碾壓鈉電池？釩電池乘儲能東風(fēng)而起

12月26日，民營煤電巨頭永泰能源與長沙理工大學(xué)強強聯(lián)合加速釩電池全產(chǎn)業(yè)鏈布局，讓釩電池再次走入公眾視線。

1月3日，A股市場迎來開門紅，釩電池超越鋰電池及鈉電池板塊，漲幅為2.69%。

釩電池，估計很多人不了解，這種電池技術(shù)在三十年多前出現(xiàn)，一直默默無聞。作為儲能、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)重要一環(huán)，近期逐漸活躍起來，并被預(yù)測有發(fā)展成千億級資本市場的巨大潛能。

據(jù)統(tǒng)計，目前，全釩液流電池的市場滲透率不足1%。十幾年前就被認(rèn)為是儲能電池中“希望之星”的釩電池，安全性能高、且成本低廉，有望成為鋰電池“繼位者”。

▲6月29日，國家能源局明確提出三元鋰電池不得用于中大型儲能，這讓釩電池在儲能市場中有了更多機會。

另一種電池的打開方式

目前，新能源電池賽道主要有三大技術(shù)路線：鋰離子電池、鈉離子電池、氫燃料電池。而釩電池是游離于三界之外的神奇存在。

釩電池，全稱全釩氧化還原液流電池，是一種以釩為活性物質(zhì)呈循環(huán)流液態(tài)的氧化還原電池。它和鋰/鈉/氫電池不同，正負(fù)極都是液體，只有中間的隔膜是固體。

也就是說，和市面上大多數(shù)的固態(tài)電池不同，釩電池的本質(zhì)是一種液態(tài)蓄電池。

三點優(yōu)勢與三點劣勢

因為區(qū)別于固態(tài)電池，釩電池的優(yōu)劣都很明顯。

優(yōu)勢有三點：一，安全性高。釩電池負(fù)極和正極均為釩電解液，極其不易燃。二，壽命更長。目前商用釩電池循環(huán)壽命可以達(dá)到16000次以上，遠(yuǎn)高于鋰電池的6000 次；三，維護(hù)方便省心。老舊電池只要更換隔膜，再修復(fù)電解液，電池就能恢復(fù)如初。

▲全釩氧化還原液流電池結(jié)構(gòu)圖

但是，全電解液的結(jié)構(gòu)也存在缺陷，主要也有三點：

一，轉(zhuǎn)化率低。因為釩電池大量液體需要用泵來維持其流動，造成不少的能量損耗，目前釩電池的能量轉(zhuǎn)化效率為70-75%，低于鋰電池（90%）。

二，成本高。成本高是全釩液流電池的硬傷，大約在3-3.2元/Wh。而氫燃料電池成本約2-3元/Wh，鋰電池的平均成本為1.2-1.5元/Wh，鈉離子電池成本預(yù)計0.8-0.9元/Wh。

三，體積大。液體本身就比固體更占地方，再加上，電解液的外部還有兩個結(jié)構(gòu)，輸送泵和電堆，這樣一套組合才能完成充放電，所以釩電池的塊頭特別大。

從生不逢時，到揚眉吐氣

曾經(jīng)，電子設(shè)備與新能源電動汽車的蓬勃發(fā)展，為鋰電池發(fā)展提供了富饒的土壤。如今，儲能需求的爆發(fā)，終于為釩電池的爆發(fā)提供了廣闊空間。

儲能電站對能量密度和占地面積沒有過多的要求。相較而言，儲能電站更看重電池壽命、安全性和使用成本。比如占據(jù)儲能最大份額的抽水蓄能電站，其壽命一般都長達(dá)20年甚至50年以上。在今年6月國家能源局近日發(fā)布的《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求（征求意見稿）》中提出，中大型電化學(xué)儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池。這完全給足了釩電池反超機會。

氫燃料電池中氫氣易燃易爆；鈉離子電池還存在兩大問題沒有解決：第一，在壽命上不占優(yōu)勢，循環(huán)次數(shù)僅為鋰離子電池的三分之一；第二，負(fù)極端材料待攻克，仍需要企業(yè)投資探索。

而釩電池在這兩點略勝一籌。在儲能賽道上，釩電池或成為明日新星。

除去上文說到的釩電池本身優(yōu)勢外，中國發(fā)展釩電池還具備原料自主可控的優(yōu)勢。

全球鋰資源中，約有超過一半在南美洲的“鋰三角區(qū)”，中國鋰資源儲量只占全球總儲量的7%。而目前全球探明的釩礦儲量為2400萬噸，其中，中國的儲量是950萬噸，占39%，位居世界第一。發(fā)展釩電池，中國完全可以實現(xiàn)原料自主可控。

釩電池迎來拐點

全釩液流電池技術(shù)的提出在19世紀(jì)80年代，加拿大和日本等國掌握并封鎖相關(guān)專利技術(shù)。90年代末，中國開始從事相關(guān)研究。

2008年，大連融科成立；2009年，當(dāng)時的釩電池龍頭——加拿大公司VRB被剛剛成立3年的北京普能以215萬美元收購，后者一躍成為中國釩電池的排頭兵。

十年后，中國釩電池研發(fā)開始取得階段性成果。以下著重梳理三家機構(gòu)或公司釩電池布局路徑。

1中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所：技術(shù)領(lǐng)先

早在2020年，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所宣布成功研發(fā)出新一代低成本、高功率全釩液流電池電堆；2022年11月，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所設(shè)計的“200MW/800MWh大連液流電池儲能調(diào)峰電站”正式并網(wǎng)發(fā)電。

▲大連液流電池儲能調(diào)峰電站是國家能源局批準(zhǔn)建設(shè)的首個國家級大型化學(xué)儲能示范項目，總投資38億元

2釩鈦股份：具備原料優(yōu)勢

2015年，攀鋼釩鈦（現(xiàn)變更為釩鈦股份）宣布攀鋼釩電池已量產(chǎn)；2021年公司與大連博融（大連融科母公司）簽署合作協(xié)議，亦參與大連液流電池儲能調(diào)峰電站建設(shè)；今年10月，釩鈦股份與國電投西南院等就全釩液流電池領(lǐng)域達(dá)成戰(zhàn)略合作。

釩鈦股份擁有全球最大的釩產(chǎn)品產(chǎn)能，產(chǎn)能折4萬噸五氧化二釩/年，原料優(yōu)勢顯著，持續(xù)關(guān)注全釩液流電池儲能技術(shù)。

3上海電氣：設(shè)立子公司開拓釩電池業(yè)務(wù)

上海電氣自2011年確定液流電池研發(fā)方向,截至目前，公司已完成30余項液流電池儲能項目的實施，累計液流儲能裝機容量超過20MWh。上海電氣液流儲能電池技術(shù)領(lǐng)先，其汕頭智慧能源綜合園已安裝1MW/1MNWh全釩液流電池。今年3月，子公司上海電氣儲能科技有限公司完成Pre-A輪融資。

自2020年以來，釩電池迎來了一波企業(yè)布局的小浪潮。

國電投駝山風(fēng)電場全釩液流儲能電站工程順利開工；

北京普能計劃在湖北省襄陽部署全釩液流電池集成電站；

大唐國際鎮(zhèn)海風(fēng)電場將采用全釩液流電池；

華潤設(shè)立兩個液流儲能電池項目；

協(xié)鑫集成新增“釩電池”概念，與四川偉力得能源共同開辟釩電池領(lǐng)域；

GW級全釩液流電池制造商偉力得預(yù)中標(biāo)中核匯能全釩液流電池儲能系統(tǒng)；此前偉力得計劃投資500億元，打造甘肅儲能技術(shù)策源地

伴隨著企業(yè)密集布局，釩電池廠家收到的意向訂單也明顯增多。國內(nèi)液流電池儲能裝機容量從2020年的3兆瓦，增長到2021年150兆瓦。

國家電投集團(tuán)中央研究院儲能公司副總經(jīng)理楊林介紹，電力行業(yè)對于長時儲能的需求越來越多，是近年來液流電池市場不斷增長的主要因素之一。

值得注意的是，中國與海外的釩電池滲透率都僅為1％左右，滲透率在5%以下，一般表明行業(yè)處于一片藍(lán)海，前景很廣闊。據(jù)國際能源署和國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)推斷，液流電池全球市場規(guī)模未來將超過萬億，在中國的市場也將達(dá)到千億水平。

在全球可再生能源革命的時代背景下，單憑鋰離子電池并不足以支撐人類完全邁入電動化的能源之路，這種危機感喚起人們對多元材料電池的研發(fā)，因為釩電池的主要材料是地球儲量豐富的資源，這一點，鋰離子電池?zé)o可比擬。

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