，占40%，位居************。

安全高(gāo)、壽命長、易擴展、儲量大(dà)，釩電(diàn)池在儲能場(chǎng)景中完勝锂電(diàn)池。

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