行業(yè)拓荒者
2月12日,釩制品公司釩鈦股份公告,公司與攀枝花市政府、大連融科儲(chǔ)能集團(tuán)股份有限公司(簡(jiǎn)稱“融科集團(tuán)”)簽訂了《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》,擬建設(shè)全釩液流電池儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈。
盤面上,釩鈦股份于13日開盤大幅高開,最終收漲5.21%。
事實(shí)上,春節(jié)后釩價(jià)已連續(xù)多輪提價(jià),儲(chǔ)能需求的爆發(fā),讓全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈迎來了產(chǎn)業(yè)的春天。
此前,號(hào)稱“釩電池龍頭”的融科集團(tuán)也已于2022年10月31日同安信證券簽署上市輔導(dǎo)協(xié)議,擬A股掛牌上市。
圖片來源:證監(jiān)會(huì)官網(wǎng)文件
01
釩電池的崛起之路
其實(shí),釩電池并不是新時(shí)代的產(chǎn)物。
公開資料顯示,早在上世紀(jì)70年代,NASA科學(xué)家L. H. Thaller以FeCl2和CrCl3作為正負(fù)極活性物質(zhì)構(gòu)建了全球第一款具有實(shí)際意義的液流電池模型,這便是釩電池的前身。
來源:網(wǎng)絡(luò)
1985年,澳大利亞新南威爾士大學(xué)的Marria Kazacos正式提出全釩液流電池(簡(jiǎn)稱:釩電池),其在海外逐漸發(fā)展起來。
不過,釩電池的應(yīng)用場(chǎng)景較為受限,主要集中在電站調(diào)峰、太陽能儲(chǔ)能、風(fēng)能儲(chǔ)能等場(chǎng)景,以致于海外市場(chǎng)也并沒有掀起太大的風(fēng)浪。
要知道,那時(shí)候可沒有如今的新能源相關(guān)政策,其研究和商業(yè)化之路都是非常困難的,尤其是在鋰電池商業(yè)化之后,釩電池、燃料電池等其他線路電池一度黯淡無光。
據(jù)統(tǒng)計(jì),2021年中國(guó)已投運(yùn)的儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)容量為45.75GW,其中抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模為8.05GW,鋰電池為1.84GW,而液流電池僅23MW。
盡管在很長(zhǎng)一段時(shí)間里,釩電池都處在一個(gè)“默默無聞”的狀態(tài),但事實(shí)上,它在技術(shù)上并不遜色。
全釩液流電池是一種電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù),其正極和負(fù)極是不同價(jià)態(tài)的釩離子溶液,分別放在兩個(gè)電解液儲(chǔ)罐中,通過正、負(fù)極電解質(zhì)溶液活性物質(zhì)發(fā)生可逆的氧化還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化。
(釩電池技術(shù)原理,融科儲(chǔ)能官網(wǎng))
目前,釩電池可實(shí)現(xiàn)15000次以上充放電,使用年限超20年。
相較于活潑的鋰離子,釩離子更為穩(wěn)定,且沒有潛在的爆炸或著火危險(xiǎn),相關(guān)資料表示,即使將正、負(fù)極電解液混合也無危險(xiǎn),只是電解液溫度略有升高。
據(jù)統(tǒng)計(jì),2011年至2022年,全球共發(fā)生36起電化學(xué)儲(chǔ)能事故,其中26起來自三元鋰電池,6起來自鋰電池。
不難發(fā)現(xiàn),釩電池在容量、安全性、使用壽命方面均優(yōu)于鋰電池,也正因如此,其在大規(guī)模、長(zhǎng)周期的儲(chǔ)能場(chǎng)景中優(yōu)勢(shì)較為明顯。
不過,它的缺點(diǎn)也很明顯,由于其電解液儲(chǔ)存于外部?jī)?chǔ)罐中,占地面積較大,這使得釩電池初裝成本較高;此外,其核心材料等離子膜主要依賴進(jìn)口;同時(shí),釩電池的損耗相對(duì)較大,目前能量轉(zhuǎn)化效率在70%左右,而鋰電子已經(jīng)達(dá)到了90%。
說到底,釩電池的持續(xù)低迷與國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)的成熟度有很大關(guān)系,隨著行業(yè)的發(fā)展,中大型儲(chǔ)能電站的不斷建設(shè),大容量電池才開始有了用武之地。
到了2022年,儲(chǔ)能領(lǐng)域出現(xiàn)政策拐點(diǎn),釩電池一躍成為了儲(chǔ)能賽道的新貴。
其中,1月份國(guó)家發(fā)改委以及國(guó)家能源局發(fā)布的《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》中提到,將釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池等列入重大技術(shù)創(chuàng)新試點(diǎn)示范項(xiàng)目。
6月,國(guó)家能源局發(fā)布《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求(征求意見稿)》,其中提出,中大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池。
圖片來源:國(guó)家能源局文件
釩電池發(fā)展至今,在技術(shù)上又有了不小的突破,如今國(guó)內(nèi)企業(yè)在核心材料全氟烴膜的國(guó)產(chǎn)替代方面以及降低電堆成本方面已經(jīng)取得一定成果,行業(yè)正在迎接曙光。
從資本市場(chǎng)也可以感受到這一點(diǎn)。
據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年儲(chǔ)能領(lǐng)域IPO數(shù)量多達(dá)124起,其中不乏包括蜂巢能源、阿特斯、大連融科儲(chǔ)能、贛鋒鋰電、中創(chuàng)新航等20家大型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)。除此之外,國(guó)內(nèi)還有114家儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)傳出融資消息,合計(jì)金額預(yù)計(jì)超過900億元。
其中,液流電池領(lǐng)域受到了紅杉中國(guó)、源碼資本、金鼎資本等投資機(jī)構(gòu)的青睞。
來源:公開信息整理
據(jù)研報(bào),中國(guó)全釩液流電池市場(chǎng)規(guī)模從2019年的0.02億元增長(zhǎng)至2021年的1.7億元,預(yù)計(jì)2026年中國(guó)全釩液流電池市場(chǎng)規(guī)模將近218億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)125.7%。
中國(guó)自2010年開始啟動(dòng)一系列全釩液流電池相關(guān)項(xiàng)目以來,全國(guó)各地陸續(xù)開工多個(gè)項(xiàng)目,整體項(xiàng)目領(lǐng)先于全球,其中河南省南陽市淅川縣金陽公司全釩液流電池裝備制造項(xiàng)目的容量已達(dá)到500MW/2000MWh。
02
“釩電池第一股”來了?
據(jù)記載,中國(guó)最早是1995年才展開釩電池的研究,后來的創(chuàng)業(yè)者不多,主要包括普能、融科儲(chǔ)能(大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司)、上海電氣、國(guó)潤(rùn)儲(chǔ)能等,融科儲(chǔ)能算是較早進(jìn)場(chǎng)且做出一定成績(jī)的。
(全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè),來源:公開資料整理、東海證券研究所)
說到這,不得不提到一個(gè)人——張華民。
公開信息顯示,其出生于1956年,是中科院大連化物所的一名研究員,主要負(fù)責(zé)燃料電池、液流電池、質(zhì)子交換膜等材料及技術(shù)的研發(fā)工作。
圖片來源:中科院大連化物所公眾號(hào)
也許是受到留學(xué)的影響,彼時(shí)海外國(guó)家對(duì)可再生能源的重視更為前衛(wèi),他深刻感受到,未來可再生能源或?qū)⒅饾u由輔助能源轉(zhuǎn)為主導(dǎo)能源,必須得借助儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。于是,他和團(tuán)隊(duì)開始致力于全釩液流電池的技術(shù)創(chuàng)新。
圖片來源:中科院大連化物所公眾號(hào)
那時(shí)候國(guó)內(nèi)液流電池技術(shù)還處于萌芽狀態(tài),釩電池更是停留在實(shí)驗(yàn)室階段。那么,如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?
2018年,張華民與大連恒融新能源有限公司共同出資組建了融科儲(chǔ)能,主要從事于儲(chǔ)能解決方案及液流儲(chǔ)能電池的工程化、產(chǎn)業(yè)化。
值得注意的是,融科儲(chǔ)能下設(shè)大連融科儲(chǔ)能裝備公司(簡(jiǎn)稱:融科裝備)作為公司儲(chǔ)能電池裝備的生產(chǎn)主體,而融科集團(tuán)則作為電池核心材料開發(fā)與生產(chǎn)主體,三家主體共同構(gòu)建的產(chǎn)業(yè)群擁有全釩液流電池全產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)、完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)及高端制造能力。
事實(shí)上,融科儲(chǔ)能成立之初,主要是承擔(dān)大連市儲(chǔ)能技術(shù)工程研究中心建設(shè),直到2012年12月,公司與國(guó)電龍?jiān)春献鹘ǔ闪水?dāng)時(shí)全球最大規(guī)模的5MW/10MWh全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng),并成功并網(wǎng)投運(yùn)。
2016年,融科裝備的全釩液流電池儲(chǔ)能裝備產(chǎn)業(yè)化基地(一期)建成投運(yùn),實(shí)現(xiàn)300MW/年。兩年后,公司開始面向工商業(yè)用戶市場(chǎng)領(lǐng)域,開發(fā)出高集成、小型化ReFlex產(chǎn)品。此后,公司還中標(biāo)了多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)示范項(xiàng)目,并承建全球最大的100MW/400MWh級(jí)全釩液流電池儲(chǔ)能電站。
圖片來源:融科儲(chǔ)能官網(wǎng)
圖片來源:融科儲(chǔ)能官網(wǎng)
公司表示,計(jì)劃將全釩液流電池的初投成本由原來的2.5-3.5元/Wh(儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)4小時(shí))降至1.7-2.0元/Wh。
在這個(gè)饑渴的市場(chǎng),只要有實(shí)力,被資本看到是遲早的事情。據(jù)公開信息,2022年融科儲(chǔ)能完成了兩輪融資,獲得數(shù)億元人民幣,由金鼎資本等機(jī)構(gòu)投資。
2022年,融科集團(tuán)與攀鋼集團(tuán)戰(zhàn)略合作推進(jìn)釩電池儲(chǔ)能商業(yè)化及釩產(chǎn)業(yè)提檔升級(jí);近期,公司與攀鋼集團(tuán)(更名后為釩鈦股份)進(jìn)一步簽訂協(xié)議,計(jì)劃建設(shè)一個(gè)世界級(jí)的釩產(chǎn)業(yè)基地。
可以說,融科集團(tuán)是國(guó)內(nèi)釩電池領(lǐng)域的拓荒者,從公司的發(fā)展歷程也可觀得整個(gè)行業(yè)全貌,中國(guó)的釩電池產(chǎn)業(yè)宏圖正在一步步鋪開!
03
結(jié)語
總的來說,液流電池在國(guó)內(nèi)的起步較晚但追趕速度很快,隨著商業(yè)化進(jìn)程的加快,釩電池賽道吸引了各領(lǐng)域頭部企業(yè)跨界布局,不過目前來看,解決技術(shù)問題以及完善產(chǎn)業(yè)鏈才是重中之重。
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