电化学储能技术路线量化比较
一、储能技术基本指标
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具体指标 |
磷酸铁锂电池储能 |
铅碳电池储能 |
钠离子电池储能 |
全钒液流电池储能 |
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基本原理 |
依靠锂离子在正极和负极之间移动来实现充放电的一种电量存储装置 |
由正极板上的活性物质二氧化铅和负极板上的活性物质纯铅，与电解液中的硫酸发生化学反应 |
主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作 |
将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质，通过氧化还原反应充放电。使用外接泵把电解液压入电堆体内，在机械动力作用下电解液在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动、流过电极表面并发生电化学反应 |
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能量密度 |
120-200Wh/kg |
30-50Wh/kg |
100-160Wh/kg |
10-20Wh/kg |
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单电池寿命 |
5-10年 |
5-8年 |
6-12年 |
15-20年 |
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单电池循环次数 |
3000次 |
800-1600次 |
2000次 |
12000-20000次 |
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储能循环效率 |
90% |
75% |
88% |
75% |
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安全性 |
低 |
高 |
高 |
高 |
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产业链完善程度 |
成熟 |
成熟 |
初期 |
初期 |
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回收率 |
锂90%以上，磷和铁86%以上 |
99.9% |
固态材料98.3% |
99%以上 |
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可能污染源 |
重金属、有机化合物、固体废弃物 |
铅渣冶炼、稀硫酸液 |
环境污染小 |
环境污染小 |
二、储能技术关键指标
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具体指标 |
磷酸铁锂电池储能 |
铅碳电池储能 |
钠离子电池储能 |
全钒液流电池储能 |
|---|---|---|---|---|
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储能时长 |
2-4小时 |
4-10小时 |
2-4小时 |
4-8小时 |
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系统残值率 |
0-5% |
50% |
0-5% |
30-35% |
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初始投资成本 |
0.8-2元/Wh |
1元/Wh以下（少数企业0.6-0.8元/Wh) |
0.5-0.7元/Wh |
3.8-7.5元/Wh |
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度电成本 |
0.564元 |
0.25-0.74元（15-20年测算） |
预计0.727元 |
预计0.407元（20年测算） |
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放电倍率性能 |
0.25C-1.5C |
0.3C-0.5C |
2C |
2-5C |
三、应用场景指标
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具体指标 |
磷酸铁锂电池储能 |
铅碳电池储能 |
钠离子电池储能 |
全钒液流电池储能 |
|---|---|---|---|---|
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占地面积30亩 可建设电站 |
200MWh |
1GWh |
150MWh（以山东曜灵项目为例） |
300MWh（以湖南麻阳项目为例） |
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适用场景 |
动力电池为主，兼顾灵活充放电、小规模用电、物理空间小、铁塔基站、人群分散区等储能场景 |
大负荷用电、室内用电、人群密集区、安全要求极高、长时充放电、极端天气地区、核工业、长周期运营等储能场景 |
动力电池、便携式电子设备、可穿戴设备、储能系统等 |
发电侧、电网侧储能应用为主 |
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新型储能中累计装机规模占比 |
94% |
3.10% |
未统计（占比过低） |
1.2%（全钒、铁铬、 锌溴、锌镍、锌铁、锌空气、全铁、锌基8种液流电池合计） |
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优势 |
能量密度高，重量轻，更适合动力电池市场 |
安全性高，充放电效率高，残值率高，容量大，可叠放，温度适用范围广（-40-50℃），性价比高 |
寿命长，钠资源储量丰富，宽工作温度区间、高倍率、高安全性 |
安全性高，功率大，寿命长，钒资源丰富，易回收，适合作为中大型储能设施 |
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劣势 |
残值率几乎为0，低温性能差，制造成本高，成品率低，初始投资大 |
能量密度低，循环次数低，体积重量大 |
稳定性低，度电成本高，政策优势不够大 |
钒主要从钛铁矿中提取（分布在四川、甘肃、广西等地），占电池成本比例高，受其产量价格影响很大；低温性能差（仅4-50℃适用），初始投建成本高，能量密度低、能量转换效率低，体积重量大 |
四、小结
1.应用领域：磷酸铁锂和钠离子电池更适合用作动力电池、电子数码、便携设备电池；铅碳电池、全钒液流电池更适合用作储能电池，其中全钒液流电池更适合发电侧和电网侧场景，铅碳电池目前主要用于用户侧场景。
2.产业链成熟度和成本：磷酸铁锂和铅碳电池产业链较为成熟，已落地储能项目初始投资成本和度电成本较低，其中铅碳电池初始投资成本为0.6-0.8元/Wh，度电成本最低可达0.25元/kWh；钠离子和全钒液流电池产业链有待完善，初始投资成本和度电成本偏高。
3.安全性：磷酸铁锂电池安全性较低，铅碳电池、钠离子电池、全钒液流电池安全性较高。
4.未来大规模应用于储能的前提条件：磷酸铁锂电池需要重点解决安全性（如固态电池技术实现大规模量产和应用）和残值率问题（至少提升至10%-20%）；铅碳电池需要重点解决电池循环次数问题（至少提升至2000次-3000次）；钠离子电池需要重点解决上游钠资源低成本规模化生产和电池稳定性问题；全钒液流电池需要重点解决上游钒资源低成本规模化生产、占地面积和初始投资成本问题。
5.能源城市储能市场可落地性：未来铅碳电池和全钒液流电池可能更适合能源城市的发电侧和电网侧储能项目，其中铅碳电池现阶段具备初始投资成本和度电成本较低、安全性高、占地面积小、温度适应范围广、大规模长时充放电效率高等优势；全钒液流电池现阶段具备安全性高、循环次数大、大规模长时充放电效率高、环境污染小等优势，未来有望具备初始投资成本和度电成本较低等优势。
免责声明：文中所涉数据和结论主要依据近期互联网公开信息、相关企业和行业网站、上市公司公开披露信息及调研访谈所得，部分数据和分析结论可能存在偏差，仅供参考。
