釩電，萬億噱頭還是“新王者”？

時間:2022-10-07 12:56來源:每日資本論 作者:白開水的思考
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       又一新能源的熱地。釩礦資源中國第一，釩電難以自燃和爆炸，且循環使用，還加上一個1.6萬億元的市場。未來，隨著技術的創新，解決釩電能量密度、容量問題，讓釩電池的不僅應用到大規模的儲能電站，更能應用的到電動汽車小型的應用場景中，或許到那時，釩電才會迎來真正的井噴式發展。
 
       就在鋰電志得意滿之時，釩電像一頭公牛沖進了瓷器店。
 
       剛剛過去的9月，對中國儲能市場來說或許意義重大。9月29日，由中國科學院大連化學物理研究所等團隊共同參與的百兆瓦級大連液流電池儲能調峰電站進入并網調試最后階段，預計10月中旬正式投入使用。該電站是國家首個100MW級大型電化學儲能國家示范項目，也是迄今為止全球功率最大、容量最大的液流電池儲能調峰電站。
 
       也在這個9月，湖南紅坪100MW/400MWh長時全釩液流儲能電站項目簽約，總投資6.8億元，預計2023年6月底全容量建成并網運行；國內首個GWh級全釩液流儲能電站在新疆察布查爾縣開工，項目計劃2023年年底前并網；中核匯能首個GWh級別的全釩液流電池儲能系統集采……
       簡單說，過去的一個月中國釩電市場迎來了集中的爆發。
 
       敏感的資本市場早已聞風而動。兩個月前，釩電池板塊突然異動，并快速領跑市場。釩電池概念指數顯示，自7月以來截至7月21日，該指數報收1924.42點，累計上漲了35%。龍頭釩鈦股份16個交易日股價翻番、攀鋼釩鈦15個交易日漲幅達到了96%、振華股份一個多月時間股價也接近了翻番。
 
       不過，經過一輪大漲之后，釩電板塊的個股大多進入大幅回調階段。目前，釩電概念的26只股票中，還保持上升通道的僅有ST海越、銀龍股份。那么，這一輪大規模釩電投資會成為釩電板塊個股的轉機嗎？
 
誰能替代鋰電？
 
       這個問題確實不好回答，但釩電將成為新能源市場的新寵則并非空穴來風。
 
       不久前的6月29日，國家能源局發布《防止電力生產事故的二十五項重點要求（2022年版）（征求意見稿）》，其中明確了中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池。
 
       這意味著，三元鋰等電池將被排除在大規模儲能領域之外。
 
       稍微普及一下常識，三元鋰電池能量密度是磷酸鐵鋰電池能量密度的1.7倍，在低溫狀態下，磷酸鐵鋰電池充放電的下限值為-20℃，而三元鋰電池的下限值為-30℃。但三元材料中鎳鈷鋁18650電池超過180℃就會自加熱，起火后很難控制，而磷酸鐵鋰材料到250℃才會發生放熱現象。
 
       小插曲是，國內某家電動汽車廠商在回答電動汽車自燃的問題時，臉不紅心不跳地說，他們家的電池不會自燃。不知道底氣來自哪兒！
       鋰電池發展中有兩大核心難題。首先是資源的安全性。公開數據顯示，2021 年中國鋰資源量為510萬噸，占全球總資源量的5.6%，鋰儲量為150 萬噸，占全球總儲量的6.8%。
 
       也就是說，中國鋰資源并非十分豐富，新能源的命脈還不能主要控制在我們的手中。當前，我國鋰原料的供應依然有著較高的對外依存度，65%的鋰原料都需要進口。后果已經開始顯現——在過去一年左右的時間，碳酸鋰價格暴漲10倍，整車廠等價值鏈中下游企業都在為上游的礦主打工，承受巨大的成本壓力。
 
       除此之外，鋰電池的安全問題也日益凸顯。據不完全統計，2011年至2021年的10年間，全球至少發生34起儲能電站起火爆炸事故。其中，日本1起、美國2起、比利時1起、中國4起、韓國26起。
 
       其中，32起事故均與鋰電池相關，26例為采用三元鋰離子的儲能電池，2例為磷酸鐵鋰電池，4例為未透露細節的鋰電池。此外，鈉硫電池和鉛酸電池引發的事故各一例。
 
       而由于光伏、風電近些年快速發展，這些在電源實際對于電廠來說并不友好。一般除核電和火電外的其他電源，比如水電、光伏、風電等都屬于“垃圾電”。由于存在波峰波谷，對電網安全造成極大影響。因此，急需大型的儲能來配套新能源。
 
       這就倒逼著整個儲能產業急需找到一個替代能源，釩電池呼之欲出。
 
商業化的初級階段
 
       釩電池全稱是全釩氧化還原液流電池。其原理是利用釩氧化物與電極接觸發生電化學反應，使化學能轉換為電能。釩離子電解液含有化學能，釩電池儲能系統將其儲存在儲罐內，利用外接的泵，將電解液從儲罐壓入電池堆體內，使得電解液平行流過電極表面并發生電化學反應，從而完成釩電池儲能系統的充電或放電。
       優點十分突出。首先中國的釩礦資源非常豐富。截至2021年底，全球釩金屬儲量6300萬噸。其中，中國釩礦儲量約950萬噸，占比39%，位居第一，產量則占全球的68%；二到四位的澳大利亞、俄羅斯和南非儲量占比分別為25%、21%和15%。
 
       也就是說，源頭供給我們完全能夠把控在自己手中，這點是鋰電遠遠不能比擬之處。
 
       其次，釩幾乎100%能夠被回收利用。據測算，釩電池的充放電次數可以達到1.5萬次，一個釩電池儲能電站可以使用20年左右。1.5萬次什么概念？等于超強的利用率，因此釩價并不具備像鋰價一樣暴漲的基礎。
 
       更加讓人激動的是安全性。全釩液流電池的水基電解質特性使得其不會發生燃燒和爆炸，同時電池的功率和容量彼此獨立，可以通過添加釩電解液的容量即可以做到容量的擴充，這就決定了其在大容量裝機規劃上依然安全性較高。這恰恰是現在多種新能源電池的最大痛點。
 
       事實上，中國早在上世紀80年代末就開始研究全釩液流電池技術。1995年，中國工程物理研究院研制了500 W、1 kW的樣機，擁有電解質溶液制備、導電塑料成型等專利。
 
       根據國際能源機構（IEA）的預計，到2050年全球儲能市場規模將達數萬億美元，中國儲能行業也將達到數萬億元的市場體量。其中，按照中國《新能源汽車產業發展規劃》和近年來電池行業數據的測算，釩電池所應用的風電儲能設備和城市調峰儲能設備市場規模將在1.6萬億元左右。到2025年，若釩電池儲能交付成本下降至2.5元/Wh，市場空間或將達到404億元。
 
       肯定有好奇的投資者會問，如此好的東西，為何到現在才開始大力發展。其實，事物都有正反方面。
 
       釩電也有其明顯的缺點。核心問題是能量密度較低。釩電池能量密度僅為12-40Wh/kg，其釩電池的容量也僅有鋰電池的70%-75%。這就造成釩電池體積大，即便相同能量釩電池所占體積是鋰電池的3-5倍，直接導致運送困難，而且不適用電動汽車這種小型的工作場景。
 
       但釩電池是優于鉛酸電池。在充放電能量轉換方面，釩電池的效率是鋰電池的70%-75%，但遠高于鉛酸電池的45%。
       還有個問題就是投資大。釩電池現在的初裝本錢大概是鋰離子電池的2倍以上，項目總出資本錢會集在3.8-6.0元/Wh左右。由于初裝成本較高，釩電池在2小時儲能系統上的經濟性較差，但4小時儲能系統的釩電池和鋰電池經濟性相差不大。主要是因為釩電池儲能時長越長，單位投資成本增加（僅增加電解液成本）小于鋰電池。這也意味著，釩電要大力發展，必須規模化發展。
 
       總的來說，釩電池還屬于商業化的初期，應用的場景也較為有限，是新能源發展的有益補充。未來，隨著技術的創新，解決釩電能量密度、容量問題，讓釩電池的不僅應用到大規模的儲能電站，更能應用的到電動汽車小型的應用場景中。或許到那時，釩電才會迎來真正的井噴式發展。
 
(責任編輯：子蕊)
文章標簽： 釩電池
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