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北京普能黄绵延:全钒液流电池储能系统商业化发展之路

北京普能黄绵延:全钒液流电池储能系统商业化发展之路

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518日,一场以“技术应用双创新,规模储能新起点”为主题的“储能国际峰会暨展览会(ESIE2019”在北京国家会议中心成功召开。

此次峰会暨展览会由中国能源研究会指导,中关村储能产业技术联盟、中国科学院工程热物理研究所主办,北京科技协作中心支持,中国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟承办。来自政府主管部门的领导、业内顶尖企业高管、专家学者及媒体代表同聚这场规格至高的行业盛会,就中国储能产业发展进程中的热点、难点话题展开深度研讨,一起洞见储能发展未来。

作为全钒液流电池技术的代表之一,北京普能世纪科技有限公司总裁兼首席技术官黄绵延做了专题演讲。实录如下:

尊敬的来所长,尊敬各位来宾,下面借来所长刚才的话给大家介绍一下液流电池的行业情况,特别近几年的发展情况。今天的主题“电网侧”,液流电池是不是有机会在电网侧使用,通过短短的20分钟把这个问题讲清楚。我今天报告的题目“全钒液流电池储能系统商业化发展之路”。

我今天大概这几个方面的内容:

第一个,液流电池到底是什么?

第二个,行业的概况。

第三个,商业模式探索做了什么样的工作,或者我们的预期。我们是电池厂商,不是系统集成最终使用者,锂电子电池,电网的机构做了商业模式的探索,我们还没有在电网侧做过项目,针对我们这个技术在不同的应用场合做了一些预期,大概是这样一种情况。

今天来了很多专家,不多说。这个技术叫全钒液流电池,全钒说明这个电池用的钒金属的状态,正极、负极都是钒,这个状态可以流动起来的,所以叫全钒液流。我们这个技术有几个:

第一个,安全,我最近参加很多类似的会议,这种安全性,特别大规模储能的安全性成为大家一个共同的话题,大家不要有这个担心,电解液就是水,还有一些稀硫酸。

第二个,寿命长,我们可以用2.5万次,25年没有问题,你做过25年的测试,我们做过一些模拟,包括我们工厂大概十年的测试数据。

第三个,非常好的特点,钒在电解液里面使用完了以后可以完全循环回收的,跟其他的技术不一样。60%70%的投资在这个钒上面,这个钒完全可以循环回收利用的,这一点决定了这个技术有一个非常好的特征,有一些金融属性,因为不损耗,而且是大宗商品,价值很高,是不是可以租赁,是不是不可以买?这个东西引申出后面的问题。还有一个钒资源的问题,我们湖南院的李院长提到这个问题,这个钒是中国一个特殊的钒资源,而且出量非常丰富,未来发展钒电池这一块不受资源的约束。当然也有不好的地方,任何事物都有两面性,不好的地方就是它的占地面积太大,目前来讲,我们给出一个直观的数据,我们占地面积是锂电池2-3倍左右,这是一个直观的数据。整个技术是这样的。

右下角我是我们系统产品示意图,这个电池不含PCS,不包含王总这个地方这个电池有两部分:左边罐子放电解液,右边是放电池,核心技术,电化学发生反应的地方,电池里面包括隔膜、碳棒、双极跟其他电池板类似。这样可以把电池成本分成两部分,一个电解液部分,一个是非电解液部分。

这个技术目前来讲是小众技术,很多年前,在主流的一个技术,从国家政策制定来讲对这个技术比较推崇的,这是五部委发布的指导意见里面明确推出100MW全钒液流储能电站属于推广的范围里面。从政策制定来讲,各位顶级专家来讲,对我们这个技术还是比较认可的。

这张图大家可以看到,贴这张图让大家看一下其实液流电池目前在国内外的比例是非常低的,在全世界占1%的比例,液流电池也包括其他的液流电池,基本上绝大部分是全钒液流电池。国内好一点,大概在2%左右。说到这个数字,是2017年在4%,在两三年前,那会儿应该是10%,其实这个市场份额的比例也印证了刚才来所刚才说的话,为什么在下降?为什么从一个主流的技术变成非常小众的技术,这里面是有原因的。这个原因待会儿跟大家细说一下。

这是摘行业的报告,这是全世界行业的报告,这个图可以清晰的可以看到,全世上来讲全钒液流项目是一百多个,总得装机容量是40MW,装机是200MWh,还不如我们做得一个项目。这里头有一个国家分类,每一个国家装了多少,这是一个非常权威的图。

液流电池的装机容量很小,全世界的项目一百多个,装机容量并不多。是不是大家完全不关注了?其实也不是,我贴的这个图告诉大家,这个技术虽然是一个非常小众的技术,但是最起码在中国我们目前来讲,其实规划的液流电池项目还是蛮多的,这里头贴了几个大的项目:第一个,大家知道辽宁农科兆瓦的项目,很多年前了,说能做起来,具体不知道。第二个,江苏这两个电网侧的项目,估计受锂电池冲击。第三个,湖北100MW的项目已经开始做了,是一个前瞻性的项目,10MW的项目已经做了。第四个,青海的项目,青海黄河水电有30MW液流电池的招标,110MW的储能,30MW是锂电池,80MW是液流电池。还没有公布,应该很快了。不管是电网侧也好,大型百兆瓦级是电网侧的,还是新能源侧,液流电池、全钒液流电池始终没有脱离大家的视线,因为有实地的困难导致这个项目没有完全推下去。

目前来讲全世界做全钒液流公司很多的,在中国像公司北京普能、大连融科、万利通、德沃普、上海电气大概几十个。

有这么多公司,有这么多的项目,这个产业没有很快的走起来?这是我个人的一个总结,目前来讲,这个产业的一些状态大概总结。

从厂商及产品概况来讲,1.这些厂商,包括中国、欧美日都有做全钒液流的厂商,而且都是深耕了很多年。

2.这些厂商基本技术层面已经成熟了,可以拿这个东西做项目了,这个都没有问题。碰到核心的问题就是降成本,通过供应链的优化,还有项目的一些体量的规模的升级来降成本。

3.行业的企业相对很小,中国都是比较大的一百来人,相对锂电池几千个人、几万个人太小了。项目开发能力弱,以项目为厂商的主体体量小,融资能力差,开发能力弱一些,这是产品跟厂商角度来讲。

市场情况的来讲,已经处于市场化的前期,目前行业的发展还是以少数项目的推进为主,没有形成批量的项目的采购,而且是少数项目,通过这些项目来定产量,也就是以销定产的特征非常明显。政府来讲主要靠政府项目推动,真正市场化、商业化、规模化的钒储能技术,企业和项目十分有限。还有一个特点,目前试点项目已经从MW级进入百MW级,包括全国规划的项目已经从MW级进入百MW级了。

发展预期:行业具有发展快速,产业链结构不断完善,市场的规模也在不断扩大,虽然很难,我们争取做一些项目。随着技术成熟,项目体量增大,成本快速下降。特别是商业模式这一块,应用模式也逐渐清晰,到底用在哪一个上面,哪一个上面比较少,我们比较清楚了。项目投融资的模式也逐步建立了,并没有马上已经建立了,最起码有一条清晰的路径,怎么通过这个项目怎么来进行投融资。最后是行业发展跟产品的价格受钒价的影响非常大,未来的趋势技术与资源的结合正在呈现,以前我做技术就是做技术,我卖钒就是卖钒的,接下来这个行业发展的话,一定技术和资源结合,把这个资源链降下来,这是我判断发展预期。

为什么这么多年发展下来?有两点:

第一,我们成本这么多年还没有这么大的改变,锂电池每年速度10%-15%,我们也降了很多,相比做风光降了50%60%,还不够,在钒价波动下不行了。目前来讲,我们3500块钱每千瓦时,基于去年的钒价3500块钱左右,这里面电业也部分在1800块钱左右,非电解液部分电池部分1600块钱。两年内的预期,按照我们发展预期可以做到2000出头,电解液部分在1200左右,电解液部分在1000块钱左右。为什么能够做到这一点?这里头涉及到特别资源整合、技术进步,我不细说。有一点非电解液部分,电池部分非常有信心的,做到一千块钱左右,每千瓦时4小时为例。电解液部分、钒资源这一块有路径实现这一点,我们整个公司,包括我们行业其他的一些伙伴,一直在朝着这个目标努力。

为什么把这张图贴出来,这是钒价的波动图。大家可以看到,这是从国外的网站摘下来,截止到前天这个图,大家可以看到看出来它的波动非常大的。这个地方是我们2017年的时候大概的价格,这个是2018年飞速涨价的一个阶段。到现在已经从50万块钱一吨,在三四个月之内已经降到10-12万块钱,只是告诉大家钒价的波动非常大的,至于具体的原因因为时间关系不细说了。

第二,技术市场分析,技术应用在哪儿?我们定位很明确,可再生能源并网、多能互补、调峰等领域。

场景的分析,我们这个技术促进新能源的消纳应用场景的收益预期,当然这里面有边界条件,我们可以趋势做到9.6%,当然要考虑残值这一块。

光伏+储能应用场景,以固定一个值,整个光伏+储能的最终的度电成本可以做到3毛多钱,我们也是经过测算的。3毛多钱跟现在脱硫电价的比较,我们还是高一点,通过我们本身的技术进步,如果达到2200块钱的话,我们的目标应该给脱硫标杆价还要低一些。

用户侧,我们起了一个场景,这是深圳的。如果我们残值是55%,我们IRR7.3%,采用电解租赁的模式可以做到15%的效率投资回报率。这里面有很多细节,只是给大家一个概念性的东西。

通过这么多项目来讲,我们觉得VRB比较适合用在可再生能源这一块,因为第一个寿命可以到25年,跟风光、寿命相匹配。循环充放不影响寿命。还可以独立配置,使得这些技术适用频繁充放,长寿命的场合。

这是我们公司的介绍,已经做的30MWh项目,我们做了全世界的七分之一这样一个比例。这是我们公司一个情况,不多说了。这是我们做得一些项目,不同的应用场景,80多万小时运行时间,电网侧、电源侧、离岛型的应用、用户侧。做到10MW12MW枣阳的项目,这个已经线上运行,这是经济模型,大概的投资回报率比较低的,6%点多,当时的价格比较低,如果能做到一百多块钱非电解液成本的话,这个投资回报率可以算的过来。电解液这个部分大概占60%,这是中国钒资源的情况。总之一点,中国有足够的钒来支持未来的钒电池的发展。

这是跟其他的合作伙伴,攀钢是钒产品生产企业,一起来推动全钒液流电池的发展。电解液租赁,50万买来,把这个租赁出去,不是。电解液生产企业,去年一个暴利,很多时候是亏损的状态。我们提出一个概念,能不能拿出这么多年的平均钒价拿出来,我们以这个价格做租赁,通过这个模式的话,现在已经有很多企业感兴趣的,因为现在钒价快速下降的通道。我们觉得是有机会把这个模式走通。

总结:全钒液流电池技术是一个小众的技术,通过我们的努力,我们应该有非常信心,重新把1%的市场份额升到4%,到10%。我们公司希望通过先进的技术,再加上我们整合资源的能力,为电网侧跟电源侧,还有未来电网建设的各方面提供低成本、安全可靠的储能解决方案。

 

谢谢各位。