隨著儲能應(yīng)用場景的多樣化，不同技術(shù)路線多元并行或?qū)⒊蔀槌B(tài)。

電池是一個生命體，安全是紅線，循環(huán)周期是尺度。

【資料圖】

2018年，電化學儲能年度新增容量市場規(guī)模首次進入了GWh時代。而短短四年之后，2022年，電化學儲能電站單個項目的裝機容量便可達到GWh級。

當儲能電池從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化，各條技術(shù)路線又各自面臨或相同或不同的困境。

截至2021年底，中國已投運的儲能項目累計裝機規(guī)模達到45.74GW。其中，電化學儲能裝機功率5.4GW，占比11.8%。不過，僅占一成的電化學儲能，各條技術(shù)路徑間的群雄逐鹿的時代已然來臨。

美克生能源首席科學家嚴曉在近日的一場公開演講中提出，電化學儲能會是將來新型電力系統(tǒng)里的關(guān)鍵。這是因為電化學儲能不受地域限制，具有可擴展性，而且價格長期來看將越來越低。

事實上，電化學儲能具有效率高、響應(yīng)快、建設(shè)周期短等特點。隨著儲能應(yīng)用場景的多樣化，不同技術(shù)路線多元并行或?qū)⒊蔀槌B(tài)。

鋰電池“秀肌肉”

1991年，索尼公司將鋰電池商業(yè)化。20多年后的2016年，一家地處中原腹地河南焦作的公司多氟多(002407)，申請了一項名為“一種動態(tài)結(jié)晶制備六氟磷酸鋰的方法和裝置”的發(fā)明專利。

更早一些時候，六氟磷酸鋰在中國實現(xiàn)量產(chǎn)技術(shù)后，打破了日本企業(yè)對該項技術(shù)的壟斷，我國成為全球第二個自主生產(chǎn)晶體六氟磷酸鋰的國家，徹底解決了鋰電池上游材料“卡脖子”的問題。

鋰電憑借響應(yīng)速度快，環(huán)境適應(yīng)性強和不斷提升的電池循環(huán)壽命，優(yōu)先被新能源汽車的動力電池和儲能電池選中。截至2021年底，鋰離子電池在新型儲能市場中的累計裝機規(guī)模占比達89.7%，為絕對龍頭；鉛蓄電池市場累計裝機規(guī)模占比5.9%。

今年1月，國軒高科(002074)（002074.SZ）全資子公司合肥國軒成功中標皖能電力(000543)“淮北皖能儲能電站一期（103MW/206MWh）工程總承包”項目，公告顯示，該項目總體建設(shè)規(guī)模1GWh，建設(shè)周期270天，全部建成后，將成為國內(nèi)單體容量最大的電網(wǎng)側(cè)磷酸鐵鋰儲能電站。

盡管市場優(yōu)先選擇了鋰電池，但安全性是大型儲能不得不優(yōu)先考慮問題。例如，今年6月，國家能源局綜合司發(fā)布的《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求（2022年版）（征求意見稿）》提出，中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池。

此外，鋰電的另一困境是原材料價格飆升。作為磷酸鐵鋰電池上游原材料，由于下游旺盛的需求，電池級碳酸鋰近兩年價格飆升，上游原材料的市場報價甚至出現(xiàn)了散單提價等行業(yè)亂象。

時隔幾個月，電池級碳酸鋰價格重新回到50萬元/噸高位。百川盈孚數(shù)據(jù)顯示，至9月15日，國內(nèi)電池級碳酸鋰市場均價已來到51萬元/噸。

今年上半年，高價鋰也開始反噬儲能。2022年上半年顯示，寧德時代(300750)（300750.SZ）儲能系統(tǒng)業(yè)務(wù)實現(xiàn)了超127億的銷售收入，同比增長達171.41%，儲能業(yè)務(wù)已經(jīng)占到該公司上半年總收入的11%。不過，儲能業(yè)務(wù)毛利率驟降至6.43%，同比下滑近30個百分點。

同樣作為國內(nèi)動力電池廠商第二梯隊的領(lǐng)軍者，國軒高科上半年財報首次披露了儲能電池業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，期內(nèi)實現(xiàn)營業(yè)收入12.79億元，占總營業(yè)收入14.8%，但毛利率僅有10.24%，整體上拖累了公司毛利率水平。南都電源(300068)（300068.SZ）和派能科技（688063.SH）的儲能板塊毛利率也不同程度遇襲。

鉛蓄電池“謀長遠”

據(jù)中國化學(601117)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能分會發(fā)布的《2022年儲能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報告》，2002年至2017年間，鋰離子電池和鉛蓄電池的功率裝機規(guī)模不分伯仲，而2018年至2021年間，受鋰離子電池儲能系統(tǒng)成本下降及綜合性能快速提升的影響，鋰離子電池開始占據(jù)主導地位，四年間鋰離子電池功率裝機占比依次為78.9%、98.6%、91.6%、99.3%。

“鉛酸電池更多是容量型儲能電池的應(yīng)用，而鋰電池是能量型電池?！币晃粯I(yè)內(nèi)專家向21世紀經(jīng)濟報道記者解釋，因此鉛蓄電池更適用于長時環(huán)境下儲能應(yīng)用場景。

作為最成熟的大型儲能技術(shù)，鉛酸電池因其安全性和成本優(yōu)勢也成為受到業(yè)主青睞的一種電池技術(shù)。

鉛碳電池從本質(zhì)上來說，是對鉛酸電池配方的優(yōu)化。碳元素的加入，使鉛碳電池在保留鉛酸電池原有功率密度的基礎(chǔ)上，充放電性能得到大幅改善。

“安全永遠是紅線?！遍L興太湖能谷科技有限公司（下稱“太湖能谷”）的創(chuàng)始人吳建斌認為。

“從性價比來說，我們也做了一下比較鋰電池、傳統(tǒng)鉛酸鉛碳電池以及由我們控制的鉛酸鉛碳電池的區(qū)別，發(fā)現(xiàn)控制下的鉛酸鉛碳電池性價比可以大幅提高，現(xiàn)在浙江省平均峰谷電價差9毛的情況下，我們收益率比較可觀，收益比較理想。由于100%可回收，所以它殘值很高。如果自己生產(chǎn)、自己回收殘值可以達到70%?！眳墙ū笤诮邮?1世紀經(jīng)濟報道記者采訪時表示。

據(jù)悉，太湖能谷運用TEC-EngineTM技術(shù)與傳統(tǒng)鉛酸/鉛碳電池結(jié)合，配置業(yè)界先進的液冷系統(tǒng)，形成“智能鉛碳儲能系統(tǒng)”，可適用于發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)等多種場景。

南都能源相佳媛博士向21世紀經(jīng)濟報道記者指出，儲能電站的運行比較在乎能量轉(zhuǎn)換效率，對于鉛碳電池來說，充100度電可以放出90度電，這對于電站實際使用的經(jīng)濟性上來說，應(yīng)該是與液流電池相比最大的優(yōu)勢。

她進一步表示，儲能場景本身就是多元化的。儲能未來的三個大的應(yīng)用場景，短時高頻、2至4小時的中長時以及日內(nèi)及季節(jié)性調(diào)節(jié)的長時儲能，不同場景對于儲能的要求不同，所以市場上的多種技術(shù)路線并行是一件好事情。

值得一提的是，作為儲能“老兵”，南都電源在鉛碳電池技術(shù)上有超過20年時間積累。該公司在儲能電池業(yè)務(wù)上仍堅持“兩條腿走路”，掌握著鋰電和鉛碳兩種主要電化學儲能技術(shù)。當前，公司在儲能業(yè)務(wù)的策略以鋰電業(yè)務(wù)為主，鉛碳業(yè)務(wù)為輔。

液流電池“趕時髦”

而長時儲能的另一位佼佼者是液流電池，全釩液流、鐵鉻液流、鋅溴液流等細分路線讓賽道顯得有些擁擠。

1974年，Thaller提出了一種電化學儲能技術(shù)，這種新的蓄電池稱作液流電池，也是釩電池的前身。

目前，距離商業(yè)化最近的路線是全釩液流電池。

北京普能世紀科技有限公司總裁兼首席技術(shù)官黃綿延在三年前的一次公開演講中用“市場化的前期”來描述全釩液流電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展進度。

“看到曙光了，但是離真正的成功，還有一段距離?！秉S綿延在近日落幕的第十二屆中國國際儲能大會期間接受21世紀經(jīng)濟報道記者采訪時感嘆。

利用氧化還原為基礎(chǔ)原理的液流電池一度成為資本的“香餑餑”。4月27日A股觸底之后，上游材料的供應(yīng)方釩鈦股份（000629.SZ）的股價便一路攀高，到7月21日，股價從2.76元/股漲到7.87元/股。

釩電池的特點之一是安全性能突出。從電堆和輔助系統(tǒng)配套設(shè)計角度，目前釩電池設(shè)計的循環(huán)壽命大于15000次，遠高于三元鋰電池的800次和磷酸鐵鋰的3000至6000次。

另一優(yōu)勢是釩資源的儲備，相較于國內(nèi)資源儲量占比僅7%的鋰資源，我國的釩資源、釩礦儲量均位于全球第一，占比分別為39%、68%。

從細分市場來看，黃綿延認為，總體來說有兩個市場非常適合，一是大型可再生能源并網(wǎng)；二是電網(wǎng)側(cè)的調(diào)峰電站。

憑借20余年在全釩液流電池的技術(shù)積累，目前普能世紀已開始規(guī)劃GWh級液流電池。而隨著大型儲能的需求激增，全釩液流電池的成本優(yōu)勢開始凸顯。事實上，長時儲能時代的到來也為液流電池的規(guī)模打開了想象空間。

“全釩電池因為本征安全、循環(huán)壽命長、綠色可循環(huán)，所以是一個理想的長時儲能技術(shù)。目前，全釩電池的產(chǎn)業(yè)鏈正在快速成型、成本在快速下降。除上游釩資源的垂直整合沒有完成外，產(chǎn)業(yè)鏈中已基本沒有制約發(fā)展的瓶頸因素。”黃綿延認為。

“釩資源主要是在鋼鐵行業(yè)里流通，針對全釩液流電池所需要的開發(fā)出來低成本的大量供應(yīng)的方案，而且是獨立于鋼鐵行業(yè)的釩，目前來講開發(fā)程度是不夠的。也就是唯一的‘卡脖子’問題。”黃綿延進一步解釋。

黃綿延最后強調(diào)，從某種程度上，我們認為全釩液流電池是適合未來長時儲能做調(diào)峰電站的技術(shù)。同時，液流電池也非常適合用作為抽水蓄能的補充，我們一直以來也是這么定義未來市場的。

（作者：費心懿 編輯：張偉賢）

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