液流电池——引领长时储能新风向

  随着“碳达峰碳中和”进程的推进，风电、光伏等可再次生产的能源将逐渐取代化石能源，成为未来能源体系新支柱。长时储能是促进可再次生产的能源消纳和实现电网稳定的核心措施，更是参与国际竞争的关键赛道。液流电池作为长时储能领域的重要技术方向，其在安全性、可拓展性和常规使用的寿命等方面展现了显著优势，将为未来新能源并网提供强劲支撑，受到产业和资本一致青睐。

  近年来，全球可再次生产的能源渗透率不断的提高。以国内为例，2022年我国发电量为8.7万亿千瓦时，可再次生产的能源发电量达2.7万亿千瓦时，占全部发电量30.8%。根据《中国2030年能源电力发展规划研究及2060年展望》预测，2030年我国可再次生产的能源发电比例将进一步提升至52.5%。为达成碳中和目标，国际能源署(IEA)预测，到2050年，全球近90%的发电将来自可再次生产的能源，其中风电和光伏合计占比近70%。然而，风光发电具有波动性、间歇性和随机性等特点，大规模并网对电网安全可靠运行带来了极大挑战。

  长时储能是高比例可再次生产的能源发电并网的必然选择，其可长时间(大于4小时)、跨天乃至跨月连续充放电，能有效抑制风光并网波动，提高新能源消纳能力，以此来实现电力系统稳定运行。但时至目前，储能市场仍以锂离子电池为代表的短时储能为主导，长时储能技术尚处于起步阶段。麦肯锡预测，到2040年全世界内长时储能容量需求将达到850-1400亿千瓦时，并且储存高达全球总用电量10%的电能，累计投资规模约1.5-3万亿美元。未来随着大规模应用需求的释放，长时储能将迎来快速发展。

  长时储能技术多元，按照储存介质可分为机械储能、电化学储能、热储能和化学储能，具体包括抽水蓄能、压缩空气储能、液流电池、熔盐储能、氢储能等。其中，抽水蓄能技术最为成熟，且具备大规模运行能力，是目前最主要的长时储能模式。但是，电站选址受限、项目开发周期长等短板极大地限制了抽水蓄能技术的应用。

  液流电池在长时储能领域综合优势突出，具有巨大的发展的潜在能力。液流电池诞生于上世纪70年代，它是利用电解液中元素价态转化来实现电池充放电的电化学储能技术，由电堆、电解液、电解液存储供给单元及管理控制单元等部分构成。不同于抽水蓄能，液流电池功率与容量相互独立，可扩展性好，不受地理环境限制，建设周期短。除此之外，其水系电解液不易燃，安全性能高；循环常规使用的寿命长等特点与长时储能的需求高度契合，可大范围的应用于发电侧、输配电侧及用户侧储能领域。

  液流电池种类非常之多，多种技术路线各展所长。根据电解液活性物质不同，液流电池可分为全钒液流电池、锌铁液流电池、铁铬液流电池、锌溴液流电池、全铁液流电池等20多种体系。其中，全钒液流电池成熟度最高，目前已形成比较完整的产业链，基本具备规模化生产条件，技术与成本接近商业化应用，有望成为液流电池的主流路线。铁铬液流电池工作时候的温度范围广、电解液原材料储量丰富且价格稳定，是长时储能领域的有力竞争者。锌铁液流电池度电成本低，单位体积内的包含的能量高，在工商业储能领域具有非常好的应用前景。此外，水系有机液流电池等新技术因从源头上解决了金属矿产的依赖问题，亦逐渐崭露头角，成为液流电池发展的新趋势。

  虽然液流电池正处于商业化初期，但随着长时储能趋势逐渐明朗，液流电池热度只增不减。

  政策方面，各国政府持续加码。美国能源署发布《储能大挑战计划》，加速液流电池等下一代储能技术的开发、商业化和应用。欧盟推出《REPowerEU计划》，为部署液流电池在内的电池储能项目提供税收抵免等重要支持。

  为了抢占长时储能市场新高地，我国政府格外的重视液流电池行业发展，从总体设计、实施细节、安全准则规范等多方面推出政策，促进液流电池迈向规模化阶段。国家发改委、国家能源局印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》明确表明：开展液流电池关键核心技术、装备和集成优化设计研究；加快液流电池重大技术创新示范。除了中央政府层面的全力支持，地方政策也积极跟进。河北、辽宁、湖南、四川等多个省份均陆续出台液流电池相关发展规划，引导液流电池实现产业化发展。

  资本方面，液流电池领域市场投融资规模空前。从融资角度看，据不完全统计，2023年我国液流电池领域已完成融资14起，总额超27亿元。项目多以全钒液流电池为主，此外还涉及锌铁液流电池、水系有机液流电池等其他技术路线。其中，全钒液流电池有突出贡献的公司——融科储能完成了超10亿元B+轮融资，估值达百亿级。同时，专注于锌铁液流电池的纬景储能也完成了超6亿元A轮融资。

  从投资角度看，液流电池产业投资活动频繁。据不完全统计，2023年我国液流电池产能规划已超过90GWh,投资金额超417亿，签约/在建/投产项目近40个。企业扩产不断，纬景储能、星辰新能、上海电气601727）等企业产能规划均已超过GWh。

  液流电池发展显著提速，根据高工产业研究院(GGII)预测，2025年国内液流电池出货量将超过10GWh(按4小时测算，含出口)，复合增速超90%。

  在产业政策引导、资本助力、市场需求驱动的多重作用下，液流电池行业迎来了最强风口。产业链相关企业正加速产品研制与技术迭代。我国在液流电池领域具备核心竞争力，以中科院大连物化所为代表的国内液流电池技术在基础研究与产业化应用方面均走在世界前列，并取得了一系列国际影响力的科技成果。

  行业更是收获多个里程碑式进展，如大连200MW/800MWh调峰调频项目，中广核襄阳100MW/400MWh，国电投100MW/500MWh等多个百兆瓦液流储能项目签约成功，待建成投用。其中，全球最大的液流电池储能电站大连液流电池储能调峰电站一期100MW/400MWh于2022年实现成功并网，并已稳定运行超一年，充分验证了液流电池规模储能的可靠性。

  作为长时储能新兴技术，完善产业链、改善经济性是增强液流电池市场竞争力的关键。随技术的进步，国内液流电池核心零部件如电堆、离子交换膜、双极板、电极、电解液等均基本实现国产化，成本下降速度加快，推动行业由政策驱动到市场驱动顺利转变。

  与此同时，液流电池产业链仍存在优化空间。例如，关键环节离子交换膜领域相对薄弱，较高的行业壁垒使得参与企业较少，目前只有苏州科润、东岳未来氢能等少数企业具备规模化生产能力。而低技术上的含金量环节竞争加剧，长此以往，易造成低质化、同质化竞争及资源浪费。因此，优化上下游结构，加强产业链协同，健全产业有关标准体系才能更好地有助于行业长期健康发展。

  总体而言，液流电池凭借安全性、灵活性等优势脱颖而出，成为引领长时储能的新风向。我国液流电池产业在国家政策与资本双向加持下，取得一马当先的优势，发展势头迅猛，有望迈入快速地增长阶段。但当下液流电池行业仍存在经济性不足、产业扩张盲目等一系列问题，未来还需推进降本增效，加强产业链布局引导。

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