当前全钒液流电池技术已经趋于成熟，但目前仍处于商业化推广的初期阶段。从长期角度看，钒电池在大规模、长时间的储能场景中有望逐渐取代部分锂电池的应用。

2022年3月，中国国家发改委和国家能源局联合发布的《“十四五”新型储能发展实施方案》中明确指出，百兆瓦级液流电池技术将成为“十四五”期间新型储能核心技术装备攻关的重点方向之一。这一政策为钒电池的商业化进程提供了有力支持，并勾勒出了其广阔的发展前景。与此同时，全钒液流电池储能领域也迎来了首个GWh级别的集中采购开标，以及首个国家级大型化学储能示范项目——大连液流电池储能调峰电站的正式并网发电。

根据Guidehouse Insights发布的的报告数据显示，从2022年到2031年，钒电池的年装机量预计将以41%的复合增长率持续增长，到2031年全球钒电池的年装机量有望达到32.8GWh。

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资料来源：Guidehouse Insights

长时间储能技术主要包括抽水蓄能、熔盐储热、液流储能、压缩空气储能和氢储能五大类别。

与其他长时间储能技术相比，钒电池在应用场景、时间尺度和经济性等方面都具备明显优势，因此有望在长时间储能领域率先成为抽水蓄能的有力竞争者。

尽管液流电池的能量密度相对较低，但与锂电池相比，其使用寿命更长、安全性更高，并且更适合提供连续功率。在循环寿命上，钒电池能够持续使用15-20年，并且充电速度迅捷，相较其他类型电池有着明显的优越性。

正是基于其安全性、易于扩容和长寿命等特点，钒电池在下游发电侧、电网侧以及用户侧都展现出广阔的应用前景。这使得液流电池成为光伏、风电等新能源领域大规模储能场景的理想选择。

全钒液流电池的核心构成包括正负极储液罐和电堆。

通过外部泵提供机械动力，使得电解液在储液罐和电堆之间循环流动。在这个过程中，电堆内的钒离子发生氧化还原反应，从而实现化学能与电能之间的相互转换。

全钒液流电池的结构和原理赋予其两大显著优势：首先，其设计具有完美的模块化和配置灵活性，电堆与储液罐相互独立，输出功率可以根据电堆的大小来调节，而容量则取决于电解液的体积。

因此，增加功率或容量仅需相应地调整电堆大小和电解液体积/浓度即可。其次，整个反应过程中仅涉及简单的元素价态变化，无任何危险变量存在，从而确保其本征安全性，完美满足大规模储能的需求。

全钒液流电池成本结构：

资料来源：Powerlab

钒电池产业链上游主要涉及原材料供应和电解液配制，其中五氧化二钒、硫酸、碳材料等是核心原材料，钒矿及其加工业则占据重要地位，为电解液提供关键的五氧化二钒原料。

产业链中游主要包括电堆装配和控制系统制造，而下游则涵盖了发电侧、电网侧和用电侧等各类储能用户的终端应用市场。

2022年，我国首个国家级钒储能示范项目——大连融科100MW项目正式投入商业运营，这标志着我国钒电池行业正在从大规模商用示范阶段向产业化推广阶段迈进。

根据彭博新能源的数据，截至2023年8月底，全国液流电池装机规模已达到220MW/865MWh，储备项目规模更是达到5GW/18GWh。预计到2025年，我国将完成约4GW的液流电池项目，行业前景十分广阔。

钒电池产业链和主要代表厂商梳理：

资料来源：光大证券

电堆与电解液共同构成了液流电池的核心组件。

电堆主要由离子交换膜、电极以及双极板等组成，其中的代表企业包括大连融科、北京普能以及四川伟力得等。

电解液在液流电池成本中占据了高达40%的比重。在电解液制备端，主要企业包括大连融科、钒钛股份、河钢股份、星明能源、湖南银峰和中核钛白等，其中大连融科是全球最大的钒电解液生产企业，市场占有率高达80%。

此外，电解液中的核心成分来源于五氧化二钒，钒资源的产能相对集中。主要布局企业有钒钛股份、成渝钒钛、承德钒钛、承德建龙和四川德胜等，其中钒钛股份是国内最大的钒产品生产企业。而一些公司如攀钢钒钛和河钢股份等，在钒钛资源的综合利用以及钒产品的生产方面已经达到了世界领先水平。

离子交换膜在电堆中发挥着至关重要的作用，能够有效地分隔正负极电解液，并选择性地允许符合条件的离子通过。由于离子交换膜的制备工艺极为复杂，长期以来，其市场主要被美国杜邦、戈尔以及日本旭硝子等少数厂商所垄断。国内企业如东岳集团和江苏科润正在加快国产替代的步伐。

随着新能源各应用端高速发展，具有多重优势的钒电池有望迎来广阔市场机遇。

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