电解液的降本方式主要靠商业模式创新。多家创业公司通过纵向一体化,和钒化工企业合作,来降低成本。同时电解液成本较高,可以靠融资租赁的方式来减少初始投资成本。
国内的大连融科与海螺融华在“机阳海螺水泥6MW/36MWh项目“中应用了钒电池电解液租赁模式。通过电解液金融租赁方式,业主可以约50%的初始投资支出,只需在使用期间支付租金和利息。
在电堆材料方面,最高的成本项是进口隔膜。杜邦公司生产的Nafion全氟磺酸膜应用最广泛,化学稳定性和离子导电性很好,但成本高,达到500~800美元/平方米。
因此,隔膜国产化替代也被提上日程。
目前,性能与杜邦相当的国产全氟磺酸膜造价仅为进口产品的1/3。根据GGII数据统计,2021年液流电池质子交换膜国产化率达到23.15%,出货量靠前的企业为科润新材料和东岳未来。
除了材料本身,设备也有很大的降本余地。
比如专用于硫酸基质、用于密封钒电解液的氟橡胶,一吨售价30万元-40万元,长期运行还要面临老化和塑性变化等问题。
大连融科通过一体化激光焊技术简化密封工艺,实现隔膜-电极-双极板的一体化,直接去掉了价格高昂的氟橡胶。激光焊接的工艺,也避免了压紧螺杆等的传统紧固方式导致电池结构变形。
类似的结构创新和成本降低,只能在一次次的系统应用实践中探索。在制造业,任何一项技术的性价比提高,靠的都是多点创新缓慢积累的结果。
03 谁在赚钱?何时到商业化节点?
从2007年大连化物所落地首个液流电池至今,钒电池的格局已经有质的变化,尤其是在2023年。
据不完全统计,液流电池只用了十个月的时间完成并超过了行业过去十余年累积完成的规模。各招投标新建项目纷纷给出超100 MW规模。10月7日,国电投更是放出采购信息,拟招标1GWh 4h液流电池储能系统,开启了液流电池的GWh时代。
资本涌入和市场需求,正让钒电池产业链迅速走向成熟。
一位储能投资人表示,“液流电池行业已经形成了高度的专业壁垒,2023年是液流电池创业最后的好机会,这个阶段还可以用产业背景创业拿到钱,明年开始大家就要刀兵相见,赛道上也会涌现出新的并购机会。”
所幸的是,国内公司在液流电池主要的材料端和设备端都占有主导权,所以降本的速度足够快。国外的全钒液流电池大多规模较小,主要分布在日本、北美和欧洲,产业链复杂程度不足以支撑其快速发展。
国内钒电池赛道上的企业主要分为两派,一派是科研院所自研孵化或者知名教授带出来的初创企业,以大连融科为代表;另一派是吸收收购国外技术的的创业企业,以北京普能为代表。