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迎来新风口。随着我国能源转型的持续推进,钒以其安全性高、扩容性强、循环寿命长等优势迎来发展机遇。

一条“非凡”的钒电池产业链正在迅速崛起。

“目前,国内全钒液流电池在关键材料、电堆、产品及系统上都取得了重大进展,产业链逐步完善,国内已实现百兆瓦级液流电池储能站的示范应用,整体产业已经进入市场化初期。截至目前,公司已完成30余项液流电池储能项目的实施,累计液流储能装机容量超过20MWh.”一家总部位于华东的能源类上市公司负责人告诉上海报记者。

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上述公司并非孤例。今年8月,使用技术的首个国家级化学储能示范项目将在大连投入运营。

与此同时,、等A股钒业龙头企业早已布局,抢占未来的“黄金赛道”。

“非凡”的发展潜力也吸引了资本市场的目光。钒电池板块近期迎来一波火热行情,虽然7月8日多只概念股出现不同程度回调,但攀钢钒钛股价自4月底以来已经大涨超75%。

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无论是产业层面还是资本层面,钒电池企业正迎来“非凡”的发展机遇。

政策开路钒电池迎快速发展

大规模增长的储能需求和政策助推,是钒电池迎来快速发展的主要原因。

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钒电池是全钒氧化还原液流电池的简称,是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池,具有充放电效率高、容量可以随着贮液罐的增加而提高、电解液可以循环使用等优点。

2021年7月,国家发展改革委及国家能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,提出要坚持储能技术多元化,实现液流电池等长时储能技术进入商业化发展初期;到2025年实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,装机规模达3000万千瓦以上,到2030年实现新型储能全面市场化发展。

多位业内人士对记者表示,除上述政策外,近期钒电池概念之所以会横空出世,主要缘于日前国家能源局综合司发布了《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)》。其中特别提出,中大型电化学储能电站不得选用三元、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池;选用梯次利用动力电池时,应进行一致性筛选并结合溯源数据进行安全评估。

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“现在多重利好政策已经给钒电池大发展铺好了路。”一位业内专家对记者表示,“钒电池不再是概念,而是处于大规模商业化前夕,正快速从实验室走向发电侧、电网侧及用户侧。

河钢股份承钢公司首席专家、钒钛研究所所长李兰杰告诉记者,据初步统计,2021年我国新增电化学储能约为2.4GW,其中2021年新增钒电池约为125MW/540MWh.在2021年新增电化学储能装机中,在功率方面,钒液流电池占比由2020年的0.2%提高到5.2%。由于钒液流电池适用于4小时以上的长时储能,所以在容量方面,2021年新增电化学储能装机中,钒液流电池占比达25%,今后增长幅度还会继续增加。

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生而不凡适合中长时储能业务

中科院大连化物所研究员李先锋长期从事液流电池储能技术的基础研究和产业化开发工作。他对记者表示:“相较于其他储能方式,全钒液流电池可谓‘生而不凡’,适合大规模、中长时储能业务。

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钒电池最大的优点就是安全性高。它将电解液储存在外部,需要放电时才会输送到电堆进行反应。

电解液的储能介质为水溶液,无着火爆炸风险。与此形成鲜明对比的是,据权威机构的不完全统计,近10年间全球共发生超过30起储能锂电站起火爆炸事故。

首个国家级化学储能重点示范项目——大连液流电池储能调峰电站就采用了大连化物所的钒电池技术,钒电池电解液采用大罐进行储藏。记者现场探访时恰巧遇到员工正在给大罐灌注电解液,均为露天操作,并没有特殊的防护措施。

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电解液的运输车也是普通的货车,并不是特殊的防爆车,足以显示出该电池的安全性。

另外,全钒电池具有较高的使用寿命,不仅比锂电池的使用寿命高,相较于其他液流储能方式也有巨大的优势。李先锋说,全钒电池采用的是钒离子电解液,钒离子共有4种价态,不同价态之间存在电位差,可以实现可逆的转化,完成充电、放电、再充电的循环,使用寿命长。

凭借这些优点,钒电池得到了业界的认可。大连融科储能技术发展有限公司(以下简称“大连融科”)是依托于大连化物所的技术成立的专注于全钒液流电池储能技术产业化的企业,大连液流电池储能调峰电站就使用了大连融科生产的钒电池。

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公司副总经理王晓丽对记者表示,全钒电池寿命可以超过20年,充放电循环20000次以上。

超长的使用寿命对于其推广有着巨大的优势,尤其是在风电、光伏储能上,生命周期可以做到和风电场、光伏电场的同期,因此应用前景十分广阔。不过,钒电池也不是没有缺点,当前制约全钒电池发展的主要问题是成本。

“钒电池储能系统的成本主要包括电池系统、电解液。电池系统与电解液部分的成本比例约为1:1.电池系统主要成本为电堆,通过设计优化,装备、部件国产化,电堆的成本可以大幅度降低。

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电解液成本主要受钒价影响。因此,在钒价稳定的情况下,电解液残值按电解液原值的70%计算,电解液成本随储能规模、储能时间增加而降低。

”李兰杰说。

王晓丽则表示,大连融科未来将通过电堆性能提升、电解液利用率提高以及产业规模的扩大进一步降低成本,计划在“十四五”末,将钒电池的储能单价降到1.7元/Wh至2元/Wh。

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闻风而动龙头企业抢先布局

钒电池关键材料就是电解液。通过持续研发和创新式发展,目前攀钢钒钛、、河钢股份等多家A股上市公司已掌握钒电解液技术,并对其进行了商业应用落地。

记者从上海电气了解到,公司自2011年确定液流电池研发方向,已开发多系列电堆和产品,电堆和产品功率等级达到行业领先水平。公司自主研发的250MW/1GWh自动化产线于2020年10月正式投产,为液流电池的规模化发展奠定了坚实基础。

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截至目前,公司已完成30余项液流电池储能项目的实施,累计液流储能装机容量超过20MWh。

“在关键材料领域,公司已开发高性能的双极板和高稳定性的电解液配方技术,支撑储能产品性能的提高;在储能产品领域,公司已开发50KW级高性能电堆和500KW级智能化储能模块,可模块化扩展应用;在储能站应用领域,公司已实施多个MW级以上的液流电池示范项目,覆盖发电侧、用户侧、风光储一体化等典型应用场景。”公司一位负责人告诉记者。

目前,河钢股份已拥有自主的钒电解液用高纯氧化钒、全钒液流电池电解液技术,并建成1000吨/年高纯钒产线、1000吨/年钒电解液产线,产品质量得到国内外顶级钒电池厂家的认证,并应用于部分光伏—钒储能系统。

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“我们原创性开发钒电解液用高纯氧化钒制备新技术、商业电解液制备技术,实现了高纯钒材料产品的绿色、低碳、低成本制造。”李兰杰说,“公司已谋划2022年至2025年分三期建设5万立方米/年电解液产线和300MW/年钒电池装备产线。

攀钢钒钛、等企业已利用自身资源优势切入或准备布局钒电池领域。

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作为国内最大钒矿资源企业,攀钢钒钛曾表示,公司已与有关企业签订了《战略合作协议》,公司也将努力与其他钒储能产业链企业加强联系和合作,共同推动钒在储能领域的应用,主动融入钒电池储能产业链。

7月7日,中核钛白,公司已与伟力得签署《全钒液流电池储能全产业链》战略合作协议,双方一致同意围绕全钒液流电池储能全产业链展开全面深度合作,建立长期稳定、资源协同的战略合作伙伴关系,立足甘肃布局全国长时储能市场。

(文章来源:上海证券报)

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