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2022年年中，A股钒电池类的概念股呈现出一路狂飙的局面，攀钢钒钛、河钢股份、明星电力等涨势大好。钒电池的快速崛起引起了人们的猜想，锂电池为王的时代即将落幕？钒电池将会取而代之？  钒电池，大爆！2022年7月，国家能源局对国家储能的方案进行了相应的调整。从发布的文件上看，我们可以发现两个关键点，一是宣告了三元锂离子电池的终结。二是大连液流储能调峰电站也随即上马，预计将在次月正式运行。 这是我国首个大型的钒电池液流项目，所采用的全钒液流电池储能技术，属我国首次自主研发，具有完全知识产权的钒电池技术。  从这则消息上看，锂电池似乎有那么一些明日黄花的意味。然而，需要特别关注的是，这项技术的突破仅仅是在能源储备方面，在电动车、日常生活等多个方面，目前尚未找到更合适的替代品。 从2022年下半年市场反馈上看，钒电池作为新兴的产业，其初期爆发势头良好。特别是年中新能源、光伏等板块的整体调整阶段，给了新概念突破和冲刺的机会。  钒电池真的能取代锂电池？事实上，在锂电池大行其道的几十年中，人们对于锂电池的使用从来不疑有他。然而近两年来，对锂电池发展的质疑声也渐渐变大。其中最有名的便是2015年那篇震惊整个能源界“锂电池阴谋”的文章。  这篇文章由网络写手一手炮制，经由互联网广泛传播，引发大众诸多猜疑。文章假借中科院的院士卢强之口，表明中国锂电池产业，是一场由美国人发起的彻头彻尾的阴谋。 文章中还特别使用了诸如“忽悠”，“完全失败”等极端性的词汇，吸引大众眼光。加上网络喷子们的推波助澜，让不少民众开始怀疑锂电池产业发展。 由于文章影响过于恶劣，专家学者纷纷站出来辟谣。其中就包含了这起事件的关键人，中科院的卢强院士。 在后续的澄清中，卢院士表示锂电池发展不可避免的存在一定的问题，例如他本人对于锂电池的技术路线相当不满。但是他的抨击点仅限于储能电池领域，并不涉及文章所谈及的动力电池方面。 事实也证明，这篇文章的荒谬。在文章发表后的七年多的时间里，中国锂电池在动力领域蓬勃发展，用数据抨击了所谓的“完全失败”等论断。但是，卢院士所谈及的储能电池领域，锂电池的统治地位正受到多方面的挑战。 最新的研究表明，相较于锂电池，钒电池在安全方面更加有保障，没有燃烧的风险。从整个生命周期上看，性价比极为突出，特别是充放电过程中，容量都不会大打折扣。这和锂电池形成了鲜明的对比，高下立现。 因此，在将来的某一天，全钒液流电池将在大规模出现在储能领域，并展现自身独特的价值。 锂电池的终结者——钒电池钒电池，全称为全钒氧化还原液流电池，利用钒金属的氧化还原反应实现充电和放电。过程中通过硫酸电解液，产生钒的氧化还原反应，最终完成充放电这一过程。这是一种可再生燃料电池，同时通过更换电解液即可实现“瞬间再充电”的循环利用。 钒电池近两年迎来爆发式的增长，但是早在上个世纪90年代，人们对于钒电池已经展开了一系列的研究，加拿大的VRB Power公司甚至在2001年已经实现商业化运营阶段。 而中国于2009年通过收购加拿大VRB Power公司，获得了这一领域的先进技术和研究基础，逐步占据了世界性的技术制高点。 之所以钒电池逐步成为锂电池的良好替代品，其有着和一般的电池无法比拟的优势。如下图所示，同锂电池和铅蓄电池相比，液流电池容量大，是铅蓄电池的4-6倍。 循环寿命次数可达到15000次以上，是锂电池的三倍以上。经过十余年的技术突破，钒电池或许已经能够取代锂电池，成为未来储能界的一颗冉冉升起的新星。 很多人好奇的是，既然钒电池具有如此多的好处，且研究的时间并不算短。为何没有在储能电池界早早的闯出一片天空呢？答案和这项技术自身的缺陷，有着直接的关系。 钒电池自身的不足钒电池之所以无法推广，主要有以下几点：一是技术难度较高且能量密度偏低，二是成本高昂且价格偏贵。 首先是钒电池的能量密度低。尽管钒电池循环寿命长，安全性能高，且能量转换率高等特点，但是受制于钒这种金属特性，能量相对较低，同等能量输出的锂电池，其质量仅为钒电池的1/3，体积约为1/5-1/3。 如此巨大且笨重的钒电池，在应用过程中极为不便。特别是和以小巧轻便著称的锂电池，完全没有竞争性。这也是动力领域，钒电池始终无法取代锂电池的原因。毕竟没有人愿意拿着一块重如砖头的手机，日常出行。 其次，钒电池的运行环境也有严苛的限制，超过45摄氏度，可能会造成溶液中析出沉淀物，最终堵塞管道，影响电池的整体运行。但是电池运行过程中，电解液不断同钒金属发生氧化反应，这一过程势必会放热。 如果是冬季，气温普遍较低，钒电池尚能正常运行。而到了夏季，部分地区受到高温影响，气温可能达到40度以上，钒电池在这样的环境下完全没有办法工作。 第三，尽管钒电池具有很长的寿命，但是仍然不可避免以酸性电解液在运营过程中，腐蚀正负极材料的情况。这说明了离子交换膜技术仍然存在未攻克的难题，需要长期依靠专业人士进行维护。 而导致钒电池无法大规模商业化的最关键因素，是成本。电池作为日常必需品之一，价格当然是越低越好。 目前，钒液流电池的成本约3-3.2元/千瓦，而同样的锂电池的成本仅为1-1.5元/千瓦。而造成成本如此居高不下的主要原因在于电解液，占据总成本的41%。同时，钒作为一种较为稀缺的金属，价格本就不菲。且随着钒电池受到多方的关注，钒价格也开始一路飙升。 综合以上几点，钒液流电池大规模普及使用仍有一段差距，特别在技术突破和降低成本等方面，需要进一步深入研究。 钒电池赛道谁是最后赢家？随着行业内对钒电池的关注度不断上升，国内各大企业也在积极布局。目前，从钒电池上游产业链，即原料供应环节，国内有以下五大钒生产企业：攀钢钒钛、河钢承钢、建龙特钢、川威集团和德胜钒钛，他们占据了超过8成的市场占有率。 其中攀钢钒钛拥有全球最大的钒磁铁矿，企业所出厂的钒制品其市场占有量位列全球第一，为公司创造50%以上的业绩。由于其出品的钒制品品质高且销量大，受到了多方的关注。 在钒电池领域，已有两家上市公司，分别是国网英大和上海电气。其中国网英大自2010年便已经开始着手钒电池技术的研究，目前同江苏省电力公司展开全面合作，预计未来2-3年将会在当地设立一座全钒液流电池储能电站示范项目落成。 但是根据武汉南瑞最新的披露上看，尽管其作为国内钒电池技术方面的第一人，但是很多技术仍停留在试验阶段，小范围试用，因此钒电池的创收相对较小。 目前公司已研制出兆瓦级别的全钒液流电池，且承办或合作的多个水电液流电池储能项目已经实现并网，汕头市智慧能源项目也已经准备就绪，即将正式投入使用。这些成绩，意味着我国在钒电池行业的商业化之路已经日渐清晰，迎来腾飞不过是时间问题。 此外，在非上市公司之中，北京的普能、上海的神力等公司也在钒电池研究和商业应用领域展现出非凡的热情和野心。其追赶之势不容小觑。此外，中国还有大量的电池厂商，随着钒电池热度进一步上升，他们是否会参与其中，尚未可知。 但是可以判定的是，这一行业领域的未来竞争愈发激烈。到那个时候，也就意味着钒电池彻底摆脱技术难、成本高等问题，取代锂电池，成功上位。 2023年，是我国钒电池发发展的腾飞之年。技术领先是我国这一领域的优势，但商业化运行仍处于初级阶段，无论是例如国网英大这类上市实力公司，还是神力这类野心勃勃的上位者，都只有进行小部分试验探索，整体行业还处于探索尝试阶段。 2007年的东京车展，斯巴鲁曾经展现了一台电动的概念车。其中电车的电池便是使用了钒电池，根据公司自述，该钒电池可中的钒材料相比，其存储的能量是传统材料的2-3倍，密度远超锰锂离子电池的2倍以上。 尽管当前仍然是锂电池的天下，但是随着钒电池技术的不断发展，未来一定可以独当一面。随着这参与厂商增多，钒电池的商业化之路指日可待。 好了，本期内容到这里就结束了，看完这期别忘了给我们点赞，关注和转发。谢谢您的支持，下期更精彩！ |
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