Trong số "Mười công nghệ đột phá toàn cầu hàng đầu" do MIT Technology Review bình chọn vào năm 2022, pin lưu trữ năng lượng lưới dài hạn nằm trong số đó, chủ yếu được đại diện bởi pin dòng chảy dựa trên sắt từ ESS và Form Energy.

"Mười công nghệ đột phá hàng đầu trên thế giới" được chọn hàng năm có các thuộc tính "nguồn" công nghệ mạnh mẽ. Trong pin lưu trữ năng lượng lưới điện dài hạn, pin dựa trên sắt bền và rẻ có thể giúp phân phối áp lực cung cấp năng lượng tái tạo. Và mở rộng việc sử dụng năng lượng sạch.

Pin dòng sắt được làm từ các vật liệu phong phú như sắt, muối và nước, làm cho chúng an toàn, chi phí thấp và bền vững. Cả ESS và Form Energy đều là những công ty đại diện cho pin dòng sắt.

ESS có trụ sở tại Oregon, có pin có thể lưu trữ năng lượng từ 4 đến 12 giờ, tuyên bố có thể sạc và xả vô thời hạn mà không bị giảm dung lượng. Nó đã khởi động dự án quy mô lưới đầu tiên vào năm 2021.

Form Energy có trụ sở tại Massachusetts, đã huy động được 240 triệu đô la vào năm 2021, có pin có thể lưu trữ điện trong tối đa 100 giờ và công trình lắp đặt đầu tiên sẽ là một nhà máy thí điểm công suất một megawatt ở Minnesota, dự kiến ​​sẽ hoàn thành vào năm 2023.

Một số nhà phân tích tin rằng chi phí đơn vị của hệ thống lưu trữ năng lượng pin lithium-ion với thời gian xả liên tục là 4 giờ là tương đối thấp, nhưng trong các ứng dụng có thời gian xả liên tục hơn 4 giờ, chi phí của năng lượng pin dòng sắt hệ thống lưu trữ tương đối thấp hơn.

Form Energy cho biết pin của họ có thể chỉ tốn khoảng 20 đô la mỗi kilowatt giờ, thậm chí còn thấp hơn so với dự báo lạc quan cho pin lithium-ion trong nhiều thập kỷ tới.

Về các ứng dụng công nghiệp, Kho lưu trữ năng lượng Gaogong biết rằng ESS chủ yếu có hai sản phẩm lưu trữ năng lượng pin: hệ thống lưu trữ năng lượng pin 400kWh Energy Warehouse dành cho khách hàng thương mại và công nghiệp (C&I) và hệ thống lưu trữ năng lượng cho các ứng dụng quy mô tiện ích. Hệ thống lưu trữ năng lượng pin của Trung tâm Năng lượng. Công ty dự kiến ​​​​sẽ bán 40 đến 50 hệ thống lưu trữ pin Energy Warehouse trong năm nay.

Mới gần đây, ESS cho biết họ sẽ triển khai hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin dòng sắt lần đầu tiên ở châu Âu và dự kiến ​​sẽ có năng lực sản xuất tại địa phương ở châu Âu vào năm 2025.

ESS dự kiến ​​sẽ bắt đầu sản xuất hai sản phẩm pin lưu trữ năng lượng ở lục địa Châu Âu vào năm 2024 và các mô-đun năng lượng của hệ thống lưu trữ năng lượng ở lục địa Châu Âu vào năm 2025.

Các khách hàng dài hạn của công ty bao gồm chi nhánh năng lượng sạch SB Energy của Tập đoàn SoftBank, Enel Green Power España và công ty điện lực Edalaysen của Chile.

ESS trước đây đã trích dẫn một báo cáo do Hội đồng lưu trữ năng lượng dài hạn (LDES) đưa ra rằng 85 đến 130 GWh hệ thống lưu trữ pin sẽ cần được triển khai trên khắp thế giới.

Hiện tại, các lộ trình kỹ thuật lưu trữ năng lượng dài hạn chủ yếu bao gồm pin lưu lượng, lưu trữ năng lượng trọng lực và các giải pháp hydro xanh. Trong số đó, pin lưu lượng được coi là một trong những xu hướng quan trọng và có những lợi thế rõ ràng. Trong vài năm qua, tuyến đường kỹ thuật này chủ yếu Chủ yếu là pin dòng oxi hóa khử vanadi.

Theo phân tích, yếu tố quyết định lớn đến tính khả thi của pin lưu lượng là chi phí hệ thống, có liên quan chặt chẽ đến việc lựa chọn vật liệu hoạt động của chất điện phân. Trong lịch sử, pin dòng oxi hóa khử vanadi là lựa chọn ưu tiên do các đặc tính điện hóa hấp dẫn khác nhau của chúng, bao gồm cả tuổi thọ tương đối dài.

Nhưng với giá giảm, pin lithium-ion giờ đây có thể cạnh tranh về chi phí với pin dòng vanadi. Do thiết kế của pin dòng oxi hóa khử vanadi mang lại lợi thế về chi phí từ "thời gian xả liên tục từ 4 đến 6 giờ", nên các chiến lược phát triển để cải thiện tính kinh tế của vật liệu hoạt tính cũng đang phát triển.

Pin dòng chảy sẽ cạnh tranh với pin lithium-ion lên tới 69GWh vào năm 2030 (46% tổng công suất yêu cầu là 150GWh), theo báo cáo Những thách thức lớn về lưu trữ năng lượng do Bộ Năng lượng Hoa Kỳ công bố. Nhu cầu cao nhất và truyền năng lượng là những ứng dụng cạnh tranh nhất của pin lưu lượng. Pin lưu lượng dựa trên sắt, được phát triển để giải quyết chi phí của pin lưu lượng vanadi, có thể thay đổi dự báo đó.

Điều đáng chú ý là công nghệ pin dòng chảy dựa trên sắt vẫn còn những thách thức nhất định và hiệu quả của nó thường rất thấp, điều đó có nghĩa là không thể thu hồi một phần đáng kể năng lượng đã đầu tư. Ngoài ra, các phản ứng phụ cũng có thể làm pin xuống cấp theo thời gian, điều đó có nghĩa là công nghệ này vẫn cần được hoàn thiện và hoàn thiện hơn nữa trước khi có thể áp dụng trên quy mô lớn.