券商中國
程丹
2025-01-10 17:41
近年來，我國新能源發電裝機量快速增長，對新型儲能等調節資源需求亦日益增長，儲能發展賽道上群雄逐鹿，行業總產值將達萬億級別。
在眾多新型儲能路線上，鋰離子電池儲能占據著超過90%的份額，穩坐第一把交椅；全釩液流電池因其高安全性、長壽命和可擴展性等優勢被寄予厚望，在大規模儲能領域具有很好的應用前景。
今年，四川省出臺了全國首個支持釩電池產業發展專項政策，四川攀枝花市提出打造“中國釩電之都”的愿景，全行業首創商業化租賃模式全釩液流儲能電站示范項目在此落地。11月，該項目完成全釩液流電池設備采購招標，這對釩儲能產業和金融服務業融合發展具有標桿意義。
鋰電池儲能“一家獨大”
“新能源在爆發性的增長，而新能源增長一定帶來儲能的發展；國家能源結構規劃，一定會帶來儲能領域的增長。現在儲能發展方向不確定，正處于百花齊放階段，每個賽道都有各自的發展，都在降低成本、提升技術。”釩鈦股份董事長羅吉春對證券時報記者表示。
業內普遍認為，隨著未來可再生能源占比越大，建設長時儲能的必要性和急迫性就越大，長時儲能可在更長的時間維度上，調節新能源的儲力波動。通常來看，長時儲能技術根據物理特性可以分為三大類：機械儲能、儲熱和電化學儲能。
目前，長時儲能正處于發展初期，國內外尚未對長時儲能的持續時間進行統一定義。通常認為，持續放電時間不低于4小時、壽命不低于20年的儲能技術為長時儲能。
當前，抽水蓄能是成熟度最高、效率最高的長時儲能技術，占據全球70%以上份額。不過，抽水蓄能選址困難，極其依賴地勢，受地理條件限制較大，且投資周期較長。
再看新型儲能領域，包括鋰離子電池、鉛蓄電池、鈉硫電池、壓縮空氣、液流電池、超級電容和飛輪儲能等方式。在眾多新型儲能市場中，鋰離子電池因其成熟的技術、廣泛的應用和較高的能量密度，暫時位居“一家獨大”的地位。
國家能源局數據顯示，截至2024年上半年，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規模達4444萬千瓦/9906萬千瓦時，較2023年底增長超過40%；已投運鋰離子電池儲能占比97%，液流電池儲能占比0.4%。
不過，有業界人士認為，隨著長時儲能需求成為主流，基于安全性、擴展成本等問題，目前的鋰離子電池儲能技術難以滿足未來市場發展，液流電池儲能等路線將更適合長時儲能需求。
從安全性方面來看，鋰離子電池儲能電站電池數量眾多，一旦發生熱失控、短路或電解液泄漏等安全問題，所影響的領域范圍較廣。據CESA儲能應用分會產業數據庫不完全統計，自2009年11月以來在全球范圍內共發生117起儲能相關事故。從電池類型來看，應用磷酸鐵鋰電池的儲能系統相關事故68起，占比58%；應用三元鋰電池的儲能系統相關事故36起，占比31%。
2022年6月，國家能源局發布《防止電力生產事故的二十五項重點要求（2022年版）（征求意見稿）》，在防止電化學儲能電站火災事故一欄中曾明確提到，“中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池”。
但在2023年3月正式印發的《防止電力生產事故的二十五項重點要求（2023版）》中，則將上述措辭更改為“中大型儲能電站應選用技術成熟、安全性能高的電池，審慎選用梯次利用動力電池”。
釩電池儲能初始投資成本高
作為一種新型蓄電池，液流電池特點在于將正、負極電解液分開，各自循環，通過正、負極電解質溶液活性物質發生可逆氧化還原反應，實現電能和化學能的相互轉化。
根據其電解液中活性物質的不同，液流電池又可以分為全釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅鐵液流電池、鋅溴液流電池、全鐵液流電池等。在液流電池中，全釩液流電池具有能量效率高、循環壽命長的優勢，是目前商業化程度最高和技術成熟度最強的液流電池技術。
但在現實層面，全釩液流電池儲能在大規模應用和商業化方面，面臨著成本、能量密度、技術成熟度、環境適應性等多方面的挑戰。
釩鈦股份總經理馬朝輝對證券時報記者坦言，釩電池儲能一次性投入高，與鋰電池相比，目前優勢不明顯。成本是制約全釩液流電池發展的核心問題，受較高的初裝成本掣肘，其商業化發展較為緩慢。
釩電池主要缺點體現為能量密度低，因此占地較大。以100兆瓦/400兆瓦時的釩電池的大型儲能項目來說，若用同樣的場地，鋰電池大概可以達到800~1000兆瓦時。
在成本方面，據東方財富證券研報，全釩液流電池核心部件可以分為能量單元、功率單元和配套系統，而能量單元的核心是電解液，這將直接影響能量單元的性能與成本。從全釩液流電池成本結構來看，電解液、電堆成本占比分別可達40%、35%，釩電解液的降本則能有效實現釩電池儲能系統的降本。目前，國內布局電解液的企業有大連融科、釩鈦股份、川威集團等。
目前，釩電池的系統投資成本約為2300~2500元/kWh，鋰離子電池約為1500~2000元/kWh。市場招標價顯示，全釩液流電池儲能系統中標價為2.5元/Wh左右；磷酸鐵鋰電池儲能的平均單價是1.44元/Wh。
當前，國內全釩液流電池的產業鏈已經逐步形成，業界希望能與鋰電池形成錯位競爭。其中，上游主要涉及釩資源的開采與冶煉，主要企業有釩鈦股份、攀鋼集團、河鋼集團、安寧股份等；中游進行全釩液流電池儲能系統的設計與制造，包括功率單元（電堆）與能量單元（電解液）兩大部分，主要企業有國網英大、上海電氣、大連融科、中電興發等；下游主要為儲能項目的開發和運營，相關企業包括大連融科、偉力得、北京普能等。
釩電池優勢在于長時儲能
不過，馬朝輝也進一步指出，釩電池儲能的優勢在于儲能時長配置更靈活，同時具備很高的安全性能優勢，能量轉換率可達到70%以上，尤其適合于大型長時儲能。
目前，液流電池的循環壽命可達1.5萬~2萬次，而鋰離子儲能電池約在5000次左右，液流電池整體使用壽命可以達到20年或更長時間，這將大幅降低儲能系統的維護成本和更換頻率。根據中郵證券測算，全釩液流電池儲能時長越長，初始投資成本越低。在4小時儲能項目下，行業平均水準可以做到3000元/kWh的初始投資成本和0.85元/kWh的度電成本，行業頭部企業可以做到2650元/kWh的初始投資成本。
馬朝輝表示，大連融科在一個項目上釩電池已經用了10年，釩基本沒有損耗。長期來看，兩者成本不相上下，看好行業發展。釩儲能項目一年比一年多，現在國家陸續出臺的政策就是給行業放出了信號。未來，國內若能將釩儲能產業鏈和商業模式進一步完善，在釩電池企業盈利后，就有更多精力和資金去進行技術迭代，產業良性發展就會形成。當前，釩鈦股份關注釩電池已經10年以上時間，長期從事釩電解液技術路線研究，從技術、可行性、經濟性等方面不斷進步。
2022年，釩鈦股份與大連融科簽署了《合資協議》，共同投資成立合資公司四川釩融儲能科技有限公司（下稱“釩融儲能”）。雙方將探索研究釩電解液定價機制和創新商業模式，推動釩電池儲能商業化進程。
馬朝輝希望：“儲能市場能健康良性發展，在有些項目上鋰電池，也上釩電池。目前，很多新能源項目建設要求儲能配套，這是一個利好。當前，釩電池產業鏈上企業有100多家，正在群雄逐鹿的階段。釩鈦股份保障上游資源，促使對方技術迭代，釩電解液成本有望持續下降。”
據釩鈦股份高管透露，釩鈦股份向大連融科提供制備釩電解液的高品質原料累計已超過1.6萬噸(折V2O5）。雙方共建有一條2000立方米/年的釩電解液生產線，該產線于2023年完成設備安裝和熱負荷試車調試，并開展試生產，現已實現達產達效。后續，釩鈦股份將與大連融科繼續推動共建60000立方米/年釩電解液產線，共同推動釩在儲能領域的應用發展。
釩電儲能創新租賃商業模式啟動
今年5月，四川省經濟和信息廳等6部門聯合印發《促進釩電池儲能產業高質量發展的實施方案》（下稱《實施方案》），著力打造國內領先的釩電池儲能產業基地，這是全國首個釩電池產業專項政策。
上述《實施方案》提出，支持釩電池在光伏、風力等新能源發電配建儲能、電網調峰調頻、通信基站儲能等多方面推廣應用。結合實際需求建設一批釩電池儲能電站，探索技術、商業模式以及體制機制創新，推動釩電池儲能市場化、規模化應用。
四川具備釩電池儲能產業發展的基礎，省內釩資源儲量位居全國第一（攀枝花釩資源儲量位居世界第三），已建成全球規模最大、產業鏈條最完整的釩產品綜合生產基地。
據中郵證券研報預計，2025年釩電池占新型儲能累計裝機滲透率將提升至接近20%。
基于良好的預期，攀枝花提出打造“中國釩電之都”的愿景，加快釩電池產業布局，并于2023年發布四川省首個新型儲能規劃。到2025年，攀枝花力爭形成800MW以上電堆產能和2GWh釩電池容量生產能力，儲能產業產值達到500億元。到2030年，形成1.5GW電堆產能和4GWh的釩電池成套裝備和系統集成能力，全面建成完整、韌性、全生命周期的釩電池儲能產業生態鏈。
證券時報記者了解到，當前，攀枝花還探索釩電解液租賃新商業模式，即釩電解液費用在運營周期以租金形式分期支付，降低項目初始投入。同時，做好釩電解液再生和回收保障，確保釩電池壽命到期后回收再利用。
2023年底，國家電投集團四川攀枝花100MW/500MWh全釩液流儲能電站示范應用項目開工，這是目前全國在建規模最大的釩電池儲能示范應用項目，項目總投資16億元，占地5萬平方米。據悉，該項目以獨立儲能電站形式，單獨計量、接受電網調度，項目輸出功率可達百兆瓦級，儲能容量達到500兆瓦時，相當于一次能充放50萬度電。
釩電池儲能電站就像一個巨型“充電寶”。據此推算，若遇特殊情況下，攀枝花城市電網失電，該儲能電站可以為當地居民用電提供4小時左右的電力保障。
今年11月初，攀枝花城建交通（集團）有限公司旗下子公司攀西融資租賃（上海）有限公司與大連融科儲能技術發展有限公司作為項目聯合體，成功中標國家電投集團上述攀枝花項目的全釩液流電池設備采購項目，期限20年。
這也讓其成為全行業首創商業化租賃模式全釩液流儲能電站示范項目，這對釩儲能產業和金融服務業融合發展具有標桿意義。
