2022铁铬液流电池储能技术

铁-铬液流电池储能技术铁-铬液流电池储能技术2022液流电池市场分析液流电池市场分析1双碳目标的实现需要储能技术16亿千瓦以上。强随机性、波动性的新能源大规模并网，对于电力系统构成了史无前例的巨大挑战，问题日益突出。可再生能源发电和用电量严重不匹配储能有助于构建绿色、安全、高效的新型电力系统1储能可有效解决新能源出力与用电负荷时空不匹配的问题，实现新能源充分消纳利用。2双碳目标的实现需要储能技术16亿千瓦以上。强随机性、波动性的新能源大规模并网，对于电力系统构成了史无前例的巨大挑战，问题日益突出。可再生能源发电和用电量严重不匹配储能有助于构建绿色、安全、高效的新型电力系统1储能可有效解决新能源出力与用电负荷时空不匹配的问题，实现新能源充分消纳利用。2充放灵活的储能可有效提升系统调节能力，提高新型电力系统的安全稳定水平。3储能应用场景多元，可提高新型电力系统的运行效率。120.26，3%数据来源：国家能源局、国家统计局大规模可再生能源需要长时储能13美国国家可再生能源实验室NREL发布的《储能未来研究：定义长时储能的挑战》研究报告表明储能消除净负荷的需求，为系统提供更多可靠性；大规模可再生能源需要长时储能13美国国家可再生能源实验室NREL发布的《储能未来研究：定义长时储能的挑战》研究报告表明储能消除净负荷的需求，为系统提供更多可靠性；更大功率的储能布置，能够消除更多的净负荷需求，同时所需储能时长越长。储能迈入4小时以上时代发电侧：大型风电光伏基地需要长时储能来实现就地消纳和整体打包外送。《关于推动全区风电光伏新能源产业高质量发展》2022年3月7日《内蒙古自治区电力源网荷储一体化实施细则（2022年版）》2022年7月22日新能源配套4小时以上储能有关政策到“十五五”末，全国将建设4.55亿千瓦大基地项目其中外送3.15亿千瓦，本地自用1.4亿千瓦《服务推进自治区大型风电光伏基地建设操作指引》储能迈入4小时以上时代发电侧：大型风电光伏基地需要长时储能来实现就地消纳和整体打包外送。《关于推动全区风电光伏新能源产业高质量发展》2022年3月7日《内蒙古自治区电力源网荷储一体化实施细则（2022年版）》2022年7月22日新能源配套4小时以上储能有关政策到“十五五”末，全国将建设4.55亿千瓦大基地项目其中外送3.15亿千瓦，本地自用1.4亿千瓦《服务推进自治区大型风电光伏基地建设操作指引》2022年3月4日新疆内蒙古《2022年度列入省级规划电网侧独立储能示范项目清单（第一批）》2022年5月17日《服务推进自治区大型风电光伏基地建设操作指引》2022年3月4日河北甘肃用户侧：在具备条件的工业企业、工业园区挖掘新能源就地消纳的潜力。国家发改委国家能源局《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》142022年5月14日液流电池是最适合长时储能的技术路线液流电池超长循环寿命、高安全稳定性、绿色环保，是最适合长时储能的技术路线。r液流电池是最适合长时储能的技术路线液流电池超长循环寿命、高安全稳定性、绿色环保，是最适合长时储能的技术路线。r.W100kW1MW10MW100MW1GW额定功率15引自DOEEPRIElectricityStorageHandbookinCollaborationwithNRECA小时级秒级分钟级不间断电源 备用电源 理电能质量调节 负荷转移 抽水蓄能压缩空气液流电池钠硫电池高能量电容锂离子电池镍镉电池 铅酸电镍氢电池飞轮储能高功率电容液流电池应用场景电网侧关键节点辅助服务调峰调频、爬坡、电压支撑、黑启动提高特高压送受电端本地调峰能力液流电池应用场景电网侧关键节点辅助服务调峰调频、爬坡、电压支撑、黑启动提高特高压送受电端本地调峰能力城市应急备用为城市政府、医院、工业等重要负荷提供应急保障用户侧业自备电源的减碳降碳大容量能量时移零碳工业园区和物流园区可再生能源就近消纳数据中心电源可靠性提升虚拟电厂大容量需求响应微电网电能质量和快速并离网切换能力提升石油行业配电网的增容和柴油发电机替代发电侧新能源友好接入平滑功率输出，响应AGC调度，提高场站并网友好性大型风电光伏基地储能配套风光大基地一体化建设，增加大基地就地消纳火储联调提高火电的调频、调峰的能力孤岛、偏远地区供电光伏＋长时储能系统提供恒定电能供应，减少外接电及柴油发电机的使用核电安全运行作为应急保障电源，减少调峰16液流电池市场成长空间巨大根据IEA和国家能源局数据显示的可再生能源装机规模，以配套20%储能，电化学储能占50%，其中液流电池占46%测算，液流电池全球市场规模将超万亿，中国市场规模将近五千亿。项目2021年可再生能源装机规模（GW）2030年预计可再生能源装机规模（GW）配套储能规模（GW）（20%）液流电池市场成长空间巨大根据IEA和国家能源局数据显示的可再生能源装机规模，以配套20%储能，电化学储能占50%，其中液流电池占46%测算，液流电池全球市场规模将超万亿，中国市场规模将近五千亿。项目2021年可再生能源装机规模（GW）2030年预计可再生能源装机规模（GW）配套储能规模（GW）（20%）电化学储能规模（GW）（占储能市场50%）液流电池储能规模（GW）（占电化学储能市场46%）装机价格(元/Wh)（6小时）发电侧+电网侧市场规模（亿元）用户侧项目数（个）单个项目规模（MWh）用户侧市场规模（亿元）合计（亿元）eserved.中国市场67016401949744.61.54016800607204736全球市场168049566653271501.51356324006021601572317铁-铬液流电池技术铁-铬液流电池技术39.AllRightsReserved. 19液流电池是最适合长时储能的技术路线液流电池超长循环寿命、高安全稳定性、绿色环保，是最适合长时储能的技术路线。Rih9.AllRightsReserved. 19液流电池是最适合长时储能的技术路线液流电池超长循环寿命、高安全稳定性、绿色环保，是最适合长时储能的技术路线。RihsRr.W100kW1MW10MW100MW1GW19引自DOEEPRIElectricityStorageHandbookinCollaborationwithNRECA小时级秒级分钟级不间断电源 备用电源 理电能质量调节 负荷转移 抽水蓄能压缩空气液流电池钠硫电池高能量电容锂离子电池镍镉电池 铅酸电镍氢电池飞轮储能高功率电容©SPIC2022AllRightsReserved. 20竞争优势分析—电化学储能技术对比成熟产品型号kW@mA/cm2循环寿命(次)温度（℃）毒性和腐蚀性BOM成本项目能量密度安全性系统效率自放电成熟度锌溴液流电池Br蒸汽有泄漏风险强（Br腐蚀性极强）>500065Wh/L60-70%20-50低低示范5@40中（0.1-高0.3%/天，温度升高自放电率增大）强（稳定剂腐蚀）300-400Wh/L130-200Wh/kg短路引起爆炸500085%20-45商用/固态电解质破裂导致短路，从而发生火灾中（熔融状©SPIC2022AllRightsReserved. 20竞争优势分析—电化学储能技术对比成熟产品型号kW@mA/cm2循环寿命(次)温度（℃）毒性和腐蚀性BOM成本项目能量密度安全性系统效率自放电成熟度锌溴液流电池Br蒸汽有泄漏风险强（Br腐蚀性极强）>500065Wh/L60-70%20-50低低示范5@40中（0.1-高0.3%/天，温度升高自放电率增大）强（稳定剂腐蚀）300-400Wh/L130-200Wh/kg短路引起爆炸500085%20-45商用/固态电解质破裂导致短路，从而发生火灾中（熔融状态金属Na和硫磺）钠-硫电池300-3502500150-240Wh/kg65-80%低低示范/20锂离子电池铁-铬 >20,000 10-15Wh/L 好 60-70% -40-70 极低 弱（稀盐酸）电解液 商用 液流电池 成本低全钒液流电池>20,000 15-25Wh/L 中 60-70% 5-45 极低 强（硫酸） 电解液 商用 31.5@120成本高. 铁-铬液流电池储能技术特点铁-铬液流电池储能：安全、低成本、长寿命储电技术环境友好安全性高电解液及正负极材料毒性和腐蚀性弱，且可再生，安全稳定长寿期循环次数>20000次寿期长. 铁-铬液流电池储能技术特点铁-铬液流电池储能：安全、低成本、长寿命储电技术环境友好安全性高电解液及正负极材料毒性和腐蚀性弱，且可再生，安全稳定长寿期循环次数>20000次寿期长电解液低成本长时储能储能时长可达数小时至数天温度适应性强工作温区在-40℃~70℃21易于规模化定制化设计，易于扩容ved. 22铁-铬液流电池资源禀赋强，成长潜力大铁-铬的储量多，价格走势最为稳定、廉价50000045000040000035000030000025000020000015000010000050000020152016201720182019202020212022铬铁钒铁碳酸锂三元正极材料锌铬、钒、锂和锌的储量铬、钒、锂和锌的价格走势22单价（元/吨）Fe/CrVRB Li-ion Zn-Br（2022.8.1）当量价格铬铁铬储量120亿吨0.17元/kg0.02元/molved. 22铁-铬液流电池资源禀赋强，成长潜力大铁-铬的储量多，价格走势最为稳定、廉价50000045000040000035000030000025000020000015000010000050000020152016201720182019202020212022铬铁钒铁碳酸锂三元正极材料锌铬、钒、锂和锌的储量铬、钒、锂和锌的价格走势22单价（元/吨）Fe/CrVRB Li-ion Zn-Br（2022.8.1）当量价格铬铁铬储量120亿吨0.17元/kg0.02元/mol五氧化二钒 碳酸锂 V2O5 Li2CO3钒储量 锂储量 锌储量6300万吨 8900万吨 2.5亿137.2元/kg470.5元/kg26.18元/kg32.5元/mol34.4元/mol2.94元/molved. 23多年技术攻关，具备完整的研发测试能力材料研发及测试实验室1200㎡单电池测试系统短电池堆测试系统2kW储能测试系统10kW储能测试系统60kW储能测试系统ved. 23多年技术攻关，具备完整的研发测试能力材料研发及测试实验室1200㎡单电池测试系统短电池堆测试系统2kW储能测试系统10kW储能测试系统60kW储能测试系统23©SPIC2022.AllRightsReserved. 24©SPIC2022.AllRightsReserved. 24©SPIC2022.AllRightsReserved. 24技术突破电堆关键技术国际领先现阶段电流密度达到140mA/cm²，未来将达到210mA/cm²、350mA/cm²电堆功率密度提高100%，整个系统占地面积大幅度缩小安全成熟的产品系列模块化设计安全可靠高度集成核电级工艺理念 10kW/60kWh储能模块30~60kW/240kWh储能模块1MW/4~8MWh储能模块25安全成熟的产品系列模块化设计安全可靠高度集成核电级工艺理念 10kW/60kWh储能模块30~60kW/240kWh储能模块1MW/4~8MWh储能模块25建立生产能力体系2022年1月铁-铬液流电池示范生产线已建成投产，打造了国内首条涵盖材料检测+电堆组装+电堆测试的全过程电池堆组装产线建立生产能力体系2022年1月铁-铬液流电池示范生产线已建成投产，打造了国内首条涵盖材料检测+电堆组装+电堆测试的全过程电池堆组装产线。2022年1月离子交换膜产品下线，大幅降低成本。26离子交换膜产线及产品电池堆组装产线产品应用场景—发电侧应用案例百千瓦级铁-铬液流电池储能系统在运国内首套 国际最大河北省张家口市战石沟光伏电站（极寒地区）系统功率250kW单堆功率30kW储能容量1.5MWh电池堆数量8个系统自2020年12月23日投入运行以来，月均稳定运行产品应用场景—发电侧应用案例百千瓦级铁-铬液流电池储能系统在运国内首套 国际最大河北省张家口市战石沟光伏电站（极寒地区）系统功率250kW单堆功率30kW储能容量1.5MWh电池堆数量8个系统自2020年12月23日投入运行以来，月均稳定运行600小时以上，系统稳定运行时长超过500天，完成了200余次充放电循环，累计为冬奥地区存储、提供清洁电能超过5万千瓦时。27AC/AC系统转化效率≥70%系统充放电切换时间≤产品应用场景—电网侧应用案例1MW/6MWh铁-铬液流电池储能系统霍林河循环经济“源网荷储用”储能项目配置铁-铬液