7月5日,钒电池板块再度领涨两市,攀钢钒钛三连板,易成新能涨超15%。
钒电池储能或带动钒需求快速上升。“双碳”背景下,与清洁能源匹配的储能行业将迎来快速发展。钒电池以其自身安全、环保、超长循环次数等特性,在新的政策背景下,将成为电化学储能的重要组成部分。1GW钒电池用五氧化二钒约为1万吨,伴随钒电池需求的上升,钒资源供给或逐渐趋紧。
消息面上,6月15日,作为国家能源局批准建设的首个国家级大型化学储能示范项目,目前大连液流电池储能调峰电站正在进行最后的电池单体调试和系统调试阶段,即将在今年8月正式投入商业运行。
政策明确三元锂电池不得用于中大型储能,钒电池需求增长或加速。国家能源局6月29日发布《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)》,明确“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”。政策端对储能安全性要求的进一步调高,或将使得以钒电池为主的液流电池成为大中型储能的重要方式,钒电池需求或加速增长。
除了安全性,或许还有成本考量。
锂太贵 催生替换原材料
锂价对中下游成本提升的贡献度超七成,能源金属板块自2021年H2开始回调。按照2022年5月11日原材料的价格对比2021年均价,若仅考虑各类原材料上涨的因素,锂价的提升对电池端和整车端成本提升的贡献度分别为83.8%和72.2%。自2021年下半年起,尽管行业景气度维持高位,但以锂钴稀土为代表的能源金属板块股价普遍开始回调,截至2022年5月20日,板块中的大部分个股距离历史高点股价已回调30%-40%。
高位锂价催生新型电化学体系。高位的锂价将倒逼厂商为控制成本寻求新技术路线:比如替换原材料,钠电池和钒电池有望对锂电形成有效补充。钠资源在地壳中的丰度为2.75%,远高于锂资源的0.0065%。
与锂资源不同的是,中国是钒资源大国,储量居世界首位,2020年中国钒矿产量占全球钒矿总产量的61.63%。国家能源安全有保障,定价权掌握在自己手里。
钒电池全称全钒氧化还原液流电池,是一种以钒为活性物质呈循环流液态的氧化还原电池。其最大的优点是正负极氧化还原电对使用同种元素钒,电解液在长期运行过程中可再生,避免了交叉污染带来的电池容量难以恢复的问题;全钒液流电池正负极氧化还原电对的电化学反应动力学良好,在无外加催化剂的情况下即可达到较高的功率密度。而且该电池在运行过程中无明显析氢、析氧副反应,具有优良的可靠性。
我国对全钒液流电池的基础研究起步较早。
20世纪80年代末开始研究全钒液流电池技术,中国地质大学及北京大学都建立了全钒液流电池的实验室模型。中国工程物理研究院研制了碳塑电极并开展了全钒液流电池正极溶液的浓度及添加剂对正极反应的影响,1995年研制出500 W、1 kW的样机,拥有电解质溶液制备、导电塑料成型等专利。
2016年国家能源局批复了第一个百兆瓦级全钒液流电池储能调峰电站,规模为200 MW/800 MWh,也是全球最大规模的液流电池储能电站,该电站一期工程(100 MW/400 MWh)于今年2月份进入单体模块调试阶段。
在碳达峰、碳中和大背景下,全钒液流电池储能系统在以新能源为主体的新型电力系统的价值也已逐渐被业界重视,全钒液流电池产业化获得国内企业的高度关注。而且全钒液流电池技术已得到了长足的发展,进入大规模商业示范运行和市场开拓阶段。
未来,全钒液流电池有望率先成为我国新型电力储能系统的“后备军”。
钒电池发展前景空间广阔 渗透率或将逐年提高
随着钒电池储能项目取得显著进展,2021年我国储能市场已出现拐点迹象,钒电池厂家收到的意向订单明显增多。以钒电池为代表的液流电池,2019年装机规模为20MW,2020年达到100MW,钒电池装机量增长迅速。但就目前而言我国钒电池渗透率仅为1%左右,未来市场空间极为广阔。
有专家表示,钒电池技术和成本的“天花板”还很高,需要加快技术提升和产业规模壮大速度,快速满足市场要求。并且钒电池具有长寿命、高安全、容量零衰减等“技术基因”,综合考虑寿命等因素后,度电成本下降一定会是未来的趋势,钒电池具有独特的可比优势。
目前的主流预测,钒电池储能将会在未来五年中出现第一阶段的爆发期,预期2025年钒电池在储能领域渗透率有望达到15%-20%。浙商证券(601878)研究所曾测算:2025年中国钒液流电池储能新增14.2GWh,装机功率3.5GW,渗透率20%,对应市场规模297亿元。
政策推动钒电池进入商业化初期
虽然钒电池在过去几年里没受到市场的过多关注,但在整个新能源的各项规划中,都能看到其身影。无论是在2015年和锂电池、燃料电池等新型电池一起被纳入到税收优惠政策中,还是2017年被列入能源技术“十三五”规划中,钒电池一直都是政策优待的对象。
今年在储能领域的定调则让市场真正关注到钒电池。2021年7月,国家发改委和能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,文件提出要坚持储能技术多元化,推动锂离子电池等相对成熟新型储能技术成本持续下降和商业化规模应用,实现钒电池等液流电池长时储能技术进入商业化发展初期。
按照《关于加快新型储能发展的指导意见》政策制定目标,2025年要累计实现新型储能30GW装机量,钒电池渗透率达到20%,而当前无论是全球范围内,还是在我国,钒电池的渗透率刚刚达到1%。
这意味着未来5年,钒电池将依靠渗透率的提升迎来第一阶段爆发期。
事实上,在产业方面,随着储能行业的发展,我国钒电池企业正在迈向初步商业化阶段。
2021年7月,北京普能宣布获得泰国BCPG公司2400万美元新一轮投资,以加速公司全球储能业务的增长。
北京普能也是目前国内钒电池领域的头部企业,其在2008年的金融危机中收购了彼时全球最大的钒电池企业加拿大Vanteck公司,从而得到了核心技术和生产线,随后迅速发展。
国网英大旗下的武汉南瑞,则是从2010年开始将电化学储能列为战略新兴产业,展开全钒液流电池储能技术研究。
目前,武汉南瑞已掌握钒电池改性选型技术,具备钒电池本体设计、材料研制、系统集成能力,成功研发高功率钒电池电堆和250千瓦/500千瓦时储能系统。2019年1月,武汉南瑞在蒙东科右中旗进行了100千瓦2小时移动式全钒液流电池储能示范。
除了已有多年研发实力的企业,也有初创企业的身影。2021年6月,山西国润储能宣布向旗下钒电池进入试生产阶段,这是一家储能钒电池技术研发和生产技术企业,主要产品应用于新能源发电、智能电网、通信基站等领域。公开信息显示,国润储能成立于2020年6月,但技术储备可追溯到2016年。
除了电池企业,上市公司中还有资源型的企业攀钢钒钛和安宁股份。
攀钢钒钛目前是世界主要的钒制品供应商,中国主要的钛原料供应商。公司产品广泛应用于钢铁工业、电子工业、有色金属及涂料油墨等领域,具备年经营钛精矿100万吨和年产钒制品(以V2O5计)4万吨(含托管企业)、钛白粉23.5万吨的综合生产能力。
据了解,其托管的攀研技术掌握了钒电解液的生产技术,拥有一条电解液试验线并且具备继续扩大钒电解液生产规模的实力。目前还与大连博融下属公司融科技术、恒流公司签订了《三方合作协议》及《全钒液流电池用钒储能介质委托加工协议》。
据攀钢钒钛在互动平台透露,未来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。
安宁股份则是一家对多金属共伴生矿进行采选的钒钛资源综合利用循环经济企业,主要从事钒钛磁铁矿的开采、洗选和销售,主要产品为钛精矿和钒钛铁精矿。
原标题:三元电池被“除名” 钒电池成为储能之王!市场空间有多大?