2023全釩液流電池行業(yè)現(xiàn)狀分析：釩電池全生命周期成本已低于0.2元

• 黃文玉 2023年9月14日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 財(cái)聯(lián)社 278 10
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低碳院最新研發(fā)的全釩液流電池，相較于常規(guī)全釩液流電池，其儲能電堆功率密度和電池能量效率都有顯著提升，此外成本也下降約30%左右，低碳院此技術(shù)有著明顯的性價比優(yōu)勢。

全釩液流電池市場現(xiàn)狀分析

近年來，我國儲能裝機(jī)規(guī)模始終處于快速增長階段，在全球"綠色經(jīng)濟(jì)"大潮下，可再生能源配儲的呼聲也大力提振了儲能市場。液流電池作為電化學(xué)儲能中的一種，因其大容量、高安全性等優(yōu)勢而備受行業(yè)關(guān)注。其中，全釩液流電池因其良好電池性能更加受到研究者青睞。據(jù)了解，全釩液流電池因其水基儲能介質(zhì)而擁有更高的安全性能，同時，全釩液流電池在循環(huán)次數(shù)壽命、全生命周期度電成本、資源可持續(xù)性以及資源可回收特性等關(guān)鍵性能指標(biāo)方面具有明顯競爭優(yōu)勢。多年以來，國內(nèi)外研究人員始終在推動這一新興電池技術(shù)降本路徑。

近日在上海電氣儲能公司的戰(zhàn)略發(fā)布會上，上海電氣儲能科技有限公司總經(jīng)理、總工程師楊霖霖表示，基于目前項(xiàng)目，釩電池全生命周期成本已低于0.2元。2023年初以來，一大批百兆瓦級別的釩電池儲能電站已經(jīng)在各省完成項(xiàng)目申報(bào)?？梢灶A(yù)見這部分百兆瓦釩電池電站將于2024、2025年陸續(xù)裝機(jī)投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模并網(wǎng)應(yīng)用。目前來看，釩液流電池仍需要進(jìn)行持續(xù)降本的同時需要探尋新的商業(yè)模式，以加速百兆瓦項(xiàng)目落地進(jìn)程。

全釩液流電池是一種以釩為活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的氧化還原電池。釩電池電能以化學(xué)能的方式存儲在不同價態(tài)釩離子的硫酸電解液中，通過外接泵把電解液壓入電池堆體內(nèi)，在機(jī)械動力作用下，使其在不同的儲液罐和半電池的閉合回路中循環(huán)流動，采用質(zhì)子交換膜作為電池組的隔膜，電解質(zhì)溶液平行流過電極表面并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，通過雙電極板收集和傳導(dǎo)電流，從而使得儲存在溶液中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。

高功率密度電池電堆設(shè)計(jì)創(chuàng)新是重要的降本突破口。低碳院最新研究成果顯示，針對全釩液流電池電堆設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新，能夠有效提高電池功率密度。低碳院也憑借此次成果獲得中國國際儲能大會組委會"2020年度中國儲能產(chǎn)業(yè)最佳前沿儲能技術(shù)創(chuàng)新獎"。低碳院最新研發(fā)的全釩液流電池，相較于常規(guī)全釩液流電池，其儲能電堆功率密度和電池能量效率都有顯著提升，此外成本也下降約30%左右，低碳院此技術(shù)有著明顯的性價比優(yōu)勢。

中國全釩液流電池行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

2020年12月末，中國鋼材價格指數(shù)(CSPI)為124.52點(diǎn)，環(huán)比上升11.46點(diǎn)，升幅為10.14%，較上月擴(kuò)大4.81個百分點(diǎn);與2019年同期相比上升18.42點(diǎn)，升幅為17.36%。從全年情況看，2020年CSPI國內(nèi)鋼材價格指數(shù)平均值為105.57點(diǎn)，同比下降2.41點(diǎn)，降幅為2.24%。其中1-4月呈下行走勢，5-12月持續(xù)上升，特別是11-12月升幅較大。

釩在地殼中的總含量排在金屬的第22位，比銅、鉛的含量多，估計(jì)為0.02%-0.03%。含量雖然不少，但是很分散，至今沒有發(fā)現(xiàn)單獨(dú)的釩礦。釩主要和一些金屬礦共生，已找到含釩礦物有65種，其中綠硫釩礦、釩云母、釩鋁鋅礦等含V205高達(dá)8～20%，釩鈦磁鐵礦含釩較低，一般含V205為0.2～1.4%，但其儲量最多，是提釩的主要資源。已探明可供開采的世界釩資源總量約1578個。按目前的開采量計(jì)算，地球上的釩資源可供開采150年。釩資源最豐富的國家有南非、前蘇聯(lián)、中國、納米比亞等，目前產(chǎn)釩最多的國家為納米比亞，消費(fèi)最多的為美國。我國以釩鈦磁鐵礦資源最為豐富，主要集中在攀枝花和馬鞍山。

釩的應(yīng)用也相對廣泛，其最重要的應(yīng)用則是在鋼鐵行業(yè)中，作為鐵的合金元素可提高鋼材的堅(jiān)硬程度。早在2012年，國家發(fā)改委便印發(fā)《釩鈦資源綜合利用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，其中就提出要提高資源利用水平、淘汰落后產(chǎn)量的要求。2018年釩的表現(xiàn)非常突出，一度漲到了2017年價格的5、6倍。之所以出現(xiàn)如此大幅的上升，業(yè)內(nèi)人士分析認(rèn)為，一是因?yàn)?018年國家提高了鋼材標(biāo)準(zhǔn)，原料釩的需求有大幅提高;二是由于國家環(huán)保政策“一刀切”，部分釩礦由于達(dá)不到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)從而關(guān)停，導(dǎo)致釩的供應(yīng)量也有所下降。

全釩液流電池下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r分析

風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要配備功率大約相當(dāng)于其功率1%的鉛酸電池用于緊急情況時風(fēng)機(jī)保護(hù)風(fēng)葉用，另外每一臺風(fēng)機(jī)還需要配備功率大約相當(dāng)于其功率10%~50%的動態(tài)儲能電池。對于風(fēng)機(jī)離網(wǎng)發(fā)電，則需要更大比例的動態(tài)儲能電池，擁有眾多杰出優(yōu)點(diǎn)的釩電池完全可以取代現(xiàn)有的鉛酸電池，進(jìn)而構(gòu)建風(fēng)電場的動態(tài)能源儲存系統(tǒng)。光伏發(fā)電需要太陽光，一旦到了晚上和陰雨天就發(fā)不了電，因而需要儲能電池為其儲存電力，由于現(xiàn)有的鉛酸電池功率、容量和壽命均非常有限，相信集眾多杰出優(yōu)點(diǎn)于一身的釩電池將作為光伏發(fā)電儲能電池的首選。

電網(wǎng)調(diào)峰的主要手段一直是抽水蓄能電站，由于抽水蓄能電站需建上、下兩個水庫，受地理?xiàng)l件限制較大，在平原地區(qū)不容易建設(shè)，而且占地面積大，維護(hù)成本高。釩電池儲能電站不受地理?xiàng)l件限制，選址自由，占地少，維護(hù)成本低。可以預(yù)期，隨著釩電池技術(shù)的發(fā)展，釩電池儲能電站將逐步取代抽水蓄能電站，在電網(wǎng)調(diào)峰中發(fā)揮重要的作用。

釩電池由于自身的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，充電接受能力強(qiáng)，適應(yīng)快速大電流充電及大電流深度放電，比功率大，比能量高，適合于作電動汽車的動力電源，也可以解決汽車尾氣排放而造成的空氣污染問題。釩電池作為汽車驅(qū)動力的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)“瞬間充電”(直接更換或補(bǔ)充電解液)。

在電池技術(shù)不斷迭代更新、成本不斷下降的情況下，業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為，全釩液流電池已經(jīng)具備商業(yè)化開發(fā)條件。目前全釩液流電池是最成熟的液流電池，考慮到液流電池本身優(yōu)勢，全釩液流電池是滿足大規(guī)模儲能產(chǎn)業(yè)化要求較為理想的技術(shù)，其技術(shù)性能與成本也已達(dá)到可規(guī)模化發(fā)展的水平。

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