光大证券:安全稳定、寿命长 钒电池长时储能空间广阔
电解质离子存在于水溶液中,不会发生热失控、燃烧和爆炸;同时,电堆、电解液相独立,可通过增大电堆功率和电解液来提高储电量,可扩展于百兆瓦级
优点2:循环寿命长、易回收,全生命周期成本低
钒电池寿命长,循环次数可达10000-20000次;由于钒在电解液仅发生价态变化,基本可以完全回收。全生命周期成本在0.3-0.4元/Wh,已经低于。
优点3:钒资源自主可控
截至2021年底,中国钒资源储量占全球39%,产量占全球68%,均处全球第一。而锂资源中国储量占比仅7%,资源集中于智利、澳大利亚、阿根廷。
缺点1:初装成本高为最大缺点
目前项目投资成本集中在3.8-6.0元/Wh,是目前锂电池储能电站的投资成本的2倍以上。
缺点2:钒电池高速增长或拉动钒价上涨
假设2026年钒电池在新型储能中占比20%,在保守和理想两种情形下,V2O5的消耗量约11.6万吨和18.5万吨。而2021年中国V2O5产量约13.1万吨;若钒资源开发力度不及预期,钒电池大规模应用将拉动钒价上涨,进一步抬升电解液成本。
缺点3:能量密度低、能量转换效率低于锂电池
全钒液流电池能量密度较低,仅为12-40Wh/kg,低于锂电池的80-300Wh/kg.钒电池需要用泵来维持电解液的流动,因此其损耗较大,能量转化效率为70-75%,低于锂电池。
钒电池在长时储能潜力巨大
麦肯锡预计2025年全球长时储能累计装机量将达到30-40GW,2040年将达到1.5-2.5TW。全钒液流电池示范项目运行多年、产业链逐步成型、全生命周期成本低,是目前商业化较为成熟的液流电池,预计将在长时储能应用广泛。Guidehouse Insights 预计到2031年,全球钒电池每年新增装机量将达到32.8GWh,2022-2031年复合增长率41%。
补贴和鼓励资源开发,技术驱动降本,钒电池有望高速增长
政策方面可通过补贴来降低初装成本,提高拥有钒钛磁铁矿的钢铁公司产能、加强钒资源开发来扩大钒供给。技术进步及国产材料替代还将进一步降低钒电池成本。2021年钒电池在国内新型储能中装机占比不到1%,目前已有多个钒电池项目在建,我们预计2026年中国钒电池年新增装机量达3.0GW和4.7GW,2021-2026年复合增长率分别为42%和56%。