液流電池示范案例：大連200MW恒流儲(chǔ)能調(diào)峰電站

1、液流電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢

液流電池是通過不同電解液的離子相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存和釋放。與傳統(tǒng)二次電池相比，其電極反應(yīng)過程無相變發(fā)生，可以進(jìn)行深度充放電，能耐受大電流充放。由于正、負(fù)極活性物質(zhì)分開存儲(chǔ)，杜絕存放過程自放電可能性，且電池容量取決于外部活性溶液的多少，調(diào)整容易，各個(gè)單體電池的均勻性好，維護(hù)相對容易。與其他電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)相比，液流電池最突出的特點(diǎn)就是循環(huán)壽命特別長，最低可以做到10000次以上，整體使用壽命可以達(dá)到25年或者更長時(shí)間。第三，液流電池的儲(chǔ)能時(shí)長相比現(xiàn)階段電化學(xué)儲(chǔ)能主流的鋰離子電池更長，可輕松實(shí)現(xiàn)6小時(shí)以上的儲(chǔ)能時(shí)長，可滿足未來風(fēng)光高比例、大容量并入電網(wǎng)的儲(chǔ)能需求。

液流電池最大的劣勢是能量密度低于鋰離子電池。商業(yè)化程度最高的全釩液流電池能量密度僅為15-30Wh/L，鋰離子電池的能量密度在300-400Wh/L，是全釩液流電池的10-20倍。過低的能量密度極大影響液流電池的應(yīng)用場景，在小容量儲(chǔ)能、對空間要求較高的場合暫時(shí)無法與鋰離子電池競爭。

(資料圖片)

液流電池第二個(gè)主要劣勢是初次投資成本過高。目前較為成熟的全釩液流電池單瓦時(shí)的成本在3-4元，距離大規(guī)模商用還有較長的一段路要走。成本居高不下主要有產(chǎn)業(yè)供給/配套和下游需求兩方面的因素。首先液流電池是一種適合大規(guī)模、長時(shí)間儲(chǔ)能的產(chǎn)品技術(shù)，儲(chǔ)存的規(guī)模越大，時(shí)間越長，液流電池的初始投資成本越低。但現(xiàn)階段國內(nèi)的液流電池示范項(xiàng)目基本處于KW-MW級的轉(zhuǎn)變過程，應(yīng)用規(guī)模偏小，導(dǎo)致液流電池的投資成本偏高。其次是供給配套不成熟，規(guī)模企業(yè)數(shù)量小，產(chǎn)能規(guī)模偏小（基本在500MW以下），使得降本的效率遠(yuǎn)沒有鋰離子電池高。

GGII認(rèn)為：結(jié)合液流電池自身的優(yōu)劣勢，未來液流電池的應(yīng)用更多將會(huì)集中在發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)領(lǐng)域大型集中式的儲(chǔ)能場合，對儲(chǔ)能時(shí)長、容量和安全性有更嚴(yán)苛的要求，并對抽水蓄能、鋰離子電池儲(chǔ)能形成有力的補(bǔ)充和支持。從產(chǎn)業(yè)配套成熟度、降本節(jié)奏角度分析，未來5年將是液流電池商業(yè)化的快速發(fā)展期，其應(yīng)用成本有望隨著示范項(xiàng)目數(shù)量和規(guī)模的急劇上升而快速下降。

2、國內(nèi)液流電池示范案例：大連200MW恒流儲(chǔ)能調(diào)峰電站

國內(nèi)液流電池市場發(fā)展呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：1）技術(shù)正處于項(xiàng)目示范階段，且示范項(xiàng)目規(guī)模遠(yuǎn)低于鋰離子電池；2）技術(shù)路線具有較明顯偏向，以商業(yè)化程度最高的全釩液流電池為主；3）示范規(guī)模偏小，基本以KW-MW級別為主，混合型示范居多，結(jié)合鐵鋰、三元等鋰離子電池混合應(yīng)用與考察，純液流電池示范項(xiàng)目偏少。

大連液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站國家示范工程是國家能源局在全國范圍內(nèi)首次批準(zhǔn)建設(shè)國家級大型化學(xué)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為200MW/800MWh，全部采用全釩液流電池。該項(xiàng)目由大連熱電與大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司雙方共同出資成立的大連恒流儲(chǔ)能電站有限公司作為投資建設(shè)和運(yùn)營主體。大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司是由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所和大連博融控股集團(tuán)共同組建，是專業(yè)從事綠色、高效全釩液流電池工業(yè)儲(chǔ)能產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)，大型工業(yè)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)、建造及儲(chǔ)能解決方案服務(wù)的綜合性高新技術(shù)企業(yè)。

儲(chǔ)能車間分兩期建設(shè)，每期建設(shè)儲(chǔ)能電池組100MW，一期建設(shè)春光路以西主廠區(qū)，按照終期規(guī)模200MW/800MWh釩電池組建設(shè)所配置的升壓站和所有輔助工程，及一期100MW儲(chǔ)能車間，二期建設(shè)春光路以東二期100MW儲(chǔ)能車間。

儲(chǔ)能板塊采用8串2并的31.5KW/126KWh電池接線方案，由6400只單體31.5KW釩電池，1600套釩液罐組成的200MW電池組，共分為8個(gè)儲(chǔ)能單元，每個(gè)車間設(shè)4個(gè)儲(chǔ)能單元。一期工程占地面積約25400平方米，總建筑面積47450平方米，包括一座儲(chǔ)能車間及生產(chǎn)綜合樓兩棟，廠房分兩層布置，一層安裝800個(gè)電解液灌、二層安裝400個(gè)集裝箱式儲(chǔ)能電池、二層樓頂安裝200個(gè)PCS變流器、一座220KV廠 內(nèi)電站等。

數(shù)據(jù)來源：高工產(chǎn)研新能源研究所（GGII），2022年7月

該儲(chǔ)能電站項(xiàng)目屬于電網(wǎng)側(cè)輔助服務(wù)環(huán)節(jié)，建成后由大連恒流電站儲(chǔ)能有限公司運(yùn)營，電站主要接入大連國家電網(wǎng)，在用電低谷時(shí)儲(chǔ)存本地的核電和海上風(fēng)電，在用電高峰將電能輸出使用。此外，電站還可參與本地電網(wǎng)市場輔助服務(wù)（如調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓、黑啟動(dòng)和不間斷電源）。輔助服務(wù)市場的各類主體根據(jù)使用的輔助服務(wù)類型向大連恒流電站儲(chǔ)能有限公司支付相關(guān)使用費(fèi)，費(fèi)用支付標(biāo)準(zhǔn)參照大連市電力輔助服務(wù)政府建議價(jià)進(jìn)行支付。

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