导读：据国网能源院预测，2060年全社会用电量约15.7万亿千瓦时，电源装机将超过67亿千瓦，届时，风能、太阳能发电装机将超过40亿千瓦，装机占比超过60%，发电量占比超过50%。长时储能在提升新能源发电消纳能力、增强电网灵活性等方面优势更明显，“新能源+长时储能”未来将成为保障新型电力系统安全稳定运行的重要解决方案，因而国内外多家研究机构预测，到2030年前后，国内长时储能产业规模将突破万亿元。液流电池是当下行业内为数不多的具有产业化能力的长时储能技术路线之一，处在新型储能的“领跑”位置。近年来，越来越多的“玩家”加入这一赛道，越来越多资本关注这一赛道。
资本关注度持续提升
据来觅数据统计，2023年以来，液流电池领域发生投融事件25起，融资金额超26.5亿人民币。其中，全钒液流电池赛道融资案例最多，合计14起；全铁液流电池、锌铁液流电池、铁铬液流电池、液流电池关键材料和电堆领域均有2起融资案例；另外，铁铬液流电池和锌镍液流电池也均有1起融资案例。液流电池赛道投早投小的特点非常鲜明，A轮及以前融资案例合计12起，占比50%，融资金额合计16.5亿人民币，占比62.3%。
图表 1：2023年以来液流电池领域融资事件
另外，与液流电池关系密切相关的质子交换膜也备受关注。质子交换膜作为液流电池的核心材料之一，在电池堆的成本占比达50%左右，质子交换膜类似于芯片之于电子行业，也属于“卡脖子”领域，国内质子交换市场基本上由美国、日本、加拿大等厂商垄断，但也因此国产替代的空间很大。随着液流电池的发展即将进入快车道，质子交换膜的资本关注度也在快速提升。
来觅数据显示，近年来质子交换膜赛道融资案例呈现明显增长态势，2024年以来已有8起融资案例，融资金额达6.4亿人民币。感兴趣的读者，可以登录Rime PEVC平台获取液流电池&质子交换膜赛道全量融资案例、被投项目及深度数据分析。
图表 2：Rime PEVC平台质子交换膜赛道
政策引导力度持续加大
近年来，国家层面出台了一系列政策推动新型储能技术的发展，包括液流电池在内的多种储能技术得到了重点关注和支持。各地政府也积极响应国家号召，因地制宜，纷纷出台相关政策支持液流电池产业的发展。近期发布的相关政策也在持续提升支持力度。
8月6日消息，国家发展改革委、国家能源局、国家数据局日前印发《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》。文件中提出，探索应用一批新型储能技术，围绕不同应用场景对爬坡速率、容量、长时间尺度调节及经济性、安全性的需求，探索建设一批液流电池、飞轮、压缩空气储能、重力储能、二氧化碳储能、液态空气储能、钠离子电池、铅炭电池等多种技术路线的储能电站。
7月29日，山东省发展和改革委员会、山东省能源局等17部门联合发文，共同出台《加快新型储能产业高质量发展的指导意见》。培育液流电池产业。聚焦突破低成本、高效率液流电池储能技术，支持多技术路线发展，重点加快盐酸基全钒液流电池规模化量产，推进铁铬液流电池、锌铁液流电池逐步中试化生产。
5月8日，四川省经济和信息化厅等6部门发布《促进钒电池储能产业高质量发展的实施方案》。这是全国首个全钒液流电池产业专项政策，从开展应用试点示范、强化技术自主创新、扩大钒制品生产供给、推动产业降本增效、加快打造产业集群、培育完善标准品牌等方面，力求建立“政府主导、企业实施、多端合作、示范先行、综合施策”的钒电池储能产业发展体系。
启动项目越来越多
据不完全统计，2024年1-8月共有46个液流电池储能项目启动，涉及投资总金额超730亿元，新增规划产能超93GWh。其中，百亿元项目有3个，产能目标在10GWh以上的有4个。项目进展上，19个项目进入签约状态，产能约23GWh；开工、在建、即将投产项目有14个，产能约52.9 GWh；另有13个项目在备案、拟建设阶段。
按照技术路线来看，产业化应用最多的全钒液流电池仍是主流，共有28个项目涉及相关产品和技术；锌铁液流电池、锌溴液流电池、铁铬液流电池各有5、4、3个项目；另外，锌镍液流电池、硫铁液流电池也有涉及。从参与方来看，有超40家企业参与液流电池项目规划建设，其中，纬景储能参与项目最多，有4个，伟力得、绿钒能源、江苏恒安和美淼储能紧随其后，参与的项目均在2个以上。
图表 3：2024年1-8月液流电池储能项目情况
液流电池火爆原因
液流电池之所以被寄予厚望，与其独特的特点和优势密切相关，但由于篇幅有限以及液流电池技术路线多样，涉及全钒、锌铁、铁铬等十余种，本篇仅对液流电池的共性特点优势做总结，不再分技术路线论述：(1)长时储能能力：液流电池能够实现4小时以上的储能时长，甚至可以达到8小时或更长，这种长时储能能力对于平衡电力负荷、提高电网运行效率和可靠性、实现规模化电能储存至关重要，尤其是在可再生能源发电系统中。这使得它们非常适合用于大规模储能系统，如新能源并网等应用场景。
(2)安全性高：据不完全统计，在2017至2023年，全球至少发生了60起锂电储能电站火灾事故。因而国家能源局在2022年对电化学储能电站的选址和布局做了明确要求，明确将三元锂电、钠硫电池踢出了中大型电化学储能的可选方案，并对动力电池梯次利用态度也是“不宜选用”。而液流电池通常使用水系电解液，不易燃烧、不易爆炸，具有较高的安全性能。这对于储能系统的稳定运行和减少安全隐患至关重要。这一点对于城市复合中心、地下储能、人群密集区域等对安全要求极高的应用场景尤为重要。
(3)长循环寿命：液流电池的循环寿命可达1.5万-2万次（锂离子储能电池在5000次左右），整体使用寿命可以达到20年或更长时间，这大大降低了储能系统的维护成本和更换频率。
(4)灵活扩容：液流电池的功率和容量可以独立设计，通过增加电堆的规格和数量以及电解液的浓度和体积，可以灵活调节储能系统的输出功率和储能容量，并且建设周期短（3-6个月），因此非常适合用于大规模储能系统。
(5)环境友好：液流电池的电解液成分相对无害，电池材料多为环境友好型，对环境的影响较小，这符合当前全球对于可持续发展和环境保护的要求。
(6)技术发展带来的降本潜力优势，近年来，随着液流电池材料技术和电池结构设计制造技术的不断进步，电池的功率密度显著提高，材料使用量减少，电堆成本大幅度降低，未来还有不错的将本空间。2024年初，大连化物所研究员李先锋团队开发出70kW级高功率密度全钒液流电池单体电堆。该单体电堆体积功率密度由目前的70kW/m3提高至130kW/m3，在体积保持不变的条件下，功率由30千瓦提高至70千瓦，成本较目前的30千瓦级电堆降低40%。2024年，全钒液流电池的成本迈入了2元/Wh大关。
面临的挑战
液流电池规模持续增长，未来发展前景一片光明。根据《2024中国液流电池产业发展白皮书》，2023 年，中国液流电池储能累计装机约为 290MW/1175MWh。2024 年上半年，中国液流电池储能新增装机约为 88MW/360MWh。据估算，2025 年中国液流电池储能累计装机量将达0.7GW/2.8GWh；2030年中国液流电池储能累计装机量将达 2.6GW/10.5GWh；2035 年中国液流电池储能累计装机量将达 5.4GW/21.6GWh。
但液流电池在其广泛应用和商业化过程中仍需克服包括成本、能量密度、技术成熟度、环境适应性、安全性和回收利用等方面的挑战，实现“更便宜、更强、更小、更安全、更环保”的终极发展目标。
成本问题：液流电池的初始投资成本相对较高，这主要是由于电池需要大量的电解液和昂贵的膜材料。尽管随着技术进步和规模化生产，成本正在逐渐降低，但与一些成熟的储能技术相比，液流电池的成本仍然较高。未来可以通过优化电解液配方提升利用率降本，通过融资租赁方式降低投资方初始成本，而在质子交换膜方面，则主要是通过国产替代以及改性处理实现将本。
能量密度和功率密度：液流电池的能量密度和功率密度相对较低，这意味着为了储存相同量的能量，液流电池系统需要更大的体积和空间，这限制了它们在某些应用场景下的应用潜力。
技术成熟度：尽管液流电池技术已经发展多年，但与锂电池等成熟技术相比，液流电池的商业化应用仍处于相对较早的阶段，市场接受度和规模化应用程度还有待提高 。
环境适应性：液流电池的运行可能受到环境条件的影响，例如温度变化可能会影响电池的性能。虽然液流电池可以在较宽的温度范围内工作，但在极端气候条件下的性能和稳定性仍需进一步验证 。
安全性和可靠性：液流电池的安全性和可靠性是其大规模应用的关键。未来的研发将致力于提高液流电池的安全性能，防止电池过充、过放、短路等安全事故的发生，同时提高电池的可靠性和稳定性 。
回收和再利用：虽然液流电池在设计和制造过程中注重环境友好性，但在电池的回收和再利用方面，还需要建立有效的机制和流程，以减少对环境的影响。
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