中國儲能網(wǎng)訊：近一年來，已有十余家液流電池生產(chǎn)商在緊鑼密鼓地推進液流電池擴產(chǎn)計劃，液流電池行業(yè)迎來了一輪兇猛的擴產(chǎn)潮。
據(jù)不完全統(tǒng)計，目前簽約/在建/投運液流電池生產(chǎn)線已超30條，涉及全釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池、鋅鐵液流電池、水系有機液流電池等多種技術路線。
圖片來源：ESPlaza長時儲能網(wǎng)
中科院大連化學物理研究所研究員張華民預測：到2025年，電化學儲能累計裝機容量將達到30GW，釩液流電池市場份額約占15%，平均儲能時長4h時，約為18GWh；到2030年，電化學儲能累計裝機容量將達到100GW，釩液流電池市場份額約占30%；平均儲能時長6h時，約為180GWh。
全釩液流電池是一種基于金屬釩元素的氧化還原液流電池系統(tǒng)，利用釩離子在不同氧化態(tài)下的不同化學勢能保存能量，具有使用壽命長、安全性好、零衰減、容量易擴充等優(yōu)點。在釩電池中，釩電解液成本占比最高，并隨儲能時長的增加而增加，占比在40%~80%，成為釩電池最核心的材料。
低成本電解液如何獲得？據(jù)了解，除了通過購買上游釩礦資源、與釩礦企業(yè)或電解液生產(chǎn)企業(yè)合作等，在技術創(chuàng)新上，主要是開發(fā)第二代短流程電解液制備技術。
電解液是通過硫酸/鹽酸和五氧化二釩混合得到的高濃度的含釩溶液，再通過配方配制獲得。據(jù)張華民2022年6月發(fā)表的《全釩液流電池的技術進展》測算，1kWh電解液需要8kg高純度的五氧化二釩。
今年以來，五氧化二釩價格持續(xù)上漲，其價格超14萬元/噸，相比去年8月低點上漲42.9%，上游釩資源的價格波動直接影響釩電池的整裝成本。
據(jù)毅富能源創(chuàng)始人、總經(jīng)理張成表示，石煤釩礦制成富釩浸出液再制成五氧化二釩，但電解液并非一定要由五氧化二釩制成，從富釩浸出液就可以進行提純、除雜、化學還原、電解的步驟，制成釩電解液，縮短產(chǎn)業(yè)流程后，釩電解液生產(chǎn)制備成本可以降低20%-30%。
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，電解液中五氧化二釩占成本的2/3以上，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%，五氧化二釩用量約為8kg，電解液利用率的提升將減少五氧化二釩用量，進而降低投資成本。
值得注意的是。電解液融資租賃目前已得到行業(yè)租賃公司的廣泛關注，然而這一模式的推廣仍有較大阻力，主要原因是電解液中的釩元素具有較強的金融屬性。
不同于傳統(tǒng)電氣設備，釩礦價格具有波動性、不確定性，殘值難以準確估算，會給租賃公司帶來額外的風險。
電堆方面如何降低成本？釩電池電堆是決定釩電池功率的關鍵部分，主要由雙極板、電極、離子交換膜及其他零配件組成。
趙天壽院士表示，降低液流電池成本的技術路線是提高電堆的電流密度，電流密度的提高就可以提高功率密度，功率密度提高就可以降低電堆所需要材料的量。
馬相坤教授也在演講中提到，電堆功率的規(guī)模、電堆功率的大小帶來的影響并不大，更應關注單位千瓦價格，電堆降成本的關鍵取決于電堆工作電流密度。
星辰新能首席科學家、中南大學教授劉素琴在接受媒體采訪時表示，幾年前業(yè)內(nèi)認為100-120毫安/平方厘米已經(jīng)算比較高的電流密度，現(xiàn)在很多公司的大型電堆電流密度已接近200毫安/平方厘米，未來的目標可能是400-500毫安/平方厘米或者更高。
據(jù)了解，毅富能源的高功率密度電堆產(chǎn)品已實現(xiàn)較大技術突破，16KW的樣機可以實現(xiàn)400mA/cm2的額定電流密度，電解液利用率達82%，遠超行業(yè)70%的電解液利用率。
天府儲能自主研發(fā)的高功率電堆已落地量產(chǎn)，產(chǎn)品矩陣涵蓋16/32/48/64kW電堆，產(chǎn)品運行電流密度達到300mA/cm2。
此外，產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模小也是導致全釩液流電池價格處于較高水平的一個重要因素。未來，隨著全釩液流電池批量化生產(chǎn)，生產(chǎn)成本也將進一步被攤薄。
