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液流电池的投资机会在哪里?

发布者:【浩博电池资讯】 发布时间:2023-10-25 18:10:09 点击量:86

浩博电池网讯:相较其他电化学储能路线,液流电池采用水基电解液,具备安全性能好、高度灵活、成本优势显著、储电时间长、建设周期短等优势,成为当下热点。

  据不完全统计,2023年液流电池领域产能规划已超过70GWh(截至10月15日),投资金额超过300亿。而在资本市场,截至今年9月底,已有包括上海电气储能、星辰新能、艾博特瑞源、大连融科、中海储能等多家企业完成融资,合计金额超25亿元。

  液流电池产业链包括,(1)上游:金属原料及电解液制备、离子交换膜/双极板/电极等电堆材料生产;(2)中游:电池模组装配及循环泵、储液罐等控制系统;(3)下游:用户侧、电网侧、发电侧等各类储能应用市场。

  目前来说,初装成本较高及投资回收周期长是限制液流电池发展的主要原因,尤其是电解液,其成本占比较高,此外电极、隔膜和双极板的成本也有待优化,研发高浓度、高稳定性和高活性电解液,以及提高电堆的功率密度,是未来产业发展重要方向。

  那么,液流电池产业链发展现状如何?又有哪些投资机遇呢?

一、原料端及电解液

  ①原料端:

  钒原料方面,企业主要有钒钛股份、成渝钒钛、承德钒钛(河钢股份旗下)、承德建龙、四川德胜等,其中钒钛股份为国内最大的钒产品生产企业,其钒产品年产能达 4.3 万吨(以 V2O5 计)。

  铬原料方面:企业较少,其中振华股份2021年完成对民丰收购,产能规模提升至20万吨,国内产能第一。

  ②电解液

  全钒液流:电解液制备方法主要有物理法、化学法、电解法和萃取法。难点:钒离子浓度受限。钒电解液浓度决定电池能量密度,高浓度、高温环境下析晶及低温环境下结晶将导致电解液浓度下降,当前多数商用钒电解液钒离子浓度低于2mol/L(约 1.7mol/L)。

  铁铬液流:具有析氢副反应严重、铬离子电化学活性低的特点,抑制了铁铬液流电池的进一步发展。目前优化电解液组分配比并选择合适的电解液添加剂,提高离子活性;优化电池结构设计以提高电解液分布均匀性,增强传质效率是最有效的改善方法。

  主要企业:大连融科、钒钛股份、北京普能、河钢股份、星明能源、湖南银峰、中核钛白等,其中大连融科为全球最大钒电解液生产企业。钒钛股份2022年10月与大连融科合作成立合资公司,共建电解液产能,目前已有产能 2000 立方/年,并另有60000立方/年产能处于规划之中。

  除此之外,里面还有很多添加剂,比如络合添加剂、稳定剂等不起眼的“小”材料,不过也许类似高分子助剂,“非常赚钱”。

 二、电堆环节

  ①电极

  功能:目前商用主流为石墨毡等碳素类电极。碳素类电极(碳毡、石墨毡等)具有表面不饱和碳原子多、表面活性大、耐腐蚀性强、导电性好、成本低的优点。

  主要企业:润生石墨毡、嘉兴纳科、辽宁金谷等,其中润生石墨毡为国内石墨毡生产领先企业,已建成国内首条储能石墨毡连续化产线。

  ②隔膜

  功能:分离正负极电解液以防止电池短路,允许电荷载体(H+、HSO4-等)自由通过保证正负两极电荷平衡,构成电池回路。

  目前主要分为阳离子/阴离子/两性离子交换膜,阳离子交换膜应用限制主要在使用成本,而阴离子交换膜则存在安全性短板。市场主流为全氟磺酸膜(属阳离子交换膜)。

  主要企业:科慕化学、戈尔、东岳未来、科润新材料、大连融科等。目前市场主流产品为美国科慕的 Nafion 膜,低厚度隔膜(如科慕 N117、戈尔的 MX765.08)。大连化物所生产的可焊接多孔离子传导膜也投入储能系统中使用。

  ③双极板

  功能:串联相邻单电池的正负极,导通内电路,阻隔两侧电解液,支撑正负极。目前最常用的双极板为碳素复合材料(以导电填料、热塑性树脂或热固性树脂为原料,通过注塑或模压的方式制备得到,抗腐蚀性和阻液性能较好)。

  主要企业:嘉兴纳科、上海弘枫、开封时代、大连化物所等。不同双极板厂家的碳粉和其他聚合物的比例不同,碳含量越高,导电性能越强,但韧性变差,不利于电堆的压紧组装。

三、电堆及电池模组重点企业

  ①大连融科:全球领先的钒电池储能系统服务商

  公司是全球领先的全钒液流电池储能系统服务商,实现了全钒液流电池核心技术的重大突破,是液流电池领域国内外标准的主导制定者,率先实现了全钒液流电池电解液、双极板等关键材料的国产化生产,以及电堆和电池系统的规模化生产。

  公司获批设立国家能源液流储能电池技术重点实验室和国家地方联建工程研究中心,并率先在电网调峰、可再生能源并网、工商业微网等领域投运众多项目,产品已在国内以及美、澳、德等海外地区实现广泛应用。

  公司已经进入上市辅导阶段。

  ②上海电气储能:背靠上海电气,实现技术突破,快速占领市场

  作为上海电气2019年投资成立的科技型储能平台公司,上海电气专注于液流电池关键材料、电堆、系统集成的自主研发、制造与销售。电气储能自主研发和生产的kW级、MW级液流电池储能产品,可广泛应用于新能源发电并网、电网侧储能、分布式智能微电网等领域。

  公司现已成功研发5kW/25kW/32kW/65kW系列电堆并成功交付50余项液流电池储能项目。上海电气储能的安徽合肥1GWh钒电池生产基地在2020年10月投产,并预计于今年新增1GWh产能;江苏盐城正在进行第二期钒电池生产基地建设,产能为3GWh。

  9月,公司已完成4亿元的A轮融资,投后估值超22亿元。

  ③北京普能:国内最早布局商业化大容量储能技术的钒电池储能公司。

  公司成立于 2007 年,公司专注于开发长时、长寿命、本征安全的全钒氧化还原液流电池系统;2009年收购当时全球最大钒电池公司加拿大VRB Power,获得其全部专利技术及生产设备,快速实现技术升级,公司现已在隔膜、电解液、双极板、电堆等各环节形成成本优势。

  截至目前,公司已安装投运项目达70多个、总容量接近100MWh,已完成和正在开发的国内储能项目容量总计达 2GWh。近期北京普能与承德钒钛强强联合,成立河北大河储能科技有限公司,充分发挥各自在储能市场、钒资源和钒电池技术等领域的优势,形成强大互补。

  ④星辰新能:依托中南大学,专注高性能系统开发,打通全产业链环路

  成立于2021年,由北京数冠科技、中南大学知名专家(刘素琴)以及国内顶尖储能技术及销售精英共同组建,全面覆盖电解液、电堆及核心部件、储能系统等产品的研发、制造、生产,并提供更安全的储能综合解决方案。

  公司打造的全球首个全自动化全钒液流吉瓦工厂正式竣工,9月初全面投产,刷新了国内最快速液流电池工厂投产纪录。其STAR系统包含工商业一体化储能系统、模块化储能系统、分体式储能系统三大系列,使用年限可以超过25年,循环次数超过25000次,全生命周期无衰减,进而将用户度电成本降低至0.2元。

  今年6月,星辰新能宣布完成近亿元的Pre-A轮融资。

  ⑤中海储能:铁铬液流领军者,商业化项目落地在即,国际合作新突破

  成立于2020年11月,核心产品为铁铬液流电池,并已经完成了技术验证、产品中试和工程验证,开始进入商业化项目落地阶段。公司首席科学家为中国科学院徐春明院士,首席技术官CTO徐泉教授为中国石油大学北京碳中和未来技术学院副院长、储能科学与工程系主任、博士生导师。

  2022年10月,中海储能“低成本大规模铁铬液流电池长时储能技术”顺利被评定为国际先进水平,已具备大规模商业化应用的价值。同时,中海储能已与沙特ULTIM公司在签署了《铁铬液流电池长时储能》项目协议及合作谅解备忘录(MOU),合力打造沙特首个长时储能项目。

  公司目前已相继完成PreA和PreA+轮融资,累计融资数亿元。

  ⑥艾博特瑞:凭借最源头技术,实现产线快速落地

  公司是一家全钒液流电池研发生产商,核心成员师从液流电池发明人Maria Skyllas-Kazacos,核心团队拥有平均超过10年的液流电池研发生产经验。

  今年以来,艾博特瑞获得数千万元天使轮融资。在10月11日,艾博特瑞第一条全钒液流电池电堆智能生产线建成,预计到10月底开始批量生产,到明年全面达产后产能可至1GWh。

  从上面的分析可以看出,原材料端对于资源的依赖幅较大,市场比较集中,而做电堆的企业一般也要做电解液配方,甚至电极,隔膜由于技术壁垒太高,目前还是需要专业的企业制造,所以液流电池目前还没有像锂电池一样产业链极其细分,这也许和当下市场还在培育有关,目前看来具有全产业链技术的电堆企业更具投资价值。

【责任编辑:孟瑾】


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