一、電池結構決定液流電池獨特特點

液流電池是二次蓄電池的一種，與傳（chuán）統蓄電池相比，液流電池具有以下特點：

01輸出功率和儲能（néng）容量相互（hù）獨立

液流電池的活性（xìng）物質是儲存在（zài）外部儲罐中的液體電解質，與電極材料分離，通過循環泵在電堆內外流動，充（chōng）、放電過程中無相變（biàn），電池輸出功率取決於（yú）電極的（de）麵積，儲（chǔ）能（néng）容量取決於溶液的體積。因此需要在提高輸（shū）出功率時增加電堆數目即可，通過增加（jiā）電解質的量或提（tí）高電解（jiě）質濃度即可達到增加儲能容（róng）量的目的。

而（ér）傳統的二次電池（chí）活性（xìng）物質與其電極材料一般是一體的，封存在電池殼（ké）體內部，正、負電（diàn）極間的隔膜采用多孔膜（mó），且充、放電過程中一般有（yǒu）相變化或（huò）形貌改變，電池輸出（chū）功率固定後，其儲能容量也相應固定。

02充放電過程（chéng）不涉（shè）及物相變化（huà）

雙液流電池儲能活性物質均為液態，充放電過程中隻有價（jià）態變化，不涉及無相變化，避免了傳（chuán）統電池因相變化（huà）及枝晶的生成而發生電池（chí）短路、活性物質性能（néng）下降問題。

03儲存壽命長

液流電（diàn）池的活性物質溶解於電（diàn）解液中，當電池不使用（yòng）時密（mì）封存放於不同的電解液儲罐中，沒有普通電池的自放電（diàn）問題。

04本征安全

傳統液流電（diàn）池的電解液（yè）為水溶液，不存在著火爆炸的風險，安全性較好。作為液（yè）流（liú）電池的一種，當前商業化進度*為靠前的全釩液流電池也具有安（ān）全性高、儲能規模大、充放電循環壽命長、電解液可循環利用、生命（mìng）周期中性價比高、環境友好等優點。缺點主（zhǔ）要（yào）是（shì）係統組成（chéng）複雜、能量密度較低。

二（èr）、液流（liú）電池與鋰電適用場景具有重大差異（yì）

01能量密度顯著（zhe）低於鋰電（diàn）

全釩液流電池的能量密度為12-40W/kg，而鋰電中能量密度較低的（de）鈦酸鋰電池能量密度達到60-100W/kg，如果將全（quán）釩液流電池能源密度以30W/kg計算（suàn），鈦（tài）酸鋰能量密度是全釩（fán）液流電池的2~3倍。

這決定了全釩液流電池在對能量密度有要求的3C電子和電動車領域並不適用，該領域需（xū）求更適宜由鋰電池等高能量密度的電池來滿足。

02循（xún）環壽命遠高於鋰電

在儲能領（lǐng）域，尤其（qí）是儲能需求量較大較長的長時儲（chǔ）能領域，能量密度並不是考慮的首要因素，而是要考慮（lǜ）循環壽命、安全（quán）性、可靠性等。從循環次數來看，全（quán）釩液流電池循環（huán）次數大於1萬次，而鋰電池中的（de）磷酸鐵鋰電池和（hé）三元鋰電池循環次數中值分別為6000次和3000次（cì），遠低於全釩液流電池。

03本征安全，不會熱失控和燃（rán）燒爆炸

安（ān）全性上來講，鋰電池等搖椅電池由正極（jí）材（cái）料、負極（jí）材料、電解液和隔膜組成，主要依靠金屬離子在兩個電極之間（jiān）的充放電往返（fǎn）嵌入和脫嵌工作。

電（diàn）池一般（bān）采用含有鋰、鈉、鉀元素的材料作為正極材料，但有些材料化學穩定（dìng）性和熱穩（wěn）定（dìng）性較差，在過充、撞擊、短路過程中（zhōng）很（hěn）容易引發火災及爆炸事故。

而釩（fán）電（diàn）池的電解液為水基環境，本身不（bú）可燃，不會像（xiàng）鋰（lǐ）電那樣（yàng）發生熱失控（kòng）或燃燒爆炸，電解液循（xún）環流動（dòng），散熱速率快，能夠有效降低電池內部溫度，避免過熱損傷。活性物質是不同價態的（de）釩離子，反應溫和，即使（shǐ）正負極電解液直接互混，也不（bú）會產生劇烈的化學反應或溫度升高。

三、全（quán）釩液（yè）流電（diàn）池產業鏈初步形成

目（mù）前釩電池產業鏈可以劃分為上遊原材（cái）料、中遊電池製（zhì）造、下遊（yóu）應用。上遊原材料（liào）主要包括五氧化二釩、硫酸（suān）、電（diàn）極、雙極板、離子傳導膜（mó）以及其他零部件。中遊電池製（zhì）造環節首先將原材料加工成電解液（yè）、電堆等核心零部件，並進一步集成為電（diàn）池係統；釩全液流電池的下遊應用是（shì）儲能，包括在發電側、電網側、用電側。

01上遊：釩資源存在廣（guǎng）泛，中國產量占全球七成

根據美國國家地質局（USGS），2022年全球釩元素資源（yuán）儲量達到2556萬噸，其中中國儲量占比（bǐ）*高（gāo），為37%。產量上，2022年全球五氧化二釩（fán）產（chǎn）量約10萬噸，中國占7萬噸，是*主要的產釩國。

釩資源主要利用酸浸堿溶（róng）、鈉化焙燒、直接焙（bèi）燒和鈣化焙燒（shāo）等提釩技術提取，五氧化二釩及（jí）其他氧化物（如三氧化二（èr）釩）是冶煉階段的主要產（chǎn）物，之後（hòu）再通過物理法、化學法或電解法製得電解液。目前（qián）1kWh電解液大約使用8-9公斤五（wǔ）氧化二釩，1Gwh全釩液流（liú）電（diàn）池約使用0.8~0.9萬噸，約（yuē）當前年度全球（qiú）產（chǎn）量的10%。因此，如果全釩液流電（diàn）池未（wèi）來有所放量，上遊釩資（zī）源需求將會持續擴大。

02中遊：電（diàn）解液製造與電堆（duī）集成是核心環節

釩電池產（chǎn）業鏈的中遊製造（zào）環節主要涉及電（diàn）解液生產、電堆裝（zhuāng）配和控製係（xì）統集成。中遊製造集成廠商通過采購上遊原（yuán）材料，製備電解（jiě）液，同時對電堆進行集成，*後再對係統進行集（jí）成。其中電解（jiě）液的純度（dù）和配方（fāng）、電堆集成的技術（shù）水平決定（dìng）了各家廠商的競爭力。

電解液中的雜質離子及含量主要取決於原材料及生產工藝（yì），包（bāo）括穩定劑在內的電解（jiě）液配方對電解液產品的性能也有很大影響。電堆集成技術壁壘的關鍵在於定位和裝配壓力均勻性。

03下遊：發電側/電網側應用是主流方向

全釩液流電池儲能時間（jiān）超過4小（xiǎo）時，按照通常理解，屬於長時間儲能。長時儲能在發電側、電網側、用戶側均能夠有所應用，典型應用場（chǎng）景包括高風光發電（diàn）比例下的能量管理、約束管理、孤島運行（háng）、備用與黑啟動、工商業應（yīng）用電表後儲（chǔ）能。

1.發電側長時儲能需求正在醞釀（niàng）

國家發（fā）改委、能源局於2021年8月發布了《關於鼓勵可再生能源發電企業自建或購買調峰能力增加並網規模的通知》，提出超過電網企業保障性並（bìng）網以外的規模初期按照功率15%的掛鉤比例（時長4h以上）配建調峰能力，按照20%以上掛（guà）鉤比例進行配建的優先（xiān）並。

2.電網側長時儲能需求因電網穩定而較少（shǎo）

電網（wǎng）側，液流電源主要（yào）部署場（chǎng）景在於區域性電（diàn）網、微網穩定性、覆蓋範圍，抽（chōu）蓄、壓縮空氣電站建設資源等方麵，通過部署4小時（shí）以上儲能電站提（tí）高整（zhěng）個電網係統的穩定性。

3.用戶側長時儲（chǔ）能需求主要來自峰穀套利

用戶側，峰（fēng）穀套利（lì）是能夠獲得盈利的儲能應用方向，其商業模式也比較明（míng）晰。長（zhǎng）期來看，隨著（zhe）新能源發電占比越來越高，該方向或將成為液流電池（chí）的重要（yào）應用和發展方向。

四、全（quán）釩液（yè）流電池技術已在多種場景下實現驗證

01發電側

以大聯融科參（cān）與的國電龍源（yuán）臥牛（niú）石5MW/10MWh全釩液流（liú）電池儲能應用示範電站為例，該項目（mù）於2012年12月並網運行，並於2013年5月（yuè）通過驗收，所有指（zhǐ）標都達到了設計要求，係統已無故障運行超十年，係全球範圍內迄今運行時間*長的（de）兆瓦級全釩液流電池係統

該項目實現了包括平滑輸出（chū）、提高風電場跟（gēn）蹤（zōng）計劃發電能（néng）力、暫（zàn）態有功出力緊急響（xiǎng）應和暫（zàn）態電壓緊急支撐、調（diào）峰調頻等功能（néng），充分驗證了全釩（fán）液流電池對於風電波動（dòng）控製、計劃發電（diàn）能（néng）力和響應電網服務的功能。

02電網側

遼寧大（dà）連液流電池（chí）儲能調峰電站一期工程於2022年（nián）10月正式並網。該項目規（guī）模為200MW/800MWh，一期工程100MW/400MWh。

該項目定位參與電網（wǎng）調峰、可再生能源接入、緊急電源及黑啟動。除削峰填穀（gǔ）之外，調峰電站也（yě）可以在（zài）發生極端情況（kuàng），電網（wǎng）與外部電源全部中（zhōng）斷的（de）情況下，為政府、醫院、電視台（tái）等重要部（bù）門和單位提供超過4小時以上（shàng）電（diàn）能，也可以為附近的北海（hǎi）熱電廠提供黑啟動電源。

03用（yòng）戶側

用戶側（cè）儲能兩個比（bǐ）較典型的（de）商業模式，一（yī）個是在去年投運的浙江湖州精工機械工廠內建設的儲能項目，基於浙江峰穀電價差，該項目每天已經可以實現兩充兩放，因（yīn）此每個月的峰穀套利已經達到了50萬元左（zuǒ）右。

另外還（hái）有寧（níng）德（dé）時代（dài）投（tóu）建的光（guāng）儲充檢一體化充電站項目（mù），2022年10月，寧（níng）德鋰電小鎮光儲充檢智能超充站建成投入運營，場站總占地麵積約2100㎡，充電（diàn）站搭載1套（tào）630kw/618kwh液冷儲能（néng）係（xì）統和1套400kW-412kWh液冷儲（chǔ）能係統，配備20台160-180kW高功率充電樁，是全國首座采用（yòng）標準化設（shè）計的光儲充檢智能超充站。