碾壓鈉電池？釩電池乘儲能東風而起

12月26日，民營煤電巨頭永泰能源與長沙理工大學強強聯(lián)合加速釩電池全產業(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，這種電池技術在三十年多前出現(xiàn)，一直默默無聞。作為儲能、構建新型電力系統(tǒng)重要一環(huán)，近期逐漸活躍起來，并被預測有發(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)壽命可以達到16000次以上，遠高于鋰電池的6000 次；三，維護方便省心。老舊電池只要更換隔膜，再修復電解液，電池就能恢復如初。

▲全釩氧化還原液流電池結構圖

但是，全電解液的結構也存在缺陷，主要也有三點：

一，轉化率低。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構，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，電子設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

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

2008年，大連融科成立；2009年，當時的釩電池龍頭——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或公司釩電池布局路徑。

1中國科學院大連化學物理研究所：技術領先

早在2020年，中國科學院大連化學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，中國科學院大連化學物理研究所設計的“200MW/800MWh大連液流電池儲能調峰電站”正式并網發(fā)電。

▲大連液流電池儲能調峰電站是國家能源局批準建設的首個國家級大型化學儲能示范項目，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；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峰電站建設；今年10月，釩鈦股份與國電投西南院等就全釩液流電池領域達成戰(zhàn)略合作。

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

3上海電氣：設立子公司開拓釩電池業(yè)務

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領先，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)海風電場將采用全釩液流電池；

華潤設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域；

GW級全釩液流電池制造商偉力得預中標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。

國家電投集團中央研究院儲能公司副總經理楊林介紹，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)處于一片藍海，前景很廣闊。據(jù)國際能源署和國家能源局數(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，鋰離子電池無可比擬。

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