储能电池市场7月上演“风起云涌”,三元锂电池、钠硫电池被除名

财经
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随着安全性被赋予更高的重视程度,储能电池市场7月上演“风起云涌”。

Wind数据显示,7月以来,钒电池指数成份股持续上涨。以攀钢钒钛为例,截至7月21日收盘,本月累计上涨幅度已超过一倍,股价创自2011年9月以来新高。同日,安宁股份、振华股份、河钢股份等钒电池概念股涨幅均超过6%。

业界普遍认为,这与国家能源局发布的新规有着密切关联。

根据国家能源局近期公布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿)》(下称《重点要求》),中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池;选用梯次利用动力电池时,应进行一致性筛选并结合溯源数据进行安全评估。

由于政策对储能安全性要求的进一步调高,有分析认为,这或将使得以钒电池为主的液流电池成为大中型储能的重要方式。

三元锂电池、钠硫电池被除名

近年来,国家能源局、工信部等部门发布了多份文件均涉及到储能电站的管理细则,但是多位专家对第一财经表示,此前几乎没有比这一版更为详尽的规定。

国家能源局称,此举是为切实做好电力安全监管工作,有效防范电力生产事故。总结从2014年至今防止电力生产事故的成功经验,吸取事故教训,结合已颁布的标准规范,最终形成了《重点要求》。

根据《重点要求》,中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池。至此,三元锂电池和钠硫电池或将被拦在储能市场的大门外。

多名地方储能电站管理人士告诉记者,此项规定对于国内储能电池市场影响较小。综合考虑经济成本等因素,目前国内主要的储能路线是磷酸铁锂电池。

“我们一直采用的是磷酸铁锂路线,没有影响。其实国内主流路线也是铁锂,基本影响不大。”浙江南都能源互联网有限公司董事长吴贤章对第一财经记者表示,日本钠硫和韩国三星三元出现多次起火事件,三元和钠硫电池不适用于中大型储能多年前基本已是共识。

除了明确不同电池类型的准入程度以外,《重点要求》还针对性地提出了储能电站的细节要求。例如,锂离子电池设备间应单层布置,宜采用预制舱式。站房式锂离子电池设备间,单个防火分区电池容量不宜超过6MWh;超过6MWh时,室内应设置固定自动灭火系统等。

对于如此详尽的规定,业界存在不同看法。

清华大学电机系信息能源实验室主任、国家能源局中国能源互联网战略研究课题组首席科学家慈松对第一财经分析,提升储能电站安全性首先应区别单体安全和系统安全。电池应用问题的根源来自于系统的“短板效应”。由于电池成组原有的使用范式就是固定串并联,因此系统中任一个故障电池单体就能把整个系统拖垮。

慈松表示,目前通过数字储能技术体系,已经可以有效解决安全性的问题。其主导的课题组,通过将互联网屏蔽终端差异性的技术体系引入电池领域,进而将电池从一个模拟能量装置转变成一个数字系统。通过在微秒毫秒级及时阻断充放电回路,可以极大程度防止热堆积,形成了一个防微杜渐式的新型安全体系。

“我们认为,现有政策应该重视利用数字储能技术在内的先进手段,提升储能电站的系统安全,而不只是强调单体电池类型和消防措施。”慈松说。

梯次利用动力电池遇冷

相较于国内储能电站极少使用的三元锂电池、钠硫电池,已经进军储能电站市场的梯次利用电池产业受到的影响显然更大。

根据《重点要求》,中大型电化学储能电站不宜选用梯次利用动力电池。选用梯次利用动力电池时,应进行一致性筛选并结合溯源数据进行安全评估。

这并不是国家相关部门首次明确梯次利用动力电池的管理细则。2021年9月,国家能源局曾发布《新型储能项目管理规范(暂行)》,明确可以新建动力电池梯次利用储能项目,同时提出了安全、消防等方面的相应要求。

而在此前的征求意见稿中则是提出,“在电池一致性管理技术取得关键突破、动力电池性能监测与评价体系健全前,原则上不得新建大型动力电池梯次利用储能项目。”

中国物资再生协会副会长高延莉对第一财经分析,对比以往政策的相关表述,《重点要求》再次表明了“不宜”的态度。如若能贯彻到正式发布,将有效遏制梯次利用动力电池“一窝蜂”进入储能市场的风向,进一步规范储能电池行业标准。

高延莉表示,近几年,市场上出现了很多废旧电池回收利用的服务网点和企业,其中80%左右的电池来源于报废或者故障的汽车电池,应用于储能电站等场景。尽管从资源节约的角度而言,发展梯次利用动力电池作用明显,但实际运行的过程中暴露出很多问题。

“因为这些电池本身就是电容量不足被淘汰下来的,所以他们向储能电站输入剩余电量的时候,好比一滴一滴水流入大海,甚至输不进去就被退回来了。同时,还滋生了生产、消费等方面的不安定因素。所以,当前政策一直强调要做好筛选和安全评估。但是,如果完全按照规范要求,必要时更换电池包里的组件,这又是一笔不划算的买卖。”高延莉说。

据第一财经记者了解,目前国内多家企业正在探索合理使用梯次利用动力电池的产业路线,同时兼顾经济性和安全性。例如,中国铁塔曾表示,截至2021年底,已建成约50万个使用梯次利用动力电池的基站,遍布31个省份。总计使用了51万组梯次电池,累计使用量达3吉瓦时,相当于5万辆乘用电动车的废旧电池。

高延莉认为,目前梯次利用动力电池产业存在的漏洞背后,重要原因之一是数年前新能源汽车动力电池的行业经验不足、规范缺位,导致源头电池质量参差不齐,从而需要付出较高成本进行检测和改造。这一情况将会伴随动力电池规范不断细化、以及电池研发技术进步而得到改善。现阶段,可以针对动力电池进行资源回收,包括提炼其中的贵金属,以充分发挥其利用价值。

钒电池“异军崛起”

尽管《重点要求》全文未提及钒电池,但是相关概念股指连续飘红之下,钒电池俨然成为“最大赢家”。

钒电池是全钒液流电池的简称,这是一种基于金属钒元素的氧化还原可再生燃料电池,液流储能电池系统可以通过更换电解液实现“瞬间再充电”。

相比于锂离子电池,钒液流电池容量更大、更安全环保、循环寿命更长、能量转换效率高,早在十几年前它就被认为是储能电池中的“希望之星”。

为何这个看起来完美的储能方案,却一直未能在商业领域获得应有的关注?

鑫椤资讯分析师张金惠对第一财经表示,究其原因,一是技术难、能量低,二是成本高、价格贵。

“钒电池的初装成本偏高,通常是锂电池的两到三倍。而且由于产业链不成熟,规模较小,它的电解液价格波动比较剧烈,整体偏高。如果做一个四小时的钒电池储能电站,它没有锂离子电站合算。但是随着使用时长的拉升,它的全生命周期成本优势逐渐显现。如果做一个八小时的钒电池储能电站,它的性价比就可以超越后者了。因此,钒电池更适合应用于静态储能系统和长时储能系统。”张金惠称。

根据官方披露,我国首个国家级大型化学储能示范项目大连液流电池储能调峰电站将在今年8月商业运行,项目采用国内自主研发、具有自主知识产权的全钒液流电池储能技术。

一期工程建设规模100MW/400MWh,投资约20亿元,项目占地面积2.44万平方米,建筑面积3.65万平方米。项目建成后将成为全球最大的液流电池储能电站。

国泰君安研报认为,钒电池安全性能突出,无燃烧风险。从全生命周期来看,钒电池充放电对容量几乎无损耗,全生命周期性价比突出。综合而言,全钒液流电池是大规模储能的最佳选择。其判断,钒电池正处在产业化的前夜,伴随储能的发展,钒电池的渗透率将快速提升。

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