1、中國儲能液流電池市場發(fā)展規(guī)模

2021年儲能液流電池由于系統(tǒng)價格高昂、產(chǎn)業(yè)配套不完善等制約因素，整體市場裝機容量仍然處于較低水平。

國內(nèi)液流電池市場發(fā)展呈現(xiàn)以下特點：

1)市場并未商業(yè)化，正處于項目示范階段，且示范項目遠低于鋰離子電池;

2)技術(shù)路線具有較明顯的偏向，以商業(yè)化程度最高的全釩液流電池為主;

3)示范規(guī)模偏小，基本以KW-MW級別為主，混合型示范居多，結(jié)合鐵鋰、三元等鋰離子電池混合應(yīng)用與考察，全液流電池示范項目偏少。截至2021年底，中國液流電池累計裝機量規(guī)模約合200MW，占儲能累計裝機量比例約為0.4%。

GGII預(yù)測未來10年液流電池有望進入高速增長階段，其主要驅(qū)動力有：

1)液流電池技術(shù)與長時儲能匹配性高，電池循環(huán)壽命一般在10000次以上，沒有起火爆炸風(fēng)險，功率與容量可分開設(shè)計，能根據(jù)具體容量靈活擴充儲能容量;

2)液流電池經(jīng)過過去十年的工程示范，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)配套成熟度快速提升，制造成本下降明顯;隨著示范規(guī)模突破百兆瓦和頭部企業(yè)產(chǎn)能的擴張，其投資成本有望進一步下降;

3)十四五儲能規(guī)劃提出重點支持百兆瓦液流電池技術(shù)項目示范，預(yù)計更多的央企和地方政府將會采用該技術(shù)路線。

2020-2030年國內(nèi)液流電池累計裝機規(guī)模(GW)

資料來源：高工產(chǎn)研新能源研究所(GGII)，2022年3月

根據(jù)美國能源部統(tǒng)計，2017年以前全球液流電池的裝機量處于緩慢增長的階段，2018年以后受到中國、韓國儲能大規(guī)模投資的影響，液流電池裝機量急劇上升。2019年以來液流電池新增裝機量主要由中國貢獻。

2010-2020年全球液流電池裝機量增長情況(MWh)

資料來源：DOE，2021年10月

2、中國儲能液流電池各技術(shù)路線發(fā)展階段

液流電池根據(jù)電解液體系的不同，具體可劃分為全釩、鋅溴、鐵鉻、鋅鐵等技術(shù)路線。

其中鐵鉻液流技術(shù)路線是第一代液流電池技術(shù)路線，其采取非貴金屬原材料，其材料價格廉價、供應(yīng)穩(wěn)定，避免液流電池出現(xiàn)鋰離子電池原材料暴漲、金屬供應(yīng)不足的風(fēng)險，適合作為大容量、長時間儲能電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。但鐵鉻液流電池在材料體系上存在明顯的缺點：鐵鉻液流電池負(fù)極側(cè)析氫反應(yīng)嚴(yán)重，鉻離子的電解活性差，需要配合催化劑使用，導(dǎo)致其整體效率和功率密度難以提升至合理水平。目前鐵鉻液流電池裝機量較小，處于工程化示范階段。

全釩液流電池是目前液流電池商業(yè)化程度最高，裝機規(guī)模占比最大的液流電池技術(shù)路線。該路線以釩電解液作為陽極和陰極電解液，其循環(huán)壽命可達到20000次以上;由于使用釩作為電解液，避免鐵鉻液流電池發(fā)生的析氫反應(yīng)和鉻離子電解活性不足的問題;從事全釩液流電池生產(chǎn)的企業(yè)數(shù)量更多，產(chǎn)業(yè)配套較為成熟，目前已經(jīng)進入商業(yè)化應(yīng)用的初期。

鋅溴、鋅鐵液流電池在國內(nèi)的商業(yè)化進展稍稍落后于國外。在技術(shù)層面，鋅溴液流電池作為國內(nèi)外長時間研發(fā)的電池體系，其技術(shù)和產(chǎn)品的成熟度較高，后續(xù)商業(yè)化推廣一方面依賴相關(guān)技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新突破，降本增效，另一方面還需要更精準(zhǔn)的場景應(yīng)用與推廣。鋅鐵液流電池在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈上還不夠成熟，但其具有較高的能量效率，較長的循環(huán)壽命以及較低的材料成本，后續(xù)商業(yè)化前景廣闊。

從商業(yè)化進展看，鋅空液流電池和全鐵液流電池在國外都進入了相應(yīng)的商業(yè)化應(yīng)用階段，證明其產(chǎn)品在技術(shù)路線上已得到一定的市場證明和檢驗，然而，其在國內(nèi)均還處于技術(shù)研發(fā)階段，沒有進行商業(yè)化推進和產(chǎn)品開發(fā)，2 種技術(shù)的經(jīng)濟性、適用性以及進一步的商業(yè)化進展需要緊密跟蹤。綜上，可以看出目前儲能市場對于液流電池技術(shù)呈關(guān)注度逐漸加深、認(rèn)可度逐步加大的態(tài)勢，裝機量也在快速提升。在選取的技術(shù)體系方面，國內(nèi)對于全釩液流電池的商業(yè)化推進進展較快，但其余技術(shù)的商業(yè)化進展落后于國外。

3、中國儲能液流電池市場競爭格局

在眾多液流電池中，全釩液流電池發(fā)展最快，商業(yè)化走得最遠。

首先，全釩液流電池單瓦時成本最低，國內(nèi)最先進的產(chǎn)品已經(jīng)能達到3.3元/Wh的成本水平，預(yù)計2022年可以下降到2.2元/Wh的水平(按照4小時儲能系統(tǒng)計算)。

其次，全釩液流電池經(jīng)過多年配套與示范，國內(nèi)已經(jīng)形成一批技術(shù)實力較強、產(chǎn)品系列較為齊全的規(guī)模企業(yè)，關(guān)鍵核心部件的產(chǎn)業(yè)配套基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，能滿足大規(guī)模訂單的生產(chǎn)與銷售。未來中短期，全釩液流電池將是液流電池的主流產(chǎn)品路線。從長遠看，全釩液流電池也面臨著釩資源不足、運行溫度和系統(tǒng)效率受限等風(fēng)險。鐵鉻電池路線能很好地應(yīng)對全釩液流電池以上風(fēng)險。首先全球鋰資源的儲量約合1600萬噸，釩資源的儲量為2200萬噸，但鉻資源是5.1億噸，具備大規(guī)模應(yīng)用推廣的潛力。其次鐵鉻液流電池溫度適應(yīng)范圍更廣，在沒有保溫的措施下，管道內(nèi)溫度適應(yīng)范圍可以從零下20℃到70℃。

第三，鐵鉻等關(guān)鍵原材料在20元/kg，遠低于全釩液流電池的253.9元/kg，當(dāng)量價格為1.4元/mol，低于全釩液流電池的23.1元/mol。2020年以來國內(nèi)鐵鉻液流電池的產(chǎn)示范項目規(guī)劃快速增加。但鉻離子活性不足、析氫反應(yīng)、電解液互混問題的解決仍有待進一步的理論突破。

液流電池市場具有以下特點：

1)行業(yè)參與者少，規(guī)模企業(yè)更少;

2)產(chǎn)業(yè)配套相比鋰電池不完善，生產(chǎn)成本仍然較高;

3)下游需求未形成規(guī)模，競爭尚未完全打開。現(xiàn)階段除大連融科、普能世紀(jì)等個別企業(yè)以外，其余企業(yè)均在業(yè)務(wù)起步階段，最終競爭格局尚未形成。

現(xiàn)階段，大連融科和普能發(fā)展歷史較長，積累不少MW級液流電池項目的設(shè)計與開發(fā)經(jīng)驗，在與業(yè)主客戶接觸時擁有更大的先發(fā)優(yōu)勢。此外，大連融科依托中科院大化所，且與大連市政府有著較深厚的合作淵源，普能曾經(jīng)牽頭承擔(dān)國家863計劃全釩液流電池儲能技術(shù)開發(fā)項目，在國內(nèi)外液流電池行業(yè)積累許多產(chǎn)業(yè)資源，也增強其在爭取液流電池示范項目訂單的談判能力。

和瑞儲能進入市場較普能和大連融科晚，MW級項目的設(shè)計生產(chǎn)經(jīng)驗不如上述兩家。但依托國電投自身的新能源開發(fā)業(yè)務(wù)和金融資本加持，和瑞儲能無需過多擔(dān)心項目開發(fā)周期過長、項目過多導(dǎo)致的資金鏈壓力問題，同時在爭取國電投在國內(nèi)各地區(qū)液流電池示范項目的訂單時具有更多的先天優(yōu)勢。從中長期看，國電投和瑞儲能發(fā)展空間相比國內(nèi)其他民營企業(yè)具有更大的發(fā)展空間。

4、中國儲能液流電池價格

GGII統(tǒng)計，2019年以前全釩液流電池由于下游需求小，生產(chǎn)規(guī)模不大，產(chǎn)業(yè)配套不成熟，因此單瓦時價格高達4元以上。2020年以來，全釩液流電池的系統(tǒng)價格持續(xù)下降，預(yù)計2022年全年有望下降至2.2元/Wh，十四五期末可以實現(xiàn)低于1.8元/Wh的水平。主要的降本驅(qū)動力有以下幾點：

1)十四五儲能規(guī)劃等中央及地方政策文件陸續(xù)出臺，積極引導(dǎo)液流電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，部分地區(qū)大力發(fā)展長時儲能(熱)技術(shù)，鼓勵4小時以上儲能項目的上馬;

2)大連200MW/800MWh調(diào)峰調(diào)頻項目，中廣核襄陽100MW/400MWh，國電投100MW/500MWh等百MW液流儲能項目陸續(xù)通過備案與上馬，下游需求快速打開。在采購規(guī)模大幅度提升背景下，液流電池單瓦時成本迅速下降;

3)國內(nèi)從事液流電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)數(shù)量快速增加，融科、普能世紀(jì)、蘇州科潤等頭部企業(yè)加速擴張電堆、離子交換膜、雙極板等零部件產(chǎn)能，帶動制造成本下降;

4)經(jīng)過多年技術(shù)攻關(guān)，液流電池核心部件如離子交換膜、雙極板、端板、電堆、電解液配方均已實現(xiàn)國產(chǎn)化，極大降低進口原材料對產(chǎn)品降本的制約。