中投網(wǎng)2025-04-10 10:15 來源：中投顧問產(chǎn)業(yè)研究大腦
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在全社會綠色轉(zhuǎn)型的過程中，在實現(xiàn)碳達峰碳中和的各種技術里，新型電池扮演著不可或缺的關鍵的作用。新能源汽車、低空飛行器和人形機器人等新興產(chǎn)業(yè)，都需要安全且能量密度高的動力電池；輔助光伏風電等新能源電池平穩(wěn)上網(wǎng)，調(diào)整電網(wǎng)用電的波峰波谷，確保整個新型電力體系的安全和高效，需要安全低成本儲能電池。
未來幾年，各種不同技術路線的新型電池還會不斷推出，各下游領域的配套需求會帶動新型電池市場規(guī)模快速增長，新型電池將很快成為萬億級產(chǎn)業(yè)，而且未來增長空間巨大。
中投顧問發(fā)布的《2025-2029年中國新型電池行業(yè)應用場景剖析及投資機會研究報告》，詳細分析了鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池、固態(tài)電池和氫燃料電池的現(xiàn)狀和趨勢，是您把我新型電池產(chǎn)業(yè)的專業(yè)參考資料。
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在全球積極推動能源轉(zhuǎn)型的大背景下，可再生能源的開發(fā)與利用呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展態(tài)勢。風力發(fā)電和光伏發(fā)電等可再生能源，正逐漸在能源結構中占據(jù)越來越重要的地位。然而，風光發(fā)電與生俱來的間歇性和波動性問題，卻成為了可再生能源大規(guī)模發(fā)展道路上的絆腳石。在這樣的困境中，液流電池憑借其獨特的優(yōu)勢，成為了可再生能源消納的關鍵利器，在能源領域發(fā)揮著不可替代的重要作用。
一、場景特征：穩(wěn)定電力輸出的 “定海神針”
隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹钠惹行枨�，風力發(fā)電和光伏發(fā)電規(guī)模不斷擴大。但風光發(fā)電的不穩(wěn)定特性卻給電網(wǎng)帶來了巨大挑戰(zhàn)。以風力發(fā)電為例，風速的不可預測性使得發(fā)電功率如同坐過山車一般起伏不定。而光伏發(fā)電則完全依賴于光照，白天與黑夜的交替，導致其發(fā)電時間存在明顯的局限性。這種不穩(wěn)定的發(fā)電特性，使得大量可再生能源在無法及時消納的情況下被白白浪費，“棄風棄光” 現(xiàn)象屢見不鮮。
液流電池在這個關鍵節(jié)點上挺身而出，成為了穩(wěn)定電力輸出的 “定海神針”。它就像一個超級 “電力倉庫”，當風光發(fā)電過剩時，液流電池儲能系統(tǒng)迅速啟動，將多余的電能高效儲存起來；而當風光發(fā)電不足，無法滿足電網(wǎng)需求時，儲能系統(tǒng)又能迅速釋放電能，補充到電網(wǎng)中，確保電網(wǎng)輸出的電力始終保持平穩(wěn)。
在一些大型風電場，配套建設的液流電池儲能系統(tǒng)通過實時監(jiān)測風速變化和發(fā)電功率，精準調(diào)控充放電狀態(tài)。當風速突然增大，發(fā)電功率瞬間上升時，儲能系統(tǒng)能夠在極短時間內(nèi)做出反應，迅速吸收多余電能；而當風速減小，發(fā)電功率下降時，又能及時釋放儲存的電能，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。在光伏發(fā)電領域，同樣的原理也在發(fā)揮著重要作用，有效減少了因光照變化導致的發(fā)電波動，提高了可再生能源的消納率。
二、技術需求：快速響應與高轉(zhuǎn)換效率的雙重追求
為了更好地適配可再生能源消納的復雜場景，液流電池在技術層面有著嚴苛的要求，其中快速響應能力和高轉(zhuǎn)換效率尤為關鍵。
快速響應能力要求液流電池的充放電切換時間必須小于 1 秒。這是因為風光發(fā)電的功率變化瞬息萬變，如同天氣一般難以預測。當太陽突然從云層中鉆出，光照強度瞬間增強，光伏發(fā)電功率會立刻上升；或者一陣強風突然襲來，風力發(fā)電功率也會迅速增大。在這種情況下，液流電池儲能系統(tǒng)必須具備閃電般的反應速度，能夠在極短的時間內(nèi)完成充放電狀態(tài)的切換，以應對突發(fā)的功率變化，保障電力供應的穩(wěn)定性。如果充放電切換時間過長，就會導致電網(wǎng)電壓和頻率出現(xiàn)大幅波動，不僅會影響電力設備的正常運行，甚至可能引發(fā)安全事故。
高轉(zhuǎn)換效率也是液流電池不可或缺的重要性能指標。轉(zhuǎn)換效率越高，意味著在儲能和釋能過程中，能量的損失就越小，能夠?qū)⒏嗟目稍偕茉崔D(zhuǎn)化為可用電能，大大提高能源的利用效率。目前，部分先進的液流電池產(chǎn)品已經(jīng)能夠達到 80%-85% 的轉(zhuǎn)換效率，但這還遠遠不夠。隨著可再生能源規(guī)模的不斷擴大，對液流電池轉(zhuǎn)換效率的要求也越來越高�？蒲腥藛T們正通過優(yōu)化電池的結構設計，采用更先進的電極材料，以及不斷改進電解液配方等多種方式，努力探索提高轉(zhuǎn)換效率的新方法和新途徑，以滿足可再生能源大規(guī)模消納的迫切需求。
三、適配領域：風光制氫與微電網(wǎng)離網(wǎng)運行的理想伙伴
在適配領域方面，液流電池展現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢，尤其在風光制氫耦合和微電網(wǎng)離網(wǎng)運行等場景中，成為了理想的合作伙伴。
在風光制氫耦合場景中，液流電池可以與風力發(fā)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)完美結合。當風光發(fā)電產(chǎn)生的電能過剩時，液流電池儲能系統(tǒng)將多余的電能儲存起來，然后在合適的時機，將儲存的電能用于電解水制氫。這種創(chuàng)新的能源轉(zhuǎn)換和存儲方式，不僅有效解決了可再生能源的消納問題，還為氫能的大規(guī)模生產(chǎn)提供了穩(wěn)定可靠的能源來源。例如，在一些風力資源和太陽能資源都非常豐富的地區(qū)，建設了風光制氫耦合項目。通過液流電池儲能系統(tǒng)的精準調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了風力發(fā)電和光伏發(fā)電的穩(wěn)定輸出，同時保證了氫能的持續(xù)生產(chǎn)，為能源轉(zhuǎn)型和綠色發(fā)展注入了強大動力。
在微電網(wǎng)離網(wǎng)運行場景中，液流電池更是扮演著舉足輕重的角色。微電網(wǎng)通常由分布式電源、儲能系統(tǒng)和負荷組成，在沒有外部電網(wǎng)支持的情況下，需要依靠自身的能源供應和儲能系統(tǒng)來維持穩(wěn)定運行。液流電池具有長壽命、高安全性和大容量等突出特點，能夠在微電網(wǎng)中高效存儲多余的電能。當分布式電源發(fā)電不足，或者負荷需求突然增加時，液流電池能夠及時釋放儲存的電能，保障微電網(wǎng)的穩(wěn)定供電。在一些偏遠的海島、山區(qū)或農(nóng)村地區(qū)，由于地理位置偏遠，接入外部電網(wǎng)成本高昂，建設微電網(wǎng)離網(wǎng)系統(tǒng)成為了當?shù)亟鉀Q用電問題的最佳選擇。而液流電池儲能系統(tǒng)的應用，使得這些地區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)可靠用電，極大地提高了當?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量和企業(yè)的生產(chǎn)效率。
液流電池作為可再生能源消納的關鍵利器，在解決風光發(fā)電間歇性和波動性問題、提高能源利用效率以及推動能源轉(zhuǎn)型等方面，都發(fā)揮著至關重要的作用。隨著技術的不斷進步和應用場景的不斷拓展，液流電池有望在未來的能源領域中大放異彩，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能源目標做出更大的貢獻。
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