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全钒液流电池储能专题：海阔天空，不同“钒”响
- 2022-09-14 12:30:19上传人：暮色**浓妆
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全钒液流电池具备本征安全、长寿命、灵活、资源自主可控、绿色环保等多方面优势，主要适用于大规模、中长时储能场景。全钒液流电池利用正、负极电解液中钒离子价态的变化来实现电能的储存和释放，相较于锂电池储能，其优势主要体现在1）安全性：钒离子水系电解液体系具有本征安全性，基本不存在起火爆炸风险；2）长寿命：全钒液流电池中电极不参与反应，同时反应过程不涉及相变，循环寿命可达20000次，且生命周期中容量
- 1. 全钒液流电池：潜力巨大的长时储能形式
- 1.1. 全钒液流电池是目前技术成熟度最高的液流电池技术
- 1.2. 全钒液流电池具备安全、长寿、灵活等多方面优势
- 1.2.1. 安全性
- 1.2.2. 长寿命、低衰减
- 1.2.3. 灵活性
- 1.2.4. 资源储量丰富且自主可控
- 1.2.5. 绿色环保、资源可循环利用
- 1.3. 全钒液流电 池主要适用于大规模、长周期的储能场景
- 2. 储能市场爆发已至，全钒液流电池发展提速
- 2.1. 全球储能行业步入规模化发展阶段
- 2.1.1. 国内：各环节发展模式日益清晰，大型项目招标提速
- 2.1.2. 海外：能源价格持续上涨加速储能渗透
- 2.2. 全钒液流电池大规模发展的条件已较为成熟
- 2.2.1. 长时储能需求显现
- 2.2.2. 行业规范逐步确立，全钒液流电池安全优势凸显
- 2.2.3. 中长时储能场景中全钒液流电池已具备较好的经济性
- 2.3. 未来全钒液流电池将成为重要的储能装机形式
- 3. 全钒液流电池产业链迎来发展良机
- 3.1. 上游资源：全钒液流电池将明显拉动钒资源需求
- 3.2. 中游制造集成：行业发展初期一体化龙头占据先机
- 3.2.1. 能量单元：电解液开发与制备存在较高壁垒
- 3.2.2. 功率单元：离子交换膜、电极以及双极板为核心部件
- 3.2.3. 辅助单元：零部件标准化程度较高，核心在于系统设计与集成
- 3.3. 下游应用：短期内由大型发电 /电网企业主导，工商业用户侧潜在空间较大
- 3.4. 全钒液流电池产业链迈向规模化发展， 助力成本进一步下行
- 4. 投资建议
- 5. 风险提示
- 图 1：液流电池结构示意图
- 图 2：全钒液流电池反应方程式
- 图 3：锂离子电池存在多种热失控诱因
- 图 4：全钒液流电池一般在常温常压下运行
- 图 5：全钒液流电池更高的安全性使其可以采取更为紧密的排布方式
- 图 6：全钒液流电池可基本实现容量零衰减
- 图 7：全钒液流电池增加输出功率只需要增加电堆数量
- 图 8：全钒液流电池增加储能容量只需要增加电解液
- 图 9：全球钒资源分布图
- 图 10 ： 2021 年全球钒储量分布情况
- 图 11 ： 2021 年全球锂储量分布情况
- 图 12 ：全钒液流电池全生命周期内环境影响优于锂离子电池
- 图 13 ：多种储能技术互补是长期的发展趋势
- 图 14 ：全球发电 量结构预测
- 图 15 ：风电、光伏 LCOE 变化情况（ $/kWh ）
- 图 16 ：全球新增储能装机规模情况（ GWh ）
- 图 17 ：全球累计风电光伏装机规模（ GW ）及储能渗透率
- 图 18 ：国内电化学储能新增装机规模情况（ GW ）
- 图 19 ： 2022 上半年储能项目招标不完全统计
- 图 20 ：全球电化学储能新增装机情况（ GW ）
- 图 21 ：海外电化学储能装机结构（按装机功率）
- 图 22 ：欧洲部分国家日前电价情况（欧元 /MWh ）
- 图 23 ：欧盟消费者电价指数情况（ 2015=100 ）
- 图 24：电力系统中不同时间维度的储能需求
- 图 25 ：全钒液流电池在长时储能场景中具备比较优势
- 图 26 ：现阶段国内新能源发电侧储能商业模式尚未完全建立
- 图 27 ：现阶段国内抽水蓄能价格形成机制
- 图 28 ： 2021 年起上游锂资源价格大幅上涨（万元 /吨）
- 图 29 ：近年来五氧化二钒价格基本保持稳定（万元 /吨）
- 图 30 ：不同储能时长下全钒液流电池与锂电池储能度电成本对比（元 /kWh ）
- 图 31 ： 2021 年全球累计新型储能装机构成情况
- 图 32 ： 2021 年中国累计新型储能装机构成情况
- 图 33 ：全钒液流电池储能产业链概况
- 图 34 ：湿法提钒工艺流程图
- 图 35 ： 2020 年国内五氧化二钒产量构成
- 图 36 ： 2018 年螺纹钢新标准实施后钒价快速冲顶回落
- 图 37 ：中国主要钒矿资源、产业及产品分布
- 图 38 ：钒电解液实物图
- 图 39 ：全钒液流电池电堆结构示意图
- 图 40 ：全钒液流电池整体系统构造
- 图 41 ：锂电池成本随产能规模扩大而快速下降
- 图 42 ：不同时长全钒液流电池储能成本下降预测（ $/Wh ）
- 图 43 ：技术进步与规模扩张共同助力全钒液流电池成本下降
- 图 44 ：攀钢钒钛钒产品销量及收入情况
- 图 45 ：河钢股份钒产品收入情况
- 表 1：不同技术路线液流电池商业化阶段
- 表 2：部分锂电池、全钒液流电池储能电站占地面积对比
- 表 3：不 同储能形式对比
- 表 4：《 “十四五 ”新型储能发展实施方案》中各环节储能发展模式的表述
- 表 5：近年全球主要储能安全事故
- 表 6：近年部分国家储能安全相关的行业标准及指导政策
- 表 7：全钒液流电池及锂电池储能度电成本测算
- 表 8：部分已投运全钒液流电池储能电站项目
- 表 9： 2021 -2022 年国内部分大型全钒液流储能电站项目
- 表 10 ：国内全钒液流电池储能装机空间测算
- 表 11 ：国内钒需求量测算（以五氧化二钒计）
- 表 12 ： 20 20 年全球主要钒生产企业产能情况（折五氧化二钒）
- 表 13 ：钒资源上游企业加速布局全钒液流电池储能相关领域
- 表 14 ：融科储能一体化布局全钒液流电池全产业链
- 表 15 ：全钒液流电池电解液制备工艺
- 表 16 ：全钒液流电池电堆关键零部件发展方向
- 表 17 ：部分 大型发电 /电网企业全钒液流电池储能项目情况
- 表 18 ： 2021 年以来针对工业用户用电的相关政策
- 表 19 ：国内部分全钒液流电池厂商现有产能及后续规划
- 表 20 ：全球主要全钒液流电池储能厂商
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