中國儲能網(wǎng)訊：全釩液流電池賽道正備受關(guān)注。
全釩液流電池，俗稱“釩電池”。作為當前液流電池中發(fā)展時間最長、技術(shù)最成熟、商業(yè)化程度最高的一種技術(shù)，全釩液流電池具有成本低、安全性高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，在大型儲能運用上優(yōu)勢明顯，尤其在大規(guī)模長時儲能系統(tǒng)領(lǐng)域具有巨大發(fā)展?jié)摿Α?
高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）認為，除了鋰、鈉離子電池外，全釩液流電池成為最被看好的電化學儲能技術(shù)。
2022年9月7日晚，釩電池上游材料企業(yè)——釩鈦股份公告稱，自9月8日起將由 "攀鋼釩鈦 " 變更為 "釩鈦股份"。
據(jù)悉，國內(nèi)釩鈦磁鐵礦儲量主要集中在集中分布在四川攀枝花-西昌地區(qū)和河北承德地區(qū)，其中四川攀西地區(qū)已探明釩鈦磁鐵礦儲量在100億噸以上，為世界第一大釩資源及釩系產(chǎn)品產(chǎn)區(qū)，河北承德地區(qū)已探明釩鈦磁鐵礦儲量則超過80億噸。
從產(chǎn)能情況來看，攀鋼釩鈦目前具備超過4萬噸釩制品產(chǎn)能（以五氧化二釩計），河鋼股份釩制品產(chǎn)能則為2.2萬噸左右，兩者合計占據(jù)近一半的國內(nèi)市場份額。
具備年產(chǎn)釩制品4萬噸生產(chǎn)能力的釩鈦股份高調(diào)官宣入局“釩電池”。
釩鈦股份公開表示，目前公司主營業(yè)務(wù)包括釩、鈦和電，其中釩、鈦是公司戰(zhàn)略重點發(fā)展業(yè)務(wù)。第一步，更名是為了準確體現(xiàn)公司主營業(yè)務(wù)，改善資本市場對公司的行業(yè)定位認知。簡單來說，釩鈦股份的定位是更為聚焦“釩鈦”了。
財報顯示，2022年上半年釩鈦股份實現(xiàn)營業(yè)收入 82.48 億元，較上年同期上升16%；歸屬于上市公司股東的凈利潤 10.73 億元，較上年同比上升55.5%。分產(chǎn)品看，釩產(chǎn)品和鈦產(chǎn)品分別占總營收 39%、42%。
第二步，釩鈦股份發(fā)布定增公告募資不超過 22.8億元，分別用于產(chǎn)業(yè)類、四化類、研發(fā)類項目及 5.6億元用于補充流動資金。
釩鈦股份表示，募投項目通過對全釩液流電池儲能技術(shù)的攻關(guān)，集成從釩渣、浸出液 、高純釩、電解液、高能量密度電解液低成本制備工藝和系列應用關(guān)鍵技術(shù)，形成了全產(chǎn)業(yè)鏈的成套技術(shù)及裝備，推動公司全釩液流電池儲能技術(shù)革新，增強釩電池儲能技術(shù)的市場競爭力。
“上游材料龍頭”釩鈦股份的更名、募資、入局釩電池一系列舉動只是全釩液流電池賽道火熱的一個“縮影”。
事實上，近幾個月來，釩電池已經(jīng)成為資本界追逐的熱點。國網(wǎng)英大、上海電氣、北京普能、大連融科、中核鈦白等釩電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)加速產(chǎn)業(yè)動作。就在數(shù)天前，華為也被曝出調(diào)研全釩液流電池儲能。
釩電池 “出圈”，第一個主要原因在主要在于政策的推動。
2021年7月，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》提出，要堅持儲能技術(shù)多元化，推動鋰離子電池等相對成熟新型儲能技術(shù)成本持續(xù)下降和商業(yè)化規(guī)模應用，實現(xiàn)釩電池等液流電池長時儲能技術(shù)進入商業(yè)化發(fā)展初期。
2022年3月21日，國家發(fā)改委和國家能源局聯(lián)合發(fā)布《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》明確提出，要推動儲能多元化技術(shù)開發(fā)，液流電池被重點提及?！秾嵤┓桨浮穼僬淄呒壱毫麟姵丶夹g(shù)納入“十四五”新型儲能核心技術(shù)裝備攻關(guān)重點方向之一。
2022年6月29日，國家能源局發(fā)布的《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求（2022年版）（征求意見稿）》中明確提出，中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池。盡管目前國內(nèi)中大型化學儲能電站以磷酸鐵鋰電池為主，這一政策實則對國內(nèi)的大型儲能產(chǎn)業(yè)沖擊相對較小。但這也讓鋰電儲能敲響了安全的“警鐘”。
出于安全考慮，國家住建部2022年6月發(fā)布的《電化學儲能電站設(shè)計標準（征求意見稿）》中明確指出鋰離子電池預制艙長邊及短邊間距均不宜小于3m，同時鋰離子電池設(shè)備宜分區(qū)布置。這也加快行業(yè)對更安全電化學儲能技術(shù)的追求。
而釩電池出圈最重要的原因之一仍在于釩電池本身。其具有高安全性、長壽命、巨大儲備、滿足長時儲能需求等優(yōu)勢，從而能夠迅速獲得關(guān)注。
?更具資源優(yōu)勢
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，全球鋰資源的儲量約合1600萬噸，釩資源的儲量為2200萬噸。作為釩電池重要的上游原料，我國釩產(chǎn)量及儲量均居全球第一。
?更高安全性能
據(jù)統(tǒng)計，過去10年間全球至少發(fā)生了34起儲能電站起火、爆炸事故，其中32起是鋰電池事故。在高容量和多頻次充放電需求下，因此對儲能安全提出了更高的要求。
液流電池的工作原理決定了釩電池是目前化學儲能中安全性較高的技術(shù)路線。在低溫或者極高溫環(huán)境下，全釩液流電池比鋰電池及鉛酸電池更加安全與可靠。由于釩電池電解質(zhì)離子存在于水溶液中，其功能與電極結(jié)構(gòu)無關(guān)，即使過充也沒有安全問題，不會發(fā)生熱失控、過熱、燃燒和爆炸。
?更長循環(huán)壽命，滿足中長時儲能需求
全釩液流電池是大規(guī)模、大容量、長壽命、高安全性儲能的首選技術(shù)，能夠在大規(guī)模、大容量的場景發(fā)揮其優(yōu)勢，更適合中長時儲能（即4～12小時的儲能），最典型的應用場景就是配套風電、光伏的儲能。
釩液流電池的充放電循環(huán)次數(shù)超過10000次，有的甚至超過20000次，能夠更好地適應長時大容量儲能電站的需求。儲能時長越長，釩電池的單位造價就越低，因而有望在長時儲能領(lǐng)域獲得廣泛應用。
第三個重要原因，則是由于“長坡厚雪”的儲能賽道激發(fā)了釩電池的潛能。
業(yè)界人士稱，儲能時代的加速到來，可以說是給了釩電池新的機會。在“雙碳”目標之下，儲能需求爆發(fā)，各地都在建儲能電站。伴隨國家對高安全性、更長時長儲能方式的追求，釩電池成為首要選擇。
值得一提的是，體積大曾是釩電池的重要短板之一，如今由于其本征安全將逐漸被弱化。
相較于鋰離子電池，全釩液流電池在單體能量密度上存在較大差距，例如大連融科20尺儲能集裝箱產(chǎn)品TPower的儲能容量為0.5MWh，而當前主流鋰電池儲能集成商的20尺集裝箱系統(tǒng)儲存容量一般超過3MWh。與鋰電池相比，要存一樣的電，釩電池的體積一般要大5倍以上。
不過在大型儲能項目上，國家已經(jīng)對鋰離子電池儲能系統(tǒng)提出更為嚴格的消防及安全標準，因此在集裝箱的排布上必須留出更大的安全距離。有專家稱，未來，全釩液流電池的本征安全性可以使其采取更為緊密的排布方式，從而部分彌補其在能量密度上的劣勢，節(jié)省儲能項目的土地占用。
在多方面因素助推下，整體來看當前全釩液流電池儲能仍處于商業(yè)化運營初期，市場參與者相對較少，行業(yè)前期的發(fā)展很大程度上由頭部廠商進行推動。
作為電能的存儲介質(zhì)，電解液的體積和濃度決定了全釩液流電池儲能系統(tǒng)能夠儲存的最大能量，理論上儲存1kWh的電能需要5.6kg五氧化二釩，但目前電解液的實際利用率僅能做到70%左右（即儲存1kWh電能需要大約8kg五氧化二釩）。因此，提升電解液的利用率是降低全釩液流電池成本的重要途徑。
目前，釩電池最大的缺點是初始投資成本過高，大概是鋰電池的2倍以上，這也成為制約其發(fā)展的一大痛點。
GGII調(diào)研顯示，國內(nèi)最先進的全釩液流電池單瓦時成本可達到3.3元/Wh，預計2022年內(nèi)可以下降到2.2元/Wh的水平（按照4小時儲能系統(tǒng)計算）。
回顧風電、光伏、鋰電等新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，產(chǎn)能擴大帶來的規(guī)模效應是成本下降的重要驅(qū)動因素。產(chǎn)業(yè)化進程加速有望助力全釩液流電池成本持續(xù)下降。
其次，釩電池目前的能量密度、轉(zhuǎn)換效率均低于鋰電池。釩電池的能量密度僅為12-40Wh/kg。釩電池的電解液儲存在罐子中，需要用泵來維持電解液的流動，這也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%，大幅低于鋰電池的90%。
電解液的開發(fā)和制備能力是全釩液流電池廠商重要的核心競爭力之一。一方面，電解液在制備過程中對雜質(zhì)、價態(tài)的控制要求較高，如何在低成本的情況下實現(xiàn)高純度需要長期的工藝積累，目前釩電解液制備方法主要包括物理溶解法、化學還原法以及電解法三大類，其中規(guī)?；苽渲饕捎秒娊夥?。
另一方面，為提升電解液的能量密度、電化學活性與熱穩(wěn)定性，通常需要在電解液中加入一定的添加劑（包括混酸、無機鹽、有機物等多種體系），電解液的配方調(diào)配亦需要深厚的研發(fā)積累。因此，整體來看全釩液流電池電解液的開發(fā)和制備具有較高的壁壘，目前國內(nèi)只有少數(shù)企業(yè)具備批量化的生產(chǎn)能力。
