全钒液流电池：储能高增长核心赛道，龙头强者恒强

电化学储能系统可以根据电池组的不同类型进行分类，包括锂离子电池储能、钠离子电池储能和液流电池储能等。

全钒液流电池作为长时储能的典范，在电化学储能电池领域中脱颖而出，以其卓越的安全性著称，尤其适合对安全性有严格要求的大型电站储能项目。

此外，随着设计储能时间的延长，全钒液流电池的单次循环度电成本逐渐降低，使其成为需要长时间储能的应用场景的理想选择。

考虑到全钒电池拥有长达20-30年的使用寿命（相比之下，磷酸铁锂电池的寿命通常为5年），在全生命周期内，全钒液流电池的单位成本可能会与磷酸铁锂电池相媲美甚至更优。

据彭博新能源数据显示，截至2023年8月底，我国液流电池装机规模已攀升至220MW/865MWh，同时储备项目规模更是高达5GW/18GWh。预计2025年我国有望完成约4GW的液流电池项目建设，行业前景广阔。

全钒液流电池行业概览

全钒液流电池是一种通过电解液中的钒活性物质在电极上发生电化学氧化还原反应来实现电能和化学能相互转化的电化学电池。

通过外接泵提供的机械动力，电解液在储液罐和电堆之间循环流动。电堆内的钒离子因发生氧化还原反应而得失电子，从而实现化学能与电能之间的相互转换。

全钒液流电池的独特发电机制赋予了其卓越的安全性能和经久耐用的优势。

与锂电池截然不同，液流电池的设计实现了电解液与电堆的完全分离。在这种结构中，电解质离子稳定地溶解在水溶剂中，从而彻底消除了热失控、过热、自燃或爆炸的风险。正因如此，全钒液流电池在现有的电化学储能技术中脱颖而出，成为安全性极高的选择。

此外，全钒液流电池还表现出了出色的充放电循环性能。它不仅能够支持高频率的充放电操作，每天轻松应对数百次的充放电循环，而且其液态电解液的特性意味着即使过度充放电也不会引发爆炸或导致电池容量显著下降。

这种结构和原理特性赋予了全钒液流电池两大显著优势：一是其完美的模块化设计和配置灵活性，电堆和储液罐相互独立，输出功率取决于电堆的大小，而容量则取决于电解液的体积。

增加功率和容量只需相应地增大电堆尺寸和提高电解液体积或浓度即可；二是其整个反应过程仅仅是简单的元素价态变化，无任何危险变量，因此本征安全性完全满足大规模储能的需求。

值得注意的是，较高的初装成本是全钒液流电池发展的最大制约，但其全生命周期成本已低于锂电池。

钒液流电池原理：

我国钒电池的研究始于20世纪80年代末，经过不断的发展，1995年中国工程物理研究院成功研制出500W、1KW的钒电池样机，为我国的钒电池发展奠定了基础。

随着2009年中国普能收购VRB并获得其核心技术及研发团队，我国的钒电池行业进入了快速发展的轨道。

2022年，我国首个国家级钒储能示范项目“大连融科100MW/400MWh项目”的商运，更是标志着我国钒电池行业正在从大规模的商用示范阶段迈向产业化推广的新阶段。

钒电池产业链梳理

目前，钒电池产业链仍然处于相对初级的发展阶段。

涵盖了从上游的钒原料供给、电解液制备以及电堆材料生产，到中游的电池模组装配和控制系统制造，再到下游的发电侧、电网侧、用户侧等应用市场的全过程。

全钒液流电池产业链图示：

上游主要集中在电解液原料五氧化二钒的生产上。

主要生产商包括钒钛股份、河钢股份、川威集团和龙佰集团等。其中，钒钛股份是国内最大的钒产品生产企业。

中游电解液作为钒电池的核心组成部分，与锂离子电池有着显著的区别：在钒电池中，电解液直接承载着电池正负极的功能。具体来说，电池正极的电解液是由含有四价和五价钒离子的硫酸溶液构成，而负极电解液则是由含有二价和三价钒离子的硫酸溶液组成。

这种全钒液流电池的电解液是通过将硫酸或盐酸与五氧化二钒混合，以获得高浓度的含钒溶液，随后再根据特定的配方进行精确配制而成。

电解液主要参与厂商包括大连博融（大连融科的子公司）、湖南银峰、河钢股份和星明能源等是主要的生产企业。大连融科作为全球最大的钒电解液生产企业，其市场占有率高达80%。

电堆主要由离子交换膜、电极、双极板等构成，代表公司有大连融科、北京普能、四川伟力得等。

质子交换膜，作为一种能够隔离正负极电解液并选择性透过特定离子的关键技术组件，其制造技术因高度复杂性而长期为少数国际企业如科慕（原杜邦）、戈尔和旭硝子等美日厂商所垄断。

随着国内科研与产业实力的不断增强，国内企业如东岳集团和江苏科润正积极布局并加速这一领域的国产替代步伐。

电极的生产则包括辽宁金谷等公司在内。此外，还有专注于电控、电子系统以及储存罐等工程物件生产的企业。

根据国网研究院的统计数据，全钒液流电池的成本主要集中在电解液和电堆上，这两部分合计占比高达84%。虽然其初始投资成本相对较高，但由于电解液具有可循环性和高残值的特点，使得全钒液流电池的生命周期越长，其平准化度电成本（LCOE）就越低。

目前，全钒液流电池的初始单千瓦投资约为3000元，度电成本约为0.68元，已经接近锂离子电池储能的水平。

据国网新疆研究院的预测，到2030年和2060年，全钒液流电池的单千瓦投资将分别降至2100元和1680元，而度电成本也将分别降至0.42元和0.36元。

目前，钒电池储能系统仍处于发展的初级阶段，因此大多数钒电池生产企业在电解液、电堆和系统组装等环节均采用自研自产模式。

随着产业链的不断成熟和规模化生产的推进，未来有望形成更加细化的系统分工，从而进一步提升产业链的降本效率。

这意味着各个环节的专业化程度将不断提高，企业之间的协作也将更加紧密，共同推动钒电池储能系统的成本降低和性能提升。

全钒液流电池成本结构：

下游：在钒电池的生产方面，大连融科、北京普能、伟力得、武汉南瑞（国网英大的子公司）和上海电气等公司是主要的生产企业。

据CNESA统计，2023年前7个月，全国范围内签约备案的全钒液流电池储能项目数量已超过55个，装机规模达到8.5GW。这些项目主要分布在湖北、甘肃、河南、辽宁等地，其中不乏规模达到百兆瓦以上的在建项目。其中，察布查尔县和吉木萨尔县的全钒液流储能项目更是达到了GWh级的储能容量。#储能##钒电池##新能源##锂电池##科技##文章首发挑战赛##财经#

钒电池产业链主要代表厂商梳理：

结语

全钒液流电池作为新型储能的核心产品，凭借其独特的技术优势和市场前景，正在成为绿色能源领域核心赛道。这一技术不仅为解决可再生能源的波动性和间歇性问题提供了有效方案，还为电网的稳定运行和能源结构的优化提供了重要支撑。

2022年3月，国家发改委与国家能源局共同颁布了《“十四五”新型储能发展实施方案》，方案明确地将百兆瓦级液流电池技术列为“十四五”期间新型储能核心技术装备的重点攻关方向。

这一政策不仅为钒电池储能技术的发展描绘了广阔的前景，同时也有力地推动了其商业化进程的加速。

根据Guidehouse Insights所发布的《Vanadium Redox Flow Batteries: Identifyting Market Opportunities and Enablers》报告数据显示，钒电池在未来十年内的发展势头强劲。预计从2022年至2031年，钒电池的年装机量将保持高达41%的复合增长率，到2031年，全球钒电池的年装机量有望达到32.8GWh，展现出巨大的市场潜力和发展空间。

随着全球能源结构的转型和可再生能源的大力发展，全钒液流电池在电力系统中扮演着越来越重要的角色。它能够有效平抑风、光等可再生能源的发电波动，提高电力系统的稳定性和可靠性。同时，由于其长寿命和低维护成本，全钒液流电池在降低储能系统全寿命周期成本方面具有显著优势。

在市场前景方面，全钒液流电池同样展现出巨大的潜力。随着技术的进步和成本的降低，其在储能市场中的竞争力将不断提升。此外，随着全球对绿色能源和低碳经济的关注度日益提高，全钒液流电池有望在交通、通信、工业等多个领域得到广泛应用。