中國儲能網(wǎng)訊：釩電池儲能的最大優(yōu)勢是安全性，但面臨國內(nèi)釩資源供應不足和其它新技術(shù)的挑戰(zhàn)
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文 | 劉丁
編輯 | 馬克
近日，釩電池概念帶動若干股票大幅波動。尤其是釩資源龍頭企業(yè)攀鋼集團釩鈦資源股份有限公司（000629.SZ，下稱攀鋼釩鈦），其股價自6月29日以來接近翻倍。
“熱度近期提升了很多，不僅表現(xiàn)在產(chǎn)品銷售方面，投資方面也特別活躍，不停有投資者來討論融資的可能性”，北京普能世紀科技有限公司（下稱普能）亞太區(qū)銷售經(jīng)理匡楨仁對《財經(jīng)十一人》說。
普能是國內(nèi)釩電池儲能系統(tǒng)模塊化產(chǎn)品提供商，成立于2007年，目前在全球12個國家和地區(qū)安裝投運了70多個釩電池儲能項目。
7月27日，國家能源局電力司司長何洋在國新辦舉行的新聞發(fā)布會上說，鋰離子電池、液流電池（釩電池）、壓縮空氣等多種新型儲能技術(shù)路線的產(chǎn)業(yè)化進程在顯著提速，下一步，國家能源局將繼續(xù)推動新型儲能的試點和示范。
釩電池要火了起來嗎？近來的熱度究竟是真趨勢還是假風口？釩電池有哪些優(yōu)點和缺點？
釩電池和鋰電池的競爭
相比于傳統(tǒng)的抽水儲能和熔融鹽儲能，包括鋰離子電池、鉛蓄電池、鈉硫電池、壓縮空氣、液流電池（目前主要是釩電池）、超級電容和飛輪儲能在內(nèi)的儲能方式被稱之為新型儲能。
新型儲能剛剛興起。根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，截止2021年底，中國新型儲能累計裝機占整體儲能裝機的比例為12.5%。
“新型儲能市場潛力很大，并且剛剛興起，還沒有哪種技術(shù)路線能獨霸天下，實際上是多種技術(shù)路線爭鳴的態(tài)勢”， 廈門大學中國能源政策研究院院長林伯強對《財經(jīng)十一人》說。
目前，鋰電池暫時領(lǐng)先。
根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，截至2021年底，鋰電池占中國新型儲能累計裝機規(guī)模的89.6%，釩電池占0.9%。原因是在新能源車應用的帶動下，鋰電池更便宜、技術(shù)更成熟。
根據(jù)光大證券統(tǒng)計，2022年初，鋰電池儲能項目的成本約為1.8元/Wh；而根據(jù)普能科技的數(shù)據(jù)，目前釩電池的成本約為3元/Wh，規(guī)模大的項目能夠?qū)⒊杀纠偷?.5元/Wh。
但鋰電池的弱點是安全性不足。
根據(jù)光大證券的統(tǒng)計，從2011年到2022年4月，全球總計發(fā)生的34起儲能電站爆炸事件中，有32起是鋰電池。
北碳優(yōu)能（北京）科技有限公司創(chuàng)始人齊明鑫向《財經(jīng)十一人》介紹說，他們曾碰到某些客戶，原計劃在全國各地的大型停車場投資建設(shè)鋰電池儲能項目，但因為鋰電池的安全性問題，無法獲得當?shù)叵啦块T批準。
2022年6月29日，國家能源局發(fā)布《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求（2022版）（征求意見稿）》，第2章12條提出：“中大型化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池；選用梯次利用電池時，應進行一致性篩選并結(jié)合溯源數(shù)據(jù)進行安全評估”。
占據(jù)較大市場份額的鋰電池儲能遭到政策否定，意味著釩電池的機會增加，釩電池的市場熱度隨之提升。
與鋰電池相比，釩電池更安全。
釩電池全稱是全釩氧化還原液流電池。其原理是利用釩氧化物與電極接觸發(fā)生電化學反應，使化學能轉(zhuǎn)換為電能。釩離子電解液含有化學能，釩電池儲能系統(tǒng)將其儲存在儲罐內(nèi)，利用外接的泵，將電解液從儲罐壓入電池堆體內(nèi)，使得電解液平行流過電極表面并發(fā)生電化學反應，從而完成釩電池儲能系統(tǒng)的充電或放電。
首先，釩電池所需要用到的釩氧化物可以存在于水溶液中，這樣就不容易發(fā)生熱失控、燃燒和爆炸；但鋰化學活性好，在水里不穩(wěn)定，只能存在于有機物電解液中，易燃易爆；
第二，釩電池的電解液與電堆分離，因此不會出現(xiàn)類似鋰電池因內(nèi)部短路而發(fā)生自燃的現(xiàn)象；
第三，應對中大型儲能需求的時候，釩電池系統(tǒng)只需要增加電解液的體積，安全可控；但鋰電池需要增加單體電池的數(shù)量，而數(shù)量越大發(fā)生事故的概率越大，并且，大量的鋰電池集中存放也更容易出現(xiàn)危險。
釩資源供應和新技術(shù)挑戰(zhàn)
但如果釩電池大量應用，國內(nèi)五氧化二釩的供應將出現(xiàn)緊張。
根據(jù)國家能源局數(shù)據(jù)，截至2021年底，中國新型儲能累計裝機規(guī)模約為4GW。
國家發(fā)改委、國家能源局在2021年7月23日發(fā)布的《關(guān)于加快新型儲能發(fā)展的指導意見》中提出，到2025年，新型儲能要完成從商業(yè)化初期到規(guī)模化發(fā)展的轉(zhuǎn)變，累計裝機規(guī)模達到30GW以上。
申銀萬國據(jù)此預測：2022年到2025年，中國新型儲能年新增裝機量的同比增速將分別達到69%、69%、64%、64%；浙商證券認為同比增速可達到123%、80%、40%、44%。2025年中國新型儲能年裝機量中，釩電池儲能的占比可達到15%到20%。
基于這樣的預測，申銀萬國、光大證券、浙商證券認為：2025年前后，中國釩電池儲能年度新增裝機量將達到2.13GW-3.5GW。
釩電池的關(guān)鍵材料是制作電解液所需的五氧化二釩，匡楨仁介紹說，目前釩電池40%-50%的成本來自電解液。根據(jù)光大證券和普能科技的數(shù)據(jù)，1GW釩電池需要3.92萬噸五氧化二釩，市場對五氧化二釩的需求將快速增加。
五氧化二釩的供應是否能及時跟上呢？
百川盈孚的數(shù)據(jù)顯示，中國2021年五氧化二釩產(chǎn)量為13.6萬噸。光大證券指出，中國每年產(chǎn)出的釩，90%以上用于鋼鐵行業(yè)，用于提高鋼材的性能，這部分需求不會減少。
而在短期內(nèi)提升五氧化二釩產(chǎn)量并不容易。
美國地質(zhì)調(diào)查局數(shù)據(jù)顯示，全球釩資源靜態(tài)可開采年限約224年，與鋰資源214年的可開采年限相當。釩資源主要分布在中國、俄羅斯，南非和澳大利亞，截至2021年底，中國釩礦儲量為950萬噸，占全球40%。
釩雖然在地殼里儲量高，但獨立釩礦較少見，大部分是與其他礦物形成共生礦或者復合礦。中國釩資源有52%蘊含在釩鈦磁鐵礦中，另有48%蘊含在含釩石煤中。
五氧化二釩的初始來源是釩鈦磁鐵礦，主要用于冶煉鋼鐵，冶煉之后會產(chǎn)生釩鋼渣，從釩鋼渣中又可提煉五氧化二釩。由于鋼渣提釩技術(shù)成熟，每噸五氧化二釩的提取成本在7萬-10萬元，因此中國86.9%的釩是從釩鋼渣中提煉。
但鋼渣提釩受制于釩鋼產(chǎn)量，因此五氧化二釩的產(chǎn)量增加不大。根據(jù)申銀萬國數(shù)據(jù)，2019年到2021年，國內(nèi)釩鋼渣冶煉提釩的供應量分別為11.25萬噸、11.46萬噸、12.35萬噸。
同時由于環(huán)境污染和危害健康等問題，中國自2018年起禁止釩渣進口。
那么，市場需求會刺激生產(chǎn)方直接從釩鈦磁鐵礦中提煉釩嗎？
龍佰集團股份有限公司于7月12日公告：計劃建設(shè)年產(chǎn)能3萬噸的五氧化二釩項目，該項目就是利用濕法從釩鈦磁鐵礦直接提取釩，且回收率高于釩鋼渣提釩。這個項目建成后能顯著增加市場供應，但其建設(shè)需要31個月，2025年才能建成投產(chǎn)。
五氧化二釩也可以從石煤中提取，這是一種含碳少、熱值低的劣質(zhì)無煙煤，也是一種低品位多金屬共生礦。中國石煤中的五氧化二釩含量大多數(shù)在0.8%以下。
石煤提釩會產(chǎn)生氯化氫、二氧化硫，環(huán)保處理壓力大，綜合成本較高，環(huán)保部門對此也嚴格限制。根據(jù)浙商證券的數(shù)據(jù)，中國石煤礦石產(chǎn)量從2009年的140萬噸下降到2015年的30萬噸，隨著市場需求回升，部分大型企業(yè)取得技術(shù)突破，石煤礦石產(chǎn)量又逐步回升到2018年的100萬噸左右。
但石煤提釩在短期內(nèi)很難改變國內(nèi)五氧化二釩的供應格局，因為石煤提釩的建設(shè)周期和釩鈦磁鐵礦提釩相當。
西部礦業(yè)2019年年中開始在甘肅省肅北縣建設(shè)國內(nèi)首條綠色石煤提釩環(huán)保生產(chǎn)線，并利用石煤提釩的余熱發(fā)電。該項目在2020年完成一期建設(shè)，2022年4月完成二期建設(shè)并投產(chǎn)，可年產(chǎn)2000噸偏釩酸銨，這是制備五氧化二釩的重要原料。
石煤提釩目前的產(chǎn)量很低。根據(jù)申萬宏源數(shù)據(jù)，2021年中國石煤提取的五氧化二釩產(chǎn)量僅為1.25萬噸，而釩鋼渣提取的五氧化二釩產(chǎn)量為12.35萬噸。
綜上所述，五氧化二釩的供應緊張或許要到2025年才能緩解。這意味著釩資源的價格將上漲，釩電池儲能的成本也會上升。
匡楨仁向《財經(jīng)十一人》介紹，今年五氧化二釩價格大漲，這是對釩電池儲能影響最大的因素。
萬得數(shù)據(jù)顯示，四川地區(qū)五氧化二釩每噸價格從2020年四季度的8萬元左右，上漲到2022年4月的14萬元左右，目前仍在10萬元左右的高位。
另外，釩電池也面臨新技術(shù)的挑戰(zhàn)。比如，鐵鉻液流電池，其原理與釩電池類似，也是將電解質(zhì)溶液單獨存放在儲罐中，用泵將電解液壓入電堆進行電化學反應，再循環(huán)回到儲罐。不同之處是，其利用的是鐵、鉻資源，成本更低。但鐵鉻液流電池能量密度低于釩電池，其技術(shù)成熟度和商業(yè)化進度也不如釩電池。
“市場對于新型儲能的需求很強烈?！北碧純?yōu)能（北京）科技有限公司創(chuàng)始人齊明鑫對《財經(jīng)十一人》說。齊明鑫投資了水系鋅錳電池儲能技術(shù)，并在努力推廣。據(jù)他介紹，客戶即便是對這種新型電池也表現(xiàn)出了濃厚興趣，并陸續(xù)給予示范項目的訂單。
