編者按：李強總理在遼寧調(diào)研時，到全釩液流電池的企業(yè)參觀。釩電池的前景，是行業(yè)和投資圈關注的問題。行業(yè)發(fā)展情況供大家參考。
??隨著新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，儲能成為又一高景氣賽道。
??其中，釩電池儲能在政策驅(qū)動和技術不斷成熟的加持下，市場滲透率有望進一步提升。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2023年5月第三周，國內(nèi)已簽約釩液流儲能項目10個，合計裝機功率達2.9GW，是2022年已投運釩電池儲能裝機規(guī)模的近15倍。
??專注于開發(fā)、生產(chǎn)新型儲能產(chǎn)品的北京星辰新能科技有限公司首席科學家、中南大學化工學院教授劉素琴認為，釩電池具備高安全性，非常適合應用于大規(guī)模儲能，目前釩電池儲能市場已處在爆發(fā)前夜。而據(jù)國際調(diào)研機構(gòu)Guidehouse Insights 預計，到2031年釩液流電池全球容量將超30GWh，相較于目前容量來說，市場空間廣闊。
??據(jù)悉，釩電池降本路徑清晰，國內(nèi)廠商仍在通過提升關鍵材料性能與國產(chǎn)化等多種路徑降本增效。
??釩電池產(chǎn)業(yè)化條件已成熟。
??從理論角度出發(fā)，釩電池循環(huán)壽命較長、安全性較高，并且在全生命周期成本優(yōu)勢顯著；從實際應用來看，劉素琴認為，目前應該沒有能夠阻止釩電池產(chǎn)業(yè)化的實質(zhì)性問題存在，通過長期的實踐與技術迭代，釩電池已成為當前產(chǎn)業(yè)化最成熟、可靠程度最高的技術路線之一。。
??對于釩電池能量密度僅12～40Wh/kg且一度被認為“無法通過技術手段彌補”的短板，劉素琴表示，事實并非如此。“釩電池能量密度主要由電解液的濃度決定。以常規(guī)的硫酸溶液為例，其飽和溶解度(即釩離子濃度)約1mol/L，但是通過一些添加，可以將以硫酸為主、甚至全硫酸的溶液做到至少2mol/L。同時，也可以做一些溶劑保持硫酸溶液的電化學活性。有文獻報道可制備出8mol/L的全釩液流電池電解液，即能量密度可達100Wh/kg，但是充放電性能還未得到印證?！眲⑺厍俦硎?。
??據(jù)悉，大連博融是國內(nèi)第一家大規(guī)模生產(chǎn)釩電解液的企業(yè)，已擁有年產(chǎn)1GWh的釩電解液生產(chǎn)線，其釩濃度可達1.5-2.0 mol/L；星辰新能的電解液釩濃度測試數(shù)據(jù)已達2.8 mol/L。
??從終端市場來看，釩電池儲能可以涵蓋發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)。
??“釩電池在這三大領域中的規(guī)模大小略有不同。比如發(fā)電側(cè)根據(jù)太陽能和風能的分布情況儲能規(guī)模可大可小；電網(wǎng)側(cè)涉及到智能電網(wǎng)，規(guī)模相對來說更大；用電側(cè)則根據(jù)用戶規(guī)模的大小而定。”劉素琴稱。
??聯(lián)儲證券統(tǒng)計顯示，2022年國內(nèi)已投運的釩電池新型儲能項目裝機規(guī)模為0.2GW。截至2023年5月第三周，國內(nèi)已招標釩液流電池系統(tǒng)項目6個，合計招標功率超過44MW，參與投資的企業(yè)多為上海電氣(601727.SH)、華潤電力(00836.HK)、國家電投等國企。
??星辰新能董秘許曉晨表示，現(xiàn)階段而言，電化學儲能中鋰電還是占據(jù)市場主導地位，釩電池主要通過降本、技術的提升取得一些特殊場景的市場份額?！耙毫麟姵丶夹g在大規(guī)模長時儲能以及一些對安全性要求較高的應用場景中比較有優(yōu)勢。”
??電解液和電堆，釩電池多路徑降本。
??電解液和電堆是釩電池成本的重要組成部分，分別占總成本的41%、37%。
??其中，電解液是釩電池的關鍵材料，可通過提高效率和租賃等方式降本。
??現(xiàn)有釩電解液主要通過V2O5(五氧化二釩)與稀硫酸混合電解獲得?！疤嵘娊庖旱睦寐蕦嶋H上就是在充放電的電壓范圍內(nèi)提升它的活性，可以通過在電解液中添加一些添加劑，以及在電極表面增加一些催化劑等多種方法結(jié)合的形式?！眲⑺厍俜Q，電解液利用率的提升，可有效減少電解液、特別是V2O5的用量，進而實現(xiàn)降本的目標。
??《全釩液流電池的技術進展、不同儲能時長系統(tǒng)的價格分析及展望》中顯示，如果電解液的利用率為70%，實際上儲存1kWh的電能大約需要8kg的 V2O5；若把電解液的利用率提高到 80%，實際上儲存1kWh的電能，大約僅需要 7kg的V2O5。
??從租賃降本路徑來看，許曉晨表示，釩電池電解液的天然屬性特別適合做租賃?！笆紫?，電解液液罐體積較大，不容易來回挪動，存儲相對固定，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術可對租賃物跟蹤監(jiān)控；其次，在釩電池的生命周期時間尺度上，釩價是相對穩(wěn)定可控的。租賃模式可以大幅減少業(yè)主和客戶的初裝成本，使客戶對技術方案的選擇更多集中在應用場景的適配性，而非單純的初始建設成本。”
??據(jù)大連博融旗下大連融科儲能技術發(fā)展有限公司副總經(jīng)理、安徽海螺融華儲能科技有限公司副總經(jīng)理鄒毅在第十一屆儲能國際峰會暨展覽會上介紹，其釩電池電解液租賃模式已在“樅陽海螺水泥6MW36MWh項目”中首次應用。
??據(jù)悉，早在2020年9月，英國全釩液流電池供應商Invinity和美國礦產(chǎn)開發(fā)與釩生產(chǎn)商Bushveld公司合作創(chuàng)立的VERL(Vanadium Electrolyte Rental Limited)公司便與Pivot Power簽訂合同，會為其提供十年的電解液租賃。
??鄒毅介紹，使用電解液租賃模式后，相當于電解液初始投入成本絕大部分被免去，初始投入約是購買模式的一半。未來電解液租賃模式將成為推動釩電池儲能商業(yè)應用的重要模式。
??許曉晨稱，從出租方的角度考慮，電解液租賃業(yè)務若要持續(xù)開展、且各方均能從中獲益，還需要滿足以下幾個條件。一是電解液出租企業(yè)要對釩資源有一定的掌控力，能夠持續(xù)保障電解液的原材料來源;二是需要有一定的資金體量在背后做支持，能夠滿足持續(xù)采購電解液的資金需求。當然，通過一些金融工具，可以優(yōu)化業(yè)務的現(xiàn)金流，比如租賃出去的電解液會形成應收賬，公司可以通過ABS(Asset Backed Securitization，即資產(chǎn)證券化)或類似REITs基金等方式將應收賬款做成證券化處理，從而減少前端的資金壓力。
??電堆環(huán)節(jié)中，質(zhì)子交換膜自主可控性不斷增強，且國內(nèi)產(chǎn)品價格較國外相比有明顯下降。
??其中，江蘇科潤的Nepem-11系列使用全新流延法工藝制造，在流延過程中添加阻釩性能好的新型氟樹脂混合配方。釩滲透率減少80%、彈性模量(420MPa)高于Nafion、斷裂伸長率(120%)較小、電導率(0.1S/cm)優(yōu)于行業(yè)主流產(chǎn)品——科慕的Nafion全氟磺酸樹脂交換膜，機械強度和含水率相差無幾。
??東岳集團(0189.HK)子公司東岳未來氫能是國內(nèi)少數(shù)實現(xiàn)全氟質(zhì)子交換膜全產(chǎn)業(yè)鏈量產(chǎn)技術突破，并擁有大規(guī)模供應能力的企業(yè)。東岳未來氫能 150 萬平米質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線一期工程已于 2020 年 11 月正式投產(chǎn)。
??大連物化所成功制備出空隙率高、孔徑分布均勻、貫通性好的多孔離子傳導膜，利用該膜組裝的單電池，在80mA/cm2充放電條件下，能量效率超過90%。
??價格方面，許曉晨表示，此前Nafion的采購價格曾高達10000元/平方米，現(xiàn)在降到5000元/平方米以下，甚至會更低；國產(chǎn)化全氟磺酸質(zhì)子交換膜的采購基本上能降到約1000元/平方米，量大的話每平方米還可以降到1000元以下。
??除江蘇科潤、大連物化所外，國內(nèi)億華通-U(688339.SH)旗下的上海神力、國潤儲能等都自主創(chuàng)新開發(fā)了更低成本的質(zhì)子交換膜。
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