2022鐵鉻液流電池儲能技術(shù)

鐵-鉻液流電池儲能技術(shù)鐵-鉻液流電池儲能技術(shù)2022液流電池市場分析液流電池市場分析1雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要儲能技術(shù)16億千瓦以上。強(qiáng)隨機(jī)性、波動性的新能源大規(guī)模并網(wǎng)，對于電力系統(tǒng)構(gòu)成了史無前例的巨大挑戰(zhàn)，問題日益突出?？稍偕茉窗l(fā)電和用電量嚴(yán)重不匹配儲能有助于構(gòu)建綠色、安全、高效的新型電力系統(tǒng)1儲能可有效解決新能源出力與用電負(fù)荷時(shí)空不匹配的問題，實(shí)現(xiàn)新能源充分消納利用。2雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要儲能技術(shù)16億千瓦以上。強(qiáng)隨機(jī)性、波動性的新能源大規(guī)模并網(wǎng)，對于電力系統(tǒng)構(gòu)成了史無前例的巨大挑戰(zhàn)，問題日益突出。可再生能源發(fā)電和用電量嚴(yán)重不匹配儲能有助于構(gòu)建綠色、安全、高效的新型電力系統(tǒng)1儲能可有效解決新能源出力與用電負(fù)荷時(shí)空不匹配的問題，實(shí)現(xiàn)新能源充分消納利用。2充放靈活的儲能可有效提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，提高新型電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平。3儲能應(yīng)用場景多元，可提高新型電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。120.26，3%數(shù)據(jù)來源：國家能源局、國家統(tǒng)計(jì)局大規(guī)模可再生能源需要長時(shí)儲能13美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室NREL發(fā)布的《儲能未來研究：定義長時(shí)儲能的挑戰(zhàn)》研究報(bào)告表明儲能消除凈負(fù)荷的需求，為系統(tǒng)提供更多可靠性；大規(guī)?？稍偕茉葱枰L時(shí)儲能13美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室NREL發(fā)布的《儲能未來研究：定義長時(shí)儲能的挑戰(zhàn)》研究報(bào)告表明儲能消除凈負(fù)荷的需求，為系統(tǒng)提供更多可靠性；更大功率的儲能布置，能夠消除更多的凈負(fù)荷需求，同時(shí)所需儲能時(shí)長越長。儲能邁入4小時(shí)以上時(shí)代發(fā)電側(cè)：大型風(fēng)電光伏基地需要長時(shí)儲能來實(shí)現(xiàn)就地消納和整體打包外送?！蛾P(guān)于推動全區(qū)風(fēng)電光伏新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展》2022年3月7日《內(nèi)蒙古自治區(qū)電力源網(wǎng)荷儲一體化實(shí)施細(xì)則（2022年版）》2022年7月22日新能源配套4小時(shí)以上儲能有關(guān)政策到“十五五”末，全國將建設(shè)4.55億千瓦大基地項(xiàng)目其中外送3.15億千瓦，本地自用1.4億千瓦《服務(wù)推進(jìn)自治區(qū)大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)操作指引》儲能邁入4小時(shí)以上時(shí)代發(fā)電側(cè)：大型風(fēng)電光伏基地需要長時(shí)儲能來實(shí)現(xiàn)就地消納和整體打包外送?！蛾P(guān)于推動全區(qū)風(fēng)電光伏新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展》2022年3月7日《內(nèi)蒙古自治區(qū)電力源網(wǎng)荷儲一體化實(shí)施細(xì)則（2022年版）》2022年7月22日新能源配套4小時(shí)以上儲能有關(guān)政策到“十五五”末，全國將建設(shè)4.55億千瓦大基地項(xiàng)目其中外送3.15億千瓦，本地自用1.4億千瓦《服務(wù)推進(jìn)自治區(qū)大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)操作指引》2022年3月4日新疆內(nèi)蒙古《2022年度列入省級規(guī)劃電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲能示范項(xiàng)目清單（第一批）》2022年5月17日《服務(wù)推進(jìn)自治區(qū)大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)操作指引》2022年3月4日河北甘肅用戶側(cè)：在具備條件的工業(yè)企業(yè)、工業(yè)園區(qū)挖掘新能源就地消納的潛力。國家發(fā)改委國家能源局《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》142022年5月14日液流電池是最適合長時(shí)儲能的技術(shù)路線液流電池超長循環(huán)壽命、高安全穩(wěn)定性、綠色環(huán)保，是最適合長時(shí)儲能的技術(shù)路線。r液流電池是最適合長時(shí)儲能的技術(shù)路線液流電池超長循環(huán)壽命、高安全穩(wěn)定性、綠色環(huán)保，是最適合長時(shí)儲能的技術(shù)路線。r.W100kW1MW10MW100MW1GW額定功率15引自DOEEPRIElectricityStorageHandbookinCollaborationwithNRECA小時(shí)級秒級分鐘級不間斷電源 備用電源 理電能質(zhì)量調(diào)節(jié) 負(fù)荷轉(zhuǎn)移 抽水蓄能壓縮空氣液流電池鈉硫電池高能量電容鋰離子電池鎳鎘電池 鉛酸電鎳氫電池飛輪儲能高功率電容液流電池應(yīng)用場景電網(wǎng)側(cè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)輔助服務(wù)調(diào)峰調(diào)頻、爬坡、電壓支撐、黑啟動提高特高壓送受電端本地調(diào)峰能力液流電池應(yīng)用場景電網(wǎng)側(cè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)輔助服務(wù)調(diào)峰調(diào)頻、爬坡、電壓支撐、黑啟動提高特高壓送受電端本地調(diào)峰能力城市應(yīng)急備用為城市政府、醫(yī)院、工業(yè)等重要負(fù)荷提供應(yīng)急保障用戶側(cè)業(yè)自備電源的減碳降碳大容量能量時(shí)移零碳工業(yè)園區(qū)和物流園區(qū)可再生能源就近消納數(shù)據(jù)中心電源可靠性提升虛擬電廠大容量需求響應(yīng)微電網(wǎng)電能質(zhì)量和快速并離網(wǎng)切換能力提升石油行業(yè)配電網(wǎng)的增容和柴油發(fā)電機(jī)替代發(fā)電側(cè)新能源友好接入平滑功率輸出，響應(yīng)AGC調(diào)度，提高場站并網(wǎng)友好性大型風(fēng)電光伏基地儲能配套風(fēng)光大基地一體化建設(shè)，增加大基地就地消納火儲聯(lián)調(diào)提高火電的調(diào)頻、調(diào)峰的能力孤島、偏遠(yuǎn)地區(qū)供電光伏＋長時(shí)儲能系統(tǒng)提供恒定電能供應(yīng)，減少外接電及柴油發(fā)電機(jī)的使用核電安全運(yùn)行作為應(yīng)急保障電源，減少調(diào)峰16液流電池市場成長空間巨大根據(jù)IEA和國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示的可再生能源裝機(jī)規(guī)模，以配套20%儲能，電化學(xué)儲能占50%，其中液流電池占46%測算，液流電池全球市場規(guī)模將超萬億，中國市場規(guī)模將近五千億。項(xiàng)目2021年可再生能源裝機(jī)規(guī)模（GW）2030年預(yù)計(jì)可再生能源裝機(jī)規(guī)模（GW）配套儲能規(guī)模（GW）（20%）液流電池市場成長空間巨大根據(jù)IEA和國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示的可再生能源裝機(jī)規(guī)模，以配套20%儲能，電化學(xué)儲能占50%，其中液流電池占46%測算，液流電池全球市場規(guī)模將超萬億，中國市場規(guī)模將近五千億。項(xiàng)目2021年可再生能源裝機(jī)規(guī)模（GW）2030年預(yù)計(jì)可再生能源裝機(jī)規(guī)模（GW）配套儲能規(guī)模（GW）（20%）電化學(xué)儲能規(guī)模（GW）（占儲能市場50%）液流電池儲能規(guī)模（GW）（占電化學(xué)儲能市場46%）裝機(jī)價(jià)格(元/Wh)（6小時(shí)）發(fā)電側(cè)+電網(wǎng)側(cè)市場規(guī)模（億元）用戶側(cè)項(xiàng)目數(shù)（個）單個項(xiàng)目規(guī)模（MWh）用戶側(cè)市場規(guī)模（億元）合計(jì)（億元）eserved.中國市場67016401949744.61.54016800607204736全球市場168049566653271501.51356324006021601572317鐵-鉻液流電池技術(shù)鐵-鉻液流電池技術(shù)39.AllRightsReserved. 19液流電池是最適合長時(shí)儲能的技術(shù)路線液流電池超長循環(huán)壽命、高安全穩(wěn)定性、綠色環(huán)保，是最適合長時(shí)儲能的技術(shù)路線。Rih9.AllRightsReserved. 19液流電池是最適合長時(shí)儲能的技術(shù)路線液流電池超長循環(huán)壽命、高安全穩(wěn)定性、綠色環(huán)保，是最適合長時(shí)儲能的技術(shù)路線。RihsRr.W100kW1MW10MW100MW1GW19引自DOEEPRIElectricityStorageHandbookinCollaborationwithNRECA小時(shí)級秒級分鐘級不間斷電源 備用電源 理電能質(zhì)量調(diào)節(jié) 負(fù)荷轉(zhuǎn)移 抽水蓄能壓縮空氣液流電池鈉硫電池高能量電容鋰離子電池鎳鎘電池 鉛酸電鎳氫電池飛輪儲能高功率電容?SPIC2022AllRightsReserved. 20競爭優(yōu)勢分析—電化學(xué)儲能技術(shù)對比成熟產(chǎn)品型號kW@mA/cm2循環(huán)壽命(次)溫度（℃）毒性和腐蝕性BOM成本項(xiàng)目能量密度安全性系統(tǒng)效率自放電成熟度鋅溴液流電池Br蒸汽有泄漏風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)（Br腐蝕性極強(qiáng)）>500065Wh/L60-70%20-50低低示范5@40中（0.1-高0.3%/天，溫度升高自放電率增大）強(qiáng)（穩(wěn)定劑腐蝕）300-400Wh/L130-200Wh/kg短路引起爆炸500085%20-45商用/固態(tài)電解質(zhì)破裂導(dǎo)致短路，從而發(fā)生火災(zāi)中（熔融狀?SPIC2022AllRightsReserved. 20競爭優(yōu)勢分析—電化學(xué)儲能技術(shù)對比成熟產(chǎn)品型號kW@mA/cm2循環(huán)壽命(次)溫度（℃）毒性和腐蝕性BOM成本項(xiàng)目能量密度安全性系統(tǒng)效率自放電成熟度鋅溴液流電池Br蒸汽有泄漏風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)（Br腐蝕性極強(qiáng)）>500065Wh/L60-70%20-50低低示范5@40中（0.1-高0.3%/天，溫度升高自放電率增大）強(qiáng)（穩(wěn)定劑腐蝕）300-400Wh/L130-200Wh/kg短路引起爆炸500085%20-45商用/固態(tài)電解質(zhì)破裂導(dǎo)致短路，從而發(fā)生火災(zāi)中（熔融狀態(tài)金屬Na和硫磺）鈉-硫電池300-3502500150-240Wh/kg65-80%低低示范/20鋰離子電池鐵-鉻 >20,000 10-15Wh/L 好 60-70% -40-70 極低 弱（稀鹽酸）電解液 商用 液流電池 成本低全釩液流電池>20,000 15-25Wh/L 中 60-70% 5-45 極低 強(qiáng)（硫酸） 電解液 商用 31.5@120成本高. 鐵-鉻液流電池儲能技術(shù)特點(diǎn)鐵-鉻液流電池儲能：安全、低成本、長壽命儲電技術(shù)環(huán)境友好安全性高電解液及正負(fù)極材料毒性和腐蝕性弱，且可再生，安全穩(wěn)定長壽期循環(huán)次數(shù)>20000次壽期長. 鐵-鉻液流電池儲能技術(shù)特點(diǎn)鐵-鉻液流電池儲能：安全、低成本、長壽命儲電技術(shù)環(huán)境友好安全性高電解液及正負(fù)極材料毒性和腐蝕性弱，且可再生，安全穩(wěn)定長壽期循環(huán)次數(shù)>20000次壽期長電解液低成本長時(shí)儲能儲能時(shí)長可達(dá)數(shù)小時(shí)至數(shù)天溫度適應(yīng)性強(qiáng)工作溫區(qū)在-40℃~70℃21易于規(guī)?；ㄖ苹O(shè)計(jì)，易于擴(kuò)容ved. 22鐵-鉻液流電池資源稟賦強(qiáng)，成長潛力大鐵-鉻的儲量多，價(jià)格走勢最為穩(wěn)定、廉價(jià)50000045000040000035000030000025000020000015000010000050000020152016201720182019202020212022鉻鐵釩鐵碳酸鋰三元正極材料鋅鉻、釩、鋰和鋅的儲量鉻、釩、鋰和鋅的價(jià)格走勢22單價(jià)（元/噸）Fe/CrVRB Li-ion Zn-Br（2022.8.1）當(dāng)量價(jià)格鉻鐵鉻儲量120億噸0.17元/kg0.02元/molved. 22鐵-鉻液流電池資源稟賦強(qiáng)，成長潛力大鐵-鉻的儲量多，價(jià)格走勢最為穩(wěn)定、廉價(jià)50000045000040000035000030000025000020000015000010000050000020152016201720182019202020212022鉻鐵釩鐵碳酸鋰三元正極材料鋅鉻、釩、鋰和鋅的儲量鉻、釩、鋰和鋅的價(jià)格走勢22單價(jià)（元/噸）Fe/CrVRB Li-ion Zn-Br（2022.8.1）當(dāng)量價(jià)格鉻鐵鉻儲量120億噸0.17元/kg0.02元/mol五氧化二釩 碳酸鋰 V2O5 Li2CO3釩儲量 鋰儲量 鋅儲量6300萬噸 8900萬噸 2.5億137.2元/kg470.5元/kg26.18元/kg32.5元/mol34.4元/mol2.94元/molved. 23多年技術(shù)攻關(guān)，具備完整的研發(fā)測試能力材料研發(fā)及測試實(shí)驗(yàn)室1200㎡單電池測試系統(tǒng)短電池堆測試系統(tǒng)2kW儲能測試系統(tǒng)10kW儲能測試系統(tǒng)60kW儲能測試系統(tǒng)ved. 23多年技術(shù)攻關(guān)，具備完整的研發(fā)測試能力材料研發(fā)及測試實(shí)驗(yàn)室1200㎡單電池測試系統(tǒng)短電池堆測試系統(tǒng)2kW儲能測試系統(tǒng)10kW儲能測試系統(tǒng)60kW儲能測試系統(tǒng)23?SPIC2022.AllRightsReserved. 24?SPIC2022.AllRightsReserved. 24?SPIC2022.AllRightsReserved. 24技術(shù)突破電堆關(guān)鍵技術(shù)國際領(lǐng)先現(xiàn)階段電流密度達(dá)到140mA/cm2，未來將達(dá)到210mA/cm2、350mA/cm2電堆功率密度提高100%，整個系統(tǒng)占地面積大幅度縮小安全成熟的產(chǎn)品系列模塊化設(shè)計(jì)安全可靠高度集成核電級工藝?yán)砟?10kW/60kWh儲能模塊30~60kW/240kWh儲能模塊1MW/4~8MWh儲能模塊25安全成熟的產(chǎn)品系列模塊化設(shè)計(jì)安全可靠高度集成核電級工藝?yán)砟?10kW/60kWh儲能模塊30~60kW/240kWh儲能模塊1MW/4~8MWh儲能模塊25建立生產(chǎn)能力體系2022年1月鐵-鉻液流電池示范生產(chǎn)線已建成投產(chǎn)，打造了國內(nèi)首條涵蓋材料檢測+電堆組裝+電堆測試的全過程電池堆組裝產(chǎn)線建立生產(chǎn)能力體系2022年1月鐵-鉻液流電池示范生產(chǎn)線已建成投產(chǎn)，打造了國內(nèi)首條涵蓋材料檢測+電堆組裝+電堆測試的全過程電池堆組裝產(chǎn)線。2022年1月離子交換膜產(chǎn)品下線，大幅降低成本。26離子交換膜產(chǎn)線及產(chǎn)品電池堆組裝產(chǎn)線產(chǎn)品應(yīng)用場景—發(fā)電側(cè)應(yīng)用案例百千瓦級鐵-鉻液流電池儲能系統(tǒng)在運(yùn)國內(nèi)首套 國際最大河北省張家口市戰(zhàn)石溝光伏電站（極寒地區(qū)）系統(tǒng)功率250kW單堆功率30kW儲能容量1.5MWh電池堆數(shù)量8個系統(tǒng)自2020年12月23日投入運(yùn)行以來，月均穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)品應(yīng)用場景—發(fā)電側(cè)應(yīng)用案例百千瓦級鐵-鉻液流電池儲能系統(tǒng)在運(yùn)國內(nèi)首套 國際最大河北省張家口市戰(zhàn)石溝光伏電站（極寒地區(qū)）系統(tǒng)功率250kW單堆功率30kW儲能容量1.5MWh電池堆數(shù)量8個系統(tǒng)自2020年12月23日投入運(yùn)行以來，月均穩(wěn)定運(yùn)行600小時(shí)以上，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)長超過500天，完成了200余次充放電循環(huán)，累計(jì)為冬奧地區(qū)存儲、提供清潔電能超過5萬千瓦時(shí)。27AC/AC系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率≥70%系統(tǒng)充放電切換時(shí)間≤產(chǎn)品應(yīng)用場景—電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用案例1MW/6MWh鐵-鉻液流電池儲能系統(tǒng)霍林河循環(huán)經(jīng)濟(jì)“源網(wǎng)荷儲用”儲能項(xiàng)目配置鐵-鉻液