市面上所有储能电池性能对比:
今天我要讲的主角大家可能比较陌生,钒电池。在政策扶持下,未来五年,他的增长空间将会迎来爆发,是一个被市场低估的投资领域!
钒电池,全称为全钒氧化还原液流电池,或者说全钒液流电池。
它的属性是蓄电池,通过不同价态的钒离子相互转化实现电能的储存与释放。
说白了,就是使用了钒电解液的电池。
钒电池的5个特质
1、储量丰富
世界上已知的钒储量有98%产于钒钛磁铁矿,这种矿产资源是很丰富的,世界现探明的钒资源可供开采150年。
钒资源全球储量2000万吨,区域分布集中于中国、俄罗斯、南非和澳大利亚四国,其中中国、俄罗斯位居前两位,占比分别为 47%和 26%。
对于我们国家来说无需担心卡脖子风险。
2、成本低廉
由于储量丰富,生产工艺简单,不需要贵金属作电极催化剂,成本也很低廉,与铅酸电池接近。
但是钒电池的充放电能量转换效率高达75%以上,远高于铅酸电池的45%。
具体来说,钒电池储能系统由电堆、电解液、管路系统、储能变流器等组成,其中电堆和电解液成本占系统总成本的85%左右,降低两者成本是业内共识。
解决电堆成本问题,关键是提高电池的功率密度,其次是提升关键材料的有效使用面积,降低材料成本。
3、应用场景集中在大型储能电站
钒电池最直接的特点是,电池是由两个溶液罐和一张交换膜组成。
在电池中,使用4价和3价两种钒离子的电解液。分别储存于这两个溶液罐中。
钒电池工作原理:
钒电池储能电站实物图:
因此,钒电池的容量可以随着储液罐的增加而提高,可以用于百兆瓦级别的储能电站,尤其是在光伏、风电等新能源领域。
它的竞争对手是水力蓄能、压缩空气蓄能等大规模储能技术。
这个角度来看,大家不要误以为这种电池是锂电池的替代品,锂电池作为体积小易携带的移动电源,供需缺口还是非常紧张的。现阶段钒电池的技术发展和应用对锂电池并无影响。
4、安全性高、能量密度低
钒电池即使正负电解液混合,也无危险,但电解液温度略有上升。
对比锂电池来说确实更安全,寿命更长(一般认为锂电池可以使用8~10 年左右,而液流电池寿命可达25年)。
但是,钒电池的电力输出强度,取决于交换膜的面积;而电池的容量,取决于溶液罐的体积。
钒电池的能量密度很低,仅仅是锂电或者钠电池的1/3~1/2,使其电池沉重庞大,所以是不适合在电动车上面使用的,只能作为静态储能装置。
5、环保性符合碳中和政策
钒电池的制造、使用、废弃过程均不产生有害物质,因此它的绿色环保背景非常符合当下碳中和要求,钒电池的大力应用将利好产业链各环节公司。
目前钒电池在电化学储能装机占比偏低,无论是全球还是中国,比例都是低于1%。
由于钒电池适合储能领域,随着未来储能的大发展,钒电池渗透率有望快速提升。
此外,未来由于应用领域的需求迸发,还有可能带动钒电池成本的下降,一如新能源汽车对于锂电池的影响。
钒电池投资逻辑
钒的需求结构比较稳定,主要集中在钢铁行业,占90%左右,其他为钛合金、化工品和储能电池领域。
储能领域有望成为钒需求新的增长点。
并网的钒电池相当于上水系统中的水箱,在电力消耗较低的时候蓄电,反之在电力消耗较高的放电,用来调峰。
国家发改委和能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,文件提出要坚持储能技术多元化,推动锂离子电池等相对成熟新型储能技术成本持续下降和商业化规模应用,实现钒电池等液流电池长时储能技术进入商业化发展初期
据不完全统计钒电池项目,装机量已经超过6GW,容量超过20GWH,而且我们已经看到大型发电企业的身影。
按照《关于加快新型储能发展的指导意见》政策制定目标,2025年累计实现30GW装机量,目前看来,钒电池有望大幅超预期。
预计2025年钒电池渗透率达到20%,2030年达到30%+。
钒电池行业已经处于商业化应用前夕,未来5年有望成为钒电池爆发第一阶段。
随着储能发展带动钒电池的应用渗透率提升,钒有望成为继锂钴镍之后能源金属。
相关公司
【资源端】攀钢钒钛(中国以及世界第一大钒制品生产企业)、安宁股份、河钢股份、西部矿业、明星电力;
【钒电池端】国网英大,公司子公司武汉南瑞致力于全钒液流电池开发,十年前着手布局储能研发,并将钒电池产业化作为公司的重点任务。