全釩液流電池行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè) 釩液流電池市場(chǎng)前景廣闊

• 黃文玉 2023年10月18日 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 237 7
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釩電池電能以化學(xué)能的方式存儲(chǔ)在不同價(jià)態(tài)釩離子的硫酸電解液中，通過(guò)外接泵把電解液壓入電池堆體內(nèi)，在機(jī)械動(dòng)力作用下，使其在不同的儲(chǔ)液罐和半電池的閉合回路中循環(huán)流動(dòng)，采用質(zhì)子交換膜作為電池組的隔膜，電解質(zhì)溶液平行流過(guò)電極表面并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)雙電極板收

近年來(lái)，我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模始終處于快速增長(zhǎng)階段，在全球"綠色經(jīng)濟(jì)"大潮下，可再生能源配儲(chǔ)的呼聲也大力提振了儲(chǔ)能市場(chǎng)。液流電池作為電化學(xué)儲(chǔ)能中的一種，因其大容量、高安全性等優(yōu)勢(shì)而備受行業(yè)關(guān)注。其中，全釩液流電池因其良好電池性能更加受到研究者青睞。

全釩液流電池是一種以釩為活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的氧化還原電池。釩電池電能以化學(xué)能的方式存儲(chǔ)在不同價(jià)態(tài)釩離子的硫酸電解液中，通過(guò)外接泵把電解液壓入電池堆體內(nèi)，在機(jī)械動(dòng)力作用下，使其在不同的儲(chǔ)液罐和半電池的閉合回路中循環(huán)流動(dòng)，采用質(zhì)子交換膜作為電池組的隔膜，電解質(zhì)溶液平行流過(guò)電極表面并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)雙電極板收集和傳導(dǎo)電流，從而使得儲(chǔ)存在溶液中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。

釩電池，全稱是全釩液流電池，是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的氧化還原電池。早在60年代，就有鐵—鉻體系的氧化還原電池問(wèn)世，但是釩系的氧化還原電池是在1985年由澳大利亞新南威爾士大學(xué)的Marria Kacos提出，經(jīng)過(guò)二十多年的研發(fā)，釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。在日本，用于電站調(diào)峰和風(fēng)力儲(chǔ)能的固定型(相對(duì)于電動(dòng)車(chē)用而言)釩電池發(fā)展迅速，大功率的釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)已投入實(shí)用，并全力推進(jìn)其商業(yè)化進(jìn)程。

據(jù)了解，全釩液流電池因其水基儲(chǔ)能介質(zhì)而擁有更高的安全性能，同時(shí)，全釩液流電池在循環(huán)次數(shù)壽命、全生命周期度電成本、資源可持續(xù)性以及資源可回收特性等關(guān)鍵性能指標(biāo)方面具有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。多年以來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究人員始終在推動(dòng)這一新興電池技術(shù)降本路徑。

全釩液流電池行業(yè)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

高功率密度電池電堆設(shè)計(jì)創(chuàng)新是重要的降本突破口。低碳院最新研究成果顯示，針對(duì)全釩液流電池電堆設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新，能夠有效提高電池功率密度。低碳院也憑借此次成果獲得中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)組委會(huì)"2020年度中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)最佳前沿儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)"。低碳院最新研發(fā)的全釩液流電池，相較于常規(guī)全釩液流電池，其儲(chǔ)能電堆功率密度和電池能量效率都有顯著提升，此外成本也下降約30%左右，低碳院此技術(shù)有著明顯的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。

2021年是我國(guó)儲(chǔ)能從商業(yè)化初期到規(guī)?；l(fā)展的第一年，國(guó)家明確2030年30GW儲(chǔ)能裝機(jī)目標(biāo)。在技術(shù)應(yīng)用上，除了鋰電池外，壓縮空氣、液流電池、飛輪儲(chǔ)能等技術(shù)也成為2021年國(guó)內(nèi)新型儲(chǔ)能裝機(jī)的重要力量，截至2021年底，中國(guó)已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模46.1GW，占全球市場(chǎng)總規(guī)模的22%，同比增長(zhǎng)30%。市場(chǎng)增量主要來(lái)自新型儲(chǔ)能，2021年我國(guó)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到5729.7MW，同比增長(zhǎng)75%。

在電池技術(shù)不斷迭代更新、成本不斷下降的情況下，業(yè)內(nèi)專(zhuān)家普遍認(rèn)為，全釩液流電池已經(jīng)具備商業(yè)化開(kāi)發(fā)條件。目前全釩液流電池是最成熟的液流電池，考慮到液流電池本身優(yōu)勢(shì)，全釩液流電池是滿足大規(guī)模儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化要求較為理想的技術(shù)，其技術(shù)性能與成本也已達(dá)到可規(guī)?；l(fā)展的水平。目前，電堆成本下降已經(jīng)逐步展開(kāi)：大連化物所通過(guò)開(kāi)發(fā)可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜，使得電堆膜材料使用面積下降30%、電堆總成本下降40%。因此釩電池成本的逐年下降，可以推動(dòng)其向市場(chǎng)化、規(guī)?；~進(jìn)。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國(guó)全釩液流電池行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與投資研究咨詢報(bào)告》顯示：

全釩液流電池行業(yè)資產(chǎn)規(guī)模由2019年到2021年由135億元上升到257億元。目前，我國(guó)全釩液流電池制造廠家共有100多家，行業(yè)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，整個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)能力不斷提高。全釩液流電池行業(yè)從業(yè)人員規(guī)模由2019年到2021年由6.3萬(wàn)人上升到10.5萬(wàn)人。2019-2021年全釩液流電池行業(yè)產(chǎn)值利稅率由7.2%上升到8.1%。由于需求的好轉(zhuǎn)，全釩液流電池行業(yè)凈利潤(rùn)率由2019年4.7%上升到2021年5.2%左右。

以2025年電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)30GW計(jì)算，隨著釩電池商業(yè)化推廣政策的提出，預(yù)計(jì)2025年全釩液流電池新增裝機(jī)可達(dá)1.7GW，新增滲透率達(dá)20%;同時(shí)到2025年釩電池累計(jì)裝機(jī)可達(dá)4.3GW，累計(jì)滲透率達(dá)14%，有望實(shí)現(xiàn)國(guó)家2025年新型儲(chǔ)能技術(shù)裝機(jī)規(guī)模30GW的要求。全釩液流電池累計(jì)裝機(jī)2020-2025年CAGR達(dá)112%，釩液流電池市場(chǎng)前景廣闊。

全釩液流電池的行業(yè)應(yīng)用分析

風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要配備功率大約相當(dāng)于其功率1%的鉛酸電池用于緊急情況時(shí)風(fēng)機(jī)保護(hù)風(fēng)葉用，另外每一臺(tái)風(fēng)機(jī)還需要配備功率大約相當(dāng)于其功率10%~50%的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能電池。對(duì)于風(fēng)機(jī)離網(wǎng)發(fā)電，則需要更大比例的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能電池，擁有眾多杰出優(yōu)點(diǎn)的釩電池完全可以取代現(xiàn)有的鉛酸電池，進(jìn)而構(gòu)建風(fēng)電場(chǎng)的動(dòng)態(tài)能源儲(chǔ)存系統(tǒng)。

光伏發(fā)電需要太陽(yáng)光，一旦到了晚上和陰雨天就發(fā)不了電，因而需要儲(chǔ)能電池為其儲(chǔ)存電力，由于現(xiàn)有的鉛酸電池功率、容量和壽命均非常有限，相信集眾多杰出優(yōu)點(diǎn)于一身的釩電池將作為光伏發(fā)電儲(chǔ)能電池的首選。

電網(wǎng)調(diào)峰的主要手段一直是抽水蓄能電站，由于抽水蓄能電站需建上、下兩個(gè)水庫(kù)，受地理?xiàng)l件限制較大，在平原地區(qū)不容易建設(shè)，而且占地面積大，維護(hù)成本高。釩電池儲(chǔ)能電站不受地理?xiàng)l件限制，選址自由，占地少，維護(hù)成本低?？梢灶A(yù)期，隨著釩電池技術(shù)的發(fā)展，釩電池儲(chǔ)能電站將逐步取代抽水蓄能電站，在電網(wǎng)調(diào)峰中發(fā)揮重要的作用。

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  2023-2028年中國(guó)全釩液流電池行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與投資研究咨詢報(bào)告

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