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非锂长时储能的发展趋势分析

作者:姚远 来源:EESA储能云 发布时间:2024-02-27 浏览:

中国储能网讯:

前言

  各国为实现2050年净零排放目标,能源系统全面脱碳是关键。激增的可再生能源装机与发电供应间歇性和波动性呈正相关,给各国电力供应系统同时带来了空间和时间两个难题。

  英国计划2030年至2050年间部署20GW的长时储能(LDES)项目来保障能源灵活性。英国能源安全和净零部(DESNZ)将在英国的长时储能(LDES:Long Duration Energy Storage)定义为在最大功率下能持续提供至少六小时电力供应的储能设施(低于美国长时储能为10小时的定义),然而新规定中明确将锂离子电池储能技术排除在外。

  这标志着非锂储能技术在英国即将迎来巨大发展。目前最成熟的非锂长时储能技术为抽水蓄能,部署容量为2.8GW。主流非锂储能技术有:抽水蓄能(TRL9),液流电池及液态空气(TRL8),金属空气电池,空气压缩,液态空气(均为TRL7及以下)。(根据英国规定,TRL9为最高技术成熟度,TRL8为已实现中小型运营试点项目技术,TRL7及以下为原型测试阶段)

01.为什么长时储能要排锂?

  排锂的第一个,也是最重要的因素就是安全问题,毕竟长时储能需要保障灵活性和稳定性。2023年众多事故表明,电池的安全可靠是电池技术可持续发展的关键。目前长时储能领域中,锂电池技术的安全性和经济性差强人意。

  脱离对中国锂电池进口的依赖是另一方面。锂离子电池目前主要为中国制造,欧盟及英国希望尽量减少对中国能源设施的依赖,以避免可能的政治动荡带来的原材料供应问题。

02.非锂技术市场及发展趋势

  在锂电池技术和市场逐日饱和下,产能过剩叠加行业内卷加剧,非锂储能技术也成为国内外资本的重点关注对象。据EESA数据统计分析,2023年年末中国磷酸铁锂储能系统(0.5C)中标价格“大跳水”,降低至加权平均价格0.81元/Wh,年内下跌幅度超41%,较2022年同期价格接近腰斩。

(图1源自伍德麦肯兹)

  据国际能源咨询机构大模型预测,全球电化学电池储能市场在未来十年中,锂电池将让出4%的市场份额,液流电池和钠离子电池的产能都将翻倍。

(图2源自伍德麦肯兹)

  全球电化学长时储能项目发展投资中,钒液流电池2023同比2021年增长了83%,达到了31亿美元,其余非锂电池处于小幅度波动。由此可以看出钒液流电池未来可能将会是一个有潜力的非锂储能发展方向。

03.非锂技术加快多元化进程

  目前英国政府已以奖金和放贷的形式,来帮助投资者增强其信心,降低市场风险。皆旨在支持加快推动非锂储能技术的研究与创新开发。

  (1)英国于2021年初启动1亿英镑LDES示范竞赛。包括1:英国最大的(7MW/30MWh)全钒液流电池示范项目(4小时),2: 储热和压缩空气储能混合系统示范项目,3: 抽水蓄热示范厂。

  (2)英国政府联合英国研究创新机构 (UKRI) 、法拉第机构、创新英国组织与英国电池工业化中心(UKBIC),通过法拉第电池挑战(Faraday Battery Challenge)计划,将于2022至2025年间提供2.11亿英镑的政府资金,以帮助该领域吸引更多私人投资和新兴项目。

  (3)英国公共金融机构,如英国基础设施银行(UKIB),与地方贷款部门共拥有220亿英镑的融资能力,以帮助解决投资障碍。但其对私营项目有三个投资原则要求:实现一个及以上的战略目标(应对气候变化、促进地区或地方经济增长);产生财务回报;政策银行作为市场补充,需挤出大量私人资本。(英国投资银行避免为那些本可由私人市场单独完成的项目提供资金)

  在国内,《合肥市新型储能发展规划(2023-2027年)的通知》中明确提到:除锂离子电池储能外,全钒液流储能、超级电容储能、飞轮储能、氢(氨)储能等多种新型储能技术均已在市内开展示范应用。江门市也积极争取引入钠离子、锂硫电池、固态电池等组装企业,以支持企业针对上述非锂电化学储能电池等技术的攻关。

  我国钒资源自主可控,钒产量约占全球产量的三分之二。各大行业龙头跨界入局钒液流电池,龙佰集团和中核钛白均开始参与钒矿资源与钒电解液的开发。

  据2023年底EESA数据库统计,中核汇能1GWh全钒液流电池储能系统,惠州市惠阳区建筑材料供应链有限公司2MW/10MWh液流电池储能系统采购项目均以较高价格完成招标。2024年以液流电池为主的非锂长时储能技术将进入高速商业化进程。


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