近些年来,全球新能源产业发展日新月异,而资本市场往往会最先感受到新势力的崛起。钒电板块概念突然开始出现飙涨,部分个股的涨幅一度超过%,钒电概念一跃成为了新能源市场中的顶流。据相关机构测算,钒电背后的储能设备市场规模可达1.6万亿元,可它真的能凭借安全性能上的优势取代锂电的地位吗?
一、集中爆发
前段时间,国内全钒液流储能站迎来了集中式爆发。国内首个MW全钒电化学储能项目正式并网投产,总投资约6.8亿元的全钒液流储能站项目正式落地湖南红坪,国内首个GWh级全钒液流储能站正式开工并将于明年实现并网。接踵而至的大项目,彰显了钒电储能领域的发展潜力。
如何实现风电、水电、光伏电的削峰填谷一直是困扰新能源产业发展的难题之一,有效地解决办法就是配套相应的储能设备。常见的三元锂、钠硫电池由于燃点较低,不适合用来作为储能设备的材料,安全性能成为发展大型储能设备的制约之一,不过全钒液流储能电站的出现为这一难题提供了解决方案。
早在上世纪八九十年代,我国科学家便推出过小容量的全钒液流储能设备,不过考虑到当时该设备总体成本相对较高,且新能源还不具备足够的市场规模,该项目也就暂时被搁置。直到人们无法找到合适的储能材料时,钒电才重新进入大众的视野。
二、优劣势显著
这么好的储能材料为何一开始没有纳入到选择的范围之内?原因自然是钒电也有自身的明显缺陷。其中最大的制约就是钒电的容量和利用效率仅为锂电池的70%,钒电池的能量密度为12~40Wh/kg,而中镍三元锂电池的能量密度可以达到Wh/Kg。除此之外,钒电池的投资成本要超出锂电池两倍还多,如果不是要应用于规模化储能设备,钒电池与锂电池相比,根本就没有用武之地了。
说完了缺点,我们再来看看钒电池的优点。
首先是安全性能的保障,全钒液流电池具备水基电解质特性,即使是大容量的装机,也不必担心其会发生自燃或爆炸,安全性能优是应用于大型储能站的必备因素。再者,我国钒金属储量约占全球总储量的40%,产量更是稳居全球第一。拥有如此体量的钒矿,就等于牢牢把战略主动权掌握在自己手中。
价格方面,钒电池的回收利用率可以达到近%,其充放电次数更是达到惊人的1.5万次,从这个角度测算,钒电池的总体成本要比锂电池低。如果将钒电池推广到规模化储能站中,其性能和效率要比市面上现有的材料都要划算,只是前期的投资可能会比较大。
三、其应用尚处于初级发展
目前,我国钒电池商业应用仍处于初级阶段,对比新能源汽车的快速普及,钒电池的应用场景可能更适合在规模化的储能电站,而这是未来实现新能源产能高效转化的行业风口。下一步,如何提高钒电池的利用效率,降低电解液使用成本,正成为行业发展的新焦点。毕竟要实现成熟的商业转化,压缩成本都是无法回避的道路。
考虑到国内水涨船高的锂电池成本和总体资源储量问题,我国锂电产业的发展很容易会遇到发展瓶颈。若是安全性能更高、国内储量丰富的钒电池能够实现小型应用场景的替代,并顺利走进千家万户,钒电池才算是引领全球新能源变革的新王者。
现如今我国火力发电总体占比依然维持在70%左右,而实现新能源替代,储能设备就显得至关重要。钒电池的规模化应用,将有效解决“垃圾电”顽疾,进一步优化国内电网布局,节省大量的化石燃料,在环保领域也做出积极贡献。
四、总结
钒电池的出现,为储能设备的材料应用提供了新的答案。虽然在整体成本,容量效能上还存在进步空间,但是安全性能的保障才是一切的基础。相信高达万亿元规模的市场需求,会吸引越来越多的企业入局钒电池市场,而这正是钒电池技术不断取得突破的力量源泉。市场竞争的结果也会有利于钒电池的商业化推广,拓展出更多的应用场景。