全钒液流电池行业研究报告：钒电池长时储能空间广阔.pdf

全钒液流电池行业研究报告：钒电池长时储能空间广阔。全钒液流电池具备安全性高、扩容性强、循环寿命长、全生命周期成本低等优点， 是目前商业化较为成熟的液流电池，在长时储能领域大有可为。

优点 1：安全性高、易扩容。锂电池易发生内部短路而导致自燃，2011-2022 年 4 月，全球 34 起储能电站爆炸事件中锂电池占 32 起。而全钒液流电池电解质离 子存在于水溶液中，不会发生热失控、燃烧和爆炸；同时，电堆、电解液相独立， 可通过增大电堆功率和电解液来提高储电量，可扩展于百兆瓦级储能电站。

优点 2:循环寿命长、易回收，全生命周期成本低。钒电池寿命长，循环次数可 达 10000-20000 次；由于钒在电解液仅发生价态变化，基本可以完全回收。钒 电池全生命周期成本在 0.3-0.4 元/Wh，已经低于锂电池（0.5 元/Wh）。

优点 3：钒资源自主可控。截至 2021 年底，中国钒资源储量占全球 39%，产量 占全球 68%，均处全球第一。而锂资源中国储量占比仅 7%，资源集中于智利 （41%）、澳大利亚（25%）、阿根廷（10%）。

缺点 1：初装成本高为最大缺点。目前钒电池项目投资成本集中在 3.8-6.0 元/Wh， 是目前锂电池储能电站的投资成本（约 1.8 元/Wh）的 2 倍以上。

缺点 2：钒电池高速增长或拉动钒价上涨。假设 2026 年钒电池在新型储能中占 比 20%，在保守和理想两种情形下，V2O5的消耗量约 11.6 万吨和 18.5 万吨（4 小时储能时长）。而 2021 年中国 V2O5产量约 13.1 万吨；若钒资源开发力度不 及预期，钒电池大规模应用将拉动钒价上涨，进一步抬升电解液成本。

缺点 3：能量密度低、能量转换效率低于锂电池。全钒液流电池能量密度较低， 仅为 12-40Wh/kg，低于锂电池的 80-300Wh/kg。钒电池需要用泵来维持电解 液的流动，因此其损耗较大，能量转化效率为 70-75%，低于锂电池（90%）。

钒电池在长时储能潜力巨大。麦肯锡预计 2025 年全球长时储能（8 小时以上） 累计装机量将达到 30-40GW，2040 年将达到 1.5-2.5TW（是目前全球储能系统 装机量的 8-15 倍）。全钒液流电池示范项目运行多年、产业链逐步成型、全生 命周期成本低，是目前商业化较为成熟的液流电池，预计将在长时储能应用广泛。 Guidehouse Insights 预计到 2031 年，全球钒电池每年新增装机量将达到 32.8GWh（2022 年预计约 1.6GWh），2022-2031 年复合增长率 41%。

补贴和鼓励资源开发，技术驱动降本，钒电池有望高速增长。政策方面可通过补 贴来降低初装成本，提高拥有钒钛磁铁矿的钢铁公司产能、加强钒资源开发来扩 大钒供给。技术进步及国产材料替代还将进一步降低钒电池成本。2021 年钒电 池在国内新型储能中装机占比不到 1%，目前已有多个钒电池项目在建，我们预 计 2026 年中国钒电池年新增装机量达 3.0GW 和 4.7GW（假设钒电池在新型储 能中占比 20%，保守和理想情况），2021-2026 年复合增长率分别为 42%和 56%。