基本情况
钒电池,全称全钒氧化还原液流电池,是一种以钒为活性物质呈循环流液态的氧化还原电池。由于安全性能突出以及循环寿命长,钒电池有望在某些领域发展为锂电池的“继任者”。与动力电池相比,储能电池多用于电源、电网、用户侧以及基站、3C产品等,与国家能源安全有着更为紧密的关联。
产业现状
国内,国电投、国家能源集团和一些地方能源集团、北京普能、大连融科、武汉南瑞、华润、上海电气、伟力得等都在积极布局钒电池生产。浙江杭州等地有初创型公司成立,参与钒电池的研发制造。
国际上,上世纪80年代开始有全钒液流电池的研究成果落地;90年代末,中国开始从事相关研究;2008年,大连融科储能技术发展有限公司成立;2009年,北京普能世纪科技有限公司收购全球最大钒电池企业加拿大VRB Power System公司。
2021年我国储能市场已出现拐点迹象,钒电池厂家收到的意向订单明显增多。
比较优势
经美国、日本、澳大利亚等国的使用验证,与铅酸、镍氢电池相比,钒电池具有大功率、长寿命、支持频繁大电流充放电、安全性高等优势,主要用于再生能源并网发电、电网储能、大型智能微电网等。
1、安全:近年来,锂电池安全问题频发,引发社会的担忧。作为储能领域里的新秀,全钒液流电池的安全性优势凸显。
2、价格:数据显示,自2021年初至2021年12月14日,碳酸锂价格已上涨413%,北亚到岸价格32600美元/公吨,而氢氧化锂价格在同一时期攀升254%,至北美地区到岸价格31900美元/公吨。分析人士称,疫情加剧供应紧张,再加上全球对绿色能源的追捧,预计锂、石墨、钴等锂离子电池关键材料价格还将持续上涨。
3、资源:全球锂资源中,约有超过一半在南美洲的“锂三角区”,智利、玻利维亚和阿根廷等国拥有世界最大的锂储备量。截至2020年,中国锂资源储量约为150万吨,占全球总资源储量的7.12%。我国虽然是锂盐加工大国,但锂资源仍高度依赖进口。
4、成本:钒电池与锂电池相比的优劣势从成本端来看,与锂电池相比,钒电池最大的劣势就是成本。
随着消费电子和新能源汽车对锂电池行业的拉动,锂电市场规模急剧扩大,技术不断进步,加上规模效应,带来成本的大幅下降。
远景展望
按照1GW钒电池需要5500吨钒计算,假设2025年新增钒电池装机量为4GW,新增需求量2.25万吨,相比2020年市场规模的60%,对供需平衡表形成较大的冲击。预计,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。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的能源金属。
以钒电池为代表的液流电池,2019年装机规模为20MW,2020年装机规模达100MW,据不完全统计2020年以来钒电池项目,装机量已经超过6GW,容量超过20GWH。
根据国家发改委、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》所制定的目标,到2025年新型储能装机规模将达30GW以上,与目前的装机量相比仍有巨大的空间。钒电池由于其寿命较长,安全性较好,其在储能领域的渗透率将稳步提升,2025年钒电池在储能领域渗透率有望达到15%-20%。
近年来,我国储能装机量迅速增长,钒电池相关储能项目取得显著进展。以钒电池为代表的液流电池,2019年装机规模为20MW,2020年达到100MW,钒电池装机量增长迅速。不过目前我国钒电池渗透率仅为1%左右,未来发展前景广阔。
2021年我国储能市场已出现拐点迹象,钒电池厂家收到的意向订单明显增多。
去年下半年以来,面向储能的国家级政策频出,各地也陆续出台省市级政策支持新型储能及抽水蓄能发展。2021年7月,发改委、能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,明确了储能的市场主体地位,并允许其参与各类电力市场。意见提出到2025年新型储能装机规模达3000万kW以上,2030年新型储能全面市场化发展的目标。
中国是钒资源比较丰富的国家。我国钒钛磁铁矿广泛分布于四川、湖南、安徽、广西、湖北及甘肃等省区,其中四川钒储量居全国之首。2020年,中国钒矿产量占全球钒矿总产量的61.63%。
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● 2020年以来文化钒电池项目
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全钒液流储能电池公司RedT
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