全釩液流電池行業研究報告：釩電池長時儲能空間廣闊.pdf

全釩液流電池行業研究報告：釩電池長時儲能空間廣闊。全釩液流電池具備安全性高、擴容性強、循環壽命長、全生命周期成本低等優點， 是目前商業化較為成熟的液流電池，在長時儲能領域大有可為。

優點 1：安全性高、易擴容。鋰電池易發生內部短路而導致自燃，2011-2022 年 4 月，全球 34 起儲能電站爆炸事件中鋰電池占 32 起。而全釩液流電池電解質離 子存在于水溶液中，不會發生熱失控、燃燒和爆炸；同時，電堆、電解液相獨立， 可通過增大電堆功率和電解液來提高儲電量，可擴展于百兆瓦級儲能電站。

優點 2:循環壽命長、易回收，全生命周期成本低。釩電池壽命長，循環次數可 達 10000-20000 次；由于釩在電解液僅發生價態變化，基本可以完全回收。釩 電池全生命周期成本在 0.3-0.4 元/Wh，已經低于鋰電池（0.5 元/Wh）。

優點 3：釩資源自主可控。截至 2021 年底，中國釩資源儲量占全球 39%，產量 占全球 68%，均處全球第一。而鋰資源中國儲量占比僅 7%，資源集中于智利 （41%）、澳大利亞（25%）、阿根廷（10%）。

缺點 1：初裝成本高為最大缺點。目前釩電池項目投資成本集中在 3.8-6.0 元/Wh， 是目前鋰電池儲能電站的投資成本（約 1.8 元/Wh）的 2 倍以上。

缺點 2：釩電池高速增長或拉動釩價上漲。假設 2026 年釩電池在新型儲能中占 比 20%，在保守和理想兩種情形下，V2O5的消耗量約 11.6 萬噸和 18.5 萬噸（4 小時儲能時長）。而 2021 年中國 V2O5產量約 13.1 萬噸；若釩資源開發力度不 及預期，釩電池大規模應用將拉動釩價上漲，進一步抬升電解液成本。

缺點 3：能量密度低、能量轉換效率低于鋰電池。全釩液流電池能量密度較低， 僅為 12-40Wh/kg，低于鋰電池的 80-300Wh/kg。釩電池需要用泵來維持電解 液的流動，因此其損耗較大，能量轉化效率為 70-75%，低于鋰電池（90%）。

釩電池在長時儲能潛力巨大。麥肯錫預計 2025 年全球長時儲能（8 小時以上） 累計裝機量將達到 30-40GW，2040 年將達到 1.5-2.5TW（是目前全球儲能系統 裝機量的 8-15 倍）。全釩液流電池示范項目運行多年、產業鏈逐步成型、全生 命周期成本低，是目前商業化較為成熟的液流電池，預計將在長時儲能應用廣泛。 Guidehouse Insights 預計到 2031 年，全球釩電池每年新增裝機量將達到 32.8GWh（2022 年預計約 1.6GWh），2022-2031 年復合增長率 41%。

補貼和鼓勵資源開發，技術驅動降本，釩電池有望高速增長。政策方面可通過補 貼來降低初裝成本，提高擁有釩鈦磁鐵礦的鋼鐵公司產能、加強釩資源開發來擴 大釩供給。技術進步及國產材料替代還將進一步降低釩電池成本。2021 年釩電 池在國內新型儲能中裝機占比不到 1%，目前已有多個釩電池項目在建，我們預 計 2026 年中國釩電池年新增裝機量達 3.0GW 和 4.7GW（假設釩電池在新型儲 能中占比 20%，保守和理想情況），2021-2026 年復合增長率分別為 42%和 56%。