2、电解液方面,主要的技术趋势就是高浓度、高稳定性和高活性电解液,围绕这三个方面开展工作。高稳定性就主要是体现在两个方面,第一是正极尤其是5价的钒,它的高温的稳定性。第二个是稍微低价一些钒的低温稳定性开展工作。高活性方面,主要是从提升它的能量效率和能量密度来展开工作。对于提升它的能量效率,主要是从提高它的电解液的导电性和提高钒离子的活性开展工作。对于提升能量密度这一块主要是一些新型的电解液体系。虽然说围绕这些方面开展工作,其实都是在用一些添加剂,当然不同系统的添加剂也是不一样的;电解液成本约占钒电池成本的四成之多,降低电解液成本势在必行。而降低电解液成本主要包括两种路径:降低电解液原料消耗量和推行电解液“以租代售”商业模式。
3、钒电池的电解液是不同价态的钒离子水溶液,正极一般包含+4/+5价钒离子,负极包含+2/+3价钒离子,生产原料一般为五氧化二钒、偏钒酸铵和多钒酸铵等,价格较高,即使通过规模化生产也难以大幅度降低原料价格,可以考虑通过降低原料消耗量来降低成本。理论上1kWh钒电池需要消耗5.6kg的五氧化二钒,但电解液实际利用率仅在70%左右,故而实际生产中1kWh钒电池往往需要8kg的五氧化二钒。若把电解液的利用率提高到80%,生产1kWh钒电池仅需要7kg的五氧化二钒。由此可见,提高电解液的利用率,就可以减少五氧化二钒的消耗量,从而降低电解液生产成本。不过电解液制备技术壁垒较高,想要实现高效率生产高性能钒电解液需要考虑的因素较多,难度可不小。“以租代售”的金融和商业模式创新或许能成为降本更优解。
4、电解液租赁模式是指由租赁公司出资购买电解液,然后将电解液出租给液流电池项目投资方。
1)钒电解液在反应过程中几乎没有损耗,可循环利用,且回收技术成熟,无环境污染,这意味着电解液具有保值、增值能力,企业完全可以通过租赁电解液的方式来降低电解液成本。电解液租赁模式下,企业可以省去电解液初始投入成本的绝大部分,租赁模式下的初始投入成本仅约购买模式的一半。
2)如果能够促成制造-使用-回收的产业闭环,还可以进一步提高电解液的残值,钒电池全生命周期内的成本则可进一步降低。由此可见,“以租代售”电解液模式将成为推动钒电池商业化的重要模式。
3)当然“以租代售”不只能让投资方受益,还能让租方从中获益。从电解液出租方的角度考虑,租赁业务若要持续开展且有所盈利,也需要满足一些条件。电解液出租企业需要手握钒资源,能够保证电解液原材料供应的稳定持续。当然,出租企业背后资金体量也得足够,才能满足持续采购电解液的资金需求。
5、“租赁电解液”的风早前便已刮起,海外企业率先尝试。
1)液流电池制造商Avalon Battery开创了“租赁钒电解液”商业模式,该公司目前已与RedT合并成为Invinity Energy Systems,合并后仍继续探索租赁模式。加拿大的钒生产商Largo Resource在2021年收购了美国的Vionx钒电池公司后也提出了这种租赁的商业模式。
2)按照Sandbar Solar公司总裁斯科特·拉斯基的要求,为了在预算范围内完成该项目,Avalon公司决定以服务为基础提供电池,其新颖之处在于,可伸缩水箱中的钒电解液被租给了Sandbar公司。其他将储能“作为服务”的商业模式通常会提供整个系统的租赁服务,甚至是在零首付的基础上进行部署。4月,全钒液流电池储能头部企业大连融科储能技术发展有限公司副总经理、安徽海螺融华储能科技有限公司副总经理邹毅介绍,为了降低钒电池储能初始投资成本,提高项目收益率,大连融科与海螺融华推出钒电池电解液租赁模式,该模式已在“枞阳海螺水泥6MW/36MWh项目”中首次应用。
3)对于租赁模式带来的初始投资成本降幅,邹毅介绍,以4小时储能为例,钒电池储能设备初始投资成本中,电解液与功率单元分别各占约50%。使用电解液租赁模式后,相当于电解液初始投入成本绝大部分被免去,初始投入约是购买模式的一半。
6、未来电解液租赁模式将成为推动钒电池储能商业应用的重要模式。
1)对于钒电池用户侧应用的市场前景,邹毅介绍,当前分时电价政策已为全钒液流电池的用户侧应用提供准入门槛,示范项目的成功投运及运行验证了全钒液流电池在用户侧领域的性能可行性和经济可行性,且国内用户侧储能市场空间巨大,这些都成为全钒液流电池发展的机遇。同时他认为,钒电池等储能在用户侧的应用当下也面临几方面挑战。
2)首先,钒电池从体量上讲还处于初兴阶段,他建议政策层面继续鼓励并支持具有市场前景的钒电池储能技术发展。另外,建议完善分时电价政策,拉大峰谷价差,提升用户侧领域应用的收益率,缩短回收周期。同时,他建议完善需求响应政策,增加额外收益,提升电力系统的灵活性。以及减免用户侧储能的需量电费,鼓励用户侧储能的发展。