中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：成本與規(guī)模的奇點(diǎn)何時(shí)出現(xiàn)，是制約這個(gè)路線最終有多大突破的關(guān)鍵。
圖片來(lái)源@視覺(jué)中國(guó)
圖片來(lái)源@視覺(jué)中國(guó)
文 | 芯鋰話
10月18日，華為宣布參與沙特紅海新城的一個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目，該項(xiàng)目規(guī)模達(dá)到1300MW/h，是目前為止全球最大的儲(chǔ)能項(xiàng)目。隨著華為拿下全球最大儲(chǔ)能項(xiàng)目，儲(chǔ)能這一賽道再度成為資本風(fēng)口。
如果說(shuō)之前儲(chǔ)能還是概念大于實(shí)質(zhì)的話，那么近期這一賽道正在加速落地。
今年7月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出了堅(jiān)持儲(chǔ)能技術(shù)多元化目標(biāo)；9月份，國(guó)家能源局再次發(fā)布《新型儲(chǔ)能項(xiàng)目管理規(guī)范（暫行）》 ，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了儲(chǔ)能項(xiàng)目的安全性。
儲(chǔ)能項(xiàng)目的多樣性和安全性是國(guó)家能源局所強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)。
從技術(shù)角度分析，盡管目前鋰電儲(chǔ)能風(fēng)頭正勁，但安全性不足的劣勢(shì)可能讓這一路線遭到更多新興儲(chǔ)能路線的沖擊。
究竟哪一種路線才是最符合國(guó)家儲(chǔ)能發(fā)展的呢？毫無(wú)疑問(wèn)安全是首要考慮的因素，無(wú)爆炸、無(wú)火災(zāi)隱患的全釩液流電池有望成為規(guī)模儲(chǔ)能的首選技術(shù)。
01 為儲(chǔ)能而生的技術(shù)
1974年，在美國(guó)NASA的資助下，Thaller提出了一種新型的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)——液流電池。
液流電池是利用正負(fù)極電解液分開(kāi)，各自循環(huán)的一種高性能蓄電池，具有容量高、使用領(lǐng)域廣、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，是一種新能源產(chǎn)品。
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，液流電池衍生出全釩液流電池、鋅溴液流電池、鐵鎳液流電池等多種路線?，F(xiàn)階段，全釩路線最為成熟，且是我國(guó)主要推崇的路線，已經(jīng)達(dá)到商業(yè)化初期階段，歐美國(guó)家受制于釩的獲取，因此走的是鋅溴路線。
全釩液流電池是一種優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)同樣鮮明的電池，通過(guò)詳細(xì)對(duì)比不難發(fā)現(xiàn)，全釩液流電池是最適合作為儲(chǔ)能設(shè)備的，說(shuō)其是為儲(chǔ)能而生也并不過(guò)分。
具體而言，全釩液流電池循環(huán)次數(shù)高，達(dá)5000-1000次，這就意味著電池壽命可能長(zhǎng)達(dá)20年；不易燃燒，安全性好，并且能夠100%放電，而不損害電池。
同時(shí)，全釩液流電池具有模塊化功能，儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率可以通過(guò)增減電池的數(shù)量來(lái)控制，而儲(chǔ)能容量則可以通過(guò)電解液的體積和濃度來(lái)調(diào)節(jié)，能夠滿(mǎn)足儲(chǔ)能端的個(gè)性化要求。
這些優(yōu)勢(shì)都是其他電池路線所不具備的。
來(lái)源：頭豹研究院
當(dāng)然，全釩液流電池也并非完美無(wú)瑕，由于能量密度僅為15-50Wh/kg，再加上是液流系統(tǒng)，因此全釩液流電池的體積遠(yuǎn)大于其他電池，往往采用集裝箱甚至建筑的方式儲(chǔ)存，不易輕易搬動(dòng)。同時(shí)，全釩液流電池也需要較為溫和的溫度環(huán)境，5-40°的工作溫度所能適用的場(chǎng)景并不多。
這些缺點(diǎn)影響了全釩液流電池在電動(dòng)車(chē)上的應(yīng)用，但卻與儲(chǔ)能站的需求相契合，尤其是很多大規(guī)模儲(chǔ)能站，需要安全穩(wěn)定的儲(chǔ)能設(shè)備，無(wú)疑穩(wěn)定，壽命較長(zhǎng)的全釩液流電池將是首選。
其他電池方面，鉛炭電池不環(huán)保，鋰電池存在安全隱患，鋅溴液流電池又存在較強(qiáng)的自放電現(xiàn)象，鈉硫電池工作溫度過(guò)高，顯然都與儲(chǔ)能站的要求并不匹配。
僅從性能考慮，全釩液流電池是儲(chǔ)能場(chǎng)景的最佳選擇。
制約全釩液流電池發(fā)展的因素還是在于成本過(guò)高，尤其是儲(chǔ)能站可以梯次利用二手電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池的情況下，更是放大了全釩液流電池高成本的弊端。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全釩液流電池成本大約在3-3.2元/Wh，與之對(duì)比鋰電池的平均成本可能僅為1.2-1.5元/Wh，約為全釩液流電池的40%左右。
盡管目前全釩液流電池成本較高，但對(duì)比鋰電池價(jià)格的歷史走勢(shì)，全釩液流電池大概率會(huì)隨著規(guī)模放量而成本驟降。
在鋰電池剛剛商業(yè)化興起的1991年，鋰電池成本高達(dá)7523美元/KW，但隨著鋰電池技術(shù)的不斷迭代與成熟，鋰電池的價(jià)格一路走低。
目前，全釩液流電池正處于爆發(fā)前期，2019 年裝機(jī)規(guī)模為 20MW，2020 年裝機(jī)規(guī)模達(dá) 100MW，增速很快但絕對(duì)值極低。
按市場(chǎng)份額計(jì)算，全釩液流電池的市場(chǎng)滲透率不足1%。但未來(lái)幾年，全釩液流電池有望迎來(lái)爆發(fā)，市場(chǎng)樂(lè)觀預(yù)計(jì)到2025年全釩液流電池儲(chǔ)能市場(chǎng)滲透率將達(dá)到20%，至2030年達(dá)到30%。
規(guī)模增長(zhǎng)勢(shì)必帶來(lái)成本的下降，當(dāng)成本不再是問(wèn)題，那么全釩液流電池可能就將成為儲(chǔ)能市場(chǎng)的主流路線之一了。
02 釩可能成為下一種戰(zhàn)略資源
如果全釩液流電池最終勝出，那么極有可能提升我國(guó)在全球新能源產(chǎn)業(yè)中的地位。
全釩液流電池的正極與負(fù)極用的都是金屬釩，因此釩的產(chǎn)出至關(guān)重要，值得高興的是，我國(guó)金屬釩資源十分充足，不存在受制于人的情況。
據(jù)USGS數(shù)據(jù)，全球已探明釩礦儲(chǔ)量共計(jì)2200萬(wàn)噸，其中中國(guó)儲(chǔ)量達(dá)950萬(wàn)噸，占總比重的43%；俄羅斯和南非分列二三位，分別占全球釩礦儲(chǔ)量的23%和16%。
由于釩是一種小金屬，應(yīng)用場(chǎng)景并不豐富，目前全球近62%的釩由中國(guó)產(chǎn)出，俄羅斯和南非分別產(chǎn)出21%和9%。
不難看出，中國(guó)與俄羅斯是世界釩金屬的主要出產(chǎn)國(guó)，這就導(dǎo)致歐美國(guó)家在獲取釩上可能會(huì)遭遇限制，因此他們的液流電池主推的都是效果一般的鋅溴路線，而放棄了更適合儲(chǔ)能的全釩路線。
釩的價(jià)格主要受雙重因素印象，其一是鋼鐵需求，其二是環(huán)保要求。
在過(guò)去，釩主要被用作鋼鐵中所添加的元素，以此增加鋼鐵的強(qiáng)度。這就導(dǎo)致很長(zhǎng)時(shí)間中，釩的價(jià)格都與鋼鐵需求密切相關(guān)。例如2018年中國(guó)提高了螺紋新國(guó)標(biāo)，受此影響釩價(jià)飆升。
此外，釩的提煉主要分為石煤提釩和釩渣提釩兩種。
石煤提釩主要采取直接燃燒的方式，方法簡(jiǎn)單，成本低廉，因此是以前釩的最主要產(chǎn)出方式。但顯而易見(jiàn)，這種方式極為不環(huán)保，所獲取的釩以犧牲環(huán)境為代價(jià)，因此已經(jīng)在2017年基本被暫停，這一度引發(fā)了釩價(jià)的短期上漲。
現(xiàn)階段，釩的生產(chǎn)主要為釩渣提釩，由于環(huán)保因素，中國(guó)在2018年禁止對(duì)于釩渣的引進(jìn)，這就導(dǎo)致行業(yè)中釩的需求進(jìn)一步緊張。
如果未來(lái)全釩液流電池放量，那么可能帶動(dòng)釩金屬的需求進(jìn)一步趨緊，在產(chǎn)能有限的情況下，未來(lái)釩可能成為下一種重要的戰(zhàn)略資源。
03 誰(shuí)是“全釩時(shí)代”受益者
全釩液流電池將會(huì)帶來(lái)兩大產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)：金屬釩的需求放量、全釩液流電池的研發(fā)。
正如前文所述，中國(guó)產(chǎn)出了全球62%的金屬釩，因此一旦全釩液流電池普及，那么大量的需求會(huì)使得釩的供需結(jié)構(gòu)發(fā)生本質(zhì)變化，當(dāng)然這種供需改變會(huì)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。
供需影響著價(jià)格，當(dāng)金屬釩供不應(yīng)求，那么釩的價(jià)格空間勢(shì)必上漲，就好像如今的硅料那樣。因此對(duì)于金屬釩提煉的產(chǎn)業(yè)上游來(lái)說(shuō)，將會(huì)是直接的受益者。
從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)看，目前釩礦主要分布在四川和河北兩省份，占比分別為52%和25%。由于海外釩渣禁止引進(jìn)，而石煤提釩又被禁止，這就導(dǎo)致目前釩的生產(chǎn)勢(shì)必只能依靠四川和河北兩省。
進(jìn)一步聚焦，攀鋼釩鈦勢(shì)必會(huì)成為上游最大的受益者。依托全球最大釩鈦磁鐵礦，攀鋼釩鈦的釩制品產(chǎn)能達(dá)到 4.2 萬(wàn)噸，市占率全球第一。同時(shí)，攀鋼釩鈦還具備鈦白粉 23.5 萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力。
產(chǎn)能只是一方面，更重要的是攀鋼釩鈦與大股東攀鋼集團(tuán)緊密相連，買(mǎi)斷了其所有的釩渣制品，從源頭上保證了公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力。2020年釩制品營(yíng)收42.4億元，占總營(yíng)收的56%，是公司最核心的盈利產(chǎn)品。
除攀鋼釩鈦外，河北的河鋼股份也是主要受益者之一，具備年產(chǎn)2.2萬(wàn)噸釩制品的能力，并對(duì)外銷(xiāo)售釩渣制品。
但河鋼股份釩產(chǎn)品2020年的營(yíng)收卻僅為13.06億元，僅占總營(yíng)收的1%左右?？梢?jiàn)河鋼股份更多是把釩作為產(chǎn)業(yè)鏈的一環(huán)布局，并未寄望于此獲得太大的收益。
電池應(yīng)用端方面，國(guó)網(wǎng)英大應(yīng)屬于絕對(duì)龍頭，釩電池由其旗下子公司武漢南瑞運(yùn)營(yíng)，具備完整的電池設(shè)計(jì)、材料研制、系統(tǒng)集成能力，已經(jīng)成功研發(fā)出釩電池電堆和 250kW/500kWh 儲(chǔ)能系統(tǒng)。除國(guó)網(wǎng)英大外，上海電氣也在布局釩電池，并已推出兆瓦級(jí)全釩液流電池。
非上市公司方面，北京普能收購(gòu)了全球釩電池鼻祖VRB Power Systems，擁有其全套專(zhuān)利技術(shù)，已經(jīng)在全球各地開(kāi)始布局儲(chǔ)能項(xiàng)目，是全球化做的最好的公司；大連融科背靠大化所，是國(guó)內(nèi)的技術(shù)先驅(qū)。
從技術(shù)角度考量，全釩液流電池已經(jīng)具備了成為儲(chǔ)能主流技術(shù)的前景，但成本與規(guī)模的奇點(diǎn)何時(shí)出現(xiàn)，是制約這個(gè)路線最終有多大突破的關(guān)鍵。
