钒电池也有大动作

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钒电池又有新动作。

据四川经济日报报道,近期四川经信厅印发《四川省经济和信息化厅等5部门关于促进钒钛产业高质量发展的实施意见》,提出到2025年,省内产值规模达到2000亿元以上。钒、钛资源综合利用率分别提高到55%和35%以上,钒电池系统集成达1GW/年,力争突破完全依赖和严重依赖的“卡脖子”技术2—3项。

据当地协会介绍,钒、钛资源是宝贵的战略性资源,四川省钒钛产业发展具备资源和产业优势,但在科技攻关、资源配置、要素保障等方面存在着许多壁垒和约束。此次指导意见的出台,抓住国家将钒钛战略资源开发列为重大专项的机遇,为钒钛产业发展创造良好政策环境。

另外,在上周曾写文提到,钒电池龙头大连融科储能集团已申请A股IPO,其建成了世界首条GWh/年级大规模工业化钒电解液生产线。

资料显示,钒电池全称全钒氧化还原液流电池,优点包括:使用寿命长,可长达20年;电解液可循环使用;电池容量可扩充性强,可用于建造千瓦级到百兆瓦级储能电站;不易燃烧,安全性好;可实现100%放电,而不损害电池等。

行业正处于产业化前夜

虽然全钒液流电池具备技术以及安全性等优势,但前期的较高建设成本在一定程度上制约和延缓了产业化大规模推广进程。在电池技术不断迭代更新、成本不断下降的情况下,业内专家普遍认为,目前全钒液流电池是最成熟的液流电池,全钒液流电池已经具备商业化大规模开发条件。

具体来看,根据《储能产业研究白皮书》统计,全钒液流电池(钒电池)每千瓦投资成本在4500-6000元,而抽水储能、锂电池每千瓦成本在750~1200元、2500~-4500元,高成本使得钒电池在储能领域的应用并不广泛。

但目前钒电池的电堆成本正在快速下降。而钒电解液几乎可以完全回收,通过租赁电解液的方式可以有效降低。

钒电池成本中,电堆、电解液成本占比均在40%左右。

以典型项目测算,假设钒电池充放电次数达到1.2万次,则全生命周期看钒电池的成本为0.72元/KWh,低于锂电储能0.80元/KWh的成本。若考虑钒电解液的回收,其全生命周期成本仅为0.48元/KWh。

国泰君安指出,随着钒电池产业化带来的成本下降,未来钒电池储能或逐渐摆脱补贴,达到经济性,预计钒电池正处在产业化的前夜,伴随储能的发展,钒电池的渗透率将快速提升。

钒电池是大规模储能最佳选择

国泰君安指出,大规模储能核心要求主要为安全、生命周期经济性。

1)安全性。

6月29日国家能源局综合司发布《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)》其中明确提到:中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池。

虽然锂电池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,而钒电池由于其物化性质,安全性全面占优,无燃烧风险。

2)生命周期经济性。

国泰君安指出,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。

综合来看,国泰君安认为,未来钒电池将会成为储能的最佳选择,推动储能达到经济性。

光大证券也表示,钒电池在储能领域大有可为,尤其是长时储能领域,随着储能安全性要求升级和储能时长的增加,基于钒电池的高安全性和随储能时长增加边际成本增加较小的特点,钒电池装机有望进入加速增长阶段。

市场空间方面,浙商证券预计到2025年中国钒液流电池储能将新增14.2GWh,装机功率3.5GW,渗透率20%,对应市场规模297亿元,2021-2025年年复合增长率为92%。

包含哪些产业链?

全钒液流电池产业链可分为上游原料、中游制造以及下游应用三个环节。

上游原料主要包括五氧化二钒和全氟磺酸树脂交换膜等;中游是全钒液流电池储能系统的设计与制造,由逆变器、智能控制器、电堆、隔膜、电解液、储罐等部分构成,其中最核心部件是电堆和电解液;下游主要是全钒液流电池的应用,包括风力发电、光伏发电、电网调峰等。

光大证券表示,其中电解液和质子交换膜有望充分受益。

1)电解液。

光大证券指出,随着充放电时长的增加,钒电池储能系统的电解液成本占比提升,4小时储能系统中电解液成本占比达到50%,时长越长,电解液占比越高。

现在国内生产电解液的企业主要包括钒钛股份、河钢股份、湖南银峰等,其预计2025年钒电池拉动的五氧化二钒需求分别为6.1万吨(悲观)和12.9万吨(乐观),假设五氧化二钒价格稳定在10万元/吨,对应市场规模分别为61亿元和129亿元。

2)质子交换膜。

质子交换膜的作用是允许氢离子通过的同时阻止正负极电解液不同价态的钒离子的混合,需要具备很高的化学稳定性及离子选择性,目前使用的主要是全氟磺酸树脂膜。质子交换膜国内仅有东岳集团、苏州科润等具备量产能力。

光大证券预计2025年钒电池对质子交换膜的需求分别为152万(悲观)和320万平方米(乐观),假设2025年质子交换膜单价降至2000元/m2,对应市场规模分别为30亿元和64亿元。

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