1月3日，A股市场迎来开门红，钒电池超越锂电池及钠电池板块，涨幅为2.69%。

 

钒电池，估计很多人不了解，这种电池技术在三十年多前出现，一直默默无闻。作为储能、构建新型电力系统重要一环，近期逐渐活跃起来，并被预测有发展成千亿级资本市场的巨大潜能。

 

据统计，目前，全钒液流电池的市场渗透率不足1%。十几年前就被认为是储能电池中“希望之星”的钒电池，安全性能高、且成本低廉，有望成为锂电池“继位者”。

 

 

▲6月29日，国家能源局明确提出三元锂电池不得用于中大型储能，这让钒电池在储能市场中有了更多机会。

 

 

另一种电池的打开方式

 

目前，新能源电池赛道主要有三大技术路线：锂离子电池、钠离子电池、氢燃料电池。而钒电池是游离于三界之外的神奇存在。

 

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。它和锂/钠/氢电池不同，正负极都是液体，只有中间的隔膜是固体。

 

也就是说，和市面上大多数的固态电池不同，钒电池的本质是一种液态蓄电池。

 

三点优势与三点劣势

 

因为区别于固态电池，钒电池的优劣都很明显。

 

优势有三点：一，安全性高。钒电池负极和正极均为钒电解液，极其不易燃。二，寿命更长。目前商用钒电池循环寿命可以达到16000次以上，远高于锂电池的6000 次；三，维护方便省心。老旧电池只要更换隔膜，再修复电解液，电池就能恢复如初。

 

 

▲全钒氧化还原液流电池结构图

 

但是，全电解液的结构也存在缺陷，主要也有三点：

 

一，转化率低。因为钒电池大量液体需要用泵来维持其流动，造成不少的能量损耗，目前钒电池的能量转化效率为70-75%，低于锂电池（90%）。

 

二，成本高。成本高是全钒液流电池的硬伤，大约在3-3.2元/Wh。而氢燃料电池成本约2-3元/Wh，锂电池的平均成本为1.2-1.5元/Wh，钠离子电池成本预计0.8-0.9元/Wh。

 

三，体积大。液体本身就比固体更占地方，再加上，电解液的外部还有两个结构，输送泵和电堆，这样一套组合才能完成充放电，所以钒电池的块头特别大。

 

从生不逢时，到扬眉吐气

 

曾经，电子设备与新能源电动汽车的蓬勃发展，为锂电池发展提供了富饶的土壤。如今，储能需求的爆发，终于为钒电池的爆发提供了广阔空间。

 

储能电站对能量密度和占地面积没有过多的要求。相较而言，储能电站更看重电池寿命、安全性和使用成本。比如占据储能最大份额的抽水蓄能电站，其寿命一般都长达20年甚至50年以上。在今年6月国家能源局近日发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求（征求意见稿）》中提出，中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池。这完全给足了钒电池反超机会。

 

氢燃料电池中氢气易燃易爆；钠离子电池还存在两大问题没有解决：第一，在寿命上不占优势，循环次数仅为锂离子电池的三分之一；第二，负极端材料待攻克，仍需要企业投资探索。

 

而钒电池在这两点略胜一筹。在储能赛道上，钒电池或成为明日新星。

 

除去上文说到的钒电池本身优势外，中国发展钒电池还具备原料自主可控的优势。

 

全球锂资源中，约有超过一半在南美洲的“锂三角区”，中国锂资源储量只占全球总储量的7%。而目前全球探明的钒矿储量为2400万吨，其中，中国的储量是950万吨，占39%，位居世界第一。发展钒电池，中国完全可以实现原料自主可控。

 

钒电池迎来拐点

 

全钒液流电池技术的提出在19世纪80年代，加拿大和日本等国掌握并封锁相关专利技术。90年代末，中国开始从事相关研究。

 

2008年，大连融科成立；2009年，当时的钒电池龙头——加拿大公司VRB被刚刚成立3年的北京普能以215万美元收购，后者一跃成为中国钒电池的排头兵。

 

十年后，中国钒电池研发开始取得阶段性成果。以下着重梳理三家机构或公司钒电池布局路径。

 

1、中国科学院大连化学物理研究所：技术领先

 

早在2020年，中国科学院大连化学物理研究所宣布成功研发出新一代低成本、高功率全钒液流电池电堆；2022年11月，中国科学院大连化学物理研究所设计的“200MW/800MWh大连液流电池储能调峰电站”正式并网发电。

 

▲大连液流电池储能调峰电站是国家能源局批准建设的首个国家级大型化学储能示范项目，总投资38亿元

 

2、钒钛股份：具备原料优势

 

2015年，攀钢钒钛（现变更为钒钛股份）宣布攀钢钒电池已量产；2021年公司与大连博融（大连融科母公司）签署合作协议，亦参与大连液流电池储能调峰电站建设；今年10月，钒钛股份与国电投西南院等就全钒液流电池领域达成战略合作。

 

钒钛股份拥有全球最大的钒产品产能，产能折4万吨五氧化二钒/年，原料优势显著，持续关注全钒液流电池储能技术。

 

3、上海电气：设立子公司开拓钒电池业务

 

上海电气自2011年确定液流电池研发方向,截至目前，公司已完成30余项液流电池储能项目的实施，累计液流储能装机容量超过20MWh。上海电气液流储能电池技术领先，其汕头智慧能源综合园已安装1MW/1MNWh全钒液流电池。今年3月，子公司上海电气储能科技有限公司完成Pre-A轮融资。

 

自2020年以来，钒电池迎来了一波企业布局的小浪潮。

 

国电投驼山风电场全钒液流储能电站工程顺利开工；

 

北京普能计划在湖北省襄阳部署全钒液流电池集成电站；

 

大唐国际镇海风电场将采用全钒液流电池；

 

华润设立两个液流储能电池项目；

 

协鑫集成新增“钒电池”概念，与四川伟力得能源共同开辟钒电池领域；

 

GW级全钒液流电池制造商伟力得预中标中核汇能全钒液流电池储能系统；此前伟力得计划投资500亿元，打造甘肃储能技术策源地

 

伴随着企业密集布局，钒电池厂家收到的意向订单也明显增多。国内液流电池储能装机容量从2020年的3兆瓦，增长到2021年150兆瓦。

 

国家电投集团中央研究院储能公司副总经理杨林介绍，电力行业对于长时储能的需求越来越多，是近年来液流电池市场不断增长的主要因素之一。

 

值得注意的是，中国与海外的钒电池渗透率都仅为1％左右，渗透率在5%以下，一般表明行业处于一片蓝海，前景很广阔。据国际能源署和国家能源局数据推断，液流电池全球市场规模未来将超过万亿，在中国的市场也将达到千亿水平。

 

在全球可再生能源革命的时代背景下，单凭锂离子电池并不足以支撑人类完全迈入电动化的能源之路，这种危机感唤起人们对多元材料电池的研发，因为钒电池的主要材料是地球储量丰富的资源，这一点，锂离子电池无可比拟。