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行业资讯|一文了解全钒液流电池产业链、产业分布以及“东数西算”带来的储能应用新机遇

   日期:2023-08-21 15:50:00     来源:网络整理    作者:本站编辑    浏览:18    评论:0    

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全钒液流电池产业链

  全钒液流电池产业链上游主要涉及钒资源的开采与冶炼,中游则进行全钒液流电池储能系统的设计与制造,包括功率单元(电堆)与能量单元(电解液)两大部分,下游主要负责储能项目的开发和运营。由于下游储能市场可选择技术路径较多,且当前电化学储能主力仍为锂离子电池,全钒液流电池的增长目前对下游影响较小,产业变化主要集中在上游和中游。

全钒液流电池的上游资源开发、生产、提炼企业主要有钒钛股份、攀钢集团、河钢集团、安宁股份等;中游是电堆、电解液、隔膜厂商有国网英大、上海电气、中电兴发等公司;下游储能集团包括华电集团、大唐集团、国家电网等。

2
全钒液流电池产业分布

根据区域热力图,我国全钒液流电池行业产业链上企业相对分散,其中,上游企业主要布局在钒资源较为丰富的地区,如四川、河北等地区;下游电网、发电企业主要集中于北京。

近期越来越多储能企业瞄准全钒液流电池市场,在内蒙古、甘肃、安徽等地签约投资建设一批液流电池产线,其中包含融科储能、上海电气、林源集团、液流储能等企业,部分项目列举如下:

时间

地区

产业布局

企业

产能

投资额

2023年6月

陕西

陕西建工年产3GW钒电池生产项目落户定边

陕西建工

3GW

30亿

2023年5月

江苏

星辰新能星G智造基地

星辰新能

3GW


2023年3月

宁夏

力新国科全钒液流电池装备制造项目

力新国科

1.2GWh

15亿

2023年2月

湖北

星辰新能全钒液流储能装备智能生产基地

星辰新能

3GWh

56亿

2023年1月

内蒙古

融科储能鄂尔多斯液流电池储能产业化基地

融科储能


20亿

2023年1月

安徽

上海电气安巢经开区1GWh储能液流电池产线

上海电气

1GWh

3亿

2022年12月

甘肃

林源集团甘肃金昌全钒液流储能系统

林源集团

500MWh


2022年11月

安徽

安徽望江全钒液流电池产线及装备制造项目

中力控股


50.18亿

2022年10月

内蒙古

内蒙古通辽液流电池产线及储能集成项目

液流储能

4.  5GWh

20.  5亿

表:全钒液流电池储能产业布局分布

详情如下:
陕西建工年产3GW钒电池生产项目落户定边
2023年6月15日,定边县与榆林中科洁净能源创新研究院、陕西建工新能源有限公司召开座谈会,并与陕西建工新能源有限公司签订年产3GW钒电池生产项目合作协议。
年产3GW钒电池生产项目总投资30亿,该项目一次规划,同步建设,涵盖了钒电池系统的主要环节,预期达产后年销售收入可达84亿元,年上缴各项税收3.4亿元,解决人员就业350人。项目落地后,将有效填补我县储能产业空白,为发展储能产业链、先进硅材料制造业等奠定良好基础。
星辰新能星G智造基地
2023年5月4日,北京星辰新能科技有限公司宣布其全钒液流吉瓦级工厂——星G智造基地在常州武进国家高新技术产业开发区落成。该工厂以高性价比、高效率、高可靠性和长寿命的全钒液流储能系统为核心产品,将为全球储能市场提供更稳定、更高效、更环保、更具经济性的储能方案。
"星G智造基地"采用全自动化生产线和现代化管理系统,具备高质量、高效率的生产能力,同时拥有完善的生产和研发设施,配备了最先进的测试设备和工具,以确保产品质量和稳定性。预计公司将于2023年8月投产第一期300MW量产线,并在同年12月建成第二期700MW量产线,最终总产能将达到3GW。
力新国科全钒液流电池装备制造项目
2023年3月1日上午,力新国科全钒液流电池装备制造项目暨望江县2023年第一批重点项目动员开工仪式在望江经开区举行。
安庆力新国科能源有限公司投资建设的全钒液流电池装备制造项目,总投资50.18亿元。随着项目的开工建设,必将对望江县优化经济结构、促进高质量发展创造新优势、增添新动能。
星辰新能全钒液流储能装备智能生产基地
2023年2月13日,北京星辰新能科技有限公司(简称为星辰新能)与湖北省孝昌县政府举行洽谈会,并现场签订项目产业投资协议书。根据协议,双方将携手打造全钒液流储能装备智能生产基地。
据了解,该生产基地产业项目总投资56亿元,主要建设电堆智能生产线、全钒液流电池储能系统智能产线,设计年产能为3GW/12GWh,实现年产值为360亿元。产业项目拟占地100亩,在2023年一期项目建成投产,实现产能1GW/4GWh,2024年扩产到2GW/8GWh,2025年全面达产实现产能3GW/12GWh。
大连融科液流电池储能产业化基地落户鄂尔多斯
2023年1月10日,内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗人民政府与大连融科储能集团有限公司举行签约仪式。
据了解,该项目总投资约20亿元,主要建设液流电池与质子交换膜电解水制氢相关技术创新平台、液流电池储能材料与装备制造产线、质子交换膜电解水制氢电解槽及系统集成制造产线,项目全部建成投产后,预计可实现年产值100亿元,并在伊金霍洛旗形成完整的液流电池储能产业集群和PEM制氢产业集群。
上海电气将在安巢经开区建设1GWh储能液流电池生产线
2023年1月5日上午,安巢经开区与上海电气储能公司在上海电气中央研究院举行签约仪式。
新项目总投资3亿元,建设1GWh储能液流电池生产线,主要从事储能液流电池生产及储能系统解决方案提供。项目整体达产后,预计实现年产值不低于6亿元,税收不低于1600万元。
林源集团与甘肃省金昌市签署全钒液流储能系统合作协议
2022年12月16日,甘肃省金昌市金川区人民政府与林源集团签订战略合作协议,双方将共同打造甘肃金昌全钒液流储能电池产业示范项目。
据悉,该项目拟在甘肃省金昌市金川区选用土地50亩,厂房面积20000㎡,建设全钒液流电堆生产线及辅助装置生产组装线,年产500MWh全钒液流储能系统设备。项目建成后,预计年产值约20亿元,年利税约12000万元,带动当地就业300余人。
安徽望江签约全钒液流电池产线及装备制造项目
2022年11月12日,望江县人民政府与常州中力控股集团就全钒液流电池产线及装备制造项目在常州市举行签约仪式,县长李木林,县人大常委会副主任王珍珍,副县长廖荣刚,常州中力控股集团董事长潘霆,副总裁马金全等出席。
据悉,此次签约的全钒液流电池产线及装备制造项目,总投资50.18亿元,建设周期四年,主要进行全钒液流电池电堆生产,打造全钒液流电池产线及装备制造基地。
液流电池产线及储能集成项目落户内蒙古通辽
2022年10月11日,总投资约20.5亿元的液流电池生产线及储能集成项目签约落户内蒙古通辽开发区。
据悉,该项目计划分三期建设,一期建设2条250MW液流电池生产线及储能集成产线,总投资约3.5亿元,计划10月进行厂房内部装修,预计2023年1月开始设备安装调试。一期达产后,可实现年销售收入52亿元。
项目二期计划投资7亿元,建设6条250MW液流电池全自动智能生产线,预计2023年7月建设,2024年年底建成。项目三期投资10亿元,建设10条250MW液流电池全自动智能生产线,计划2025年7月建设,2026年年底建成。
3
全钒液流电池企业竞争情况

整体来看当前全钒液流电池储能仍处于商业化运营初期,市场参与者相对较少,行业前期的发展很大程度上由头部厂商进行推动;后期受下游大型电网、发电侧项目进程,有望推动产业链向规模化发展。

4
全钒液流电池行业项目布局

此前全钒液流电池储能仍处于小规模示范验证阶段,项目单体规模基本不超过10MW,而2021年以来国内已有数个百MWh级别的大型全钒液流电池项目陆续启动。2022年10月底,由大连融科建设的首个国家级大型化学储能示范项目大连恒流储能电站一期100MW/400MWh正式并网发电,是迄今全球功率最大、容量最大的百兆瓦级液流电池储能调峰电站。

5
全钒液流电池储能应用新机遇

国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局日前联合印发通知,同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8个地方启动建设国家算力枢纽节点,并规划了10个国家数据中心集群。这也是继“西电东送”(开始于20世纪70年代)、“西气东输”(2000年2月批准启动)、“南水北调”(2002年12月27日开工)之后的,又一项超级大工程。

数据中心是储能的应用场景之一,“东数西算”的布局让储能获得了一个崭新的机会。

火热的“东数西算”

2月18日,国家发改委等多部门联合发布《关于印发促进工业经济平稳增长的若干政策的通知》提出,加快实施大数据中心建设专项行动,实施“东数西算”工程。

储能的大机会

数据中心作为“能耗大户”,是储能重要的应用场景。

在数据中心产业从诞生到发展的十多年时间里,我国数据中心行业的总耗电量以每年超过10%的速度递增。统计数据显示,2020年我国数据中心总耗电量达到了2000亿千瓦,占比2.71%。2021年,数据再次提升,单以中国电信一家公司为例,2021年数据中心耗电达到56亿千瓦,占总耗电量的20%。预计到2025年,占比将增加一倍,达到4.05%。妥妥的“能耗大户”。

数据中心的耗能部分主要包括IT设备、制冷系统、供配电系统、照明系统及其他设施(包括安防设备、灭火、防水、传感器以及相关数据中心建筑的管理系统等)。整体来看,由服务器、存储和网络通信设备等所构成的IT设备系统所产生的功耗约占数据中心总功耗的45%。其中服务器系统约占50%,存储系统约占35%,网络通信设备约占15%。空调系统仍然是数据中心提高能源效率的重点环节,它所产生的功耗约占数据中心总功耗的40%。电源系统和照明系统分别占数据中心总耗电量的10%和5%。

对数据中心本来说,储能最直接的功用是:

1、作为数据中心后备电源。传统数据中心需要使用大量的铅蓄电池作为备用电源,但电池状态不可知。而储能型数据中心,电池每天都会放电,放电后电压一目了然,很容易判断电池好坏,有助于及时剔除不良电池,同时也省去了每年做假负载测试的费用。

2、可再生能源+储能系统。作为耗能大户的数据中心一方面竭尽全力压缩PUE,控制能耗摄取,符合地方的落地要求;截流的同时,另一面也力求通过多种方式进行开源,比如引入光伏等新能源发电,从绝对依赖市电供电变为可以自己解决部分能耗供给。储能系统在可再生能源发电系统中的应用可解决供电不平衡问题,能够起到负荷调节、存储电量、配合新能源接入等作用。

我国的数据中心储能配置现状

目前各种储能电池都在数据源中心中有运用:

铅酸电池:目前在大多数数据中心设施中,铅酸电池、铅炭电池仍然是UPS电源常用的储能设备。铅酸电池的优势在于成熟、成本低、安全性高,但其容量小、重量大、体积大、寿命短等缺点,决定了铅酸电池在大规模应用上的周期成本劣势。

锂离子电池:从目前储能技术来看,锂离子电池无疑是铅酸电池的最佳替代品。随着锂离子电池在电子消费领域、电动汽车、储能领域的应用普及,锂离子电池的成本不断下降,目前新建的如百度数据中心等已经采用锂离子电池作为备用电源,而阿里巴巴等已经开始购置储能设备,在作为备用电源之外,还可发挥削峰填谷、电力需求响应等进行电费管理、增加收益。不过,在安全性方面,锂离子电池一直具备一定的隐患。

值得一提的是,磷酸铁锂电池依托成熟的技术,在成本、安全性及循环次数上具有相对优势,能量密度和低温性能通过成组技术也在不断改进,在储能、商用车、工程机械等领域都具有传统优势。考虑到安全的问题,磷酸铁锂电池也有望进入数据中心应用场景。

全钒液流电池:全钒液流电池是新型储能电源,具有能量效率高、充放电性能好、循环寿命长、清洁环保等优点。中国移动襄阳云计算中心与襄阳大力电工已在共同探讨全钒液流电池在数据中心应用,以推动数据中心的节能减排。

燃料电池:燃料电池是目前公认能量转换更高的供能方式,与目前应用广泛的锂离子电池相比更具优势,但是目前燃料电池成本过高,仍然难以得到广泛推广应用。不过目前在美国银行、可口可乐、沃尔玛、eBay以及谷歌、苹果等公司,都有在数据中心采用布鲁姆能源的燃料电池供电。

飞轮储能:除了以上电化学储能方式,机械储能也具有较好的应用前景,飞轮储能就以无污染、寿命长等优点受到部分人的关注。日前国机重装成功研制国内首台“100kW飞轮储能装置”,据负责人介绍该装置可应用于数据中心。但目前飞轮储能成本仍较高。

利用储能,将耗电大户变成电源端

储能系统接入数据中心,不仅仅能解决数据中心的耗能难题,还能将数据中心变成电源端。它们所利用的就是数据中心的“能源电算”特点。

接入储能系统,通过电费峰谷差价进行套利,使数据中心不再是一个简单的电力负荷,而是具有可调用和可调的功率节点,甚至参与电网调频,灵活切换使得数据中心成为一个“多面手”。

除此外,数据中心负荷还具有短期和中长期的可预测性,能从电能量市场、容量市场、需求响应市场、辅助服务市场等多方面获利,必然会作为重要力量参与到电力市场交易中,助力构建以新能源为主体的新型电力系统。

世纪互联、科华数据、国家电网、南方电网旗下公司已落地了不少融合储能、数据中心、变电站等多项城市基础实施的“多站合一”项目。

成熟的案例已有,以后随着“东数西算”推进,这种储能型数据中心将越来越多,储能系统不仅给数据中心供电,还可与可再生能源发电系统耦合,作为城市的新型融合基础设施,向一定区域范围内(比如园区、小区)提供能源、数据、云等服务。

这为储能行业打开了一个新世界。

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