2023年以来，已有多家锂电企业宣布加码液流电池或在该产业取得新进展，陕西建工、德泰储能、星辰新能、钒钛股份、振华股份等企业均有液流电池领域的布局。

据有机构不完全统计，截至10月15日，2023年液流电池领域产能规划已超过70GWh，投资金额超过300亿。

液流电池是储能行业的一条新分支，对比传统锂电具有更长充放电时间、更长寿命和更高安全性。比较典型的是钒液流电池、铁铬液流电池、锌铁液流电池等。液流电池技术在可再生能源、电网备用电力和电动汽车等领域具有广阔的应用前景。

当前钒电池商业化应用面临一些障碍：

1）电池合适的工作温区在5-40°C，相对较窄；

2）能量密度低，体积较大；

3）初始投资额高，根据融科储能数据，钒电池系统初始投资成本在2.1-7.5元/Wh，显著高于磷酸铁锂电池（1.0-1.5元/Wh）。

政策持续加码钒电池，发展迅速

钒电池凭借灵活性、安全性等优势，在长时储能领域有望成为重要的储能方式，故而获得各国政府政策的积极支持。中国从总体规划、实施细节、安全规范等多方面积极推出细则，加快钒电池产业化进程。

据不完全统计，2023年初至7月中旬，国内已签约钒液流储能项目15个，合计装机功率达3.6GW；国内已招标钒液流电池系统项目8个，合计招标功率超过109MW。

详解全钒液流电池产业链

储能电站安全性要求提升叠加长时储能发展趋势，全钒液流电池迎发展良机

全钒液流电池是以钒为活性物质呈循环流动液态的电池。钒电池工作原理为使用外接泵把电解液压入电堆体内，在机械动力作用下电解液在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动、流过电极表面并发生电化学反应，随后双电极板收集和传导电流，从而使得储存在溶液中的化学能转换成电能。

当前下游需求未打开，钒电池装机规模较小，截至2022年底全球液流电池（以钒液流电池为主）累计装机规模为274.2MW，在全球新型储能中占比0.6%。其中中国液流电池累计装机为157.2MW，在国内新型储能中占比1.2%。

与钠/锂电池相比，钒电池安全性能突出、扩容简便且一致性强、无资源瓶颈

钒电池当前阶段全生命周期成本约0.22-0.30元/KWh，已优于锂电池、接近钠电池；边际成本随储能时长递减，在长时储能市场中成本优势突出。

与其他长时储能路线相比，钒电池建设周期短、占地面积小、选址不受自然资源限制，可灵活适应源网荷各侧、与风光装机适配性更强；目前钒储能电站初始投资已处于下降通道，LCOE约0.75-0.86元/KWh，仅次于抽蓄及压缩空气储能，随着电解液及电堆各环节商业模式创新及国产替代加速，初始投资与LCOE有望进一步下降。

目前钒电池产业链基本形成，市场需求亟待释放

随着电解液及电堆各环节商业模式创新及国产替代加速，初始投资与LCOE有望进一步下降。

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。

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%。

电解液钒离子浓度决定了钒电池系统的能量密度。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。电解液常见支撑电解质包括：盐酸、硫酸、盐酸-硫酸混酸。理论上1kWh钒电池需要5.6kg的五氧化二钒，但由于电解液实际利用率仅在70%左右。

钒电池电解液反应过程中无明显损耗，电解液的残值可以做到原有的70%。

离子膜是电堆的核心部件，其性能影响了钒电池的容量稳定性与寿命。钒电池中离子膜主要起着阻止正负极活性物质互混、传导氢离子的作用。

离子膜需要具备：

1）良好的导电性；

2）较优的机械性能；

3）高离子选择性；

4）良好化学稳定性等。

小结

大力发展光伏、风电等可再生能源是实现双碳目标的必经之路，电池储能具有效率高、响应速度快、不受地理环境限制等优点，日益广泛应用于电源侧、电网侧和用户侧各个环节。在诸多电池储能技术中，液流电池由于其长寿命、高安全性、高能效而成为颇具发展潜力的大规模电池储能技术。

有机构预测，在国内新能源发电占比达到20-30%阶段时，对长时储能就会产生较大需求，2023年正当其时，长时储能中的液流电池迎来发展风口。

参考资料：

Ø20231016-东海证券-电池及储能行业周报：储能电站安全性要求提升叠加长时储能发展趋势，全钒液流电池迎发展良机

Ø20230725-国信证券-储能行业专题研究系列四：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

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