新能源行業(yè)深度報(bào)告：儲(chǔ)能發(fā)展新機(jī)遇-釩電池產(chǎn)業(yè)騰飛

1、新能源行業(yè)深度報(bào)告：儲(chǔ)能發(fā)展新機(jī)遇_釩電池產(chǎn)業(yè)騰飛1. 產(chǎn)業(yè)、政策、需求推動(dòng)，釩電池初步商業(yè)化2021 年 7 月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意 見，提出堅(jiān)持儲(chǔ)能技術(shù)多元化目標(biāo)：1）推動(dòng)鋰離子電池等相對(duì)成熟新型儲(chǔ)能技術(shù)成本持 續(xù)下降和商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用；2）實(shí)現(xiàn)壓縮空氣、液流電池等長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展 初期；3）加快飛輪儲(chǔ)能、鈉離子電池等技術(shù)開展規(guī)?；囼?yàn)示范；4）以需求為導(dǎo)向，探 索開展儲(chǔ)氫、儲(chǔ)熱及其他創(chuàng)新儲(chǔ)能技術(shù)的研究和示范應(yīng)用。1.1. 液流電池技術(shù)在近年來逐步成熟1.1.1. 釩液流電池簡(jiǎn)介全釩液流電池，壽命長(zhǎng)、規(guī)模大、安全可靠。釩電池全稱為全釩氧化還原

2、液流電池 (Vanadium Redox Battery，VRB)，為液流電池的一種，是一種基于金屬釩元素的氧化還原 的電池系統(tǒng)，其電解液是不同價(jià)態(tài)的釩離子的硫酸電解液。根據(jù)電化學(xué)反應(yīng)中活性物質(zhì)的 不同，液流電池可分為釩液流電池、鋅基液流電池、鐵鉻液流電池等。其中全釩液流電池， 壽命長(zhǎng)、規(guī)模大、安全可靠的優(yōu)勢(shì)尤為突出，成為規(guī)模儲(chǔ)能的首選技術(shù)，在調(diào)峰電源系統(tǒng)、 大規(guī)模風(fēng)光電系統(tǒng)儲(chǔ)能、應(yīng)急電源系統(tǒng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。液流電池工作原理為通過外接泵與交換膜實(shí)現(xiàn)離子電化學(xué)反應(yīng)。全釩液流電池是一 種二次充電電池。利用 VO2+/VO2 +、 V2+/V3+兩對(duì)氧化還原電堆的釩離子溶液分別作為正 極和

3、負(fù)極的活性物質(zhì)，分別儲(chǔ)存在各自的電解液儲(chǔ)罐中。通過外接的泵，將電解液運(yùn)輸至 電池堆內(nèi)的正極室和負(fù)極室，使其在不同的儲(chǔ)液罐和半液態(tài)的閉合回路中循環(huán)流動(dòng)，并采 用離子交換膜作為電池組的隔膜，電解質(zhì)的溶液流過電極表面產(chǎn)生了電化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí) 現(xiàn)釩電池的充放電過程。1.1.2. 釩電池發(fā)展歷程我國(guó)釩電池相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備充足，工業(yè)應(yīng)用前景廣闊。釩電池相關(guān)研究源于 1984 年 UNSW 對(duì) 2/3 價(jià)與 4/5 價(jià)釩離子電對(duì)在氧化還原電池中的應(yīng)用，并于 1988 年開始進(jìn)入工 業(yè)研發(fā)階段。1995 年，中國(guó)工程物理研究院電子工程研究所從率先在國(guó)內(nèi)開始釩電池的 研制。先后研制成功了 500W、1000W 的釩

4、電池樣機(jī)，成功開發(fā)了 4 價(jià)釩溶液制備、導(dǎo)電 塑料成型及批量生產(chǎn)、電池組裝配和調(diào)試等技術(shù)。2002 年，釩鋼龍頭企業(yè)攀枝花鋼鐵公 司以深化資源利用為目的，與中南大學(xué)合作介入了釩電池的研發(fā)。國(guó)家政策推動(dòng)，我國(guó)釩電池逐步進(jìn)入商業(yè)化初期。2001 年，VRB Power Systems 公司 開始在南非、日本、美國(guó)等國(guó)家建立 VRB 系統(tǒng)電站，開始進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。2002 年， VRB Power Systems 開始大范圍內(nèi)推廣全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，承接一系列工程項(xiàng)目。 2009 年，中國(guó)普能實(shí)現(xiàn)對(duì)全球最大釩電池公司 VRB Power Systems 公司的資產(chǎn)收購(gòu)，包 括其擁有或控制的所有專利

5、、商標(biāo)、技術(shù)秘密、設(shè)備材料等。此外，VRB Power Systems 公司的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)加入合并后的公司。1.2. 我國(guó)釩電池儲(chǔ)能業(yè)務(wù)已初步商用1.2.1. 釩電池應(yīng)用項(xiàng)目規(guī)劃近年來，我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)量迅速增長(zhǎng)，釩電池相關(guān)儲(chǔ)能項(xiàng)目也取得大量進(jìn)展。以釩電池 為代表的液流電池，2019 年裝機(jī)規(guī)模為 20MW，2020 年裝機(jī)規(guī)模達(dá) 100MW，釩電池裝 機(jī)量增長(zhǎng)迅速。目前我國(guó)釩電池滲透率 1%左右，未來發(fā)展前景廣闊。我國(guó)釩液流電池已實(shí)現(xiàn)在智能電網(wǎng)、通信基站、偏遠(yuǎn)地區(qū)供電、可再生能源及削峰填 谷等項(xiàng)目中的應(yīng)用。以北京普能為例，目前其釩液流電池儲(chǔ)能應(yīng)用涵蓋千瓦級(jí)至兆瓦級(jí)系 統(tǒng)。其中千瓦級(jí)系統(tǒng)主要由電池

6、模塊/20kWh 儲(chǔ)能系統(tǒng)/40kWh 儲(chǔ)能系統(tǒng)構(gòu)成，主要應(yīng)用于 實(shí)驗(yàn)室能源存儲(chǔ)、通信基站供電等。兆瓦級(jí)系統(tǒng)主要由多個(gè) 250kW 標(biāo)準(zhǔn)模塊組成，并涵 蓋電堆結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)液罐以及電子設(shè)備、控制裝置、空調(diào)系統(tǒng)等，目前主要應(yīng)用于電網(wǎng)儲(chǔ)能、 削峰填谷等項(xiàng)目。1.2.2. 釩電池儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景根據(jù)不同儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景，釩液流電池系統(tǒng)主要分為集裝箱型及建筑物型。小規(guī)模的 液流電池系統(tǒng)基本上是集裝箱化，大規(guī)模的能源基地的液流電池系統(tǒng)基本為建筑物化。此外，德國(guó)已出現(xiàn)家用小型釩電池儲(chǔ)能產(chǎn)品，我國(guó)家用釩電池產(chǎn)品市場(chǎng)有待突破。德 國(guó) Voltstorage 公司已推出 1.5 kW/ 6.2 kWh 家用釩液流電池產(chǎn)品，配

7、合家用光伏系統(tǒng)即可 實(shí)現(xiàn)能源自給。目前推出的產(chǎn)品尺寸為 5805801406 mm，并且可通過多個(gè)產(chǎn)品串聯(lián) 提高儲(chǔ)能系統(tǒng)功率與容量。1.2.3. 模塊化釩電池堆設(shè)計(jì)釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是它的模塊性，即系統(tǒng)的功率組件與容量組件 可以獨(dú)立設(shè)計(jì)。如兆瓦級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)由可多個(gè) 250kW 標(biāo)準(zhǔn)模塊組成，VRB-ESS 系統(tǒng)的額定 功率由電堆的數(shù)量決定而儲(chǔ)電容量則由電解液的體積決定。如果一套系統(tǒng)需要較高的額 定功率或者額外的儲(chǔ)電容量，那么簡(jiǎn)單地增加電堆數(shù)量或者添加電解液就可以解決了。1.3. 釩電池規(guī)模應(yīng)用前景廣闊1.3.1. 政策推動(dòng)釩電池高速發(fā)展根據(jù)發(fā)改委、能源局關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指

8、導(dǎo)意見提出的主要目標(biāo)：到 2025 年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變。新型儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提 高，核心技術(shù)裝備自主可控水平大幅提升，在高安全、低成本、高可靠、長(zhǎng)壽命等方面取 得長(zhǎng)足進(jìn)步，標(biāo)準(zhǔn)體系基本完善，產(chǎn)業(yè)體系日趨完備，市場(chǎng)環(huán)境和商業(yè)模式基本成熟，裝 機(jī)規(guī)模達(dá) 30GW 以上。新型儲(chǔ)能在推動(dòng)能源領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和過程中發(fā)揮顯著作用。到 2030 年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展。新型儲(chǔ)能核心技術(shù)裝備自主可控，技術(shù)創(chuàng)新和 產(chǎn)業(yè)水平穩(wěn)居全球前列，標(biāo)準(zhǔn)體系、市場(chǎng)機(jī)制、商業(yè)模式成熟健全，與電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)深 度融合發(fā)展，裝機(jī)規(guī)?；緷M足新型電力系統(tǒng)相應(yīng)需求。新型儲(chǔ)能成為能源領(lǐng)域碳達(dá)峰碳 中

9、和的關(guān)鍵支撐之一。以 2025 年電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì) 30GW 計(jì)算，預(yù)計(jì) 2025 年釩電池新增裝機(jī)達(dá) 1.7GW，新 增滲透率達(dá) 20%；至 2025 年釩電池累計(jì)裝機(jī) 4.3GW，累計(jì)滲透率達(dá) 14%。隨著釩電池 商業(yè)化推廣政策的提出，預(yù)計(jì)釩電池滲透率在未來幾年內(nèi)將逐步提升，并在 2025 年達(dá)到新增裝機(jī) 20%滲透率，以實(shí)現(xiàn)國(guó)家 2025 年新型儲(chǔ)能技術(shù)裝機(jī)規(guī)模 30GW 的要求。釩電池 累計(jì)裝機(jī) 5 年 CAGR 達(dá) 112%，釩電池市場(chǎng)前景廣闊。1.3.2. 釩電池儲(chǔ)能應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯在各類儲(chǔ)能電池中，釩液流電池優(yōu)點(diǎn)十分明顯：1）安全性高：釩電池?zé)o爆炸、火災(zāi)隱患。釩電池的活性物質(zhì)以液態(tài)形式

10、貯存在電堆 外部的儲(chǔ)液罐中, 流動(dòng)的活性物質(zhì)使?jié)獠顦O化可減至最小，即使正負(fù)電解液混合，也無危 險(xiǎn)，但電解液溫度略有上升。此外，其所有的部件基本上都浸泡在溶液當(dāng)中，散熱得到了 溶液的支持，同時(shí)由于開放的體系，不會(huì)存在類似鋰電池?zé)崾Э剡@一問題。2）儲(chǔ)能上限高且可控：電池容量取決于外部活性溶液的多少，通過增加電解液的體 積，可以任意增加釩電池的儲(chǔ)能容量，相比于鋰電池來說它的可擴(kuò)充性非常大，調(diào)整容易。3）功率大：通過增加單片機(jī)電池的數(shù)量和電極面積，增加電解液的濃度，可以提高 釩電池的功率。4）效率高：由于釩電池電極的催化活性高，正負(fù)活性物質(zhì)分別儲(chǔ)存在正負(fù)電解液儲(chǔ) 槽中，避免了正負(fù)活性物質(zhì)的自放電消耗，

11、滿充后可長(zhǎng)期保持，極低的自放電率，自放電 幾乎可以忽略不計(jì)。充放電能量轉(zhuǎn)換釩電池的效率高達(dá) 75%以上。5）使用周期長(zhǎng)：由于釩電池正負(fù)活性物質(zhì)分別只存在于正極和負(fù)極電解液中，在充 放電過程中不存在復(fù)雜的固相反應(yīng), 因此電池壽命長(zhǎng)。能耐受大電流充放，可以在不損壞 電池的情況下進(jìn)行深放電，循環(huán)次數(shù)13000 次以上，電池使用壽命可達(dá) 15-20 年。6）響應(yīng)速度快：釩電池組充滿電解液瞬間啟動(dòng)。運(yùn)行過程中，充放電狀態(tài)切換僅需 0.02 秒，響應(yīng)速度為 1 毫秒。7）充電便捷：可以通過直接更換電解液實(shí)現(xiàn)釩電池的瞬間充電。8）環(huán)境友好：和常用的鉛酸電池相比，在靜態(tài)運(yùn)行時(shí)，壽命周期內(nèi)總的排放量?jī)H有 鉛酸電

12、池的 7-25%；電解液可更換、回收，離子膜不需要貴金屬作電極催化劑，電極材料 多為碳材料制品。9）安置便利：釩電池可全自動(dòng)封閉運(yùn)行，正常工作時(shí)對(duì)外界無污染，安裝定位自由 度大，除溫度外對(duì)安裝環(huán)境沒有過高要求。另一方面，釩電池也存在明顯的缺點(diǎn)：1）體積、質(zhì)量龐大：受制于電解液中離子溶解度上限，釩電池比能量密度低，且技 術(shù)難以突破。同樣能量的釩電池體積可達(dá)鋰電池的 3-5 倍，質(zhì)量達(dá) 2-3 倍。因此，釩電池 僅能適用于靜態(tài)儲(chǔ)能系統(tǒng)，難以應(yīng)用于電動(dòng)汽車、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。2）環(huán)境溫度要求：釩電池通常工作環(huán)境溫度需保持在 0-45，溫度過低會(huì)導(dǎo)致電解 液凝固，而溫度過高則會(huì)導(dǎo)致溶液中的 V5+形成

13、V2O5 析出，從而堵塞電解液通道，導(dǎo)致 電池報(bào)廢。3）副產(chǎn)物處理要求高：電解質(zhì)的原料、正沉淀和由泄漏的正溶液的空氣干燥形成的 薄層都具有相同的東西，即 V2O5，是一種高毒性的化學(xué)品。4）高成本、高維護(hù)成本：成本高昂，目前 5kW 釩電池僅材料成本可達(dá) 40 萬以上； 正常使用情況下，每隔兩個(gè)月就要由專業(yè)人士進(jìn)行一次維護(hù)，高頻次的維護(hù)使其難以在用 戶側(cè)廣泛應(yīng)用。1.3.3. 釩電池成本問題亟待解決目前成本問題仍是釩電池大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用面臨的最大挑戰(zhàn)。由于尚未規(guī)?；逃茫?且受制于設(shè)備、產(chǎn)能以及高額的前期投入，目前釩電池成本約為鋰電池的 2-3 倍。以當(dāng)前 集裝箱交付的價(jià)格（含電池包、溫控系統(tǒng)、

14、換流系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等），目前釩 液流電池成本達(dá) 3-3.2 元/Wh，對(duì)比目前儲(chǔ)能鋰離子電池成本約 1.2-1.5 元/Wh，釩電池仍 面臨巨大的價(jià)格壓力。隨著政策推進(jìn)，釩電池形成規(guī)模化、集群化產(chǎn)業(yè)后，電池成本有望 進(jìn)一步下降。2. 鋼鐵及儲(chǔ)能應(yīng)用大擴(kuò)張，釩金屬供需緊平衡釩是一種銀白色金屬，在元素周期表中屬 VB 族，是過渡金屬。釩的熔點(diǎn)很高（1890）， 沸點(diǎn) 3380，與鈮、鉭、鎢、鉬并稱為難熔金屬。密度 6.11g/cm3，有延展性，質(zhì)堅(jiān)硬， 無磁性。在空氣中不易氧化，可溶于氫氟酸、硝酸和王水。不易腐蝕，在堿、硫酸和鹽酸 中也相當(dāng)穩(wěn)定。高溫下，金屬釩很容易與氧結(jié)合，依次氧化成棕

15、黑色的三氧化二釩、深藍(lán) 色的二氧化釩，并最終成為桔黃色的五氧化二釩。（報(bào)告出品方/作者：浙商證券，鄧偉、馬金龍）1. 產(chǎn)業(yè)、政策、需求推動(dòng)，釩電池初步商業(yè)化2021 年 7 月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意 見，提出堅(jiān)持儲(chǔ)能技術(shù)多元化目標(biāo)：1）推動(dòng)鋰離子電池等相對(duì)成熟新型儲(chǔ)能技術(shù)成本持 續(xù)下降和商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用；2）實(shí)現(xiàn)壓縮空氣、液流電池等長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展 初期；3）加快飛輪儲(chǔ)能、鈉離子電池等技術(shù)開展規(guī)模化試驗(yàn)示范；4）以需求為導(dǎo)向，探 索開展儲(chǔ)氫、儲(chǔ)熱及其他創(chuàng)新儲(chǔ)能技術(shù)的研究和示范應(yīng)用。1.1. 液流電池技術(shù)在近年來逐步成熟1.1.1. 釩液流電池簡(jiǎn)介全

16、釩液流電池，壽命長(zhǎng)、規(guī)模大、安全可靠。釩電池全稱為全釩氧化還原液流電池 (Vanadium Redox Battery，VRB)，為液流電池的一種，是一種基于金屬釩元素的氧化還原 的電池系統(tǒng)，其電解液是不同價(jià)態(tài)的釩離子的硫酸電解液。根據(jù)電化學(xué)反應(yīng)中活性物質(zhì)的 不同，液流電池可分為釩液流電池、鋅基液流電池、鐵鉻液流電池等。其中全釩液流電池， 壽命長(zhǎng)、規(guī)模大、安全可靠的優(yōu)勢(shì)尤為突出，成為規(guī)模儲(chǔ)能的首選技術(shù)，在調(diào)峰電源系統(tǒng)、 大規(guī)模風(fēng)光電系統(tǒng)儲(chǔ)能、應(yīng)急電源系統(tǒng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。液流電池工作原理為通過外接泵與交換膜實(shí)現(xiàn)離子電化學(xué)反應(yīng)。全釩液流電池是一 種二次充電電池。利用 VO2+/VO2 +

17、、 V2+/V3+兩對(duì)氧化還原電堆的釩離子溶液分別作為正 極和負(fù)極的活性物質(zhì)，分別儲(chǔ)存在各自的電解液儲(chǔ)罐中。通過外接的泵，將電解液運(yùn)輸至 電池堆內(nèi)的正極室和負(fù)極室，使其在不同的儲(chǔ)液罐和半液態(tài)的閉合回路中循環(huán)流動(dòng)，并采 用離子交換膜作為電池組的隔膜，電解質(zhì)的溶液流過電極表面產(chǎn)生了電化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí) 現(xiàn)釩電池的充放電過程。1.1.2. 釩電池發(fā)展歷程我國(guó)釩電池相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備充足，工業(yè)應(yīng)用前景廣闊。釩電池相關(guān)研究源于 1984 年 UNSW 對(duì) 2/3 價(jià)與 4/5 價(jià)釩離子電對(duì)在氧化還原電池中的應(yīng)用，并于 1988 年開始進(jìn)入工 業(yè)研發(fā)階段。1995 年，中國(guó)工程物理研究院電子工程研究所從率先在國(guó)內(nèi)

18、開始釩電池的 研制。先后研制成功了 500W、1000W 的釩電池樣機(jī)，成功開發(fā)了 4 價(jià)釩溶液制備、導(dǎo)電 塑料成型及批量生產(chǎn)、電池組裝配和調(diào)試等技術(shù)。2002 年，釩鋼龍頭企業(yè)攀枝花鋼鐵公 司以深化資源利用為目的，與中南大學(xué)合作介入了釩電池的研發(fā)。國(guó)家政策推動(dòng)，我國(guó)釩電池逐步進(jìn)入商業(yè)化初期。2001 年，VRB Power Systems 公司 開始在南非、日本、美國(guó)等國(guó)家建立 VRB 系統(tǒng)電站，開始進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。2002 年， VRB Power Systems 開始大范圍內(nèi)推廣全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，承接一系列工程項(xiàng)目。 2009 年，中國(guó)普能實(shí)現(xiàn)對(duì)全球最大釩電池公司 VRB Power

19、 Systems 公司的資產(chǎn)收購(gòu)，包 括其擁有或控制的所有專利、商標(biāo)、技術(shù)秘密、設(shè)備材料等。此外，VRB Power Systems 公司的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)加入合并后的公司。1.2. 我國(guó)釩電池儲(chǔ)能業(yè)務(wù)已初步商用1.2.1. 釩電池應(yīng)用項(xiàng)目規(guī)劃近年來，我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)量迅速增長(zhǎng)，釩電池相關(guān)儲(chǔ)能項(xiàng)目也取得大量進(jìn)展。以釩電池 為代表的液流電池，2019 年裝機(jī)規(guī)模為 20MW，2020 年裝機(jī)規(guī)模達(dá) 100MW，釩電池裝 機(jī)量增長(zhǎng)迅速。目前我國(guó)釩電池滲透率 1%左右，未來發(fā)展前景廣闊。我國(guó)釩液流電池已實(shí)現(xiàn)在智能電網(wǎng)、通信基站、偏遠(yuǎn)地區(qū)供電、可再生能源及削峰填 谷等項(xiàng)目中的應(yīng)用。以北京普能為例，目前其釩液流

20、電池儲(chǔ)能應(yīng)用涵蓋千瓦級(jí)至兆瓦級(jí)系 統(tǒng)。其中千瓦級(jí)系統(tǒng)主要由電池模塊/20kWh 儲(chǔ)能系統(tǒng)/40kWh 儲(chǔ)能系統(tǒng)構(gòu)成，主要應(yīng)用于 實(shí)驗(yàn)室能源存儲(chǔ)、通信基站供電等。兆瓦級(jí)系統(tǒng)主要由多個(gè) 250kW 標(biāo)準(zhǔn)模塊組成，并涵 蓋電堆結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)液罐以及電子設(shè)備、控制裝置、空調(diào)系統(tǒng)等，目前主要應(yīng)用于電網(wǎng)儲(chǔ)能、 削峰填谷等項(xiàng)目。1.2.2. 釩電池儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景根據(jù)不同儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景，釩液流電池系統(tǒng)主要分為集裝箱型及建筑物型。小規(guī)模的 液流電池系統(tǒng)基本上是集裝箱化，大規(guī)模的能源基地的液流電池系統(tǒng)基本為建筑物化。此外，德國(guó)已出現(xiàn)家用小型釩電池儲(chǔ)能產(chǎn)品，我國(guó)家用釩電池產(chǎn)品市場(chǎng)有待突破。德 國(guó) Voltstorage 公司

21、已推出 1.5 kW/ 6.2 kWh 家用釩液流電池產(chǎn)品，配合家用光伏系統(tǒng)即可 實(shí)現(xiàn)能源自給。目前推出的產(chǎn)品尺寸為 5805801406 mm，并且可通過多個(gè)產(chǎn)品串聯(lián) 提高儲(chǔ)能系統(tǒng)功率與容量。1.2.3. 模塊化釩電池堆設(shè)計(jì)釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是它的模塊性，即系統(tǒng)的功率組件與容量組件 可以獨(dú)立設(shè)計(jì)。如兆瓦級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)由可多個(gè) 250kW 標(biāo)準(zhǔn)模塊組成，VRB-ESS 系統(tǒng)的額定 功率由電堆的數(shù)量決定而儲(chǔ)電容量則由電解液的體積決定。如果一套系統(tǒng)需要較高的額 定功率或者額外的儲(chǔ)電容量，那么簡(jiǎn)單地增加電堆數(shù)量或者添加電解液就可以解決了。1.3. 釩電池規(guī)模應(yīng)用前景廣闊1.3.1. 政策推

22、動(dòng)釩電池高速發(fā)展根據(jù)發(fā)改委、能源局關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見提出的主要目標(biāo)：到 2025 年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變。新型儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提 高，核心技術(shù)裝備自主可控水平大幅提升，在高安全、低成本、高可靠、長(zhǎng)壽命等方面取 得長(zhǎng)足進(jìn)步，標(biāo)準(zhǔn)體系基本完善，產(chǎn)業(yè)體系日趨完備，市場(chǎng)環(huán)境和商業(yè)模式基本成熟，裝 機(jī)規(guī)模達(dá) 30GW 以上。新型儲(chǔ)能在推動(dòng)能源領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和過程中發(fā)揮顯著作用。到 2030 年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展。新型儲(chǔ)能核心技術(shù)裝備自主可控，技術(shù)創(chuàng)新和 產(chǎn)業(yè)水平穩(wěn)居全球前列，標(biāo)準(zhǔn)體系、市場(chǎng)機(jī)制、商業(yè)模式成熟健全，與電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)深 度融合發(fā)展，裝機(jī)規(guī)模

23、基本滿足新型電力系統(tǒng)相應(yīng)需求。新型儲(chǔ)能成為能源領(lǐng)域碳達(dá)峰碳 中和的關(guān)鍵支撐之一。以 2025 年電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì) 30GW 計(jì)算，預(yù)計(jì) 2025 年釩電池新增裝機(jī)達(dá) 1.7GW，新 增滲透率達(dá) 20%；至 2025 年釩電池累計(jì)裝機(jī) 4.3GW，累計(jì)滲透率達(dá) 14%。隨著釩電池 商業(yè)化推廣政策的提出，預(yù)計(jì)釩電池滲透率在未來幾年內(nèi)將逐步提升，并在 2025 年達(dá)到新增裝機(jī) 20%滲透率，以實(shí)現(xiàn)國(guó)家 2025 年新型儲(chǔ)能技術(shù)裝機(jī)規(guī)模 30GW 的要求。釩電池 累計(jì)裝機(jī) 5 年 CAGR 達(dá) 112%，釩電池市場(chǎng)前景廣闊。1.3.2. 釩電池儲(chǔ)能應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯釩常以釩鐵、釩化合物和金屬釩的形式廣泛應(yīng)用于

24、冶金、宇航、化工和電池等行業(yè)。 自然界中，釩很少形成獨(dú)立的礦物，主要賦存于釩鈦磁鐵礦、磷酸鹽巖、含鈾砂巖和 粉砂巖中，此外還有大量的釩賦存于鋁土礦和含碳物質(zhì)中（如石油、煤）。2.1. 資源儲(chǔ)量豐富，我國(guó)占比最高釩元素蘊(yùn)藏豐富但分散，很難獨(dú)立成礦，均以伴生元素的形式產(chǎn)出。釩在地殼中為第 17 種常見元素，在地殼中的含量為 0.020.03%，分布廣泛；含釩礦物種類繁多，已發(fā)現(xiàn) 有近 70 種，自然界中極少呈單一礦物存在，常和金屬礦如鐵、鈦、鈾、鉬、銅、鉛、鋅、 鋁等礦共、伴生，或與碳質(zhì)礦、磷礦共生。最主要的礦床類型是釩鈦磁鐵礦。目前發(fā)現(xiàn)的含釩礦物有 70 多種，但主要的礦物有 以下 3 種：釩鈦

25、磁鐵礦（世界上除美國(guó)從鉀釩鈾礦中提釩外,其他主要產(chǎn)釩國(guó)家中都從釩 鈦磁鐵礦中提取釩）；鉀釩鈾礦（美國(guó)等地是這種礦物的主要產(chǎn)地）；石油伴生礦（這種礦 寄生在原油中，中美洲國(guó)家擁有大量的石油伴生礦,這種資源已日益顯示出其重要性）。大 約釩產(chǎn)量中有 71%來自釩鈦磁鐵礦煉鋼后得到的富釩礦渣，18%直接來自釩鈦磁鐵礦，二 者合計(jì)達(dá)到 89%，其他的釩來自釩鈾礦、含釩燃油灰渣、含釩石煤、廢化學(xué)催化劑等等。全球釩礦儲(chǔ)量主要集中在中國(guó)、俄羅斯、南非，中國(guó)儲(chǔ)量占全球的 43%。根據(jù) USGS 數(shù)據(jù)，全球釩礦儲(chǔ)量共計(jì) 2200 萬噸（金屬量，下同），其中中國(guó)儲(chǔ)量 950 萬噸，占比達(dá)到 43%，俄羅斯和南非占比

26、分別達(dá)到 23%和 16%。產(chǎn)量方面，中國(guó)釩礦產(chǎn)量仍然占全球最高，達(dá)到 62%。2020 年全球共生產(chǎn)礦產(chǎn)釩 8.6 萬噸，中國(guó)生產(chǎn)礦產(chǎn)釩 5.3 萬噸，占全球釩礦產(chǎn)量 62%，俄羅斯和南非分別生產(chǎn)釩 1.8 萬 噸和 0.8 萬噸。資源儲(chǔ)量豐富，完全有能力保障需求的增長(zhǎng)。由于釩是一種小金屬，需求量有限，僅 被用作合金的添加元素和化工原材料，用量較??；但其資源與鐵、銅、鈦、鉛、鋅、鉬、 鋁等金屬共生，因此儲(chǔ)量十分可觀。我們用當(dāng)年儲(chǔ)量比上當(dāng)年產(chǎn)量，得到靜態(tài)的開采年限， 以此衡量資源的相對(duì)充足度。2020 年全球釩靜態(tài)開采年限達(dá)到 253 年，相比于其他金屬 20-50 年的靜態(tài)開采年限，釩的資源

27、十分充足，其資源儲(chǔ)量完全有能力保障需求的數(shù)量級(jí) 增長(zhǎng)。2.2. 國(guó)內(nèi)政策影響，供應(yīng)逐步收緊絕大多數(shù)的釩供應(yīng)來源于共伴生礦床。根據(jù) Roskill 數(shù)據(jù)，2020 年全球釩產(chǎn)量中共生 礦山開采貢獻(xiàn)了全球產(chǎn)量的 72%，釩礦山貢獻(xiàn)了 18%，其余 10%為含釩燃油灰渣、廢化 學(xué)催化劑回收等領(lǐng)域。由于釩行業(yè)的供需規(guī)模小、供給和需求集中度雙高、以伴生元素的形式產(chǎn)出、受政策 影響大等等特點(diǎn)，釩礦產(chǎn)量波動(dòng)十分劇烈。近年來，中國(guó)釩礦產(chǎn)量大約在 7-9 萬噸之間 （折 V2O5），波動(dòng)較大。2019 年，中國(guó)釩礦產(chǎn)量 9.64 萬噸，同比增長(zhǎng) 35%；2020 年，中 國(guó)釩礦產(chǎn)量 9.46 萬噸，同比下降 2

28、%。釩鈦磁鐵礦是礦產(chǎn)釩的主要供應(yīng)來源：（1）鉀釩鈾礦是美國(guó)等地的主要產(chǎn)出來源；（2）石油伴生礦，釩寄生在原油中，中美洲國(guó)家擁有大量的石油伴生礦，這種資源 已日益顯示出其重要性；（3）石煤是一種難燃燒的黑色頁巖，其中伴生金屬釩元素，該資源形式在中國(guó)以外 很少，而國(guó)內(nèi)由于環(huán)保問題，也被大面積禁止；（4）目前最主要的釩資源供應(yīng)來自釩鈦磁鐵礦礦床。2.2.1. 共伴生礦為主，區(qū)域分布集中國(guó)內(nèi)釩資源主要以釩鈦磁鐵礦共伴生存在為主，分布區(qū)域主要有四川攀枝花地區(qū)、河 北承德地區(qū)和遼寧朝陽地區(qū)。攀枝花釩鈦磁鐵礦區(qū)位于四川省西南部的攀枝花市和西昌地區(qū)，主要為巖漿型的釩 鈦磁鐵礦礦床，其次有接觸交代-熱液型和沉積

29、型鐵礦床。有大、中、小型礦床 66 處，其 中大型 13 處。探明儲(chǔ)量的釩鈦磁鐵礦達(dá)近百億噸，其中釩、鈦儲(chǔ)量分別占全國(guó)已探明儲(chǔ) 量的 87%和 94.3%，分別居世界第三位和第一位，有“世界釩鈦之都”之稱。河北承德地區(qū)的黑山鐵礦，由 85%的斜長(zhǎng)巖、11%的灰長(zhǎng)巖和蘇長(zhǎng)巖、4%的花崗巖、 紋長(zhǎng)二長(zhǎng)巖組成，賦存豐富的釩鈦磁鐵礦-磷灰石礦床，是我北方著名的釩鈦基地。釩鈦 磁鐵礦儲(chǔ)量居全國(guó)第 2 位，僅次于四川攀枝花地區(qū)，其有價(jià)元素豐富，如鐵、釩、鈦和磷 等，是世界公認(rèn)的緊缺資源，開采加工利用價(jià)值較大。遼寧朝陽地區(qū)近年以來已探明的釩鈦磁鐵礦儲(chǔ)量近 200 億噸，資源優(yōu)勢(shì)凸顯，朝陽 地區(qū)的釩鈦磁鐵礦原

30、礦屬貧礦、風(fēng)化礦床殘坡積礦體，朝陽地區(qū)釩鈦磁鐵礦石成分復(fù)雜， 其金屬礦物除主要的釩鈦磁鐵礦和鈦鐵礦外，還有磁赤鐵礦、褐鐵礦等。脈石礦物以斜長(zhǎng) 石和輝石為主，少量鈦閃石、橄欖石、云母、方解石等。如何確定合理的選礦工藝提高釩 鈦磁鐵礦的選礦效果，以確保釩鈦磁鐵精礦回收率和品位，是朝陽地區(qū)釩鈦磁鐵礦開發(fā)利 用的首要任務(wù)。2.2.2. 受環(huán)保影響大，石煤提釩受限石煤提釩環(huán)保問題嚴(yán)重，國(guó)內(nèi)基本已經(jīng)被禁止。石煤提釩的傳統(tǒng)工藝為鈉鹽焙燒法。 通過焙燒石煤，使其中的低價(jià)釩（三價(jià)、四價(jià)）轉(zhuǎn)化為高價(jià)釩（五價(jià)），高價(jià)釩再與鈉鹽 結(jié)合生成水溶性的釩酸鹽。將焙燒后的礦料用水浸或酸浸，再沉粗釩-粗釩堿溶-沉偏釩酸 銨-熱

31、分解-精釩。該工藝流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)條件要求低，設(shè)備簡(jiǎn)陋，建廠時(shí)間短，成本低， 見效快，非常適合個(gè)體私營(yíng)和小企業(yè)經(jīng)營(yíng)。缺點(diǎn)是排出大量富含對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染 的 HCl、Cl2等腐蝕性氣體的廢氣；回收率低、資源綜合利用差，全流程總回收率低于 45%， 所以我國(guó)已經(jīng)基本禁止該法。中國(guó)的釩礦山主要是石煤提釩，該部分產(chǎn)能是邊際產(chǎn)能，礦石產(chǎn)量波動(dòng)更為劇烈。由 于釩多以副產(chǎn)品的形式產(chǎn)出，獨(dú)立釩礦山以石煤提釩為主，不僅成本高，而且環(huán)境問題嚴(yán) 重，因此釩礦山的波動(dòng)更為劇烈。2009 年我國(guó)釩礦山的礦石產(chǎn)量在 140 萬噸以上，由于 2008 年經(jīng)濟(jì)危機(jī)需求下滑、2013-3015 年下游鋼價(jià)大幅下跌，以及環(huán)保

32、部門嚴(yán)厲打擊石煤 提釩，導(dǎo)致 2015 年釩礦山的礦石產(chǎn)量?jī)H為 30 萬噸左右，基本被關(guān)停。隨著供給側(cè)改革 的執(zhí)行以及對(duì)螺紋鋼穿水工藝的嚴(yán)厲禁止，釩市場(chǎng)開始反轉(zhuǎn)。釩礦山從業(yè)人數(shù)逐年減少，效率提升和行業(yè)產(chǎn)能出清持續(xù)進(jìn)行。2009-2018 年我國(guó)釩 礦礦山從業(yè)人數(shù)和礦山平均從業(yè)人數(shù)均持續(xù)大幅減少，我國(guó)釩礦礦山從業(yè)總?cè)藬?shù)從 2009 年的 7273 人，持續(xù)降至 2018 年的 2940 人，降幅達(dá) 59.6%。同期，我國(guó)非油氣礦山從業(yè) 人數(shù)降幅為 46.6%，遠(yuǎn)低于釩礦礦山從業(yè)人數(shù)的降幅。生產(chǎn)效率提升以及釩礦產(chǎn)能出清持 續(xù)進(jìn)行中。石煤提釩只有部分采用高新技術(shù)的礦山項(xiàng)目可以開發(fā)，對(duì)整個(gè)行業(yè)的供給難

33、以形成 較大影響。石煤提釩工藝會(huì)產(chǎn)生大量廢棄物，對(duì)環(huán)境的污染較大，在國(guó)家環(huán)保監(jiān)管日趨嚴(yán) 格的環(huán)境下，石煤提釩企業(yè)生產(chǎn)會(huì)受到較大限制。不排除少量石煤提釩企業(yè)繼續(xù)生產(chǎn)，但 預(yù)計(jì)不會(huì)大面積復(fù)蘇。西部礦業(yè)石煤提釩工程進(jìn)展順利，但產(chǎn)量不大，對(duì)市場(chǎng)影響較小。西部礦業(yè)子公司西 礦釩科技石煤提釩一期工程于 2020 年 6 月正式投產(chǎn)，項(xiàng)目設(shè)計(jì)年產(chǎn) 98%偏釩酸銨 1239 噸，產(chǎn)品偏釩酸銨主要用于制取五氧化二釩、陶瓷工業(yè)釉料及化學(xué)試劑、催化劑、催干劑、 媒染劑等。該項(xiàng)目采用國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的石煤提釩帶余熱發(fā)電技術(shù)，是國(guó)內(nèi)首條完善的綠色石 煤提釩環(huán)保型生產(chǎn)線，能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)綜合利用，降低各工序生產(chǎn)成本，提高抗市場(chǎng)波動(dòng)

34、沖 擊能力。公司表示，下一步將逐步實(shí)施二期年產(chǎn) 98%偏釩酸銨 2611 噸提釩工程，待項(xiàng)目 全部建成后，將達(dá)到年處理含釩石煤 50 萬噸，年產(chǎn) 98%偏釩酸銨 3850 噸的規(guī)模。2.2.3. 多重因素限制，供應(yīng)持續(xù)緊張釩鈦磁鐵礦企業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張受限，而且由于釩渣是由釩鈦磁鐵礦煉鋼過程中產(chǎn)生，在 中國(guó)鋼鐵企業(yè)產(chǎn)能和產(chǎn)量受到政策約束的時(shí)候，這一釩供應(yīng)最主要來源將難以產(chǎn)生增量 供給。隨著釩需求的增長(zhǎng)，越來越多的獨(dú)立釩礦山正在被開發(fā)。如果釩的需求以高于鋼鐵 產(chǎn)量增速繼續(xù)增長(zhǎng)，就不得不導(dǎo)致更多的獨(dú)立釩礦山得到開發(fā)，但中國(guó)正在執(zhí)行越來越嚴(yán) 格的環(huán)保政策，這導(dǎo)致石煤提釩難以放量，且成本偏高。中國(guó)禁止進(jìn)口釩渣

35、，加劇了這種制約。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平不斷提高，進(jìn)口 可用作原料的固體廢物暴露出環(huán)境污染和危害健康等問題，從 2018 年起，我國(guó)開始禁止 釩渣進(jìn)口。這導(dǎo)致供給的進(jìn)一步收緊。2020 年新冠疫情之后，國(guó)內(nèi)釩供應(yīng)緊缺。新冠疫情之后，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)率先復(fù)蘇， 粗鋼產(chǎn)量大增，中國(guó) V2O5 首次出現(xiàn)了大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間的凈進(jìn)口。國(guó)內(nèi)礦山供應(yīng)較為緊 張。2.3. 海外供應(yīng)擴(kuò)張，積極布局釩電池EVRAZ 集團(tuán)是除中國(guó)以外的最大釩生產(chǎn)商。俄羅斯耶弗拉茲集團(tuán)（Evraz）是俄羅 斯最大的鋼鐵生產(chǎn)和開采公司之一，俄羅斯首富阿布拉莫維奇是公司的最大股東。集團(tuán)下 屬的主要企業(yè)包括下塔吉爾、西西伯利亞和新庫茲涅茨克鋼

36、鐵聯(lián)合企業(yè)這三家俄羅斯主 要煉鋼和鑄軋廠，并在美國(guó)、意大利、南非擁有多項(xiàng)資產(chǎn)。其多個(gè)子公司進(jìn)行釩渣冶煉和 精煉，生產(chǎn) V2O5、釩鐵等釩制品。 2020 年 EVRAZ 共銷售釩渣含釩 6129 噸，釩制品含釩 1.26 萬噸，合計(jì)折合 V2O5達(dá) 3.34 萬噸，是僅次于攀鋼的第二大釩生產(chǎn)商。澳大利亞釩業(yè)（Australian Vanadium Ltd.）在澳大利亞擁有三個(gè)釩礦山資產(chǎn)，均為 未投產(chǎn)項(xiàng)目，一個(gè)在預(yù)可研階段的釩礦項(xiàng)目 Australian Vanadium Project，儲(chǔ)量礦石量為 3210 萬噸，V2O5 品位 1.05%（33.7 萬噸），礦山服務(wù)年限 17-25 年，預(yù)

37、計(jì)生產(chǎn)后能夠年 產(chǎn) V2O5 達(dá)到 1.10 萬噸。其投資成立了一個(gè)釩電池子公司 VSUN Energy，為居民、電力系統(tǒng)、政府、公司等 市場(chǎng)主體提供釩電池。近期的銷售包括：（1）為維多利亞州梅雷迪斯市一家奶牛場(chǎng)提供了 一套 90kW/320kWh 的釩電池；（2）為維多利亞州的一個(gè)果園提供了 20kW/80kWh 釩電 池太陽能存儲(chǔ)系統(tǒng)；（3）為西澳大利亞地區(qū)的離網(wǎng)居民提供 5kW/30kWh 獨(dú)立電力系統(tǒng)。Largo Resources 公司擁有全球最高品位釩礦山之一Maracs Menchen Mine。該 礦山位于巴西，是一個(gè)釩鈦磁鐵礦，該礦山于 2020 年 5 月正式投產(chǎn)，截止 2

38、020 年底，礦 山共擁有儲(chǔ)量 16.42 萬噸（V2O5 當(dāng)量），平均品位 1.19%。2020 年采出礦石量 108 萬噸， 平均有效品位 1.29%，產(chǎn)出 V2O5 約 1.18 萬噸。計(jì)劃 2021 年產(chǎn)出 V2O5 產(chǎn)量在 1.20-1.25 萬噸之間。運(yùn)營(yíng)成本 3.1-3.3 美元/磅。預(yù)計(jì)至少可開采至 2028 年。Largo Resources 設(shè)立了 Largo Clean Energy 事業(yè)部，主要進(jìn)行釩電池相關(guān)業(yè)務(wù)的開 發(fā)。2021 年 7 月 20 日 LCE 與 Enel Green Power Espaa（“EGPE”）簽訂了第一份釩電池 銷售合同，LCE 為西班牙

39、的一個(gè)項(xiàng)目交付一個(gè) 5 小時(shí)、6.1 MWh 的釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，預(yù) 計(jì)將于 2022 年第 4 季度試運(yùn)行。目前 LCE 正在為他們的 VCHARGEVRFB 釩電池儲(chǔ) 能系統(tǒng)申請(qǐng) UL1973 和 UL9540 認(rèn)證，該認(rèn)證有望在 2021 年第 4 季度末認(rèn)證通過。此外， 公司正在著手建立供應(yīng)鏈，以提供隨著業(yè)務(wù)增長(zhǎng)交付未來項(xiàng)目所需的資源。Bushveld Minerals 是一家南非的大型釩礦生產(chǎn)商。擁有高品位的 Vametco 釩礦，三 個(gè)釩礦總資源量 126.7 萬噸（V2O5），磁鐵礦中 V2O5 品位接近 2%。2020 年共生產(chǎn)釩金 屬量 3631 噸，折合 V2O5 約 648

40、1 噸。根據(jù)公司規(guī)劃，2021 年生產(chǎn)釩金屬量 3400-3600 噸。計(jì)劃到 2022 年末，將產(chǎn)能提升至 5000-5400 噸之間，中期將達(dá)到 6400-6800 噸，遠(yuǎn) 期目標(biāo)是實(shí)現(xiàn) 8400 噸的年產(chǎn)量。 公司正在推進(jìn)在儲(chǔ)能領(lǐng)域的投資和研發(fā)。包括推進(jìn)電解液產(chǎn)能開發(fā)、實(shí)施電解液租 賃模式、開發(fā)釩電池儲(chǔ)能業(yè)務(wù)，啟動(dòng)了釩電池投資平臺(tái)等。通過設(shè)立 VRFB 投資平臺(tái)投 資中下游，完善釩電池產(chǎn)業(yè)鏈。2020 年，繼續(xù)對(duì)釩電池商業(yè)化項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)證和測(cè)試，包 括在 Vametco 建立一個(gè)微型電網(wǎng)。Bushveld Minerals 向新能源轉(zhuǎn)型是一個(gè)關(guān)鍵戰(zhàn)略。AMG Vanadium 公司是世界上

41、最大的廢催化劑回收商和北美最大的釩鐵生產(chǎn)商。總 部位于美國(guó)俄亥俄州劍橋市，通過專有的焙燒和火法冶金工藝，將廢棄的石化催化劑和其 他含釩廢渣煉為釩鐵或合金，然后銷往碳鋼和不銹鋼行業(yè)。AMG Vanadium 公司正在運(yùn)用市政債券融資 3.07 億美元，在俄亥俄州贊斯維爾市新 建第二座釩催化劑回收廠。由于石油化工企業(yè)必須遵守從 2020 年起生效的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，催 化劑需要更新，導(dǎo)致 AMG 需要處理的催化劑體量提升。預(yù)計(jì)一期將在 2021 年夏季完工， 二期將在 2022 年初建成。新工廠每年可處理回收催化劑 3.4 萬噸。2.4. 鋼鐵消費(fèi)強(qiáng)度提升，儲(chǔ)能帶來新增長(zhǎng)點(diǎn)釩的下游包括鋼鐵與鑄造、鈦合金、

42、化工以及儲(chǔ)能，釩的應(yīng)用集中在鋼鐵領(lǐng)域，占比 達(dá)到 85%。鋼鐵與鑄造占比達(dá)到 85%，用于增大強(qiáng)度、韌性和耐磨性。其次是鈦合金占 比 8%，釩在鈦合金中可以作為穩(wěn)定劑和強(qiáng)化劑，使鈦合金具有很好的延展性和可塑性。 化工與儲(chǔ)能占比十分有限，分別僅占比 5%和 2%，在化工中用作催化劑和著色劑，儲(chǔ)能 方面則被用在全釩氧化還原液流電池中。具體到鋼鐵行業(yè)，含釩高強(qiáng)度合金鋼主要有：高強(qiáng)度低合金（HSLA）鋼、先進(jìn)高強(qiáng) 度帶鋼、建筑用螺紋鋼筋、高碳鋼線材、鋼軌、工具和模具鋼等。含釩高強(qiáng)度合金鋼被廣 泛應(yīng)用于輸油/氣管道、建筑、橋梁、鋼軌等生產(chǎn)建設(shè)中。尤其是 2018 年 11 月新的鋼筋 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，螺紋鋼

43、“穿水”工藝被禁止，螺紋鋼的生產(chǎn)對(duì)釩的需求量大幅增加。鋼鐵行業(yè)碳排放量占比高達(dá) 20%，是碳達(dá)峰先行行業(yè)。從二氧化碳排放量的角度看， 我國(guó)鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放量可能在 20%左右區(qū)間，占比較大。鋼鐵行業(yè)能耗水平在“十 三五”期間取得一定進(jìn)步，噸鋼能耗由 2011 年的 602 千克下降至 551 千克，但整體水平 仍處于較高位置。我國(guó)鋼鐵行業(yè) CO排放量隨粗鋼產(chǎn)量逐年上漲。截至 2018 年，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量達(dá) 9.28 億 噸，鋼鐵行業(yè) CO排放量達(dá) 18.84 億噸，噸鋼 CO排放量為 2.03 噸。與 2000 年相比，粗 鋼產(chǎn)量增長(zhǎng) 622.4%，而鋼鐵行業(yè) CO排放量?jī)H增長(zhǎng) 382.7%

44、，噸鋼 CO2排放量下降 33.2%， 說明我國(guó)鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排工作取得了積極進(jìn)展，CO排放控制水平得到很大提升。但是， 我國(guó)鋼鐵行業(yè) CO排放量在 CO排放總量的占比仍然在上升，2018 年占比達(dá)到 18.72%。出于碳排放的控制以及壓低鐵礦石話語權(quán)的目的，國(guó)內(nèi)正在堅(jiān)決壓減粗鋼產(chǎn)量。我 國(guó)鐵礦石進(jìn)口依賴度長(zhǎng)期處于高位，國(guó)外四大鐵礦石生產(chǎn)商對(duì)中國(guó)的鋼鐵行業(yè)具有較強(qiáng) 控制力，而壓減粗鋼產(chǎn)量能夠?qū)a(chǎn)業(yè)鏈利潤(rùn)向中游轉(zhuǎn)移。工信部于 2020 年底重點(diǎn)提到， 要堅(jiān)決壓縮鋼鐵行業(yè)粗鋼產(chǎn)量,確保粗鋼產(chǎn)量同比下降。4 月 1 日發(fā)改委與工信部就 2021 年鋼鐵去產(chǎn)能“回頭看”、粗鋼產(chǎn)量壓減等工作再進(jìn)行研究部

45、署，粗鋼產(chǎn)量壓減落地路徑 逐步清晰。預(yù)計(jì) 2021 年全年鋼鐵行業(yè)整體產(chǎn)量將得到嚴(yán)格控制。鋼鐵行業(yè)產(chǎn)量不增，但隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的提升，釩在鋼鐵中的消費(fèi)強(qiáng)度將得到一 定提升。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，在北美和歐洲，釩的消費(fèi)強(qiáng)度分別達(dá)到 0.1kg/t 和 0.07kg/t， 明顯高于我國(guó)的 0.04-0.05kg/t，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大差距。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步，在建 筑和工業(yè)上使用的鋼材有更高的強(qiáng)度、韌性的要求，從長(zhǎng)期來看，將提升釩的消費(fèi)強(qiáng)度， 推動(dòng)釩需求中樞上移。鋼鐵市場(chǎng)的釩需求將以約 2.7%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。根據(jù) Roskill，得益于對(duì)螺紋鋼 標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，中國(guó)的釩使用強(qiáng)度已經(jīng)超過了世界平

46、均水平，正在超發(fā)達(dá)國(guó)家邁進(jìn)。到 2030 年，全球鋼鐵對(duì)釩的需求將達(dá)到約 136000 噸，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到 2.7%。儲(chǔ)能市場(chǎng)的需求有望得到大幅提升。到 2030 年，VRFBs 的釩需求將以約 56.7%的復(fù) 合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。世界銀行預(yù)測(cè)，到 2050 年，單是儲(chǔ)能領(lǐng)域的釩需求量就可能達(dá)到 2018 年全球釩產(chǎn)量的兩倍。3. 釩液流儲(chǔ)能市場(chǎng)十四五復(fù)合增速有望達(dá)92%3.1. 2025 年中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算2025 年中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能新增 45GWh，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模 499 億元。預(yù)計(jì) 2021-2025 年 中國(guó)新增電化學(xué)儲(chǔ)能 5/ 11/ 21/ 31/ 45GWh， CAGR=7

47、0%，系統(tǒng)單價(jià) 1.5/ 1.4/ 1.3/ 1.2/ 1.1 元/Wh，市場(chǎng)規(guī)模 74/ 156/ 272/ 366/ 499 億元， CAGR=57%。3.2. 2025 年中國(guó)釩液流電池儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算2025 年中國(guó)釩液流電池儲(chǔ)能新增 14.2GWh，裝機(jī)功率 3.5GW，滲透率 20%，對(duì)應(yīng) 市場(chǎng)規(guī)模 297 億元。預(yù)計(jì) 2021-2025 年中國(guó)新增釩電池儲(chǔ)能 0.7/ 2.1/ 4.9/ 8.4/ 14.2 GWh， CAGR=113%。預(yù)計(jì)釩電池規(guī)模應(yīng)用后，單價(jià)平均每年降低 10%，2021-2025 年單價(jià)為 3.2/2.9/2.6/2.3/2.1 元/Wh，市場(chǎng)規(guī)模 23/

48、 61/ 127 /195 /297 億元，CAGR=92%。2025 年電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)功率達(dá) 49.2GW，其中釩電池累計(jì)裝機(jī) 7.7GW，累計(jì)滲 透率達(dá) 16%。依據(jù)浙商證券電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)需求測(cè)算，電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)預(yù)期高于政策要 求，有望提前實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能技術(shù)商業(yè)化目標(biāo)及碳中和目標(biāo)。2025 年新增釩電池裝機(jī)滲透率 20%，市場(chǎng)規(guī)模 297 億元。若釩電池價(jià)格降幅不及預(yù) 期，以 2.31 元/Wh，15%滲透率計(jì)算，市場(chǎng)規(guī)模約 254 億元；若釩電池單價(jià)降至 1.89 元 /Wh，預(yù)期滲透率達(dá) 25%，市場(chǎng)規(guī)模約 323 億元。4.重點(diǎn)企業(yè)分析4.1. 釩電池4.1.1. 國(guó)網(wǎng)英大釩電池業(yè)

49、務(wù)由其旗下全資子公司武漢南瑞負(fù)責(zé)。目前武漢南瑞已全面掌握釩電池改 性選型技術(shù)，具備釩電池本體設(shè)計(jì)、材料研制、系統(tǒng)集成能力，成功研發(fā)高功率釩電池電 堆和 250kW/500kWh 儲(chǔ)能系統(tǒng)，申請(qǐng)發(fā)明、實(shí)用新型專利共 70 項(xiàng)，授權(quán) 40 余項(xiàng)。目前 武漢南瑞釩電池相關(guān)項(xiàng)目以國(guó)網(wǎng)內(nèi)部應(yīng)用為主，暫無對(duì)外應(yīng)用計(jì)劃。4.1.2. 上海電氣在儲(chǔ)能領(lǐng)域，上海電氣分階段、分領(lǐng)域布局鋰電池、液流電池、燃料電池和退役電池 系統(tǒng)四個(gè)領(lǐng)域，逐步完善三電系統(tǒng)。釩電池業(yè)務(wù)由其子公司上海電氣儲(chǔ)能公司負(fù)責(zé)，相關(guān) 技術(shù)由上海電氣中央研究院提供。目前上海電氣已推出兆瓦級(jí)全釩液流電池，可實(shí)現(xiàn)分 布式、集中式全覆蓋調(diào)峰調(diào)頻。由上海電

50、氣儲(chǔ)能公司設(shè)計(jì)研發(fā)的國(guó)電投集團(tuán)黃河上游水 電公司液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目、常德 10kW/60kWh 液流儲(chǔ)能系統(tǒng)等釩電池儲(chǔ)能項(xiàng)目已處在項(xiàng) 目交付驗(yàn)收階段，即將實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。汕頭智慧能源液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目 1MW/1MWh 全釩液流 電池儲(chǔ)能電站已于 2021 年上半年順利通過驗(yàn)收。 據(jù)上海電氣 2021 年半年報(bào)，上海電氣新增儲(chǔ)能設(shè)備訂單人民幣 28.8 億元，同比增長(zhǎng) 145.0%；報(bào)告期末，公司在手儲(chǔ)能設(shè)備訂單人民幣 30.8 億元，比上年年末增長(zhǎng) 78.7%。4.1.3. 非上市公司1）北京普能：成立于 2006 年，主要業(yè)務(wù)即為全釩液流電池的研發(fā)、制造與商業(yè)化應(yīng) 用。2009 年收購(gòu)全球最大釩電池企業(yè) VRB Power Systems，接收其專利及研發(fā)人員。公司 已在中國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)、印尼、西班牙、斯洛伐克等地建有釩電池儲(chǔ)能項(xiàng)目，并在國(guó)內(nèi)承