客服热线:400-6655-399
手机客户端

基金经理分享 | “钒电池”还停留在概念阶段吗

日期: 2022-08-29 09:01:53 作者: 点击数:  

来源:方德投资

作者:方德投资基金经理 黄国森  


     今年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)》,要求“中大型储能电站不得使用三元锂电池、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池”,市场的关注点开始聚焦钒电池在储能领域的应用,在资金的助推下,与钒电池沾边的个股持续大涨,板块“龙头”攀钢钒钛在十几个交易日内股价翻倍,钒电池技术的发展是否成熟、市场应用如何,钒电池是否还停留在资本市场的概念阶段,下面为您一一解答。

undefined

     钒电池,全称全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery,VRB),属于液流电池的一种,是一种基于金属钒元素的氧化还原的电池系统,钒电池的活性物质为钒离子水溶液,全钒液流电池的正负极氧化还原电对为 VO2+/VO2 + -V3+/V2+,其电解液是不同价态钒离子的硫酸电解液,将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质,分别储存在各自的电解液储罐中,每个电池单元由两个半单元组成,中间夹着隔膜和用于收集电流的电极。

     全钒液流电池的优点比较突出,它本质安全、超长寿命、上游资源丰富且钒电解液可无限循环使用、电池材料回收处理非常简单,全钒液流电池的功率和容量可扩展性好,随着储能时长的增加,仅增加电解液成本,而电解液又是可以永续循环使用的,在价值上保值甚至增值的物质,成为长时储能领域的重要选择。

     同时,钒电池能量密度低,又是液流电池,占地面积大,相同能量的钒电池体积可达锂电池的3-5倍,质量达2-3倍,仅适用于大规模静态储能系统,不适用于动力电池、电子产品等领域,目前,钒电池主要应用在储能领域。公开资料显示,大连液流电池储能调峰电站采用的全钒液流电池储能技术,系国内自主研发、具有自主知识产权,适用于大功率、大容量储能,具有安全性好、循环寿命长、响应速度快、能源转换效率较高、绿色环保等优点。

undefined

     液流电池技术的起源非常悠久,跨越一个多世纪,与外国相比,我国的研究和商业化应用起步较晚。但是经过近年来,钒电池技术的不断发展,我国钒电池技术体系日益完善。

     钒电池目前仍处于商业化初期,技术进步带来的降本空间较大。如大连物化所通过减少膜材料使用面积而降低电池成本;2020 年 6 月,大连物化所储能技术研究部李先锋和张华民团队成功开发出新一代 30 KW 级低成本全钒液流电池电堆。该电堆采用自主研发的可焊接多孔离子传导膜(成本<100 元/m2)。相对于传统的电池组装技术,膜材料使用面积减少 30%,电堆总成本降低了 40%。

     2021年5月,攀钢研究院在钒电池领域取得技术突破,攀钢研究院“制备钒电池用电极的方法”在日本获得发明专利授权,这是攀钢集团今年钒电池领域的首个国际专利,标志着攀钢在钒电池领域的自主创新能力取得了新突破。该方法主要针对目前钒电池无专用电极和现有电极成本高、活性低、后处理工序复杂等问题,利用含活性基团的高分子材料,经过特殊工艺制备含活性基团的多孔材料。应用该发明成果制备的电极材料,有较好的电化学活性及机械性能,且不用进行后处理,极大降低了钒电池用电极材料的成本。

     从技术角度考量,全钒液流电池已经具备了成为储能主流技术的前景,研究机构EVTank近日发布的《中国钒电池行业发展白皮书(2022年)》显示,2022年国内大量的钒电池储能项目开工建设,预计全年新增装机量将达到0.6GW,2025年钒电池新增规模将达到2.3GW,2030年新增规模将达到4.5GW,届时新增市场规模将达到405亿元。VRFBs预计到2030年,钒需求将以约56.7%的复合年增长率增长。世界银行预测,到2050年,单是储能领域的钒需求量就可能达到2018年全球钒产量的两倍。

     Guidehouse Insights 于2022 年二季度发布的《Vanadium Redox Flow Batteries :Identifyting Market Opportunities and Enablers》报告显示,2022-2031 年钒电池年装机量有望保持 41%的复合增长率,预计 2031 年全球钒电池年装机量将达到 32.8GWh;其中,2031 年亚太地区(主要为中国)年装机量将达到约 14.5GWh,北美地区将达到 5.8GWh,西欧地区将达到 9.3GWh。

undefined

Guidehouse Insights 预计2031年全

球钒电池装机量将达到32.8GWh

     虽然上述几个研究机构对市场的预测数据不同,但对行业发展的方向判断一致,我们可以看出“钒电池”已经不仅仅是停留在二级资本市场的概念阶段,2013年由大连融科储能技术发展有限公司承建的全球最大功率和最大容量的5MW/10MW.h全钒液流电池储能系统应用示范工程通过国电龙源的验收,并已稳定运行了近一年。2022年6月,全球最大的液流电池储能电站—大连液流电池储能调峰电站近来先后实现并网和电池充电,即将在今年8月份投入商业运行。大连液流电池储能调峰电站是国家能源局于2016年4月批准建设的首个国家级大型化学储能示范项目,项目的总建设规模为200兆瓦/800兆瓦时,总投资约38亿元,由大连市热电集团有限公司(占股75%)和大连融科储能技术发展有限公司(占股25%)共同出资建设。一期工程项目占地面积2.45万平方米,建筑面积3.65万平方米,项目建成后成为全球最大的液流电池储能电站,钒电池储能技术已经迈入市场验证阶段,进入商业化初期。

     未来的风险在于液流电池成本下降不及预期、产业链形成不及预期、其他新型储能技术的威胁等。


风险提示:本次发布相关产业跟踪不是对投资者在二级市场的投资推荐,股市有风险,投资需谨慎。如果您对相关专题感兴趣,请您联系方德投资获取完整版产业报告。