1、钒电池：板块介绍

钒电池全称为全钒氧化还原液流电池 (Vanadium Redox Battery，VRB)，为液流电池的一种，是一种基于金属钒元素的氧化还原的电池系统，其电解液是不同价态的钒离子的硫酸电解液。根据电化学反应中活性物质的不同，液流电池可分为钒液流电池、锌基液流电池、铁铬液流电池等。其中全钒液流电池，寿命长、规模大、安全可靠的优势尤为突出，成为规模储能的首选技术，在调峰电源系统、大规模风光电系统储能、应急电源系统等领域具有广阔的应用前景。

钒电池的正、负极活性物质分别存在于正、负极电解液中，充放电时无其他电池常有的物相变化，可深度放电而不损伤电池；在充放电过程中，作为活性物质的钒离子仅在电解液中发生价态变化，不与电极材料发生反应，不会产生其他物质，经长时间使用后，仍然保持较好的活性。因此，钒电池电池使用寿命长。 全钒液流电池充放电循环次数在10000次以上，部分可达20000次以上。

目前钒电池储能的初装成本高，但由于钒电池循环寿命长，从全生命周期来看，钒电池储能的成本低于锂电池成本。我们对具备完整投资数据的钒电池项目 和锂电池储能项目的成本进行了对比。若按全生命周期计算，钒电池的成本在0.3-0.4 元/Wh，已经低于锂电池的成本（0.5 元/Wh 左右）。

2、钒电池：钒电池发展历程

我国钒电池相关技术储备充足，工业应用前景广阔。钒电池相关研究源于1984 年UNSW对 2/3价与4/5价钒离子电对在氧化还原电池中的应用，并于1988年开始进入工业研发阶段。1995年，中国工程物理研究院电子工程研究所从率先在国内开始钒电池的研制。先后研制成功了500W、1000W的钒电池样机，成功开发了4价钒溶液制备、导电塑料成型及批量生产、电池组装配和调试等技术。2002年，钒钢龙头企业攀枝花钢铁公司以深化资源利用为目的，与中南大学合作介入了钒电池的研发。 国家政策推动，我国钒电池逐步进入商业化初期。2001年，VRB Power Systems公司开始在南非、日本、美国等国家建立VRB系统电站，开始进行商业化运营。2002年， VRB Power Systems开始大范围内推广全钒液流电池储能系统，承接一系列工程项目。 2009年，中国普能实现对全球最大钒电池公司VRB Power Systems公司的资产收购，包 括其拥有或控制的所有专利、商标、技术秘密、设备材料等。此外，VRB Power Systems 公司的核心技术团队加入合并后的公司。

3、钒电池：产业链

整个钒电池储能系统主要由电堆、电解液、逆变器、智能控制、储罐、集装箱、管泵阀传感器几部分构成。钒电池最主要的核心部件就是电堆和电解液，其中电解液的成分一般为五氧化二钒，也是整个钒电池系统中钒产品的主要用途。

据IRENA，钒电池成本主要分为电堆、电解液与周边设备成本三大块。电堆和电解液是主要成本，合计占比达到75%左右；其中，钒电解液成本约占40%， 电堆成本约占35%，其他构件成本占比25%左右。

4、钒电池：钒电池应用前景广阔

与其他新型储能技术相比，全钒液流电池具有很多明显优势，主要包括：安全性好、寿命长、能量效率高、均一性好、容量大、功率-容量独立、响应速度快、选址灵活、资源丰富、环境友好。这些独特优势，尤其是本征安全性和超长的寿命，使得全钒液流电池技术自发明之初就被定位是一种有前景的储能技术。在光伏、风电等新能源产业迅猛发展的今天，全钒液流电池作为其配套储能设施具有重要优势，也可作为电网“削峰 填谷”之用的大规模储能装置。

从储能最终客户角度来看，作为新能源配套的供电侧基础设施，储能设施的底线是安全。参考我国核电项目批复的节奏，一旦能源设施的安全性出现疑问，相应的建设进度将大幅放缓。锂电池虽然在当下具有一定成本优势，但不论是三元还是铁锂结构 均反复出现安全性事故。8月24日，国家发改委、国家能源局下发《电 化学储能电站安全管理暂行办法（征求意见稿）》，国家主席对储能电的安全管理做出重要指示：要进一步加强对电化学储能电站的安全管理，将安全作为电化学储能的核心要求。而钒电池由于其物化性质，安全 全面占优，且其成本能够随着规模化生产和技术进步而逐渐下降。从安全性和成本两个角度分析，我们认为钒电池将成为电化学储能的主要方式。

全生命周期看，钒电池的成本较低。全生命周期看，钒电池成本优势明显。以襄阳500MWh全钒液流电池储能项目与福建省莆田市500MWh锂电池储能项目作为对比，不考虑电解液的回收，全钒液流电池全生命周期成本在0.72元/kwh，而锂电池全生命周期成本在0.8元/kwh；若考虑电解液的回收，假设电解液成本占比41%且能够80%回收，则钒电池的全生命周期成本为0.48元。随着钒电池技术的进步及规模化生产，机构认为钒电池电堆成本将持续下降，未来钒电池将会成本储能的最佳选择，推动储能达到经济性。

此外，根据发改委、能源局《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出的主要目标：到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变。

机构预计2025年钒电池新增装机达1.7GW，新增渗透率达20%；至2025 年钒电池累计装机4.3GW，累计渗透率达14%。随着钒电池商业化推广政策的提出，预计钒电池渗透率在未来几年内将逐步提升，并在2025年达到新增装机 20%渗透率，以实现国家2025年新型储能技术装机规模30GW 的要求。钒电池累计装机5年CAGR 达112%，钒电池市场前景广阔。