研报简读《钒液流电池兼具安全与灵活的长时储能技术未来前景可期（一）》

券商机构：国信证券

证券分析师：王蔚祺、陈抒扬

一、钒电池基本结构与特性

钒电池系统主要由功率单元、能量单元、电解液输送系统、电池管理系统、储能逆变器等组成，其中功率单元和能量单元是核心构件。功率单元-电堆主要由离子膜、电极、密封垫、电极框、双极板等构成。电堆是系统的重要部件，是发生电化学反应的主要场所，其数量和大小影响了钒电池功率。能量单元-电解液是不同价态的钒离子水溶液（正极为+4/+5价，负极为+2/+3价），其分别存储在正负极储液罐中。电解液的体积和浓度决定了钒电池的储能容量。 

钒电池中电解液与电堆的成本占比较高。电解液一次成本占总成本的35%，其中五氧化二钒占电解液成本60%左右（V₂O₅按13万元/吨计算）。电堆成本占总成本的35%，而电堆成本中55%来自于离子传导膜。其他装置（如管路与控制系统、循环泵等）占总成本的30%。

 二、钒电池高安全、长寿命、灵活性高，是长时储能的有效方式

钒电池安全稳定，契合储能电站对安全性的高要求。据CNESA不完全统计，2022年全球共发生了18起储能安全事故，百兆瓦级的事故项目数明显多于往年。2022年，国家能源局在《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)》中提出中大型电化学储能电站禁用三元锂电池和钠硫电池，对储能电站安全性进行更高要求。锂离子电池内部短路、热失控进而导致有机电解液分解、气化、燃烧，是锂电电站起火爆炸的主要原因。而钒电池的电解液是水溶液，具有本征安全性；同时循环流动的工作方式还能帮助电池系统快速散热，安全性高。

长时储能一般是指可以持续充放电4小时以上的储能技术，包括抽水蓄能、压缩空气储能、重力储能、液流电池储能等。长时储能侧重于解决峰谷时期供需匹配等经济性问题，能够提升新能源消纳能力。与抽水蓄能、压缩空气储能等长时储能技术相比，钒电池不受地理和地质条件约束、选址灵活，且项目建设周期短、对环境影响较小，在长时储能领域前景广阔。

钒电池功率与容量单元相互独立，成本能够伴随储能时长而有效摊销，与长时储能具有较高契合度。钒电池输出功率由电堆决定，储能容量由电解液决定，两者互相独立；功率可以通过增加电堆数量来提升、容量可以通过提升电解液浓度与体积来实现。同时，在功率不变的情况下，增加储能时长能够摊销功率单元成本，从而使得单Wh明显下降。

不同储能时长下全钒液流电池储能系统价格（元/Wh）

 当前钒电池商业化应用面临一些障碍：

未来伴随优化电解液配方、改进电堆材料等方式出现，钒电池电化学性能有望进一步优化；同时伴随储能时长的增加和规模效应的增益，钒电池的经济性有望改善。

三、2026年液流电池新增装机量有望达到19.6GWh

随着全球能源转型，可再生能源的渗透率提升带动新型储能的发展，特别是可再生能源大基地的建设带动长时储能的应用，我们预计2023年全球液流电池行业进入规模化发展的元年，2023年全球新增装机有望达到1.7GWh，2026年全球液流电池新增装机量有望达到19.6GWh，2023-2026年均复合增速达到125%。

四、部分国内企业钒电池电堆布局情况

 【原文发表在首善控股公众号】

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