到 2030 年，全球液流电池市场规模将达到 12.83 亿美元，复合年增长率为 21.52%
Vantage Market Research 预计到 2030 年液流电池市场规模将达到 12.83 亿美元，2024-2030 年期间的增长率 (CAGR) 为 21.51%。
Coralia Joe
2022 年全球液流电池市场规模达到 2.7 亿美元。Vantage Market Research 预计到 2030 年该市场规模将达到 12.83 亿美元，2024-2030 年期间的增长率 (CAGR) 为 21.51%。
目录：
介绍
在不断发展的可再生能源领域，对高效、可持续的能源存储解决方案的追求推动了液流电池的兴起。与传统的可充电电池不同，液流电池利用流经电化学电池的液体电解质，具有一系列独特的优势。最近，在布拉格举行的国际液流电池论坛上，行业领袖大胆宣称，在各种固定能源应用中，液流电池比锂离子电池更便宜、更可靠、更安全。
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全球液流电池市场顶级公司
- 住友电气工业株式会社（日本）
- VRB能源（加拿大）
- Invinity Energy Systems（英国）
- 拉戈公司（加拿大）
- Enerox GmbH（奥地利）
- Redflow Limited（澳大利亚）
- Stryten Energy（美国）
- ViZn 能源系统 (美国)
- 洛克希德·马丁公司（美国）
- Jenabatteries GmbH (德国)
- SCHMID集团（德国）
- Elestor BV（荷兰）
液流电池的动力学
液流电池的显著特点在于它们能够将能量和功率等级分离。这种灵活性只需调整储罐中的电解质数量即可增加能量存储容量。这些储罐通常和集装箱一样大，里面装有含有钒或铁等金属的液体电解质。电化学电池以串联或并联的方式连接，在充电和放电过程中，电解质经历还原和氧化过程时释放电能。
日间最佳时机
Invinity 首席执行官 Larry Zulch 强调了液流电池的最佳性能，即在白天提供 10 到 36 小时的电量。这种能力使液流电池成为储存过剩可再生能源并在可再生能源发电量低的时期释放这些能源的理想选择。预测表明，到 2030 年，液流电池每年可以储存惊人的 61 兆瓦时的电力，产生超过 220 亿美元的销售额。
商业部署和成果
全球已有多家公司成功实施和部署了液流电池系统，标志着该领域取得了重大成就。中国融科储能公司运营着世界上最大的 100 兆瓦/400 兆瓦时钒液流电池系统。在英国，Invinity Energy Systems 将安装一个 7 兆瓦/30 兆瓦时的钒液流电池，这是该国制造的最大的电网级电池。
总部位于美国的 ESS 公司在 2022 年底的全铁液流电池年产能接近 800 兆瓦时。中国成功测试和批准兆瓦级铁铬液流电池，进一步巩固了液流电池技术的全球地位。
挑战与机遇
虽然液流电池具有明显的优势，但在扩大生产规模和确保稳定的供应链方面仍存在挑战，尤其是对于许多液流电池中的关键成分钒而言。全球钒市场主要由中国和俄罗斯供应，这引发了人们对潜在供应瓶颈和价格上涨的担忧。然而，使用铁铬电解质和探索替代电解质等创新方法有望缓解这些挑战。
稳定优势
液流电池（尤其是钒液流电池）的一个显著优势是其出色的稳定性。这些电池的使用寿命超过 20,000 次充电和放电循环，相当于 15-25 年的运行时间，且性能下降幅度很小。锂离子电池通常用于固定应用，几年来其储能容量下降了 20%。
新兴技术与初创企业
随着持续的研究和开发，液流电池领域不断发展。Quino Energy、Cellfion 和 Sinergy Flow 等初创公司正在探索创新技术，例如有机液流电池、氧化还原液流膜和多日氧化还原液流电池。这些努力旨在提高效率、降低成本并解决与传统液流电池技术相关的挑战。
掌控资本成本
每个液流电池项目的资本成本因场地特定因素而异，例如位置、工厂规模和技术、所需土木工程以及其他相关因素。根据 Viswanathan 等人 (2022) 的研究，一个具有 10 小时储能时间的 100 兆瓦钒液流电池系统的估计总安装成本为 384.5 美元/千瓦时。对于具有相同储能时间的更大的 1,000 兆瓦钒液流电池系统，估计总成本为 365.2 美元/千瓦时。
扩大规模以提高成本效益
液流电池在小规模时价格不具竞争力，但随着电池尺寸的增大，其单位电力成本会下降。这种可扩展性优势源于通过增加更广泛的电解液罐和增加电解液体积来扩大液流电池的能力，这相对具有成本效益。相比之下，锂离子电池体积越大，价格就越高，因为它们需要更多的阴极材料，而阴极材料价格昂贵。液流电池，尤其是钒液流电池，在提供超过 4 小时的电力时，其成本竞争力比锂离子电池更强。
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稳定的承诺
液流电池的一个优点是其稳定性。钒液流电池是迄今为止所有电池中使用寿命最长的，可以进行超过 20,000 次充电和放电循环（相当于运行 15-25 年），且性能下降幅度很小。相比之下，锂离子电池的储能容量会随着时间的推移而下降，在固定应用中的实际使用寿命约为 10,000 次循环或 15 年。
应对供应链挑战
扩大钒液流电池的生产规模面临挑战。液流电池制造商尚未采用行业标准，安装承包商对液流电池经验不足，而且该行业面临潜在的供应链问题。在这些问题中，供应链安全可能是最大的障碍。目前，全球钒产量约为每年 110,000 公吨，中国产量为 62%，俄罗斯产量为 20%。这种材料大部分是铁精炼的副产品。
欧洲的作用和替代电解质
欧洲目前没有钒生产，但 Norge Mining 等公司计划到 2028 年在挪威开采含钒磷矿。然而，钒价上涨的阴影笼罩着液流电池生产商，因为这种金属约占液流电池成本的一半。为了解决潜在的供应瓶颈，替代电解质正在开发中。例如，Redox One 正在探索铬 2+-3+ 阳极电解液和铁 2+-3+ 阴极电解液，旨在使电解质更具成本效益。
电解质创新
总部位于塞浦路斯的 Redox One 计划从南非 Tharisa 的矿山采购铁铬矿石，使电解液成本仅为钒电解液的 10%。尽管与钒电解液相比，其能量密度较低，但 Redox One 瞄准的是拥有充足空间容纳大量电解液的项目。
沙特阿美的混合方法
沙特阿美公司将投资 10 亿美元用于替代能源技术，开发铁钒混合液流电池。这种电池的一个槽中装有铁阴极电解液，另一个槽中装有钒阳极电解液，专为在炎热的沙漠条件下可靠运行而设计。
沙特阿美公司最近测试了一款 50 千瓦时的电池，该电池可提供长达 16 小时的电力，并计划将测试规模扩大到兆瓦级，目标是在 2025 年实现商业化生产。
外来电解质的作用
更奇特的电解质，包括用有机化合物制成的电解质，也在开发中。总部位于加州的 Quino Energy 成立的目的是将哈佛大学的研究成果商业化，该公司正在开发一种基于醌的有机电解质，醌通常用作染料。该公司最近筹集了 455 万美元的种子资金，以大规模展示其液流电池。
结论：液流电池的曙光
尽管面临挑战，液流电池仍取得了发展势头，表明它们即将实现大规模商业化，开启可持续储能的新时代。液流电池具有长时间储能、可扩展性和潜在的成本效益，有望在公用事业规模储能、微电网、可再生能源整合、备用电源以及远程/离网电源应用中发挥关键作用。
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