01 基本概念
液流電池是一種正負(fù)極活性物質(zhì)均為液體且儲存在獨立儲液罐中，通過外接管路使電解液流入電堆內(nèi)進行反應(yīng)的新型電化學(xué)儲能，主要由電堆、電解液、罐模塊、電池管理系統(tǒng)等構(gòu)成。根據(jù)技術(shù)路線不同，主要包括全釩、鐵鉻、鋅溴、鋅鎳、鋅鐵、鋅鈰、全鐵等二十余種液流電池，目前最具代表性的是全釩液流電池和鐵鉻液流電池。
液流電池主要特點及優(yōu)勢包括三個方面。一是安全性好，常溫常壓運轉(zhuǎn)基本不存在起火或爆炸風(fēng)險；二是循環(huán)使用壽命長，主流技術(shù)路線循環(huán)次數(shù)可達萬次以上，單次供電時長可達4-10個小時，使用壽命一般為10-20年；三是功率和容量可獨立設(shè)計，儲能時長越長、度電成本（LOCE）越低，尤其適合大規(guī)模儲能。
02 發(fā)展現(xiàn)狀
政策引導(dǎo)力度持續(xù)加大。“十四五”以來，國家層面將液流電池作為發(fā)展新型儲能的重要技術(shù)路線之一，從頂層設(shè)計、技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)體系等多維度陸續(xù)出臺了系列支持措施。2024年初，國家能源局公布了56個新型儲能試點示范項目，其中，液流電池儲能示范項目共9個，總規(guī)模超過900MW/4300MWh，主要涉及全釩液流電池、鐵基液流電池、鋅鐵液流電池儲能示范項目，后續(xù)將通過納入國家重大項目庫、能源領(lǐng)域首臺（套）重大技術(shù)裝備清單等方式給予支持。
重點領(lǐng)域技術(shù)全球領(lǐng)先。“雙碳”背景下，近年來我國持續(xù)加大液流電池研發(fā)投入，以中國科學(xué)院大連化物所、中國科學(xué)院金屬所等為代表的科研機構(gòu)持續(xù)開展技術(shù)攻關(guān)，重點領(lǐng)域加快突破，特別是在全釩液流電池方面，依托我國豐富的釩資源儲備和產(chǎn)能（均為全球排名第一），目前已經(jīng)成為國內(nèi)發(fā)展最為成熟的液流電池技術(shù)，技術(shù)發(fā)展國際領(lǐng)先，且電堆及關(guān)鍵原料已完全自主可控。
產(chǎn)業(yè)化進展整體仍處于初期階段。2022年以來，液流電池產(chǎn)業(yè)化進程不斷提速，僅2023年行業(yè)融資超過20億元，特別是隨著上海電氣儲能兆瓦級產(chǎn)品量產(chǎn)交付、緯景儲能全球首個吉瓦級液流電池工廠投產(chǎn)、大連融科百MW全釩液流電池儲能項目投運，產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入快車道，目前各技術(shù)路線已經(jīng)涌現(xiàn)了技術(shù)實力較強、產(chǎn)品系列較為齊全的規(guī)模企業(yè)（見表1）。
表1 液流電池不同技術(shù)路線及布局企業(yè)
表格信息來源：北國咨根據(jù)公開信息整理
重點區(qū)域布局加速。當(dāng)前，各地均在加大新型儲能布局力度，根據(jù)稟賦不同，可將相關(guān)省市分為三類。一是創(chuàng)新引導(dǎo)型，以北京、大連等地為代表。北京依托豐富的科研院所創(chuàng)新資源及大型能源央企聚集優(yōu)勢，在液流電池核心技術(shù)研發(fā)、關(guān)鍵材料國產(chǎn)化等方面領(lǐng)先全國，孵化了普能世紀(jì)、和瑞儲能、北京綠釩等一批創(chuàng)新企業(yè)。大連依托中國科學(xué)院大連化物所，培育落地了大連融科儲能集團，建成了國內(nèi)最大的全釩液流儲能項目。二是資源引導(dǎo)型，以四川、河北承德、陜西、湖南等地為代表。依托豐富的釩資源，以上各地均提出加快發(fā)展釩電池儲能，其中，四川出臺了全國首個釩電池產(chǎn)業(yè)專項政策《促進釩電池儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的實施方案》，攀枝花市更提出要打造“中國釩電之都”。三是市場引導(dǎo)型，以上海、浙江、廣東、江蘇等地為代表。依托豐富的工商業(yè)儲能市場需求，加快液流電池產(chǎn)業(yè)布局，培育形成了行業(yè)首個全球獨角獸緯景儲能，以及上海電氣儲能、恒安儲能等優(yōu)質(zhì)企業(yè)。
03 面臨問題
一是關(guān)鍵技術(shù)還需進一步突破。國內(nèi)目前全釩液流電池技術(shù)發(fā)展相對成熟，電堆及核心關(guān)鍵原料等自主可控，但離子交換膜作為其重要構(gòu)件，對其能量效率和循環(huán)壽命影響重大，目前仍然主要依賴進口。此外，鐵鉻等其他技術(shù)路線目前技術(shù)均不成熟，相較于全釩液流電池，在能量密度、循環(huán)性能等方面還需提升。
二是成本控制仍是產(chǎn)業(yè)化核心問題。相較于鋰電池，液流電池成本相對較高，降本是制約液流電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸，以全釩液流電池為例，儲能系統(tǒng)成本基本在5000元/kWh左右，高出鋰電池成本近兩、三成，其成本主要在于電堆和電解液，基本占總成本的六至七成左右。
三是產(chǎn)業(yè)下游市場需求開拓不足。液流電池裝機規(guī)模體量較小，截至2022年底，全球累計裝機規(guī)模不足300MW，在全球新型儲能中占比不足1%。國內(nèi)累計裝機約為157MW，占國內(nèi)新型儲能比重為1.2%。目前主要應(yīng)用于新能源大型電站配儲、電網(wǎng)側(cè)共享儲能電站，應(yīng)用場景還需進一步拓展。
04 前景展望
液流電池以其獨特的優(yōu)勢，未來將在新型儲能市場中占有重要的一席地位，國家出臺的《“十四五”新型儲能實施方案》等文件也為產(chǎn)業(yè)發(fā)展明確了方向，是極具發(fā)展?jié)摿Φ?ldquo;明日之星”。隨著各技術(shù)路線的不斷創(chuàng)新突破，產(chǎn)業(yè)生態(tài)也將不斷完善，市場規(guī)模將持續(xù)擴大，據(jù)預(yù)測，到2030年國內(nèi)液流電池市場規(guī)模將超千億，復(fù)合增長率近80%。此外，大量企業(yè)的涌入，也將推動行業(yè)競爭格局更加激烈。但總體上，液流電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景廣闊，充滿了無限可能。
作 者
于麗芳，高級經(jīng)濟師、咨詢工程師（投資），長期跟蹤研究新能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域
姜 月，長期跟蹤研究新能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域
