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        大力押寶釩電池

        2023-05-30 22:59:19周琦
        21世紀(jì)商業(yè)評(píng)論 2023年3期
        關(guān)鍵詞:文廣電堆電解液

        周琦

        “鋰電池是家里能考清華的孩子,會(huì)在外面惹禍;釩電池成績(jī)平平,但聽話懂事,比較放心?!贝罅﹄姽ざ麻L(zhǎng)接受《21CBR》記者采訪時(shí)表示,打了個(gè)生動(dòng)的比喻。

        儲(chǔ)能賽道大火,安全漸成痛點(diǎn)。2011-2021年,全球共發(fā)生32起儲(chǔ)能電站起火爆炸事故,其中30起為鋰電池儲(chǔ)能電站引起;2022年,國(guó)家明令禁止三元鋰電與鈉硫電池用于大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站。

        釩電池走到臺(tái)前,企業(yè)加速布局,湖北襄陽(yáng)的大力電工是其中一家。“未來五年內(nèi),釩電池業(yè)務(wù)會(huì)被剝離出來,單獨(dú)上市?!备呶膹V說。

        儲(chǔ)能賽道

        建造大型的化學(xué)電池儲(chǔ)電站,考慮的首要因素從能量密度、成本,變成了安全。儲(chǔ)能電站的安全隱患,來自電池“熱管理”環(huán)節(jié),使用釩電池的優(yōu)勢(shì)有三。

        首先,釩電池電解液為不可燃燒的水系體系,在電化學(xué)反應(yīng)過程中,電解液與電堆外置,克服了固體儲(chǔ)能鋰電池原有的熱失控、循環(huán)壽命差等短板。

        釩電池效率超70%,與鋰電池效率相差10個(gè)百分點(diǎn)左右,勝在“安全”二字。且釩電池性能吻合大規(guī)模儲(chǔ)能場(chǎng)景,尤其是規(guī)?;L(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。

        與鋰電池不同,釩電池容量與功率是分開的,根據(jù)需要靈活配置,通過改變?cè)须娊庖后w積和濃度,擴(kuò)大儲(chǔ)能容量,通過增加電堆功率,擴(kuò)大功率單元。

        最后,上游關(guān)鍵原材料釩供給充足。中國(guó)為釩生產(chǎn)與消費(fèi)大國(guó),釩資源自主可控。2021年,中國(guó)釩儲(chǔ)量規(guī)模約為950萬(wàn)噸,全球儲(chǔ)量占比約為40%;中國(guó)釩產(chǎn)量達(dá)7.3萬(wàn)噸,在全球產(chǎn)量中的占比接近三分之二。

        高文廣表示,大力電工在釩電池領(lǐng)域的綜合排名處于全球前五,優(yōu)勢(shì)在于攻克釩電池電堆、電解液、電控等方面的技術(shù)難點(diǎn)。

        電堆里的電極、雙極板、膜是核心材料,均已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。以每平方的膜為例,美國(guó)5000元左右,中國(guó)則為1000元。

        “我們做過液體電阻起動(dòng)器,把軟起動(dòng)技術(shù)嫁接到釩電池上。”高文廣表示,大力定型的電堆單堆35kW,有成本優(yōu)勢(shì)。

        2012年,高文廣“收編”了一支中南大學(xué)培養(yǎng)的科研團(tuán)隊(duì),其批量化電解液技術(shù)制備技術(shù),生產(chǎn)耗能低、價(jià)態(tài)控制準(zhǔn)確、生產(chǎn)流程短,產(chǎn)品出口至韓國(guó)、美國(guó)、印度、新加坡等地。

        大力電工以研發(fā)、生產(chǎn)軟起動(dòng)起家,輔助大型電機(jī)慢慢啟動(dòng),能保護(hù)電網(wǎng)、機(jī)械設(shè)備,延長(zhǎng)使用壽命。“一直做軟起動(dòng),到天花板也就10個(gè)億?!?/p>

        軟起動(dòng)和電打交道,大力常和燃煤發(fā)電廠開會(huì),客戶也有做液流電池的,儲(chǔ)能剛好又是熱門賽道。2008年,大力入局釩電池。

        高文廣原先的計(jì)劃是,花2-3年研發(fā)產(chǎn)品就能上市銷售。“沒想到是一次長(zhǎng)線投資。”

        第一關(guān)是技術(shù),釩電池牽涉專業(yè)多,除了電本身,還與化學(xué)、材料等學(xué)科掛鉤,需要復(fù)合型人才。第二關(guān)是資金,“(研發(fā)釩電池項(xiàng)目)每年約投500萬(wàn),多則過1000萬(wàn),差不多現(xiàn)金就投了近1.5個(gè)億。”

        最難的是市場(chǎng)。“2012年,我們釩電池第一代產(chǎn)品做出來,當(dāng)時(shí)燃煤、水力發(fā)電不需要儲(chǔ)能,釩電池根本沒有市場(chǎng)?!备呶膹V表示。

        艱難闖關(guān)

        壓力下,大力推出成本更低、效果更好的第二代釩電池產(chǎn)品。只有新加坡國(guó)立大學(xué)、淡馬錫理工學(xué)院等科研院所花幾十萬(wàn)買一臺(tái)做研究,沒有真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

        2018年,高文廣一咬牙,決定停止市場(chǎng)開發(fā),在工廠里繼續(xù)測(cè)試研發(fā),打磨產(chǎn)品。

        2022年年底,大力正式交付第一個(gè)商業(yè)化訂單?!坝唵晤~很小,100來萬(wàn),但這是我們第一個(gè)真正商用的訂單。”高文廣認(rèn)為意義重大。

        同樣是2022年年底,大力與華潤(rùn)電力共同投資109億元的風(fēng)電釩液流電池產(chǎn)業(yè)園正式開工。該項(xiàng)目計(jì)劃于2026年建成,每年可提供清潔能源發(fā)電約220000萬(wàn)kW?h,可減少58.8萬(wàn)噸標(biāo)煤燃燒。

        釩電池的初始成本約是鋰電池的2倍,電解液的關(guān)鍵原料釩的價(jià)格貴,幾乎占整個(gè)電池系統(tǒng)50%(4h配置)的成本,這也成為制約其發(fā)展的一大痛點(diǎn)。

        持續(xù)降低電池制造成本,在釩礦資源采購(gòu)上,大力與攀鋼、川威等國(guó)內(nèi)釩資源優(yōu)勢(shì)廠家有合作;同步與南非、澳大利亞、巴西等釩資源優(yōu)勢(shì)國(guó)家對(duì)接,已和兩家釩資源企業(yè)簽訂長(zhǎng)供協(xié)議,滿足年1萬(wàn)噸釩穩(wěn)定供給,價(jià)格不受市場(chǎng)波動(dòng)影響。

        釩電池一次性安裝成本高于鋰電,但前者的全周期成本遠(yuǎn)低于后者。

        高文廣算了一筆賬:鋰電池壽命平均6-8年,釩電池可到25年甚至更久,鋰電池一次性安裝成本在1600元/kWh左右,目前1kW容量4小時(shí)的釩電池成本為3000元/kWh左右。

        隨著容量擴(kuò)充,釩電池的成本會(huì)持續(xù)下降,容量6小時(shí)的釩電池成本2500元/kWh左右。在25年的全生命周期中,鋰電池要換2-3塊,釩電池一塊就能搞定。

        當(dāng)前,海內(nèi)外液流電池滲透率僅為1%左右,想象空間較大。新能源發(fā)電側(cè),如西北、華北等擁有豐富風(fēng)光資源的地方會(huì)成為主戰(zhàn)場(chǎng),大力已在酒泉注冊(cè)公司,提前布局。

        大力釩電池項(xiàng)目的商業(yè)模式就是賣產(chǎn)品,幫助客戶建儲(chǔ)能電站賺錢。

        “軟起動(dòng)年收入能做幾億,釩電池一個(gè)大項(xiàng)目能做到幾十億,規(guī)劃中,未來釩電池會(huì)占到大力總營(yíng)收的90%以上。”高文廣說。

        大力在湖北棗陽(yáng)的100MW/4h儲(chǔ)能電站示范工程與年產(chǎn)2GWh的電解液生產(chǎn)線項(xiàng)目,已于去年年底逐步推進(jìn),高文廣計(jì)劃2024年年底完成。

        “我們?cè)谥圃鞓I(yè)做了30年,客戶包括石化、石油、寶鋼、武鋼等大型企業(yè)。擁有一整套產(chǎn)品的質(zhì)量管理體系、工藝管理工藝水平等,時(shí)間得到有效控制?!备呶膹V的底氣來源于此。

        釩電池是條“難而正確”的路,高文廣的帶領(lǐng)下,大力正不留余力狂奔。

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