2024储能新赛道！钒液流电池的发展现状及预测依薷书坊2024-07-16发布于

钒液流电池 

早在上世纪八十年代初，澳大利亚新南威尔士大学Marria Kazacos教授就已提出钒液流电池的概念，后经过多年的研究，钒电池技术现已较为成熟，钒液流电池(VFB)是一种氧化还原液流电池，通常使用溶解在硫酸水溶液中的钒离子作为电解液，使用硫酸溶液中的钒氧化还原偶联作为电解质，由质子交换膜隔开，作为正极和负极电解质存储在电解液储槽中，电解液出出管与电堆分开设计。

钒电池具有以下技术优势：

（1）功率和容量可独立设计，尤其适合大规模储能；储能容量大：100skWh– 100sMWh; 输出功率大：10skW— 100sMW；

（2）能量效率高、充放电性能好、循环寿命长；能量效率可达80%, 可深度放电，循环次数>13000；

（3）启动和响应速度快：无相变化, 充、放电切换只需0.02秒；

（4）使用寿命长，可达15～20年；

（5）安全性好；

（6）常温封闭运行，电解液可半永久使用、性价比高；

（7）高度模块化设计，可以实现对不同的组件简便的退役和回收；

（8）受钒离子溶解度所限，钒液流电池的比能量低。

钒液流电池技术趋于成熟，原材料五氧化二钒的价格如今已趋于稳定，钒液流电池制造成本价格大幅度下降，电网需要的长时储能（8小时以上）的初次投资成本也会低于锂离子电池，这些技术创新为钒电池的扩大应用创造了条件。

由于VFB在成本、效率和安全等方面具有的突出优点，其有望成为未来国内外大规模储能技术的首选，在储能领域有广阔发展前景。

钒电池现状及未来需求

近年来，钒液流电池储能技术在全球得到了较快发展。目前，全球钒液流电池储能累计装机约800MWh， 75%的钒电池项目是近几年建设的，其中中国约占60%。

我国具有极其丰富的钒储量，钒矿储量约950万吨，占世界已知总储量的43%，居世界第一位，优越的资源禀赋为我国发展钒电池产业创造了得天独厚的条件。

2016年，国家批复大连市建设200MW/800MWh大型全钒液流电池储能调峰电站示范项目，这是目前全球最大的钒电池储能电站。

2017年，钒液流电池储能产业化技术正式列入国家《能源技术创新“十三五”规划》并推广实施。

2020年，中国新疆、湖南、内蒙、河南、江西、安徽和青海等省陆续颁布了新能源配置储能优惠政策，对钒电池大规模商用形成了利好支撑，钒电池项目相继在新疆、福建、辽宁等地落地投运。

我国全钒液流电池技术完备，产业发展全球领先，拥有全球领先的钒液流电池技术服务企业，已形成了包括液流电池批量生产、模块设计制造、系统集成控制在内的全产业链钒液流电池自主知识产权体系。

全球钒电池累计装机情况及发展需求

上游矿石资源

在上游领域，主要涉及钒资源的开采和冶炼。我国的钒资源主要以钒钛磁铁矿和含钒石煤两种形式存在。其中，石煤矿中的钒品味较低，并且在提取钒的过程中存在严重的污染问题，导致整体生产成本高于钢渣提钒。

目前，国内绝大多数钒产品是通过钒钛磁铁矿经钢铁冶炼得到的富钒钢渣生产的（截至2020年，占比超过85%）。

国内的钒钛磁铁矿储量主要分布在四川攀枝花、西昌地区和河北承德地区。

中游制造集成

能量单元：电解液、储罐

功率单元：离子传导膜、双极板、电极

配套系统：泵阀、管路、BMS

电解液代表企业：攀钢钒钛、川威集团、大连博融、湖南银峰

电堆代表企业：上海电气、北京普能、大力电工、国润储能

钒液流电池代表企业：住友电工（日本）、北京普能、上海电气、大连融科、伟力得、国网英大、国润储能

下游应用

考虑到当前国内储能市场，最重要的驱动因素是针对新能源发电侧的强制配套要求，并且全钒液流电池本身的初始投资成本相对较高。因此，预计短期内全钒液流电池储能项目的投资将主要由大型发电企业或电网企业主导。

目前，大唐、国家电投、中广核等大型电力集团已经启动了百兆瓦时级别的全钒液流电池储能项目建设。同时，华电、国网江苏等也正在进行示范性项目的尝试。

全钒液流电池是一种利用钒离子在不同氧化态下的不同化学势能储存能量的液流电池，相比于锂电池，具有长循环寿命、高安全性、容量零衰减等优点。

伴随风电、光伏发展的储能产业，对安全性和时长要求不断增加，钒电池的需求将迎来爆发式增长。

成本控制十分重要。2023年锂电储能系统的中标价格介于1.1元到1.3元/Wh之间，钒电池的初始投资成本面临较大压力，降低成本成为全钒液流电池产业发展的必由途径。

在钒电池中，钒电解液成本占比最高，并随储能时长的增加而增加，占比在40%~80%。从上游钒原料和电解液入手，树立钒电池的产业链竞争优势成为发展成败的关键。

来源：储能调查、北极星储能网