铁铬液流电池,储能界的新选择?技术超车、后来居上吗?
2022-02-16 10:13 来源:星空财富 作者:星空下的烤包子 编辑:矿材网

 如今,风电、光伏行业的高速成长已经成了大家口中津津乐道的话题。但风电和光伏的发电不稳定、间歇性的问题,对电网承受能力提出了巨大挑战,是埋藏在行业玩家心底的痛。


 这个痛,想必只有储能这位医生,凭借着优秀的调峰、调频能力,才能将其根治。


储能系统应用示意图

储能系统应用示意图


 分类看,医生也分外科和内科医生。抽水储能因其技术成熟和成本低廉,是应用最广泛的技术(全球储能累计装机中占比高达90%)。电化学储能,随着新兴技术的不断涌现和完善,也在奋起直追、迎头赶上(装机增速最快)。而电化学储能中,由于和新能源汽车形成完美衔接,所以锂电池储能装机占比近90%。


 但即便锂电池强势领跑,也总有后来者想谋权篡位,比如液流电池就是其中之一。这不,最近国电投拥有自主知识产权的铁铬液流电池量产。之前东方能源(000958)也实施了国内首座铁铬液流电池储能示范项目(张家口储能项目)。中电兴发(002298)参股的公司生产的锌溴液流电池产品已通过中国电力科学研究院检测,已拥有入围国家电网的条件。


 这让投资者们眼前一亮,也让锂电池储能玩家心头一紧,宁德时代(300750)上周的暴跌(跌破500元关口)一定程度上也有液流电池的搅局。更有捣乱者跳出来说宁王和特斯拉谈崩了,吓得宁王赶紧辟谣。真是墙倒众人推。


 那号称储能时间最长、最安全的电化学储能技术之一——铁铬液流电池,真的能逆袭成功吗?除了它,到底还有谁在虎视眈眈,准备在下一个万一赛道中一展宏图呢?笔者今天就带你好好盘一盘。


 一、相信我,永远没有什么十全十美


 铁铬液流电池对大多数来说比较陌生,所以先简单介绍下。顾名思义,它是以价格低廉、原料丰富的铁离子和铬离子作为活性物质。


铁铬液流电池示意图

铁铬液流电池示意图


 其实,这电池虽然才在储能系统中实现量产,但绝不是第一天才出现。上个世纪70年代的时候,美国NASA(对,你没听错,就是对岸航空航天军)就提出了液流电池概念。日本也在十年之后开发了千瓦级别的样机。但是,因为铬离子活性低、电池容量衰减快等一系列技术问题始终萦绕在科学家的心头,产业化的进程便被一拖再拖。


 笔者坚信时势造英雄。进入21世纪,随着新能源尤其是储能系统的重要性日益被挖掘,铁铬液流电池又被旧事重提,美、日、韩和我国纷纷下场展开新一轮研究。2014年美国Vault公司开发的1000千瓦时铁铬液流电池作为示范项目投入应用。


 存在即合理,那这哥们究竟合理在什么地方呢?笔者咨询行业内玩家后,发现它除了有成本优势外,自身天然还有如下优势:


 1.低毒性


 我们之前曾聊过全钒液流电池,缺点之一就是钒具有一定的毒性。而铁铬液流电池毒性和腐蚀性都比较低,对生态环境的威胁比较小。


 2.启动范围广


 铁铬液流电池在很宽的温度区间内都能使用,下至东北的极寒天气,上至吐鲁番夏天的酷暑,环境适应性很好。不像磷酸铁锂电池,一到寒冬就拉跨。


 3.循环次数强


通俗地说,铁铬液流电池有点儿永生那味了。(理论上循环次数可以达到万次以上,这点和全钒液流电池很像。而且即便中间遇到各式各样的问题要废弃,废旧的铁铬液流电池回收也很方便)。


 但是凡事都要理性辩证地看待,几十年前技术人员们遇到的难题,直到今天仍然有优化的空间,比如作为负极材料的铬离子的活性还比较弱,这不利于正负极电解液的化学反应平衡。再比如电池工作过程中易发生析氢反应(不可逆的副反应产生氢气),让铁铬电池无法正常工作。


 当然,问题的解决一方面需要实验室里的技术攻关,另一方面也需要在产业化中得到一步步验证。笔者一向认为,在产业化的初期,经济效应什么的都可以先靠边站,能把储能技术做到最基本的安全、环保、可靠,是谈能否赚钱的前提。


 二、押注赛道,对冲风险


 所以,在储能还处在0-1的阶段,你要问我是否看好铁铬液流电池,我只能告诉你,现阶段来看,虽然它有着低成本和环境适应性好等优势,但是它相比隔壁的锂电子、铅酸、全钒液流等,绝对属于起跑比较慢的。隔壁的玩家们早已开启了示范项目之路。


各种类型的储能电池(BNEF)

 各种类型的储能电池(BNEF)


 而且我们常说木桶效应,只要它的短板(比如铬离子活性、副反应、能量转化效率低等)一日没有得到最终解决,最终得到储能王冠的可能性都不大。


 龟兔赛跑,乌龟已经输了前半程,能否后程发力,除了得自身努力,前面的兔子真的会拱手让位吗?笔者会打上一个大大的问号。


 因此,在赛道一片向好,技术路线仍需实践中验证的时代里,难道直接押注赛道,不是一种更好的选择吗?


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