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儲能黑科技,永遠有一顆想上位的心

發布日期:2022-02-17

核心提示:如今,風電、光伏行業的高速成長已經成了大家口中津津樂道的話題。但風電和光伏的發電不穩定、間歇性的問題,對電網承受能力提出
 如今,風電、光伏行業的高速成長已經成了大家口中津津樂道的話題。但風電和光伏的發電不穩定、間歇性的問題,對電網承受能力提出了巨大挑戰,是埋藏在行業玩家心底的痛。
 
這個痛,想必只有儲能這位醫生,憑借著優秀的調峰、調頻能力,才能將其根治。儲能系統應用示意圖

儲能系統應用示意圖


 
分類看,醫生也分外科和內科醫生。抽水儲能因其技術成熟和成本低廉,是應用最廣泛的技術(全球儲能累計裝機中占比高達90%)。電化學儲能,隨著新興技術的不斷涌現和完善,也在奮起直追、迎頭趕上(裝機增速最快)。而電化學儲能中,由于和新能源汽車形成完美銜接,所以鋰電池儲能裝機占比近90%。
 
但即便鋰電池強勢領跑,也總有后來者想謀權篡位,比如液流電池就是其中之一。這不,最近國電投擁有自主知識產權的鐵鉻液流電池量產。之前東方能源(000958)也實施了國內首座鐵鉻液流電池儲能示范項目(張家口儲能項目)。中電興發(002298)參股的公司生產的鋅溴液流電池產品已通過中國電力科學研究院檢測,已擁有入圍國家電網的條件。鐵鉻液流電池(界面新聞)

鐵鉻液流電池(界面新聞)


 
這讓投資者們眼前一亮,也讓鋰電池儲能玩家心頭一緊,寧德時代(300750)上周的暴跌(跌破500元關口)一定程度上也有液流電池的攪局。更有搗亂者跳出來說寧王和特斯拉談崩了,嚇得寧王趕緊辟謠。真是墻倒眾人推。
 
那號稱儲能時間最長、最安全的電化學儲能技術之一——鐵鉻液流電池,真的能逆襲成功嗎?除了它,到底還有誰在虎視眈眈,準備在下一個萬一賽道中一展宏圖呢?筆者今天就帶你好好盤一盤。
 
一、相信我,永遠沒有什么十全十美
 
鐵鉻液流電池對大多數來說比較陌生,所以先簡單介紹下。顧名思義,它是以價格低廉、原料豐富的鐵離子和鉻離子作為活性物質。鐵鉻液流電池示意圖(中國知網)

鐵鉻液流電池示意圖(中國知網)


 
其實,這電池雖然才在儲能系統中實現量產,但絕不是第一天才出現。上個世紀70年代的時候,美國NASA(對,你沒聽錯,就是對岸航空航天軍)就提出了液流電池概念。日本也在十年之后開發了千瓦級別的樣機。但是,因為鉻離子活性低、電池容量衰減快等一系列技術問題始終縈繞在科學家的心頭,產業化的進程便被一拖再拖。
 
筆者堅信時勢造英雄。進入21世紀,隨著新能源尤其是儲能系統的重要性日益被挖掘,鐵鉻液流電池又被舊事重提,美、日、韓和我國紛紛下場展開新一輪研究。2014年美國Vault公司開發的1000千瓦時鐵鉻液流電池作為示范項目投入應用。
 
存在即合理,那這哥們究竟合理在什么地方呢?筆者咨詢行業內玩家后,發現它除了有成本優勢外,自身天然還有如下優勢:
 
1.低毒性
 
我們之前曾聊過全釩液流電池,缺點之一就是釩具有一定的毒性。而鐵鉻液流電池毒性和腐蝕性都比較低,對生態環境的威脅比較小。
 
2.啟動范圍廣
 
鐵鉻液流電池在很寬的溫度區間內都能使用,下至東北的極寒天氣,上至吐魯番夏天的酷暑,環境適應性很好。不像磷酸鐵鋰電池,一到寒冬就拉跨。
 
3.循環次數強
 
通俗地說,鐵鉻液流電池有點兒永生那味了。(理論上循環次數可以達到萬次以上,這點和全釩液流電池很像。而且即便中間遇到各式各樣的問題要廢棄,廢舊的鐵鉻液流電池回收也很方便)。
 
但是凡事都要理性辯證地看待,幾十年前技術人員們遇到的難題,直到今天仍然有優化的空間,比如作為負極材料的鉻離子的活性還比較弱,這不利于正負極電解液的化學反應平衡。再比如電池工作過程中易發生析氫反應(不可逆的副反應產生氫氣),讓鐵鉻電池無法正常工作。
 
當然,問題的解決一方面需要實驗室里的技術攻關,另一方面也需要在產業化中得到一步步驗證。筆者一向認為,在產業化的初期,經濟效應什么的都可以先靠邊站,能把儲能技術做到最基本的安全、環保、可靠,是談能否賺錢的前提。
 
二、押注賽道,對沖風險
 
所以,在儲能還處在0-1的階段,你要問我是否看好鐵鉻液流電池,我只能告訴你,現階段來看,雖然它有著低成本和環境適應性好等優勢,但是它相比隔壁的鋰電子、鉛酸、全釩液流等,絕對屬于起跑比較慢的。隔壁的玩家們早已開啟了示范項目之路。各種類型的儲能電池(BNEF)

各種類型的儲能電池(BNEF)


 
而且我們常說木桶效應,只要它的短板(比如鉻離子活性、副反應、能量轉化效率低等)一日沒有得到最終解決,最終得到儲能王冠的可能性都不大。
 
龜兔賽跑,烏龜已經輸了前半程,能否后程發力,除了得自身努力,前面的兔子真的會拱手讓位嗎?筆者會打上一個大大的問號。
 
因此,在賽道一片向好,技術路線仍需實踐中驗證的時代里,難道直接押注賽道,不是一種更好的選擇嗎?

 
 
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