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2022年8月18日 星期四
钒电池储能“虚”与“实”
所属分类:行业纵览
来源:高工储能
更新日期:2022-07-21

2022年,大部分锂电及储能企业蒙上了一层阴霾。行业见证了碳酸锂价格从年初突破人民币30万元/吨,并一直处于高位震荡,最高峰时涨至50万元/吨。相比2021年初的人民币5万元/吨,涨幅达10倍。

相关报道称电池原材料价格上涨已经导致储能系统价格上涨30%,储能企业普遍呈现增收不增利现状。

尽管在国家各部门的联手努力下,碳酸锂价格逐渐趋向稳定,但看似平静的海面下,一场围绕元素周期表的战争已经打响。

储能安全问题助力钒电池站上风口

6月29日,国家能源局发布《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿)》,明确将三元锂离子电池、钠硫电池从中大型电化学储能方案中剔除。建造大型的化学电池储电站,考虑的首要因素变成了安全,能量密度以及成本都是排在后面的问题,钒电池能够一夜爆红的关键原因。

与此同时首个国家级大型化学储能示范项目大连液流电池储能调峰电站将在8月商业运行,项目采用国内自主研发、具有自主知识产权的全钒液流电池储能技术。

政策端对储能安全性的要求进一步调高,一举将钒电池带到整个行业的风口,一时间风光无二。凡涉及钒电池概念的企业均在二级市场受到投资者的热捧,就连隔壁“钛白粉”行业的中核钛白也享受到了这一波红利。

与锂电池相比,全钒液流电池最大的优点在于安全性高,因为电池本身的水基电解质特性使得其不会发生燃烧和爆炸,同时电池的功率和容量相互独立,可以通过增加钒电解液的容量即可以做到容量的扩充,这就决定了其在大容量装机规模上依然是安全的。

除此之外,钒电池还具备一个得天独厚的本土优势——储量优势。我国的锂资源储量仅占全球储量的7%,而钒资源储量则占42%,丰富的钒储量不仅完全能够自给自足,而且大部分为易提取的钒钛磁铁矿,大幅降低了开采利用的成本与效率。

最后在循环寿命当中,全钒液流电池循环寿命可达到20000次以上,远远高于锂电池技术。正因此,全钒液流电池是更适合大规模、长时间储能场合的储能电池技术路线。而长时储能是实现“双碳”目标的重要条件之一,我国及全球长时储能项目正在不断攀升,未来的潜在市场空间巨大。

事实上,钒电池还具有易扩容、污染小等优势,无论怎么看都与储能是“天作之合”,为何直到今日才得到市场的关注?

综合来看,制约钒电池发展的有三,分别是技术、成本、容量。

技术方面,钒电池的工作温度只能低于45摄氏度,若超出则易析出五氧化二钒沉淀直至电堆报废。另外钒电池石墨极板要被正极液刻蚀,如果用户操作不当,一次充电就能让石墨板完全刻蚀导致电堆报废。

成本方面,钒电池目前的初装成本大概是锂离子电池的2倍以上,项目总投资成本集中在3.8-6.0元/Wh左右。其中钒的电解液成本约占总成本的41%,钒电解液主要成本为五氧化二钒,价格主要受到钒价的影响。

其次在容量方面,钒电池仅有锂电池的70%-75%。此外钒电池能量密度也较低,仅为12-40Wh/kg。另外钒电池体积大,即使相同能量钒电池所占体积是锂电池的3-5倍,直接导致运输困难。

钒电池爆火后的产能隐忧

所幸,钒电池在经过过去十年的研究示范后,国内产业配套成熟度快速提升,制造成本下降明显;随着示范规模突破百兆瓦和头部企业产能的扩张,其投资成本有望进一步下降。

从需求端看,目前液流电池电化学储能装机量占比偏低,无论是全球还是中国,比例均低于1%。但2018年以来液流电池签订项目数和装机项目数均创新高,仅从2021年到2021H1,国内规划的液流电池装机量超过6GW,容量超过20GWh。GGII预计,2025年全钒国内装机有望突破1GW。

按照单GWh钒电池消耗5500吨钒估算,2025年国内对五氧化二钒的需求拉动超3万吨,若钒资源后续开发力度不及预期,或对钒价有明显的拉动,进而影响钒电池电解液成本。

但从数据来看目前情况并不乐观,截至2021年,国内五氧化二钒产量为11万吨以上,但国内95%以上的钒产品应用在钢铁领域,约3%应用在钛合金及化工行业,其余约2%应用在钒储能领域。

也就是说,虽然中国是个钒资源大国,但留给钒电池的分量却少的可怜。如果没有钒,再大的市场机遇也只是纸上谈兵而已,增加钒资源分配,增加钒资源产能的重要性不言而喻。

如果行业没有在市场爆发前夜做好充沛准备应对,那么由供需失衡导致的通货紧缩效应会对上游价格造成极大的冲击,类似于今年锂价暴涨的局面或许会再一次重新上演。


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