产业化进程提速，铁铬液流电池亦可占一席之地？
文 | 国际能源网团队/储能头条
众所周知，在“碳中和”目标下，储能已经成为确定性赛道。政策推动+广阔的需求，储能市场迎来巨大增量空间。
从储能分类来看，抽水储能由于其技术成熟和成本低廉，在全球储能累计装机中占比高达90%，是应用最广泛的技术。
除此之外，电化学储能的装机规模也因新能源的发展与壮大逐年增长。根据中国化学与物理电源行业协会数据，2021年全球电化学储能装机功率由2020年新增装机功率6847.4MW至20.4GW，占储能总装机功率的10.02%。
2020-2021年全球电化学储能装机功率
中国市场储能发展迅速，为第二电化学储能市场，装机规模达5117.1MW，新增装机功率占全球的26.9%。
2021年全球主要地区电化学储能装机规模
在新型电化学储能的规划布局上，我国高频次出台相应的支持政策。
2022年3月，国家发改委、国家能源局发布的《“十四五”新型储能发展实施方案》指出，到2025年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，具备大规模商业化应用条件，新型储能技术创新能力显著提高，核心技术装备自主可控水平大幅提升；到2030年，新型储能全面市场化发展，新型储能核心技术装备自主可控，技术创新和产业水平稳居全球前列。6月，国家发改委、国家能源局印发《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》，明确新型储能可作为独立储能参与电力市场，并对其“入市”后的市场、价格和运行等机制作出部署，旨在推动新型储能产业健康发展。
在新型储能发展的巨大市场空间里，长期被市场认可与广泛应用的锂电池，因上游原材料价格暴涨、产能不足、寿命不长、火灾爆炸问题偶发、储能时长有限等问题的存在，迫使产业要考虑一些“备选方案”。
号称储能时间最长、最安全的液流电池再次被大家关注。
在液流电池技术路线中，目前，钒液流电池、铁铬液流电池这两个技术路线产业化程度领先。
相对钒液流电池技术，铁铬液流电池则因锌铁原料供给大、价格低，更具规模化应用潜力。
国家电投“容和一号”铁铬液流电池堆量产线投产，每条产线每年可生产5000台30kW“容和一号”电池堆，并在内蒙古霍林河启动首个兆瓦级铁铬液流电池储能示范项目，预计2022年年底投产；东方能源实施了国内首座铁铬液流电池储能示范项目（张家口储能项目）；中电兴发参股的公司生产的锌溴液流电池产品已通过中国电力科学研究院检测，已拥有入围国家电网的条件。
广发证券预测2022年全球铁铬液流电池出货量为0.42GW，带动重铬酸钠需求量1.17万吨，2025年全球铁铬液流电池出货量为12.01GW，带动重铬酸钠需求量33.47万吨。
这些都标志着国内铁铬液流电池的量化供货以及储能技术的产业化正在逐步的实现。
虽然铁铬液流电池最近才在储能系统中逐步量产，但它不是刚冒出来的新兴技术。早在上个世纪70年代的时候，美国NASA就提出了液流电池概念。日本也在十年之后开发了千瓦级别的样机。
但是因为铬离子活性低、电池容量衰减快等一系列技术问题，在之后的三十多年时间里，产业化的进程几乎处于停滞状态。
进入21世纪，随着新能源尤其是储能系统的重要性日益被挖掘，铁铬液流电池又被旧事重提，美、日、韩和我国纷纷下场展开新一轮研究。
2014年美国Vault公司开发的1000千瓦时铁铬液流电池作为示范项目投入应用。2019年11月，我国内首套百千瓦级铁-铬液流电池储能项目试运行；2022年1月，由国家电投自主研发的铁-铬液流电池堆“容和一号”投产。
铁-铬液流电池储能似乎迎来命运新的篇章。
那么问题来了，与锂电池相比，铁铬液流电池到底拥有哪些优势？
1、资源丰富，成本低廉。原材料铁、铬资源丰富，不会出现短期内资源制约发展的情况，具有更强的可持续发展性。
2、安全性高。铁铬液流电池的电解质溶液为水性溶液，无爆炸风险，相较于锂电池具有较高安全性。这也是铁-铬液流电池最大的优点之一。
3、充放电循环次数超过10000次，寿命长，电解质溶液可循环利用。从生命周期看，铁铬液流电池成本层面更具竞争力。
4、适应性强，易扩容，运行温度范围广。电解质溶液可在-20℃-70℃全范围启动，易于规模化、定制化，可以广泛适用于我国各区域城市。
5、毒性和腐蚀性相对较低。对环境危害小，具有较好的环境友好性。
6、储罐设计，无自放电。电能储存在电解质溶液内，而电解质溶液存储在储罐里，因此不存在自放电现象，尤其适用于做备用电源。
7、系统稳定性与可靠性高。铁铬液流电池系统采用模块化设计，以250 KW一个模块为例，一个模块是由8个电池堆放置在一个标准集装箱内，因此电池堆之间一致性好，系统控制简单，性能稳定可靠。
铁铬液流电池的这些优势，恰恰符合我国大规模、长时间储能需求的电力系统！
但是，凡事都要理性辩证地看待，毕竟这世上没有什么十全十美。
铁铬液流电池哪些缺点呢？
1、负极材料的铬离子的活性还比较弱，不利于正负极电解液的化学反应平衡，影响电池性能。
2、铁铬液流电池能量转换效率低，密度仅为10-20Wh/L，显著低于锂电池的300-400Wh/L，也低于全钒液流电池的15-30 Wh/L。
3、电池工作过程中易发生析氢反应（不可逆的副反应产生氢气），让铁铬电池无法正常工作。
这些都是亟待解决的问题。
经济学常说“木桶效应”，后程发力的铁铬液流电池，如果通过技术手段，解决或缓解它的短板问题，加之时代的推力，或许会迎来命运的转折点。
来源 ：国际能源网/储能头条