一、概述
全钒液流电池是一种以金属钒离子为活性物质的液态氧化还原可再生电池。在对电池进行充、放电时，正负极电解液在离子交换膜两侧进行氧化还原反应，同时通过电堆外泵的作用，储液罐中的电解液不断送入正极室和负极室内，以维持离子的浓度，实现对电池的充放电。
二、发展现状
根据观研报告网发布的《中国全钒液流电池行业发展趋势分析与投资前景预测报告（2022-2029年）》显示，近年来，随着锂电池在储能领域快速发展，生产数量不断增加，但同时锂电池储能爆炸的事故也在增加，其主要原因是锂电池很容易发生电池内部的短路而导致自燃。根据数据统计，2011-2022年4月全球共计发生34起储能电站爆炸事件，其中，中国3起、美国4起、韩国25起。从电池类型来看，锂电池爆炸数量占据主导地位，累计达32起，占比94%，其他的是美国1起铅酸电池，日本1起钠硫电池爆炸。
2018-2022年全球储能爆炸事件汇总
|
时间 |
地点 |
容量(MWh) |
电池类型 |
运行时间 |
|
2018.11 |
韩国/忠南 |
1.2 |
三元锂 |
11个月 |
|
2018.11 |
韩国/忠北 |
4.2 |
三元锂 |
11个月 |
|
2018.11 |
韩国/庆南 |
1.3 |
三元锂 |
7个月 |
|
2018.12 |
韩国/忠南 |
9.3 |
三元锂 |
1年 |
|
2018.12 |
韩国/江原 |
2.7 |
三元锂 |
1年 |
|
2019.01 |
韩国/庆南 |
3.3 |
三元锂 |
10个月 |
|
2019.01 |
韩国/全南 |
5.2 |
三元锂 |
1年2个月 |
|
2019.01 |
韩国/全北 |
2.5 |
三元锂 |
9个月 |
|
2019.01 |
韩国/蔚山 |
46.8 |
三元锂7个月 |
|
|
2019.04 |
美国/亚利桑那州 |
2.0 |
三元锂 |
2年 |
|
2019.05 |
韩国/庆北 |
3.7 |
三元锂 |
2年3个月 |
|
2019.05 |
韩国/全北 |
1.0 |
三元锂 |
1年 |
|
2021.04 |
韩国/忠南 |
- |
三元锂 |
|
|
2021.02 |
美国/加州 |
1200.0 |
- |
4个月 |
|
2021.04 |
中国/北京 |
25.0 |
磷酸铁锂 |
|
|
2021.07 |
澳大利亚/维多利亚州 |
450.0 |
锂电池 |
测试 |
|
2022.01 |
韩国 |
1.5 |
三元锂 |
|
全钒液流电池不会发生爆炸的原因
数据来源：观研天下整理
因此，随着储能安全问题不断显露，全球许多国家也相继出台了一系列针对储能行业的安全规范与行业标准，如2016年美国就发布了全球第一个项储能系统安全标准UL9540，而我国能源局2022年6月印发《防止电力生产事故的二十五项重点要求（2022年版）（征求意见稿）》中明确提出“中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池，不宜选用梯次利用动力电池”，对锂电池储能的适用范围进行了严格限制。而与锂离子电池相比，全钒液流电池本身的水基电解质特性使得其不会发生燃烧和爆炸，比锂电池更加安全。因此，未来随着储能行业安全标准的提升，全钒液流电池将凭借着安全性更佳的优势获得更多关注，后续应用场景有望逐步拓宽。
近年全球部分国家储能安全相关的行业标准及指导政策
|
国家 |
时间 |
行业标准/指导政策 |
主要内容 |
|
美国 |
2019年6月 |
NFPA855 《Standard for the Installation of Energy Storage Systems》 |
根据储能系统不同的安装位臵，提出不同的安装要求。比如储能系统是安装在室内或室外的，安装在有人或者没有人活动的地方，或者安装在屋顶或车库，其要求各不相同。 |
|
2020年7月 |
UL9540-2020《EnergyStorageSystem(ESS)》 |
对包含电化学储能和机械储能等不同类型储能系统的安全标准作出了明确。 |
|
|
澳大利亚 |
2019年10月 |
AS/NZS5139:2019《Electricalinstal lations – Safetyof batterysystems for use with power conversione quipment》 |
旨在填补澳大利亚新兴的家庭储能行业在安全指南方面的空白，尤其是一些电池化学物质可能引发的火灾隐患，要求所有的家庭电池储能系统安装复杂和昂贵的防火设施。 |
|
欧盟 |
2017年2月 |
IEC62619 |
规范了工业锂电池的常规安全和功能安全，包含电气类测试、热类测试、机械类测试、电池管理系统软件评估等 |
|
2020年3月 |
IEC63056 |
规定了最高直流电压为1500V的电力储能用二次锂电池和电池组的安全要求和测试 |
|
|
中国 |
2021年7月 |
《关于加快推动新型储能发展的指导意见》 |
按照储能发展和安全运行需求，发挥储能标准化信息平台作用，统筹研究、完善储能标准体系建设的顶层设计，开展不同应用场景储能标准制修订，建立健全储能全产业链技术标准体系。加强现行能源电力系统相关标准与储能应用的统筹衔接。推动完善新型储能检测和认证体系。推动建立储能设备制造、建设安装、运行监测等环节的安全标准及管理体系。 |
|
2021年12月 |
《“十四五”国家应急体系规划》 |
将电化学储能设施等新产业新业态的消防安全列入安全生产治本攻坚重点。 |
|
|
2022年1月 |
《2022年能源行业标准计划立项指南》 |
新型储能系统建设、运维、安全监督，电化学储能的安全设计、制造与测评，用户侧储能的安装、运行、维护，能源储能配臵规模测算，储能电站安全管理、应急处臵，不同应用场景下的储能系统技术要求及并网性能要求。 |
|
|
2022年2月 |
《“十四五”新型储能发展实施方案》 |
突破电池本质安全控制、电化学储能系统安全预警、系统多级防护结构及关键材料、高效灭火及防复燃、储能电站整体安全性设计等关键技术，与此同时积极建立健全新型储能全产业链标准体系，加快制定新型储能安全相关标准。 |
|
|
2022年4月 |
《关于加强电化学储能电站安全管理的通知》 |
高度重视电化学储能电站安全管理，加强电化学储能电站规划设计安全管理，做好电化学储能电站设备选型，严格电化学储能电站施工验收，严格电化学储能电站并网验收，加强电化学储能电站运行维护安全管理，提升电化学储能电站应急消防处臵能力 |
|
|
2022年6月 |
《防止电力生产事故的二十五项重点要求（2022年版）（征求意见稿）》 |
中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池，不宜选用梯次利用动力电池；选用梯次利用动力电池时，应进行一致性筛选并结合溯源数据进行安全评估。锂离子电池设备间不得设臵在人员密集场所，不得设臵在有人居住或活动的建筑物内部或其地下空间。锂离子电池设备间应单层布臵，宜采用预制舱式。 |
数据来源：观研天下整理
目前，全钒液流电池行业处于产业化发展初期，在储能市场占据较小的市场份额。根据数据显示，2021年，全球新型电力储能项目累计装机规模中锂离子电池的占比超过90%，液流电池仅占0.6%，在中国市场中液流电池在新型储能装机中的占比也仅为0.9%，累计装机规模略超50MW。
数据来源：观研天下整理
数据来源：观研天下整理
不过，随着全球储能市场的爆发以及液流电池技术逐渐成熟，部分国家的大型全钒液流电池项目陆续启动，行业产业化进程将不断加快。例如，中国自2021年以来已经有百MWh级别的大型全钒液流电池项目陆续启动，如2022年5月大连融科建设的首个国家级大型化学储能示范项目大连恒流储能电站一100MW/400MWh成功并网，8月开始正式投入商业运营。
2005-2022年全球部分已投运全钒液流电池储能电站项目
|
项目 |
规模 |
投运时间 |
储能设备供应商 |
|
北海道苫前町风力发电配套储能 |
4MW/6MWh |
2005年 |
日本住友电工 |
|
张北国家电网风光储示范工程项目 |
2MW/8MWh |
2012年 |
北京普能 |
|
沈阳龙源卧牛石风电场储能 |
5MW/10MWh |
2013年 |
大连融科 |
|
辽宁锦州黑山储能系统 |
3MW/6MWh |
2014年 |
大连融科 |
|
北海道电力安平町南早来变电站储能 |
15MW/60MWh |
2016年 |
日本住友电工 |
|
湖北枣阳10MW光储一体化示范项目首期 |
3MW/12MWh |
2019年 |
北京普能 |
|
青海黄河水电乌兰风场储能项目 |
1MW/5MWh |
2021年 |
大连融科 |
|
大唐国际镇海网源友好型风电场储能 |
10MW/40MWh |
2021年 |
大连融科 |
|
国电投驼山网源友好型风电场储能 |
10MW/40MWh |
2021年 |
大连融科 |
|
东方国顺乐甲网源友好型风电场储能 |
10MW/40MWh |
2021年 |
大连融科 |
|
华电滕州液流电池储能项目 |
1MW/2MWh |
2021年 |
大连融科 |
|
国家电投海阳液流电池储能项目 |
1MW/2MWh |
2021年 |
上海电气 |
|
新疆阿瓦提全钒液流储能电站 |
7.5MW/22.5MWh |
2022年 |
伟力得 |
|
北海道电力VRFB储能项目 |
17MW/51MWh |
2022年 |
日本住友电工 |
数据来源：观研天下整理
2021-2022年中国部分大型全钒液流储能电站项目
|
时间 |
项目 |
钒电池生产企业 |
时间 |
功率（MW） |
容量（MWh） |
|
2020年5月 |
上海电气盐城全钒液流电池储能电站示范项目 |
上海电气集团 |
先期投资6亿 |
100 |
400 |
|
2020年12月 |
新一代可焊接全钒液流电池（VFB）技术集成的8KW/80KWh和15KW/80KWh储能示范系统 |
中科院大连化物所，电解液由陕西五洲矿业股份有限公司提供 |
- |
0.008、0.015 |
0.08 |
|
2021年2月 |
河北承德市东梁风电场丰宁森吉图全钒液流电池风储示范项目 |
河北丰宁建投新能源有限公司 |
2021年3月报备公示 |
3 |
12 |
|
2021年3月 |
北京普能世纪湖北襄阳全钒液流电池集成电站项目 |
襄阳市政府、湖北平凡新能源、襄阳高新技术国有资本投资运营集团、VRB能源公司 |
2021年5月开始建设 |
100 |
500 |
|
2021年5月 |
宁夏伟力得200MW/800MWh电网侧共享储能电站项目 |
宁夏伟力得绿色能源有限公司 |
2021年底可实现一期投产 |
200 |
800 |
|
2021年12月 |
中广核100MW/200MWh全钒液流储能电站 |
中广核新能源襄阳有限公司（中国广核集团） |
2021年12月开工建设 |
100 |
200 |
|
2021年12月 |
100MW/500MWh全钒液流储能电站 |
国家电投集团湖北分公司（国家电投湖北绿动中钒新能源有限公司） |
预计2026年全部达产 |
100 |
500 |
【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可，任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题，烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com，我们将及时沟通与处理。
