大力押寶釩電池

周琦

“鋰電池是家里能考清華的孩子，會在外面惹禍；釩電池成績平平，但聽話懂事，比較放心。”大力電工董事長接受《21CBR》記者采訪時表示，打了個生動的比喻。

儲能賽道大火，安全漸成痛點。2011-2021年，全球共發(fā)生32起儲能電站起火爆炸事故，其中30起為鋰電池儲能電站引起；2022年，國家明令禁止三元鋰電與鈉硫電池用于大型電化學儲能電站。

釩電池走到臺前，企業(yè)加速布局，湖北襄陽的大力電工是其中一家。“未來五年內(nèi)，釩電池業(yè)務會被剝離出來，單獨上市。”高文廣說。

儲能賽道

建造大型的化學電池儲電站，考慮的首要因素從能量密度、成本，變成了安全。儲能電站的安全隱患，來自電池“熱管理”環(huán)節(jié)，使用釩電池的優(yōu)勢有三。

首先，釩電池電解液為不可燃燒的水系體系，在電化學反應過程中，電解液與電堆外置，克服了固體儲能鋰電池原有的熱失控、循環(huán)壽命差等短板。

釩電池效率超70%，與鋰電池效率相差10個百分點左右，勝在“安全”二字。且釩電池性能吻合大規(guī)模儲能場景，尤其是規(guī)模化長時儲能。

與鋰電池不同，釩電池容量與功率是分開的，根據(jù)需要靈活配置，通過改變原有電解液體積和濃度，擴大儲能容量，通過增加電堆功率，擴大功率單元。

最后，上游關鍵原材料釩供給充足。中國為釩生產(chǎn)與消費大國，釩資源自主可控。2021年，中國釩儲量規(guī)模約為950萬噸，全球儲量占比約為40%；中國釩產(chǎn)量達7.3萬噸，在全球產(chǎn)量中的占比接近三分之二。

高文廣表示，大力電工在釩電池領域的綜合排名處于全球前五，優(yōu)勢在于攻克釩電池電堆、電解液、電控等方面的技術難點。

電堆里的電極、雙極板、膜是核心材料，均已實現(xiàn)國產(chǎn)化。以每平方的膜為例，美國5000元左右，中國則為1000元。

“我們做過液體電阻起動器，把軟起動技術嫁接到釩電池上。”高文廣表示，大力定型的電堆單堆35kW，有成本優(yōu)勢。

2012年，高文廣“收編”了一支中南大學培養(yǎng)的科研團隊，其批量化電解液技術制備技術，生產(chǎn)耗能低、價態(tài)控制準確、生產(chǎn)流程短，產(chǎn)品出口至韓國、美國、印度、新加坡等地。

大力電工以研發(fā)、生產(chǎn)軟起動起家，輔助大型電機慢慢啟動，能保護電網(wǎng)、機械設備，延長使用壽命。“一直做軟起動，到天花板也就10個億。”

軟起動和電打交道，大力常和燃煤發(fā)電廠開會，客戶也有做液流電池的，儲能剛好又是熱門賽道。2008年，大力入局釩電池。

高文廣原先的計劃是，花2-3年研發(fā)產(chǎn)品就能上市銷售。“沒想到是一次長線投資。”

第一關是技術，釩電池牽涉專業(yè)多，除了電本身，還與化學、材料等學科掛鉤，需要復合型人才。第二關是資金，“（研發(fā)釩電池項目）每年約投500萬，多則過1000萬，差不多現(xiàn)金就投了近1.5個億。”

最難的是市場。“2012年，我們釩電池第一代產(chǎn)品做出來，當時燃煤、水力發(fā)電不需要儲能，釩電池根本沒有市場。”高文廣表示。

艱難闖關

壓力下，大力推出成本更低、效果更好的第二代釩電池產(chǎn)品。只有新加坡國立大學、淡馬錫理工學院等科研院所花幾十萬買一臺做研究，沒有真正實現(xiàn)商業(yè)化。

2018年，高文廣一咬牙，決定停止市場開發(fā)，在工廠里繼續(xù)測試研發(fā)，打磨產(chǎn)品。

2022年年底，大力正式交付第一個商業(yè)化訂單。“訂單額很小，100來萬，但這是我們第一個真正商用的訂單。”高文廣認為意義重大。

同樣是2022年年底，大力與華潤電力共同投資109億元的風電釩液流電池產(chǎn)業(yè)園正式開工。該項目計劃于2026年建成，每年可提供清潔能源發(fā)電約220000萬kW？h，可減少58.8萬噸標煤燃燒。

釩電池的初始成本約是鋰電池的2倍，電解液的關鍵原料釩的價格貴，幾乎占整個電池系統(tǒng)50%（4h配置）的成本，這也成為制約其發(fā)展的一大痛點。

持續(xù)降低電池制造成本，在釩礦資源采購上，大力與攀鋼、川威等國內(nèi)釩資源優(yōu)勢廠家有合作;同步與南非、澳大利亞、巴西等釩資源優(yōu)勢國家對接，已和兩家釩資源企業(yè)簽訂長供協(xié)議，滿足年1萬噸釩穩(wěn)定供給，價格不受市場波動影響。

釩電池一次性安裝成本高于鋰電，但前者的全周期成本遠低于后者。

高文廣算了一筆賬：鋰電池壽命平均6-8年，釩電池可到25年甚至更久，鋰電池一次性安裝成本在1600元/kWh左右，目前1kW容量4小時的釩電池成本為3000元/kWh左右。

隨著容量擴充，釩電池的成本會持續(xù)下降，容量6小時的釩電池成本2500元/kWh左右。在25年的全生命周期中，鋰電池要換2-3塊，釩電池一塊就能搞定。

當前，海內(nèi)外液流電池滲透率僅為1%左右，想象空間較大。新能源發(fā)電側，如西北、華北等擁有豐富風光資源的地方會成為主戰(zhàn)場，大力已在酒泉注冊公司，提前布局。

大力釩電池項目的商業(yè)模式就是賣產(chǎn)品，幫助客戶建儲能電站賺錢。

“軟起動年收入能做幾億，釩電池一個大項目能做到幾十億，規(guī)劃中，未來釩電池會占到大力總營收的90%以上。”高文廣說。

大力在湖北棗陽的100MW/4h儲能電站示范工程與年產(chǎn)2GWh的電解液生產(chǎn)線項目，已于去年年底逐步推進，高文廣計劃2024年年底完成。

“我們在制造業(yè)做了30年，客戶包括石化、石油、寶鋼、武鋼等大型企業(yè)。擁有一整套產(chǎn)品的質(zhì)量管理體系、工藝管理工藝水平等，時間得到有效控制。”高文廣的底氣來源于此。

釩電池是條“難而正確”的路，高文廣的帶領下，大力正不留余力狂奔。