近日,“全球首个二氧化碳+飞轮储能示范项目”在四川省德阳市建成,此次落地的项目为百穰新能源科技(深圳)有限公司(以下简称“百穰新能源”)研发建造的国内首个新型二氧化碳储能验证项目,该具备成本低、灵活部署、技术成熟和安全等多重优点。
此次的“新秀”百穰新能源正是近日海德股份(000567.SZ)与大股东永泰集团旗下另一上市公司永泰能源(600157.SH)共同投资10亿元设立德泰储能公司(以下简称“德泰储能”)拟投资的项目之一。据悉,德泰储能将参与百穰新能源A+轮融资,对其增资1000万元。
设立合资公司,布局钒液流电池
海德股份系一家具有产业背景优势的资产管理公司,已确立依托公司的产业背景优势,把业务由困境资产管理延展到优质资产管理。本次以本次参股投资储能科技公司为切入点,快速进入优质资产管理领域,提升海德股份在储能领域的资产管理能力和管理规模,加快实现由困境资产管理向全面资产管理的转变,为公司从外部募集资金(受托管理)开展业务奠定基础,增强公司长期可持续发展能力与盈利能力。
根据海德股份发布的公告,作为公司未来布局储能的平台,德泰储能将收购钒矿资源、建设钒液流电池储能调频等项目,全力打造电化学储能产业链,发挥永泰能源的人才、项目、技术等优势与海德股份的资产管理、价值挖掘、风险识别等优势,产生协同效果,快速打造钒液流电池储能领域第一方阵企业。此前,永泰能源曾公告称将牵手大型央企布局抽水蓄能,此次双方携手共同设立德泰储能,布局全钒液流电化学储能和二氧化碳超临界储能,构建储能产业多元化系统化布局,煤电储多位一体新型能源体系的雏形显现。
上述双方将通过德泰储能收购处于全钒液流储能产业链上游的钒矿资源公司敦煌市汇宏矿业开发有限公司(以下简称“汇宏矿业”)65%股权;投资全钒液流储能下游应用场景的张家港沙洲电力有限公司2×1000MW机组全钒液流电池储能辅助调频项目。
汇宏矿业主营业务为钒矿开采及冶炼,其名下位于敦煌市平台山的钒资源矿山,后续通过补充勘探和对冶炼设备进行更新和技术改造,钒矿石资源量可达2490万吨,五氧化二钒资源量可达24.15万吨,五氧化二钒产能3000 吨/年。
据悉,德泰储能将以投资电化学储能项目为主业,推进在储能材料资源整合、提纯冶炼、储能新材料、电解液加工、电堆、装备研发制造和项目集成等全钒液流电池储能领域的全产业链发展,为新能源及传统电力系统提供全套储能解决方案。德泰储能力争储能业务1年内取得实质性突破,3年内形成规模,5~8年进入储能行业第一方阵。
资料显示,在各类储能电池中,钒液流电池优缺点十分明显。
钒液流电池储能系统的一个显著优势是它的模块性,即系统的功率组件与容量组件可以独立设计。因此,钒液流电池储能上限高且可控,功率可自由调节。同时,在充放电能量转换上,钒电池的效率高达75%以上。在运行过程中,其充放电状态切换仅需0.02 秒,响应速度为 1 毫秒。另外,可以通过直接更换电解液实现钒电池的瞬间充电。
由于电极液体系内部分别均衡,没有副反应,所以钒液流电池日历、循环寿命很长,通常超过10年/10000次。得益于水体系的安全性,钒液流电池在电网侧、大规模储能(尤其是需要极限安全性的场合)场景下有相当应用前景,是储能的可靠选择,预计具备广阔应用空间。
环保方面,和常用的铅酸电池相比,钒液流电池在静态运行时,寿命周期内总的排放量仅有铅酸电池的7-25%,同时还具备电解液可更换、回收,离子膜不需要贵金属作电极催化剂,电极材料多为碳材料制品等优点。
不过,钒液流电池在能量密度和能量循环效率方面(倍率提升明显劣化)存在短板,质量能量密度约30Wh/kg,体积能量密度约为30Wh/L;较理想条件下能量循环效率可达到80%,但实际值有相当程度衰减。
国内优势明显,储能市场空间广阔
1974年,Thaller提出了一种电化学储能技术,这种新的蓄电池称作液流电池,也是钒电池的前身。1984年,澳大利亚新南威尔士大学的Marria Kazacos教授开始研究硫酸氧钒做正负极电解液,提出了全钒液流电池。自此,钒液流电池进入公众视野。
中国发展钒液流电池产业目前处于全球领先。1995年,中国工程物理研究院电子工程研究所首先在中国展开钒电池的研究,研制成功500W和1kW的样机,拥有电解质溶液制备等多项专利。2006年,中国科学院大连化学物理研究所研制成功10kW试验电堆,并通过国家科技部验收。2009年6月,清华大学化工系膜中心王保国教授带领的研究团队,和承德万利通公司联合成立储能电池研究中心——清华大学液流电池工程研究中心。其中年产500兆瓦全钒液流电池产业化开发研究就是该中心承担的主要企业合作项目之一。
2021年,国家发改委、国家能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,提出实现液流电池等长时储能技术进入商业化发展初期要求。目前,中国已有北京普能、大连融科、上海电气等多家钒液流电池产业龙头企业。作为电化学储能最热门的赛道之一,钒液流电池是各家争抢先发优势的必争之地。
据CNESA数据,截止2021年,中国电化学储能累计装机占比为11.8%,对应装机容量为5.12GW,是储能领域最受资本关注的赛道。“十四五”期末,电化学储能累计投运规模预计将超过 60GW,新增装机量将超过55GW/110GWh,将有力支撑可再生能源发电占比不断提升,完成十四五期间的碳排放目标。
中信证券研报指出,由于钒液流电池具备长循环和安全性优势,预计进一步降低系统成本、提升能量效率、保证运维有效性,并且高效回收关键资源后应用将进一步拓宽,预计2030年和2040年新增装机或达12GWh和29GWh,对应市场或达497亿和1141亿元。根据《储能产业研究白皮书2019》公布的储能预测数据,预计到2050年,国内储能装机将达到200GW以上,占发电总量的10%至15%,市场需求巨大而迫切。
电化学储能产业将在未来几年迎来爆发式增长,并带动上下游产业链实现快速发展,助推我国储能市场走向规模化,带来强大的经济效益。可以预见,作为有力的竞争者之一,钒液流电池将占据未来我国电化学储能市场的一席之地。
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