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钒电池动态追踪:四川省建设“新能源+钒电池储能”示范项目调研报告

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为贯彻省委十一届十次会议关于《中共四川省委关于以实现碳达峰碳中和目标为引领推动绿色低碳优势产业高质量发展的决定》的精神,落实省委省政府主要领导对四川省钒钛钢铁产业协会(以下简称协会)《关于支持我省钒钛钢铁产业稳定运行的建议》的批示要求,实施好协会二届四次理事会“关于加快全钒液流电池储能示范推动钒资源深度利用”专项工作,深入了解我省发展“新能源+钒电池储能”产业情况,提出对策建议,推动我省对钒钛资源的深度利用,抓住“新能源+储能”产业机遇,推动我省绿色低碳优势产业加快发展,协会组织专家进行了建设“新能源+钒电池储能”示范项目专项调研。

一、基本情况

从6月7日-6月16日,由协会牵头,省参事室特约研究员、协会党支部书记、高级顾问张邦绪带队,由攀钢集团、川威集团、德胜集团、四川能源发展研究中心 (国家电投西南能源研究院)等单位专家组成的调研团队,深入现场,对我省建设“新能源+钒电池储能”示范项目进行了深入调研。

调研团队实地考察了雅安、凉山州、攀枝花、乐山、成都和内江六地市州,与相关市州市委市政府、经信、发改、能源等部门和区县政府领导、部门负责人, 雅安中甫新能源,攀钢集团、龙佰矿冶、安宁股份,德胜集团、伟力得能源、晶科科技,川威集团、星明能源等钒电池和新能源产业链供应链企业,就建设“新能源+钒电池储能”示范项目进行探讨交流。从调研的情况看,我省建设“新能源+钒电池储能”示范项目,资源优势突出,产业链供应链基础良好,相关市州政府和企业意愿强、决心大,动力十足。

随着调研的深入,调研组和相关市州的关注重点,逐渐由建设“新能源+钒电池储能”示范项目,向发展“新能源+钒电池储能+产业”新业态转变,认为我省构 建钒电池储能产业先天优势明显、后发优势突出,应抓住战略机遇,建设“政府主导、企业实施、多端合作、示范先行、综合施策”的“新能源+钒电池储能”产业发展体制机制,把我省打造成中国储能产业的重要一极和西部钒电池储能产业的引领者,把资源优势转化为竞争优势和经济优势。

二、产业基础

(一)钒资源优势突出

钒作为钒电池的基础和关键材料,占钒电池成本的50%左右,拥有钒资源,就掌握了钒电池产业发展主动权。我省钒资源储量丰富,全国6家主要产钒企业,有 四家在我省,包括攀钢集团、川威集团、德胜集团和达州钢铁,总产钒量占全国的60%以上,能够为发展钒电池储能产业提供强力支撑。同时,我省攀西地区拥有钒产业集群,产品覆盖五氧化二钒、硫酸氧钒、钒电解液等,钒产品制造供应能力强。

(二)产业链供应链较完整

钒电池被誉为“储能王者”,主要由钒电解液单元、电堆单元、变流及控制系统三部分组成。我省发展电池储能产业,上游资源端优势突出,拥有攀钢集团、川威集团、中甫新能源等对资源掌控能力强的电解液厂家,川威集团、伟力得等电堆制造企业技术特色明显,多家企业可制造交流及控制系统,江油还有电极生产制造商。同时,攀枝花市、凉山州等地拥有丰裕的风电、光伏新能源和巨大的新能源储能应用市场,成都、攀枝花、内江、乐山等地拥有众多用电量大的工业园区,潜在的应用场景巨大。

(三)新能源资源集中

我省能源结构具有“水丰气多好风光、煤少油缺”的特点,是全国重要的优质清洁能源基地和着力打造的世界级优质清洁能源基地。其中,水能资源技术可开发量1.48亿千瓦、占全国22.4%、居全国第二;是全国三大天然气勘探开发主产区之一,境内天然气(页岩气)累计探明储量5.18万亿立方米、占全国的27.4%,其中 页岩气1.19万亿立方米、占全国的59.5%,均居全国第一。

我省光伏可开发量8500万千瓦、占全国0.5%,风能可开发量1800万千瓦、占全国0.4%,占总量不大,但资源主要集中在凉山州和攀枝花市,利于开发,且已建成大量风光项目。如凉山州已建成并网光伏项目30个,装机90万千瓦;建成投产风电项目65个、装机457万千瓦。建23个风电项目,装机251万千瓦。攀枝花市是全国首批81个国家级新能源示范创建城市和全省重要的综合能源基地,已建成光伏发电装机29.87万千瓦,建成风电场8个,总装机46.65万千瓦。

根据我省“十四五”能源规划,风电、光伏发电装机容量分别达到1000万千瓦、1200万千瓦,将重点推进凉山州风电基地和“三州一市”光伏发电基地建设,规划建设金沙江上游、金沙江下游、雅砻江、大渡河中上游水风光一体化可再生能源综合基地开发,推进分布式光伏发电和盆周山区风电开发。预期“十四五”期间,我省新增风电、光伏3000万千瓦以上,钒电池储能产业“新能源”充足。

三、产业现状

(一)产业规模

规模小、水平中游、处于追赶状态。我省钒电解液产能为4000立方米/年,攀钢集团和川威集团产能各2000立方米/年。钒电池系统集成产能12兆瓦/年,伟力得钒电池系统集成产能10兆瓦/年,川威集团钒电池系统集成产能2兆瓦/年。伟力得在乐山目前正推进乐山储能产业园项目,以扩大生产规模。从全国层面看,全国钒电解液产能为74000立方米/年,钒电池系统集成产能652兆瓦/年,国内龙头企业大连融科的电堆产能300兆瓦/年。我省发展钒电池储能产业基础好、潜力较大、需要加快追赶。

(二)市场需求

从全球与全国层面,钒电池全球装机规模2019年底为40MW,2020年以来仅中国就新增装机129MW、容量510MWh;我省已公布未来两年拟新增钒电池装机约为1GMW、容量4GWh,预期到2025年,装机容量将超过20GWH,累计实现新型储能30GW装机量。目前,我省风电、光伏并网装机分别是527万千瓦、196万千瓦,钒电池储能市场应用处于空白状态。预期“十四五”期间,风电和发电将出现大幅度增长,我省需要加快配套建设储能电站,以满足我省储能产业市场需要,而钒电池储能应是首选。

(三)技术水平

我省拥有较完善的钒电池产业链供应链,川威集团、攀钢集团和中甫新能源的钒电解液制备,处于国内较好水平。特别是川威集团的短流程制备钒电解液技术,拥有自主知识产权,制造成本较传统方法下降20%以上,优势明显;伟力得能源的电堆生产技术和中甫新能源在电解液能能量密度、氢离子浓度、电流密度等方面,拥有专利技术;川威集团和伟力得能源的系统控制技术,达到国内中上水平,为我省建设“新能源+钒电池储能”示范项目和发展钒电池储能产业奠定了产业链供应链基础。

(四)品牌建设

我国拥有大连融科、北京普能等产业公认品牌企业。我省钒电池研发与生产企业,研发早、有成果、发展慢,品牌效应弱,缺乏话语权。

(五)示范项目

我省没有钒电池大型储能示范项目。攀钢集团研究院于2007年建设了我省唯一的“光伏-钒电池-充电桩”钒电解液小型应用示范工程。该项目由30KW光伏发电系 统,10KW/5h普通电解液钒电池储能系统,10KW高性能电解液用钒电池储能系统及负载(充电桩和路灯)组成。目前,国家电投正在四川甘孜正斗建设全球首个超高海拔光伏储能实证基地,包括2X250KW/1MWh全钒液流储能示范系统。

我国示范项目建设呈爆发趋势。已建、在建和拟建钒电池项目,已达30多个。辽宁、山西、江苏、浙江、陕西、河北、河南、新疆、山东、湖北、安徽、吉林、北京、甘肃、宁夏等15省均有钒电池项目。辽宁大连钒电池储能调峰电站采用中科院大连化物所自主研发的储能技术,规模200MW/800MWh,总投资38亿元,是我国首个国家级大型化学储能示范项目和全球已建最大钒电池储能电站项目,国家电投湖北襄阳钒液流储能电站规模100MW/500MWh,储能时长5小时,具有较强代表性。

四、存在的问题

(一)对钒电池储能产业的认知需要强化

一是研究不深不透。对产业的商业化应用前景缺乏系统认知,受困于技术、成本和应用场景等问题,认识盲点多;二是缺乏案例支撑。对钒电池储能的技术标 准、成本计算、政策支持、实施路径等,可“粗说”难“细数”,缺乏案例实证和技术说服力;三是难以形成合力。表现在各端“冷热不均”,政府端政策支持处于研讨阶段,尚需建立,产业链供应链各端职责尚需明确,实施主体尚需确定,合作机制还没有建立,着力点和主攻方向尚需聚焦,难以综合发力;四是商业模式需要创新。缺乏破解钒电池储能度电成本高、一次性投入大、应用场景少和实现盈利的模式,商业化运作问题突出,影响企业投入热情和政府推进力度。

(二)产业链供应链强度和韧性需要提高

我省钒电池电解液、电堆、隔膜、电极、控制等技术解决了“有”的问题,但处于分散、爬坡、规模化提高阶段,距离国内先进水平有差距,还需要解决“强”的问题,商业化应用和产业链供应链韧性急需增强。

(三)需要加快顶层设计进行整体推进

一是急需制订钒电池储能产业发展规划。我省发展钒电池储能产业,优势在资源端,急需制订规划和计划统筹,打造后端优势,构建后发优势,引领产业发展;二是急需促进产业协同。企业间封锁技术,没有形成互学互鉴的交流机制,产业链间缺乏沟通,没有形成多端合作的协同机制,企业各练各的功,没有形成联动突破机制,加快产业化的应用机制,需要打破壁垒,提高产业集中度;三是急需研究建立政策支持体系。河北、浙江、辽宁、甘肃等22个省(区、市)已出台新能源配置储能政策,即在建设光伏电站时,配套建设一定比例的储能设施,为钒电池储能创造示范和应用场景。我省还未出台扶持钒电池储能产业的新能源强配储能、电价、税收、土地、贷款贴息等支持政策;四是急需加快推进示范项目建设。我省目前还没有钒电池储能产业示范项目,产业技术和产品缺乏工程化验证,影响成果转化和产业化应用。

五、对策建议

四川发展钒电池储能产业,拥有资源禀赋和产业潜力,可借鉴锂电产业发展模式,构建“十四五”全面规划、典型示范应用、“十五五”规模化商业应用的发展格面。

(一)做好顶层设计,统筹发展,集全省之力打造钒电池储能新产业,做我国西部储能产业的领先极

一是召开好专题研讨会。建议省发展改革委和经信厅联合组织召开四川省钒电池储能产业专题研讨会,邀请相关市州和钒电池产业链供应链企业及投资基金、金融机构等参加,为我省钒电池储能产业加快发展献计献策,打造后发优势;二是做好发展规划。建议由省发展改革委和经信厅等部门牵头,聘请专业机构,编制四川省钒电池储能产业发展规划,重点解决产业指导思想、布局、目标和政策措施等问题,用规划统一思想、统筹产业、聚集力量,整体推进;三是制订好实施方案。围绕产业发展需要的营商环境、支持政策、示范项目建设、新能源配储能装置、钒资源保障、电解液降成本、电堆提高水平、控制系统等关键问题及关键节点,制订重点支持措施,形成多方共促的发展局面;四是做到川内“一盘棋”。统筹钒电池产业川内空间布局,在攀枝花打造钒电池全产业链集群,在内江打造钒电解液产业集群,在乐山打造钒电堆和系统集成的装备制造基地,打造攀西-雅安-成都钒钛新能源材料集群,实现产业的联动发展。

(二)配套制订产业发展政策支持体系,打造有利于钒电池储能产业发展的营商环境

一是支持解决行业准入问题。在产业门类上,将钒电池产业纳入能源产业或储能材料产业,不作为化工产业;钒电池项目作为能源项目或储能材料项目,不作为化工项目,无需进入化工产业园区。同时,把钒电池储能产业作为重点支持的绿色低碳优势产业,在能耗双控指标上给予倾斜;二是支持“以钒定钢”增加钒资源供给。我国钒资源主要从钒渣中提取,目前有96%以上的钒产品应用于钢铁产业,储能产业发展会增加对钒资源的需求,引发价格上涨,增加钒电池成本。建议争取国家支持,对主要产钒企业实施差异化的钢铁产能政策,适当增加我省钢铁产能,以增加钒渣产量,保障钒资源供给;三是支持差别电价和配属发电指标。明确电力市场化交易主体,差异化的两部制电价(容量电价和调峰小时数以及调峰电价)以及有针对性的电力辅助服务市场交易品种,拓展市场化盈利渠道和商业模式;建议参照浙江、辽宁、甘肃、湖北等省(区、市)出台新能源配置储能政策,在建设新能源电站的同时,将“三州一市”新能源富集地区的部分新能源发电指标配置给在川落地的钒电池储能企业和发电集团,共同开发新能源发电项目,“以资源换产业”,快速推动储能产业发展,疏导一次性投资成本;四是加大财政和金融支持。借鉴其他省份经验,对钒电池储能示范项目、先进技术和标准、以及人才予以省、市两级财政资金补助;建立省级钒电池(或钒储能)产业基金,定向支持钒电池项目;引导省、市内各类金融机构将钒电池储能产业项目纳入融资服务“白名单”,简化融资审批流程、增加融资规模、实行优惠利率;支持“白名单”企业直接融资,优先列为上市后备企业辅导,享受企业上市资金奖励政策;在中央和省预算内资金安排、政府投资引导基金投入、政府融资担保平台服务等方面给予倾斜;五是支持商业模式创新。钒电解液具有价值高、可永续循环使用的特点,建议将钒电解液纳入租赁物范围,支持企业探索建立钒资源融资租赁、先租后买或者以钒资源参股进行项目共建收益共享等商业模式。支持建立钒资产大宗交易平台和以四川为中心的全国交易体系,形成资本与产业的良性互动,分期分摊钒液流电池储能项目一次性投入成本,推进示范项目建设和技术完善;六是支持技术创新。把钒电池相关产品纳入我省重大技术装备首台(套)目录,帮助争取国家资金支持,并配套进行资金奖补;将首批示范项目作为整体创新、系统提升和技术验证的重点,支持本土企业联合外埠优势企业,在我省成立创新联合体,通过建立产学研用金合作机制和利益连接机制,提高电堆效率、提高钒电解液活性、降低钒电解液成本,构建智慧储能优势。

(三)统筹布局,建设“新能源+钒电池储能”示范项目,加快我省钒电池储能产业规模化商业应用步伐

我省建设示范项目基础条件好。一是有资源。我省拥有较全的钒电池储能产业 产业链供应链,还拥有风、光、水综合资源优势。甘孜、阿坝、凉山、攀枝花太阳能资源丰富,有新能源开发和利用的资源条件;二是有应用。我省作为全国制造业大省,具备大规模消纳新能源的产业条件;三是有新能源。我省“三州一市”风电、光伏能源应用取得成绩,具备建立“新能源+钒电池储能”示范项目应用条件;四是有经验。全国已经建立数十个钒电池储能示范项目,可为我省提供借鉴;五是有决心。攀枝花市、内江市、凉山州等都积极争取建设钒电池储能示范项目,并把钒电池产业作为新赛道、新业态的主攻方向,制订了产业发展目标,明确了发展措施。如攀枝花市拟通过建设“新能源+钒电池储能”项目,把“钒钛、阳光、新能源”三篇文章变成一篇大文章,拟通过建设钒电池储能特色产业园、鼓励钒电池储能示范应用、出台产业支持政策推动“新能源+钒电池储能”产业发展;内江积极建设“成渝地区钒电池应急备用基地、西南地区钒电池产业研发生产高地”等,有利于示范项目实施。

示范项目建设要坚持高起点。建议打造全球首个GWh全钒液流示范电站集群,构建全球首个省级源网荷储一体化项目集群。

电源侧。建议在攀枝花和凉山州构建规模为100MW/600MWh的全球单个最大全钒液流电源侧独立储能电站。基于攀西新能源和钒资源的双重优势,同步配套600MW新能源建设,打造电网友好型新能源电站示范。在充分消纳新能源的同时,为电网提供一定的高峰时段供电保障能力。

电网侧。建议在成都构建规模为100MW/600MWh的全球单个最大全钒液流电源侧独立储能电站。成都作为负荷中心,是典型的受端电网,经济发展迅速,特大城市应急保障迫切需求。示范项目可作为负荷中心电压、调峰、应急备用和“黑启动”支撑,提高地区供电能力,优化电力潮流布局。

用户侧。建议在内江绿色智慧工业园区建设规模为100MW/600MWh的全球单个最大全钒液流用户侧独立储能电站。内江作为成渝双城经济圈的主轴地方,拥有电解液研发、制造以及上游的钒资源优势,通过峰谷套利,降低园区用户电价,同步建设虚拟电厂平台,挖掘需求侧响应效益,同时提供成渝两个特大城市应急备用电源保障。

(四)打造全国钒电池政产学研用金产业创新中心

成都作为我省政治经济文化中心,聚合效应、人才效应和创新氛围强。建议依靠我省本土高校、企业和招引的龙头企业,以示范引领,打造钒电池政产学研用金产业创新中心,实现研发在成都、示范和基地在市州的产业协同态势,作为我省钒电池产业创新基地、人才基地和对外名片,为我省发展钒电池储能产业提供强大支撑。

(课题组成员:张邦绪、吉广林、刘在波、侯海军、陆财天、詹巍、邓黎)


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