02已有“氢、锂、钠”，钒电池作何之用？

行文至此，大家已经熟悉钒电池的特点——安全性高、循环寿命长、容易扩容、对环境友好。可在我们日常生活当中，却几乎见不到钒电池的身影。

究其根本，钒电池短板同样也明显——体积大、能量密度低，还有成本高。

尤其是电解液和电堆分离设计导致的占地面积大确实是硬伤。光论这一点，显然跟我们的日常使用场景格格不入：手机、家用电器等对电池的要求是体积越小越好，就连电动大巴车的底盘里也巴不得能多装进一块电池。

为什么能量密度低呢？其实这是由“出身”决定的。钒电池的电解液是储存在罐子中，占地空间已经不小了，同时还需要用泵来维持电解液的流动，这也造成不少的能量损耗，目前钒电池的能量转化效率为70－75％，大幅低于锂电池（90％）。同时，钒离子的溶解度较低，正负极的电解液无法达到理想中的高浓度。

最终，以上因素叠加导致钒电池的能量密度低的有点上不了台面，仅为12－40Wh／kg。这是什么概念？比因为笨重而饱受诟病的铅酸电池的能量密度还低。

如果和锂电池相比，要存一样的电，钒电池的体积一般要大5倍以上。所以，我们也很容可以得出结论：智能手机、便携家用电器等消费品根本不是钒电池的“菜”。那些想蹭一波热点，认为钒电池要撼动锂电池地位的想法显然是片面的，毕竟他们压根就不在同一条跑道上。

接着再来看看成本。钒电池初装成本较高可以说是钒电池最大的缺点，也是制约行业发展的一大痛点。目前钒电池价格仍然是锂离子电池的2倍以上，跟成熟的铅酸电池相比更是没有价格优势。

图：国内部分钒电池项目信息及成本计算；资料来源：北极星储能网，光大证券

到这里，想必有不少人看不下去了，既然钒电池体积大、能量密度低的问题基本无解，大部分使用场景被拒之门外。为什么资本市场还要把钒电池拿到台面上讲，难道真的是爆炒一波？

中国有句名言：尺有所短，寸有所长。相比锂电池这样轻便灵活的“移动硬盘”，钒电池更像是大容量“硬盘”。钒电池有着大规模、高安全、长寿命的技术优势，能够在大规模、大容量的场景发挥比较优势，最典型的应用场景就是配套风电、光伏的储能。

对于成本方面，我们的看法是，现阶段钒电池确实是比锂电池贵不少。但看一个技术的前景，也要看它未来的成本下降空间，能否靠技术改进和规模化来驱动。客观的讲，过去锂电池也同样遇到成本高的问题。还有现在钠离子电池和氢燃料电池也一样面临成本高的问题。

图：宁德时代动力电池成本随着大规模化生产和技术进步后快速下降；资料来源：宁德时代年报，国泰君安证券

回顾历史，钒电池技术的研究、开发与应用起始于上世纪80年代，早在1988年，澳大利亚新南威尔士大学就开发出1kW的钒电池系统。可以说，钒电池是和锂电池、燃料电池等同一时代的技术。不过后来锂电池在1991年商业化后凭借能量密度高、体积小的特点率先出圈，之后一路扶摇而上。而钒电池由于应用场景受限，一直都比较冷门。

说到底，过去我们一直需要的是更轻便，能量密度更高的电池，压根没有多少场景需要大容量电池，所以钒电池的长板毫无用武之地。但是随着能源革命的进行，可再生能源电力的增多，我们对大容量存储的需求越来越高，钒电池重新回到赛道，是符合客观规律的。

和手机、电动车不同，储能电站对能量密度和占地面积没有过多的要求。相较而言，储能电站更看重电池寿命、安全性和使用成本。比如占据储能最大份额的抽水蓄能电站，其寿命一般都长达20年甚至50年以上。在今年6月国家能源局近日发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求（征求意见稿）》中提出，中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池。

事实上，最近几年，钒电池在国内受到越来越广泛的重视。从事钒电池储能技术研究和产业发展的机构逐渐增多，包括：中科院大连化物所、大连融科储能公司、北京普能、武汉南瑞等。其中，大连化物所和融科储能公司在基础研发、产品设计、技术应用及产业化进程方面已经走在了世界前列。

也就是说，被扫进垃圾堆的钒电池意外搭上了储能的快车。

今年5月，在辽宁大连，一座超大型的钒电池储能电站迎来了并网投运。该电站为“大连液流电池储能调峰电站国家示范项目”的一期项目，已经投入的716个灰白色电解液储罐可储存400兆瓦时电量，即40万度电，可以供应近2000个家庭使用一个月。目前是全球最大的液流电池储电站，被称为“储能之王”，到二期项目全部投运后，储电能力还能翻一倍，到80万度电。乐观点说，钒电池技术的规模化应用已经进入快车道。

图：钒电池发展历程；资料来源：大连融科，北京普能，申万宏源

话说回来，电池的三个指标：能量密度、安全、寿命，就如经济学里的“不可能三角”，世界上很难有绝对完美的电池。所以我们万万不能“捡了西瓜丢芝麻”，而要根据各个产品的特性，用其所长，做到物尽其用。

从电池材料资源角度讲，有了锂电池，我们还需要想办法用好氢燃料电池、钠离子电池和钒电池。这样电池企业也不需要扎堆在一种材料上面，为原材料涨价而苦恼。据USGS统计，截至2021年底，全球已认定符合当前采掘和生产要求的钒矿储量超过2400万吨，其中，中国钒矿储量约为950万，占比39．6％，位居世界第一。跟钠离子一样，钒电池也不用担心被原材料“卡脖子”。