中國儲能網(wǎng)訊：前不久，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所儲能技術(shù)研究部研究員李先鋒團(tuán)隊，采用自主開發(fā)的新一代高選擇性可焊接多孔復(fù)合膜和可焊接高導(dǎo)電雙極板，研制出了70kW級高功率密度全釩液流電池單體電堆。
在體積保持不變的條件下，功率由30kW提高至70kW，成本較目前的30kW級電堆降低40%。使用該電堆，可將一個20尺的250kW儲能單元模塊升級為500kW儲能單元模塊，大幅縮減功率單元體積的同時還降低了系統(tǒng)配套設(shè)施的成本。該電堆技術(shù)的開發(fā)，有望進(jìn)一步提升全釩液流電池的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。
資料來源：中國科學(xué)院大連化物所官網(wǎng)，高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）整理，2024年1月
2023年是液流電池乘勢而起，利時而成的一年。
01.需求驅(qū)動
雙碳背景下，可再生能源占比迅速提升，電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力增大，相比2小時短時儲能，長時儲能更有利于減少棄風(fēng)棄光率，且更具性價比，當(dāng)儲能系統(tǒng)持續(xù)時長達(dá)到4~8小時，電網(wǎng)棄風(fēng)棄光率可得到有效控制。
政策上，配儲由最初的鼓勵引導(dǎo)到成為并網(wǎng)標(biāo)配，比例從10%-20%逐步上升至15%-30%，配儲時長從1-2小時提升至4-5小時。據(jù)統(tǒng)計，截至2023年底，河北、西藏、內(nèi)蒙古、上海、新疆等10個多省份明確提出配置4小時以上長時儲能，部分示范項目達(dá)到6-8小時。
鋰電儲能普遍配儲時長為2小時，其在4小時以下儲能中更具成本優(yōu)勢。作為長時儲能最具競爭優(yōu)勢的技術(shù)，液流電池迎來春天。
2022-2023年以來各省/市/區(qū)4小時以上配儲政策（部分）
資料來源：公開資料，高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）整理，2023年12月
02.項目不斷
安全性、經(jīng)濟(jì)性是儲能發(fā)展的關(guān)鍵指標(biāo)。2023年3月，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（2023版）》中再一次強(qiáng)調(diào)了對中大型電化學(xué)儲能電站的安全性要求。相比鋰電儲能，液流電池具有本征安全、循環(huán)壽命更長、全生命周期成本低等特點，項目招標(biāo)不斷加速推進(jìn)中。
根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2023年1-11月，公開的液流電池招投標(biāo)數(shù)量為69個，招標(biāo)容量達(dá)8.2GW，是2022年液流電池招標(biāo)容量27倍。較大增長需求推動液流電池市場規(guī)模不斷發(fā)展。
2021-2023年11月液流電池招標(biāo)情況（GW，個）
資料來源：高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）整理，2023年12月
03.市場空間
在多時間尺度、多應(yīng)用場景下的市場多樣化需求下，液流電池進(jìn)入產(chǎn)能、技術(shù)高速發(fā)展期，步入GW級時代。GGII數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，中國液流電池出貨規(guī)模約500MW。
2022-2030年國內(nèi)液流電池出貨規(guī)模（GW）
資料來源：高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）整理，2023年12月
04.產(chǎn)能擴(kuò)張
液流電池行業(yè)產(chǎn)能供不應(yīng)求，現(xiàn)已進(jìn)入產(chǎn)能爆發(fā)增長期。對比2023年液流電池招標(biāo)容量，其產(chǎn)能不能滿足招標(biāo)需求量。2023年，已有十余家液流電池生產(chǎn)商在緊密推進(jìn)液流電池擴(kuò)產(chǎn)計劃，隨著緯景儲能、北京普能、星辰新能等企業(yè)相繼投產(chǎn)，2023年液流電池產(chǎn)能達(dá)6GW（含爬坡產(chǎn)能），2025年有望躍升至30GW，未來兩年液流電池行業(yè)將迎來一輪增資擴(kuò)產(chǎn)熱潮。
2022-2025年液流電池產(chǎn)能情況（GW）
資料來源：高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）整理，2023年12月
05.投資火熱
2023年液流電池太火。某主流液流電池企業(yè)表示，“2023年接待的投資機(jī)構(gòu)幾十家，根本接見不過來”，某投資機(jī)構(gòu)表示，“企業(yè)本輪已經(jīng)融資完，下一輪也被預(yù)定完”。據(jù)GGII統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2023年，主流液流電池企業(yè)獲得近30億元融資，其中融科儲能作為液流電池領(lǐng)域的明星企業(yè)，4月獲得超10億元B+輪融資。從融資目的看，多數(shù)融資活動主要為擴(kuò)產(chǎn)，以緩解行業(yè)產(chǎn)能不足。
2023年主流液流電池項目投融資情況
資料來源：高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）整理，2023年12月
06.成本下降
整體來看，2023年液流電池項目招投標(biāo)仍以全釩液流電池為主。GGII數(shù)據(jù)顯示，近年來全釩液流電池的系統(tǒng)價格持續(xù)維持下降趨勢，2023年4h儲能系統(tǒng)成交價范圍2.3-2.8元/Wh，平均成交價約2.5元/Wh左右。主要為電解液和電堆方面的價格在持續(xù)降低。預(yù)計2024年全年有望下降至2-2.2元/Wh，“十四五”期末可實現(xiàn)1.7元/Wh的水平。
2022-2025年中國全釩液流電池系統(tǒng)價格變動趨勢（元/Wh）
資料來源：高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）整理，2023年12月
液流電池正逐步走到聚光燈下。
但與此同時，液流電池在聚光燈照射下仍有些許光影斑駁。
07.初裝成本過高
液流電池全生命周期成本雖然較低，但對于投資者來說，項目啟動門檻過高。國內(nèi)投資項目一般回收期在5~8年，而液流電池計算其成本優(yōu)勢需要將時間拉長至20年甚至更多。在當(dāng)下儲能技術(shù)百花齊放，各技術(shù)路線成本不斷下降，如2023年鋰電池儲能電芯價格范圍降至0.4-0.5元/Wh，系統(tǒng)價格在0.7-0.8元/Wh，液流電池的高初裝成本讓投資者望而卻步。
08.各環(huán)節(jié)需降本
液流電池降成本主要是電解液和電堆成本的下降。電解液方面，目前電解液利用率不高，導(dǎo)致V2O5的用量居高不下，需進(jìn)一步完善電解液添加劑的研發(fā)，降本主要在降低單kWh V2O5用量、規(guī)模化降低材料成本、電解液租賃等方面降低成本。
電堆方面，主要通過國產(chǎn)替代降低離子交換膜價格或開發(fā)其他類型的離子交換膜?，F(xiàn)市場主流產(chǎn)品為美國Nafion膜，國產(chǎn)替代方面，東岳未來、科潤新材料等廠商正在積極開發(fā)病取得量產(chǎn)進(jìn)展。其他類型的離子交換膜方面，以中科院大連化物所的張華民團(tuán)隊研發(fā)的非氟多孔膜正在小批量試用中。
09.性能待升
液流電池最大的劣勢是能量密度遠(yuǎn)低于鋰電池，鋰電池能量密度高達(dá)300-400Wh/kg，是全釩液流電池的10-15倍。較低的能量密度導(dǎo)致液流電池如想達(dá)到同等儲電量，則需要體積更大。因此如何提高能量密度、提升電解液利用率成為行業(yè)的共同目標(biāo)。
10.與鋰之“爭”
整體來看，液流電池儲能和鋰電池儲能并非絕對的零和博弈。
鋰電池儲能產(chǎn)業(yè)鏈條完善、技術(shù)成熟度高、成本不斷下降、規(guī)模效益明顯，疊加鋰電池儲能占地面積相對小，建設(shè)運輸靈活，在表后市場仍將會是市場主流技術(shù)路線。
而在表前市場大規(guī)模、長時儲能領(lǐng)域，液流電池儲能將直接與鋰電儲能競爭。既是如此，兩者也不會是替代關(guān)系，而會是交叉疊加需求互補(bǔ)。
彼出于是，是亦因彼。
