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造价不菲的它，凭什么在储能界称王？

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2月12日晚间，钒制品龙头钒钛股份公告，公司与攀枝花市政府、大连融科储能集团股份有限公司签订了《战略合作框架协议》。

此次战略合作涉及四方面，包括建设全钒液流电池储能全产业链、全钒液流电池储能示范试点项目建设与推广应用等。

其中，全钒液流电池成为了投资者关注的焦点，在全钒液流电池产业链中，五氧化二钒是主要的上游制造资源。

据悉，春节后仅10天时间，五氧化二钒价格连续提涨5轮，2月10日已上涨至14.4万元/吨，行业紧缺正进入常态化。

全钒液流电池的成本本就比锂电池几乎高一倍，上游原材料的涨价更是让全钒液流电池的生产成本水涨船高。

不过，全钒液流电池确实有着打动业界的“魅力”。

相较于传统锂电池，安全性、长寿命、可循环一直是全钒液流电池的优势标签，能够极大程度地提升电池效率，与新能源发展方向不谋而合。

全钒液流电池的概念其实并不新颖，21世纪初，美日等国已步入商业化阶段，中国则于2008年开始逐步投入全钒液流电池的商业化运营。

那么，历经十几年的发展，全钒液流电池产业链中是否还具备潜在的投资价值？在新型储能电池赛道的追逐中，全钒液流电池又是否“完美无缺”？

本文，头豹研究院将从中国全钒液流电池行业现状、市场规模、产业链等角度为您深入分析中国全钒液流电池行业。

01 全钒液流电池的定义及优缺点

● 全钒液流电池的定义和组成

全钒液流电池是通过正负极电解液中不同价态钒离子的电化学反应来实现电能和化学能互相转化的储能装置。整个电池系统由能量单元、功率单元、运输系统、控制系统和附加设施组成。

其中最核心的零部件为电解液和电堆。电解液是能量单元的核心，由活性物质、基质、添加剂组成，决定着整个电池系统的能量密度和储能容量上限；电堆是电池系统的心脏，由电极、双电板、离子膜、导流管等组成，对电池寿命、成本和效率有较大影响。

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● 全钒液流电池具有较高的安全性和较长的寿命

全钒液流电池的第一个优点是其较高的安全性，这也是它最显著的特征之一。由于钒电池采用水性溶液作为电解液基质，因此在使用过程中可避免起火、爆炸等风险；其电解液和电堆相分离的结构使其可避免自放电现象；此外，钒电池可频繁充放电，过充过放只会造成水的电解，不会导致电池爆炸和容量下降。

正因其较高的安全性，电池预制舱之间的间距可较为紧凑，仅为开门侧保留空间即可。而目前广泛使用的锂电池内部易短路，从而导致起火、爆炸等事故，因此在《电化学储能电站设计标准（征求意见稿）》中对锂电池预制舱间的间距做出详细规定。同时在《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）》中对锂电池在中大型电化学储电站的使用作出了限制。

钒电池的第二个优点是可永续循环使用，使用寿命较长。钒电池在使用过程中没有其他电池的物相变化，因此使用较长时间后仍保持较高的活性，电池容量不会随循环次数而衰减，即便性能下降，也可通过修复电解液的活性来进行恢复。

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● 全钒液流电池具有成本高和能量密度低的缺陷

将全钒液流电池和电化学储能常用的锂离子电池、钠离子电池和铅酸电池进行主要性能对比，可看出全钒液流电池的寿命和安全性优势较为突出，但存在成本高、能量密度低的缺陷。

全钒液流电池的高成本限制了其大规模应用，目前其投资成本在2,500-3,900元/kWh，高锂离子电池近一倍。未来随着技术进步和产业规模扩张，成本将持续下降。

全钒液流电池能量密度较低，目前仅为12-40Wh/L，远低于锂电池的80-300Wh/L，且全钒液流电池需要泵来维持电解液的流动，从而导致效率偏低。

虽然全钒液流电池存在一些缺陷，但其具备安全性高、寿命长、扩容性强等突出优点，且其永续循环的特性适合应用于实现双碳目标的关键之一的长时储能，因此在未来具有较大的潜力。

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02 全钒液流电池市场规模

● 中国全钒液流电池市场规模将达218亿元

2019-2021年全钒液流电池市场规模较小，但发展极为迅速。市场规模从2019年的0.02亿元增长至2021年的1.7亿元，年复合增长率超330%。在此阶段是中国全钒液流电池的商业化落地初期，中国自1980s后期开始研发全钒液流电池至今，已积累了大量的经验，技术较为成熟，已形成较为完善的产业链，但由于成本偏高和能量密度低的问题，在新型储能的应用中占比较低。

未来随着技术的进步，以及中国对双碳的重视，加之产业规模的持续扩张，渗透率将逐渐提升，市场体量也将进一步增高，预计2026年中国全钒液流电池市场规模将达200亿元以上。

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04 全钒液流电池驱动因素：安全性

● 锂电池安全性较低

据不完全统计，2011年至今，全球共发生36起电化学储能事故，其中发生事故数量最多的是韩国，其次是中国和美国，日本和比利时发生事故较少。

在36起事故中，三元锂电池和锂离子电池储能事故数量最多，分别为26起和6起，合计32起，占总事故的88.9%。其余事故的电池类型为磷酸铁锂、铅酸电池和钠硫电池，事故数量分别为2起、1起和1起。

锂电池具有能量密度高、转换效率高等优点，因此目前在储能领域应用较广，但其循环寿命低和短路易燃等缺陷使其具有一定的安全隐患。《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）》等政策对锂电池在储能的安全使用做出了详细的规定。与锂电池相比，全钒液流电池具有较高的安全性和寿命，不易发生爆炸和燃烧，将是未来储能研究的重点。

目前广泛用于储能的锂电池内部易短路，从而导致起火、爆炸等事故频发，全钒液流电池具有较高的安全性和寿命，不易发生爆炸和燃烧，将是未来储能研究的重点。

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05 全钒液流电池产业链图谱

全钒液流电池上游为钒矿、钒加工及电堆材料的制造，中国钒储量为全球第一，具备钒产品制造优势；中游为电堆、电解液的制造和电池系统的集成，技术壁垒较高；下游为全钒液流电池的应用领域，分为发电侧、电网侧和用户侧。

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06 全钒液流电池上游产业链分析

● 钒渣原料是生产钒的主要原料

全钒液流电池的上游是钒矿、钒加工及电堆材料的制造。制成全钒液流电池的主要钒产品为五氧化二钒，主要是由含钒矿石、燃油废渣、废钒催化剂、钒钛磁铁矿和钢铁钒渣通过祛湿提钒法制作而成。

在五氧化二钒的原料结构中，中国和国际所使用的主要原料均为钒渣原料，而中国所使用的占比更高，为86.9%，其次是石煤提钒，占比为10.7%，使用废催化剂原料和钒钛磁铁矿较少。

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● 中国钒资源丰富

中国钒矿资源丰富，是钒生产和消费大国。中西部地区和东北地区是钒渣和石煤的主要产区和加工区。

中国钒储量和产量为全球第一，2021年中国钒储量约950万吨，占全球储量近四成，产量7.3万吨，占全球近七成。中国对钒资源具有较强的掌控力，在发展钒电池方面具有极强的资源优势。

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● 攀钢钒钛与河钢股份占据半数中国市场

从全球主要钒生产企业2020年的产能情况来看，产能排名前十的企业有攀钢钒钛、俄罗斯Evraz、河钢集团承钢公司、北京建龙重工、成渝钒钛、四川德胜集团、南非 Bushveld Vametco、奥地利Trebacher Industrie AG、嘉能可 Glencore和巴西 Maracas Menchen Mine，其中中国企业占据一半。

攀钢钒钛和河钢股份是中国企业中产能最高的前两名，前者产能为4.2万吨，后者为2.5万吨，合计可达6.7万吨，占据近一半的中国市场份额。国际企业中，俄罗斯Evraz产能最高，为3.5万吨，其次是南非 Bushveld Vametco和奥地利Trebacher Industrie AG，分别为1.6万吨和1.3万吨。巴西、澳大利亚的企业产能也已具备万吨以上的钒制品产能。

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● 钒产品主要应用于钢铁领域

钒产品主要应用于钢铁、非铁合金、化工和储能四个领域。其中应用于钢铁领域的钒产品主要用于制作碳素钢、低合金高强钢和合金钢；在非铁合金领域主要用于制作钛合金、工业纯钛等；在化工领域主要用于制作硫酸、尿素、催化剂等化学制品；在储能领域则主要用于制作全钒液流电池。

全球钒制品最主要应用的领域是钢铁，占比92.6%，其次是化工和钛合金，储能领域使用较少，仅为1.5%。中国钒制品主要使用的领域也为钢铁，占比较国际略高，为96.7%，储能亦是使用最少的领域。

主要是由于当前全钒液流电池处于商业化初期，其投资成本较其他电化学储能电池较高，因此应用较少。但目前全钒液流电池是储能领域研究的热点，其技术研发也取得较大的进展，具有广阔的市场前景，未来钒制品在储能领域的占比将逐渐提升。

造价不菲的它，凭什么在储能界称王？

*本文参考报告：《2022年中国全钒液流电池行业概览：乘储能东风，全钒液流电池未来市场可期》，首发于头豹科创网。

本文地址：https://www.cknow.cn/archives/16214

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