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#调研纪要#【光大金属】钒电池系列电话会第四场(2022年7月11日)

栏目:调研纪要 作者:ZML 时间:2022-07-13 11:45:48

1、长时储能对新型电力系统的意义。实现双碳目标的主要途径是建立新能源加储能的新型电力系统。今年美国能源部支持储能,只支持长时储能(定义是连续放电10小时以上),国际长时储能理事会和麦肯锡合作发表了两个调研报告,他们认为当风能、太阳能比例占到60-70%的市场份额的时候,长时储能是对电网来讲最有效的、最灵活的解决方案,他们把长时储能定义为连续放电6小时以上。2、钒电池在长时储能领域优势突出。(1)钒电池要增加储能时间的话,只要增加电解液就行,分摊到每个千瓦时的成本,储能时间越长,它就越便宜。新型电

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1、长时储能对新型电力系统的意义。实现双碳目标的主要途径是建立新能源加储能的新型电力系统。今年美国能源部支持储能,只支持长时储能(定义是连续放电10小时以上),国际长时储能理事会和麦肯锡合作发表了两个调研报告,他们认为当风能太阳能比例占到60-70%的市场份额的时候,长时储能是对电网来讲最有效的、最灵活的解决方案,他们把长时储能定义为连续放电6小时以上。


2、钒电池在长时储能领域优势突出。(1)钒电池要增加储能时间的话,只要增加电解液就行,分摊到每个千瓦时的成本,储能时间越长,它就越便宜。新型电力系统现在都是2个小时,所以大家都选择锂电池。但锂离子电池除了它的安全性以外,要做大、时间做长的话,它的控制系统成本会大幅度提高。钒电池1-2个小时的储能成本是锂电池的2-3倍,4小时是锂电池的1.5倍,8小时储能成本比锂电池要便宜;(2)循环寿命长:钒电池循环寿命是在已知电化学电池中寿命最长的,在15000次以上,充放电速度也非常快,是毫秒级的,跟锂离子电池差不太多;(3)电解液可以循环用,15-20年以后电解液还不报废,可以继续用,残值可以回收70%左右。


4、缺点:(1)初装成本偏高:这个偏高是指1-2小时的储能,1-2小时储能成本是锂电池的2-3倍;(2)能量转换效率低:锂电池能量转化效率是80%-85%,钒电池跟抽水蓄能差不多,在70-75%;(3)市场认知度低:商业模式也有待创新;比如电解液不报废,可以作为金融产品;(4)产业链不够完善:锂电池产业链非常完善,分工明确;RKCN从18年开始做,整个全产业链都要自己做。


5、钒电池VS锂电池储能:1)大型长时储能锂电池成本高;锂离子电池除了安全性以外,要做大、时间做长,它的控制系统成本会大幅度提高。2)占地面积并不锂大多少:如果做一个兆瓦级以上的钒储能电站,占地面积不会比锂离子电池大多少,甚至比锂离子电池可能还会小。因为锂离子电池是甲级防火等级,之间相隔要求10-20米;而钒电池它的防火等级是丁级,它不会着火,所以只要放的地方能够走开人就行。


6、市场空间:去年全国新增电化学储能2.5GW,3.5GWh;钒电池125MW,功率占比5%,容量500MWh,占比14%;预计2025年钒电池在功率上能占到15-20%,容量上能占到30-40%,2030年功率上占30%以上,容量上占40%甚至更高(专家个人观点、不代表炭素哥团队观点)。


7、成本计算:按照电池系统(不算电解液)是6000元/KW,电解液的成本是1500元/ KWh(五氧化二钒按10万元/吨,1KWh电解液需要8kg五氧化二钒)。如果是4小时储能,系统6000元成本按4小时分摊就是1500元/KWh,加上1500元/KWh的电解液就是3000元/KWh。考虑电池使用15-20年报废以后,系统残值是300元/KW,按4小时分摊即使75元/KWh,电解液残值差不多70%,1050元,还有1125/KWh的残值,实际成本1875元/KWh。


8、成本下降空间:12年做的单位成本在6000元/KWh,现在3000-4000元/KWh。1)电极用的碳毡:碳化之前的预氧毡实现国产化以后成本还有40%下降空间;2)改善电堆结构设计,降低内阻,提高电流强度:现在产业化的电流密度已经做到200mA/cm2,实验室可以做到300mA/cm2,如果产业化以后成本还能下降25-30%。2025年系统成本可能会从6000元/KW下降到4500元左右,4小时储能成本大概2500/KWH左右(不考虑电解液成本下降)。


9、产业链有壁垒的环节:1)电解液:电解液制备有很大的技术含量,杂质元素哪些可以有,哪些不能有,怎么提纯,这块可能是大的门槛。2)国内没有掌握的技术就是预氧毡,核心技术还在德国企业手里。3)电堆的结构设计,会影响到电流密度,成本差距会拉大。


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