“釩電池”站上風(fēng)口，儲能賽道的新王者？
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發(fā)布日期：2022-07-12 來源：：澎湃新聞·澎湃號·湃客 瀏覽次數(shù)：
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作者：泰羅，編輯：小市妹
7月12日，A股釩電池概念股持續(xù)火爆，截至發(fā)稿，攀鋼釩鈦、河鋼股份漲停，銀龍股份、明星電力、智光電氣、安寧股份等漲幅居前。
國家能源局近日發(fā)布的文件中顯示，明確將三元鋰離子電池、鈉硫電池從中大型電化學(xué)儲能方案中剔除;首個國家級大型化學(xué)儲能示范項目大連液流電池儲能調(diào)峰電站將在8月商業(yè)運行，項目采用國內(nèi)自主研發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全釩液流電池儲能技術(shù)。
2015年，有一篇名為《一個人民還蒙在鼓里的鋰電池陰謀》的文章曾在網(wǎng)絡(luò)上廣泛流傳，文章借中科院院士盧強之口，宣稱中國的鋰電池是受美國人“忽悠”，“完全失敗”，“全面巨虧”。一時間業(yè)界大為震動，許多業(yè)內(nèi)學(xué)者和企業(yè)技術(shù)專家們站出來反駁。
事后，盧強院士也公開辟謠，表示自己確實抨擊了鋰電池技術(shù)路線，不過說的不是動力電池，而是儲能電池。
六年過去了，中國動力鋰電池已經(jīng)用實際行動證明了自己“全面盈利”“完全成功”，但是在儲能領(lǐng)域，鋰電池卻早就不復(fù)當(dāng)年之勇，一條更年輕的技術(shù)路線——全釩液流電池，已經(jīng)初現(xiàn)強者風(fēng)范。
【邊緣角色】
全釩液流電池是一種基于金屬釩元素的氧化還原可再生燃料電池，液流儲能電池系統(tǒng)可以通過更換電解液實現(xiàn)“瞬間再充電”。
相比于鈉硫電池和鋰離子電池，釩液流電池容量更大、更安全環(huán)保、循環(huán)壽命更長、能量轉(zhuǎn)換效率高，早在十幾年前就它被認(rèn)為是儲能中的“希望之星”，是未來儲能技術(shù)的首選技術(shù)。
▲儲能電池比較
然而，為什么這個看起來完美的儲能方案，仿佛一直都沒有在商業(yè)領(lǐng)域獲得應(yīng)有的關(guān)注呢？
概括來說，一是技術(shù)難、能量低，二是成本高、價格貴。
釩電池尚未能大規(guī)模商業(yè)化受限于其自身特點。
首先，釩電池能量密度低，且體積大不易搬運——同樣能量釩電池所占體積是鋰電池的3-5倍，質(zhì)量也差不多是鋰電池的三倍。又大又重的釩電池自然很難像鋰電池般萬金油，無論是用在手機還是新能源車，釩電池都不討喜。
其次，釩電池對環(huán)境溫度要求苛刻——工作環(huán)境被限制到最高45℃，一旦高于這個溫度，正極溶液中就將析出沉淀物堵塞流道，最終會影響煙囪工作，使其報廢。但是電解液只要反應(yīng)就在放熱，容易讓釩電池溫度高于45℃。
第三，正負液的交叉污染和正極材料的腐蝕時有出現(xiàn)——離子交換膜技術(shù)還有未能攻克的難題，很多時候釩電池的維護需要依靠專業(yè)人士定期人工操作。
而阻礙釩電池普及的更關(guān)鍵原因是成本。
目前釩液流電池成本達3-3.2元/Wh，是鋰電池的2-3倍，鉛酸電池的3-5倍。其中釩的電解液成本約占總成本的41％，釩電解液主要成本為五氧化二釩，價格主要受到釩價的影響，釩作為較為稀缺的金屬，價格較高，過去一年釩價也經(jīng)歷了較為明顯的上漲。
基于全釩液流電池的特點，其一開始即定位于大規(guī)模儲能，承擔(dān)電網(wǎng)削峰填谷、棄風(fēng)棄電利用的功能。因此釩電池被叫了十幾年“希望之星”，也還是在新能源領(lǐng)域扮演著相對邊緣的角色。
【新“釩”爾賽】
釩電池終于要迎來出頭之日了。
首先是在洶涌而至的新能源和儲能大潮中，鋰電難以維持霸主地位，
今年4月以來，鋰電在儲能裝機容量中占比已趨于下降，整個市場增量已轉(zhuǎn)向液流電池。
▲釩液流電池裝機預(yù)期
安全性、使用壽命這些方面暫且不提，單說原料供應(yīng)，鋰電池就輸了釩電池一大截。
鋰電發(fā)展看似一片紅火，實際上，新增鋰資源的開發(fā)已經(jīng)遠遠跟不上需求的增長。而中國作為世界最大鋰消費國，原料自產(chǎn)率僅僅略高于10%，且鋰礦的品質(zhì)較差。
近兩年，新能源帶來的鋰電池需求爆發(fā)性增長，鋰電池原料價格一路攀升，上游鋰資源價格大幅上漲，鋰礦拍賣價格屢創(chuàng)新高。不想被斷供的中國鋰電企業(yè)，甚至不得不在全球的資源爭奪中跟自己人也劍拔弩張。本月，鋰電池生產(chǎn)企業(yè)寧德時代就和贛鋒鋰業(yè)在海外展開對加拿大千禧鋰業(yè)的爭奪，戰(zhàn)況異常激烈。
鋰礦供應(yīng)捉襟見肘，可在釩礦供給上，中國卻稱得上大戶人家。
全球99%的釩礦儲藏在四個國家，分別是：中國、俄羅斯、南非和澳大利亞。我國是釩第一大生產(chǎn)國和消費國，但也是世界釩資源最多的國家，中國自己就占全球儲量的46.9%。因此相比于鋰電池要去四處找原料，中國發(fā)展釩電池根本不用看其他國家臉色。
其次，釩電池近年來在技術(shù)上接連取得突破，為商業(yè)化掃除了障礙。
大連化物所、中科院通過與地方企業(yè)合作，接連攻克了電解液、系統(tǒng)集成等諸多關(guān)鍵技術(shù)難題，大連化物所通過開發(fā)可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜，使得電堆膜材料的使用面積下降30%、電堆的總成本下降40%。
相比于早期釩電池，我國目前能夠生產(chǎn)的全釩液流電池在儲能系統(tǒng)效率、核心元件成本控制、定制化開發(fā)等方面已經(jīng)處于國際第一梯隊。
2020年，全釩液流電池項目已相繼在我國新疆、福建、遼寧等地區(qū)落地投運。如果回顧鋰電的發(fā)展歷史，就會發(fā)現(xiàn)，一旦形成規(guī)?；膽?yīng)用，電堆、電解液的成本都會逐漸開始下降，而成本的下降又會進一步推動應(yīng)用規(guī)模的擴張，直至達到平衡狀態(tài)。而釩電池的規(guī)模化進程已經(jīng)近在眼前。有機構(gòu)預(yù)測，預(yù)計5年內(nèi)釩電池成本將降至2元/Wh，十年內(nèi)降至1.3元/Wh。
▲釩電池和鋰電池的成本趨勢
第三，政策助力下，國內(nèi)儲能行業(yè)騰飛的大趨勢已經(jīng)勢不可擋。
今年出臺的《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出，堅持儲能技術(shù)多元化目標(biāo)：液流電池等長時儲能技術(shù)進入商業(yè)化發(fā)展初期；到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，裝機規(guī)模達30GW以上；到2030年，實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展。
2020年國內(nèi)液流電池儲能裝機容量3兆瓦，今年則可能達到150兆瓦，占到今年新增電化學(xué)儲能裝機容量的10%左右。有媒體估計，全釩液流電池為代表的液流電池市場占比將從目前10%逐漸提高到30%至40%的水平。
技術(shù)大突破、儲量特別多、成本還在降……儲能行業(yè)真的很“釩”爾賽。
【誰將脫穎而出】
由于釩電池的大規(guī)模商業(yè)化僅僅在起步階段，因此，目前市場上的與釩電池能挨得上關(guān)系的企業(yè)屈指可數(shù)。
目前，在釩上游原料供應(yīng)環(huán)節(jié)，國內(nèi)五大釩生產(chǎn)企業(yè)分別為攀鋼釩鈦、河鋼承鋼、建龍?zhí)劁摗⒋ㄍ瘓F和德勝釩鈦，市場占有率合計超過80%。
其中攀鋼釩鈦旗下?lián)碛腥蜃畲蟮拟C磁鐵礦，釩制品市占率全球第一，且釩產(chǎn)業(yè)收入占比超過50%，在原材料供應(yīng)企業(yè)中最值得關(guān)注。
▲攀鋼釩鈦生產(chǎn)線
國內(nèi)釩電池生產(chǎn)企業(yè)中的上市公司包括國網(wǎng)英大和上海電氣。
國網(wǎng)英大子公司武漢南瑞自2010年起開展全釩液流電池儲能技術(shù)研究，目前正積極與江蘇省電力公司推進全釩液流電池儲能電站示范項目落地。武漢南瑞的技術(shù)實力處于國內(nèi)第一梯隊，但是目前還屬于應(yīng)用研究及項目小范圍試用推廣階段，釩電池營收占比很小。
上海電氣釩電池業(yè)務(wù)由其子公司上海電氣儲能公司負責(zé)，技術(shù)由上海電氣中央研究院提供。
公司目前已推出兆瓦級全釩液流電池，負責(zé)建設(shè)的國電投集團黃河上游水電公司液流電池儲能項目、常德10kW/60kWh液流儲能系統(tǒng)等即將實現(xiàn)并網(wǎng)，汕頭智慧能源全釩液流電池儲能電站已于今年上半年順利通過驗收。
據(jù)上海電氣2021年半年報，上海電氣新增儲能設(shè)備訂單人民幣28.8億元，同比增長145.0%；報告期末，公司在手儲能設(shè)備訂單人民幣30.8億元，比上年年末增長78.7%。
?盡管技術(shù)領(lǐng)先，但國內(nèi)全釩液流電池儲能處于商業(yè)化運行前期，無論是國網(wǎng)英大還是上海電氣，液流電池業(yè)務(wù)都還在探索嘗試階段。
非上市公司中，北京普能、上海神力、山西金能世紀(jì)、大連融科等也在釩液流電池研發(fā)和商業(yè)化探索上頗具野心，同時，其他電池廠商是否會在未來強勢介入釩電池市場也未為可知。不過，當(dāng)參與的競爭廠商越來越多，才能代表著釩電池在儲能領(lǐng)域真正翻身上位。 2007年東京車展上，斯巴魯展出了一款綠色環(huán)保概念電動車車G4e，其最大的宣傳點就是動力采用的是釩制作的新型電池，宣傳材料中斯巴魯城這種鋰離子電池中的釩材料能夠貯存?zhèn)鹘y(tǒng)材料2至3倍的能量，用于正極，電池能量密度可達同等重量錳鋰離子電池的兩倍。
十五年過去，電動汽車的主流盡管還是鋰電池，但是釩電池也終于能夠獨當(dāng)一面了。隨著參與的競爭廠商越來越多，釩電池在儲能領(lǐng)域真正翻身上位的時刻，也許就在不遠處。
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