全釩液流電池行業(yè)發(fā)展趨勢預測 釩液流電池市場前景廣闊

• 黃文玉 2023年10月18日 來源：互聯(lián)網 237 7
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釩電池電能以化學能的方式存儲在不同價態(tài)釩離子的硫酸電解液中，通過外接泵把電解液壓入電池堆體內，在機械動力作用下，使其在不同的儲液罐和半電池的閉合回路中循環(huán)流動，采用質子交換膜作為電池組的隔膜，電解質溶液平行流過電極表面并發(fā)生電化學反應，通過雙電極板收

近年來，我國儲能裝機規(guī)模始終處于快速增長階段，在全球"綠色經濟"大潮下，可再生能源配儲的呼聲也大力提振了儲能市場。液流電池作為電化學儲能中的一種，因其大容量、高安全性等優(yōu)勢而備受行業(yè)關注。其中，全釩液流電池因其良好電池性能更加受到研究者青睞。

全釩液流電池是一種以釩為活性物質呈循環(huán)流動液態(tài)的氧化還原電池。釩電池電能以化學能的方式存儲在不同價態(tài)釩離子的硫酸電解液中，通過外接泵把電解液壓入電池堆體內，在機械動力作用下，使其在不同的儲液罐和半電池的閉合回路中循環(huán)流動，采用質子交換膜作為電池組的隔膜，電解質溶液平行流過電極表面并發(fā)生電化學反應，通過雙電極板收集和傳導電流，從而使得儲存在溶液中的化學能轉換成電能。

釩電池，全稱是全釩液流電池，是一種活性物質呈循環(huán)流動液態(tài)的氧化還原電池。早在60年代，就有鐵—鉻體系的氧化還原電池問世，但是釩系的氧化還原電池是在1985年由澳大利亞新南威爾士大學的Marria Kacos提出，經過二十多年的研發(fā)，釩電池技術已經趨近成熟。在日本，用于電站調峰和風力儲能的固定型(相對于電動車用而言)釩電池發(fā)展迅速，大功率的釩電池儲能系統(tǒng)已投入實用，并全力推進其商業(yè)化進程。

據(jù)了解，全釩液流電池因其水基儲能介質而擁有更高的安全性能，同時，全釩液流電池在循環(huán)次數(shù)壽命、全生命周期度電成本、資源可持續(xù)性以及資源可回收特性等關鍵性能指標方面具有明顯競爭優(yōu)勢。多年以來，國內外研究人員始終在推動這一新興電池技術降本路徑。

全釩液流電池行業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢預測

高功率密度電池電堆設計創(chuàng)新是重要的降本突破口。低碳院最新研究成果顯示，針對全釩液流電池電堆設計進行創(chuàng)新，能夠有效提高電池功率密度。低碳院也憑借此次成果獲得中國國際儲能大會組委會"2020年度中國儲能產業(yè)最佳前沿儲能技術創(chuàng)新獎"。低碳院最新研發(fā)的全釩液流電池，相較于常規(guī)全釩液流電池，其儲能電堆功率密度和電池能量效率都有顯著提升，此外成本也下降約30%左右，低碳院此技術有著明顯的性價比優(yōu)勢。

2021年是我國儲能從商業(yè)化初期到規(guī)模化發(fā)展的第一年，國家明確2030年30GW儲能裝機目標。在技術應用上，除了鋰電池外，壓縮空氣、液流電池、飛輪儲能等技術也成為2021年國內新型儲能裝機的重要力量，截至2021年底，中國已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模46.1GW，占全球市場總規(guī)模的22%，同比增長30%。市場增量主要來自新型儲能，2021年我國新型儲能累計裝機規(guī)模達到5729.7MW，同比增長75%。

在電池技術不斷迭代更新、成本不斷下降的情況下，業(yè)內專家普遍認為，全釩液流電池已經具備商業(yè)化開發(fā)條件。目前全釩液流電池是最成熟的液流電池，考慮到液流電池本身優(yōu)勢，全釩液流電池是滿足大規(guī)模儲能產業(yè)化要求較為理想的技術，其技術性能與成本也已達到可規(guī)模化發(fā)展的水平。目前，電堆成本下降已經逐步展開：大連化物所通過開發(fā)可焊接多孔離子傳導膜，使得電堆膜材料使用面積下降30%、電堆總成本下降40%。因此釩電池成本的逐年下降，可以推動其向市場化、規(guī)模化邁進。

根據(jù)中研普華產業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國全釩液流電池行業(yè)發(fā)展趨勢與投資研究咨詢報告》顯示：

全釩液流電池行業(yè)資產規(guī)模由2019年到2021年由135億元上升到257億元。目前，我國全釩液流電池制造廠家共有100多家，行業(yè)規(guī)模在不斷擴大，整個行業(yè)的生產能力不斷提高。全釩液流電池行業(yè)從業(yè)人員規(guī)模由2019年到2021年由6.3萬人上升到10.5萬人。2019-2021年全釩液流電池行業(yè)產值利稅率由7.2%上升到8.1%。由于需求的好轉，全釩液流電池行業(yè)凈利潤率由2019年4.7%上升到2021年5.2%左右。

以2025年電化學儲能累計30GW計算，隨著釩電池商業(yè)化推廣政策的提出，預計2025年全釩液流電池新增裝機可達1.7GW，新增滲透率達20%;同時到2025年釩電池累計裝機可達4.3GW，累計滲透率達14%，有望實現(xiàn)國家2025年新型儲能技術裝機規(guī)模30GW的要求。全釩液流電池累計裝機2020-2025年CAGR達112%，釩液流電池市場前景廣闊。

全釩液流電池的行業(yè)應用分析

風力發(fā)電機需要配備功率大約相當于其功率1%的鉛酸電池用于緊急情況時風機保護風葉用，另外每一臺風機還需要配備功率大約相當于其功率10%~50%的動態(tài)儲能電池。對于風機離網發(fā)電，則需要更大比例的動態(tài)儲能電池，擁有眾多杰出優(yōu)點的釩電池完全可以取代現(xiàn)有的鉛酸電池，進而構建風電場的動態(tài)能源儲存系統(tǒng)。

光伏發(fā)電需要太陽光，一旦到了晚上和陰雨天就發(fā)不了電，因而需要儲能電池為其儲存電力，由于現(xiàn)有的鉛酸電池功率、容量和壽命均非常有限，相信集眾多杰出優(yōu)點于一身的釩電池將作為光伏發(fā)電儲能電池的首選。

電網調峰的主要手段一直是抽水蓄能電站，由于抽水蓄能電站需建上、下兩個水庫，受地理條件限制較大，在平原地區(qū)不容易建設，而且占地面積大，維護成本高。釩電池儲能電站不受地理條件限制，選址自由，占地少，維護成本低。可以預期，隨著釩電池技術的發(fā)展，釩電池儲能電站將逐步取代抽水蓄能電站，在電網調峰中發(fā)揮重要的作用。

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