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2025-03-22 27 新能源及电力行业报告
我国钒电池相关技术储备充足,工业应用前景广阔。钒电池相关研究源于 1984 年 UNSW 对 2/3 价与 4/5 价钒离子电对在氧化还原电池中的应用,并于 1988 年开始进入工 业研发阶段。1995 年,中国工程物理研究院电子工程研究所从率先在国内开始钒电池的 研制。先后研制成功了 500W、1000W 的钒电池样机,成功开发了 4 价钒溶液制备、导电 塑料成型及批量生产、电池组装配和调试等技术。2002 年,钒钢龙头企业攀枝花钢铁公 司以深化资源利用为目的,与中南大学合作介入了钒电池的研发。 国家政策推动,我国钒电池逐步进入商业化初期。2001 年,VRB Power Systems 公司 开始在南非、日本、美国等国家建立 VRB 系统电站,开始进行商业化运营。2002 年, VRB Power Systems 开始大范围内推广全钒液流电池储能系统,承接一系列工程项目。 2009 年,中国普能实现对全球最大钒电池公司 VRB Power Systems 公司的资产收购,包 括其拥有或控制的所有专利、商标、技术秘密、设备材料等。此外,VRB Power Systems 公司的核心技术团队加入合并后的公司。近年来,我国储能装机量迅速增长,钒电池相关储能项目也取得大量进展。
以钒电池 为代表的液流电池,2019 年装机规模为 20MW,2020 年装机规模达 100MW,钒电池装 机量增长迅速。目前我国钒电池渗透率 1%左右,未来发展前景广阔。我国钒液流电池已实现在智能电网、通信基站、偏远地区供电、可再生能源及削峰填 谷等项目中的应用。以北京普能为例,目前其钒液流电池储能应用涵盖千瓦级至兆瓦级系 统。其中千瓦级系统主要由电池模块/20kWh 储能系统/40kWh 储能系统构成,主要应用于 实验室能源存储、通信基站供电等。兆瓦级系统主要由多个 250kW 标准模块组成,并涵 盖电堆结构、储液罐以及电子设备、控制装置、空调系统等,目前主要应用于电网储能、 削峰填谷等项目。此外,德国已出现家用小型钒电池储能产品,我国家用钒电池产品市场有待突破。德 国 Voltstorage 公司已推出 1.5 kW/ 6.2 kWh 家用钒液流电池产品,配合家用光伏系统即可 实现能源自给。目前推出的产品尺寸为 580×580×1406 mm,并且可通过多个产品串联 提高储能系统功率与容量。钒液流电池储能系统的一个显著优势是它的模块性,即系统的功率组件与容量组件 可以独立设计。如兆瓦级系统设计由可多个 250kW 标准模块组成,VRB-ESS 系统的额定 功率由电堆的数量决定而储电容量则由电解液的体积决定。如果一套系统需要较高的额 定功率或者额外的储电容量,那么简单地增加电堆数量或者添加电解液就可以解决了。
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