2023年能源金屬行業(yè)研究報(bào)告

2023年能源金屬行業(yè)研究報(bào)告1、新型儲(chǔ)能勢(shì)在必行1.1、儲(chǔ)能接棒電動(dòng)車(chē)，大規(guī)模需求增長(zhǎng)在即2021年，全球能源短缺與各國(guó)能源轉(zhuǎn)型相互伴隨，竭力協(xié)調(diào)統(tǒng)籌能源綠色低碳發(fā)展與供應(yīng)。為應(yīng)對(duì)氣候變化等，各國(guó)紛紛提出更積極的碳排放目標(biāo)，并制定和實(shí)施了一系列的戰(zhàn)略和措施；能源產(chǎn)業(yè)相關(guān)的支持政策也陸續(xù)出臺(tái)，國(guó)家能源結(jié)構(gòu)得到調(diào)整和優(yōu)化，能源安全問(wèn)題更成為焦點(diǎn)；各國(guó)政府面對(duì)能源短缺和價(jià)格上漲等難題，通過(guò)限價(jià)、補(bǔ)貼、減稅等舉措盡可能減少能源供需矛盾及價(jià)格攀升對(duì)經(jīng)濟(jì)和生活造成的影響。截至2022年4月20日，全球超過(guò)130個(gè)國(guó)家和地區(qū)提出了凈零排放或碳中和的目標(biāo)，歐盟、英美、俄羅斯、日韓等在2021年相繼出臺(tái)碳達(dá)峰、碳中和的行動(dòng)計(jì)劃，加快廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革的步伐。在世界各國(guó)提出碳中和、碳達(dá)峰的目標(biāo)背景下，全球碳市場(chǎng)建設(shè)進(jìn)入加速期，碳市場(chǎng)的逐步成熟、碳價(jià)的不斷上漲已經(jīng)成為各行各業(yè)加大投資清潔技術(shù)的主要推動(dòng)力。為實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，大力發(fā)展可再生能源是實(shí)現(xiàn)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型的重要路徑，也是世界各國(guó)的共識(shí)，中國(guó)也在“十四五”規(guī)劃中著重強(qiáng)調(diào)了實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要性。國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局等九部門(mén)2021年10月21日聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》錨定碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，要求大力提高可再生能源比例。一方面，需要減少化石能源的使用，同時(shí)使工業(yè)、交通、供熱等各領(lǐng)域的電氣化水平進(jìn)一步提高，2025年可再生能源年發(fā)電量達(dá)到3.3萬(wàn)億千瓦時(shí)左右，提升終端用能低碳化電氣化水平，積極推動(dòng)新能源汽車(chē)在城市公交等領(lǐng)域的應(yīng)用，到2025年，新能源車(chē)新車(chē)銷(xiāo)量占比達(dá)20%左右；另一方面，在電力結(jié)構(gòu)中，需要用光伏、風(fēng)電等可再生能源逐漸取代傳統(tǒng)的火電：重點(diǎn)部署城鎮(zhèn)屋頂光伏行動(dòng)、“光伏+”綜合利用行動(dòng)等九大行動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多渠道儲(chǔ)能。相比于傳統(tǒng)火電，新能源資源無(wú)枯竭危險(xiǎn)、安全可靠、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，讓新能源發(fā)電日益興起。隨著光伏、風(fēng)電比例的逐步提高，電力系統(tǒng)不穩(wěn)定的問(wèn)題也隨之而來(lái)。光伏發(fā)電主要是利用太陽(yáng)光進(jìn)行發(fā)電,因而受天氣影響較大。與光伏發(fā)電因晝夜差異和短時(shí)波動(dòng)存在更為明顯的峰谷特性不同，風(fēng)電消納匹配性較差，可能存在連續(xù)數(shù)天大風(fēng)或無(wú)風(fēng)天氣的情況。截至2021年底，我國(guó)火電量占比為71.1%，水電占比14.6%，核電占比5.0%。風(fēng)電、光伏較5年前增長(zhǎng)明顯，分別占全國(guó)發(fā)電量的7.0%/2.3%。2021年7月，國(guó)家能源局曾發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》（簡(jiǎn)稱(chēng)“《意見(jiàn)》”），文件提出到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，《意見(jiàn)》中指出“建立電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能電站容量電價(jià)機(jī)制、研究探索將電網(wǎng)替代性?xún)?chǔ)能設(shè)施成本收益納入輸配電價(jià)回收”。故建立健全的儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制以及有效的“新能源+儲(chǔ)能”項(xiàng)目機(jī)制將成為未來(lái)破局關(guān)鍵。通過(guò)“削峰填谷”，電網(wǎng)需要的發(fā)電設(shè)備調(diào)峰容量小，從而可以提高發(fā)電設(shè)備的利用率，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)效益都有益。1.2、新型儲(chǔ)能迎風(fēng)而起，為雙碳目標(biāo)貢獻(xiàn)力量2022年截止11月底，共有20余省份的光伏及風(fēng)力發(fā)電要求配置儲(chǔ)能，配置比例基本不低于10%，其中河南、陜西部分要求達(dá)到20%。配置時(shí)間大部分為2h。在《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書(shū)2022》中，據(jù)CNESA預(yù)測(cè)，在政策執(zhí)行、成本下降、技術(shù)改進(jìn)等因素未達(dá)到預(yù)期的保守場(chǎng)景下，我國(guó)2026年新型儲(chǔ)能累計(jì)規(guī)模將達(dá)到48.5GW，市場(chǎng)將呈現(xiàn)穩(wěn)步、快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，2022-2026年的復(fù)合年均增長(zhǎng)率（CAGR）為53.3%；在儲(chǔ)能規(guī)劃目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)的理想情形下，預(yù)計(jì)2026年我國(guó)新型儲(chǔ)能累計(jì)規(guī)模將達(dá)到79.5GW，這意味著2022至2026年期間，新型儲(chǔ)能將保持年均69.2%的復(fù)合增長(zhǎng)率持續(xù)高速增長(zhǎng)。傳統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用廣泛，但其劣勢(shì)不可忽略。目前傳統(tǒng)儲(chǔ)能是儲(chǔ)能市場(chǎng)中最主要的儲(chǔ)能形式，其中抽水蓄能是最成熟、效率最高的儲(chǔ)能技術(shù)，是當(dāng)前大規(guī)模解決電力系統(tǒng)峰谷困難的主要途徑，應(yīng)用廣泛，占了全球70%以上。它儲(chǔ)存能量大，能量釋放持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，技術(shù)成熟可靠。2021年8月國(guó)家能源局綜合司印發(fā)關(guān)于征求對(duì)《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》提出到2035年我國(guó)抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模將增加到300GW。但抽水蓄能選址困難，極其依賴(lài)地勢(shì);投資周期較長(zhǎng)，損耗較高。針對(duì)傳統(tǒng)儲(chǔ)能的不足之處，國(guó)家能源局2022年6月24日在《提升新型儲(chǔ)能建設(shè)水平》中提出“新型儲(chǔ)能具有響應(yīng)快、配置靈活、建設(shè)周期短等優(yōu)勢(shì)，可在新能源比重不斷提高的新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要支撐?！备鶕?jù)CNESA于2022年4月發(fā)布的《2022年儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告》，截至2021年底，已投運(yùn)的全球儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為209.4GW，同比增長(zhǎng)9%。其中，規(guī)模最大的是抽水儲(chǔ)能，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模約180.5GW，占比86.2%，較2020年底下降4.1個(gè)百分點(diǎn)。新型儲(chǔ)能（除抽水蓄能和熔融鹽儲(chǔ)熱儲(chǔ)能以外的儲(chǔ)能方式，包括鋰離子電池、鉛蓄電池、鈉硫電池、壓縮空氣、液流電池、超級(jí)電容和飛輪儲(chǔ)能等）累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為25.4GW，同比增長(zhǎng)67.7%，占比12.2%。新型儲(chǔ)能中，鋰離子電池仍占據(jù)主導(dǎo)地位，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比達(dá)90.9%；壓縮空氣儲(chǔ)能占比2.3%，鉛蓄電池占比2.2%；鈉硫電池占比2.0%；液流電池占比為0.6%。2021年底，中國(guó)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模46.1GW，位居全球第一。其中，抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模39.8GW，占比86.3%；新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)5729.7MW，占比12.5%，熔融鹽儲(chǔ)熱累計(jì)占比1.2%。新型儲(chǔ)能裝機(jī)中，鋰離子電池累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比89.6%，鉛蓄電池累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比5.9%，壓縮空氣儲(chǔ)能占比3.2%，液流電池占比0.9%，其他其他電化學(xué)儲(chǔ)能（超級(jí)電容、飛輪儲(chǔ)能）合計(jì)占比0.4%。新型儲(chǔ)能未來(lái)市場(chǎng)空間可期，電化學(xué)儲(chǔ)能、超級(jí)電容器未來(lái)幾年將迎飛速增長(zhǎng)。（1）電化學(xué)儲(chǔ)能在理想狀態(tài)下，“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)對(duì)儲(chǔ)能行業(yè)是巨大的利好。如果能有穩(wěn)定的盈利模式，在“十四五”后期，電化學(xué)儲(chǔ)能將再形成一輪高增長(zhǎng)。（2）超級(jí)電容器與傳統(tǒng)電容相比，超級(jí)電容器具有達(dá)到法拉級(jí)別的超大電容量、較高的能量、較寬的工作溫度范圍，以及較長(zhǎng)的使用壽命，充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)十萬(wàn)次以上，而且能快速充放電，不需要維護(hù)等特性。正因?yàn)檫@些優(yōu)良特性，超級(jí)電容器發(fā)展迅速。更重要的是超級(jí)電容器的發(fā)展完全是自發(fā)的市場(chǎng)行為，沒(méi)有政策補(bǔ)貼強(qiáng)行推廣。據(jù)QYResearch統(tǒng)計(jì)，2021年全球超級(jí)電容器銷(xiāo)售額達(dá)到12億美元，預(yù)計(jì)到2028年將達(dá)到58億美元，CAGR24.3%。過(guò)去幾年，超級(jí)電容器在中國(guó)市場(chǎng)增長(zhǎng)較快，根據(jù)沙利文數(shù)據(jù)顯示，2012年至2018年間，中國(guó)超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模從16.3億元快速增長(zhǎng)至120.0億元。2016年至2019年，中國(guó)超級(jí)電容器市場(chǎng)增速雖有放緩，但增長(zhǎng)速度仍處于較高水平。未來(lái)隨著電網(wǎng)、軌道交通、消費(fèi)電子等下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Τ?jí)電容應(yīng)用的增長(zhǎng)，中國(guó)的超級(jí)電容器市場(chǎng)將繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，據(jù)中商研究院預(yù)計(jì)，到2026年中國(guó)超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模有望超過(guò)300億元。1.3、鈉電池：成本優(yōu)勢(shì)顯著，優(yōu)先看好電池和負(fù)極硬碳環(huán)節(jié)1.3.1、鈉電池成本優(yōu)勢(shì)明顯，有望替代鋰電池隨著新型儲(chǔ)能的持續(xù)滲透，資源豐富、成本低廉、能量轉(zhuǎn)換效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、維護(hù)費(fèi)用低的鈉離子電池備受關(guān)注。同時(shí)多項(xiàng)行業(yè)政策的出臺(tái)助力鈉電池的發(fā)展。與鋰離子電池工作原理相似，鈉離子電池是主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作，以鈉離子嵌入化合物作為正極材料的一種可二次充電的電化學(xué)鈉離子電池。鈉離子電池研究在近十年內(nèi)突飛猛進(jìn)。2022年1月《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》中，鈉電池被列在各類(lèi)儲(chǔ)能技術(shù)的首位。鈉離子電池在地殼中豐度較高且成本更低廉。根據(jù)2020年3月容曉暉發(fā)布的論文《從基礎(chǔ)研究到工程化探索》，鋰電池原料成本為0.43元/Wh，鈉離子電池原料成本為0.29元/Wh，較鋰電池成本低32.6%。雖然鈉電池核心的能量密度及循環(huán)壽命指標(biāo)均弱于鋰電池，但其成本優(yōu)勢(shì)仍使其在儲(chǔ)能等下游應(yīng)用場(chǎng)景具有較高經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)2022年6月胡勇勝等《鈉離子電池儲(chǔ)能技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性分析》一文中的結(jié)論，以鉛蓄電池、磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池和鈉離子電池儲(chǔ)能為例，采用模型計(jì)算各類(lèi)電池在調(diào)峰應(yīng)用場(chǎng)景下的全生命周期度電成本，在計(jì)及電力損耗的情況下，鈉電池的度電成本上限分別較鉛蓄電池、磷酸鐵鋰電池以及三元鋰電池低52.2%、32.4%、54.3%。1.3.2、正極材料國(guó)內(nèi)的正極材料由于產(chǎn)業(yè)體系在商業(yè)化初期，競(jìng)爭(zhēng)格局還需繼續(xù)跟蹤，相關(guān)龍頭企業(yè)仍然具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。目前三大類(lèi)正極材料均有企業(yè)布局，從目前的研發(fā)情況來(lái)看，層狀氧化物成為主流的可能性較高，它的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差、循環(huán)性能不佳的缺點(diǎn)有望隨著大批量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行得到迅速改善。層狀氧化物是目前最成熟的正極材料，制備工藝工序也與三元材料有一定共通之處，包括前驅(qū)體以及固相化合成技術(shù)。1.3.3、負(fù)極材料由于鈉離子的原子半徑較鋰離子更大，鈉離子無(wú)法在石墨負(fù)極材料處進(jìn)行高效率的脫嵌，因此尋找合適的儲(chǔ)鈉負(fù)極材料至關(guān)重要。鈉離子電池負(fù)極材料主要有無(wú)定形碳類(lèi)、合金類(lèi)、過(guò)渡金屬氧化物等。其中合金類(lèi)容量較高但循環(huán)性能和倍率性能不佳；過(guò)渡金屬氧化物容量較低；無(wú)定形碳可逆容量和循環(huán)性能優(yōu)良，控制成本后有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。無(wú)定形碳材料主要分為硬碳和軟碳兩種。硬碳材料克容量高，但成本高昂；軟碳材料克容量低，但可以無(wú)煙煤作為前驅(qū)體，具有性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)，無(wú)煙煤可達(dá)到150-300Ah/元，性?xún)r(jià)比高于其他前驅(qū)體。中國(guó)科學(xué)院物理研究所采用無(wú)煙煤作為前驅(qū)體，通過(guò)簡(jiǎn)單的粉碎和一步碳化得到一種具有優(yōu)異儲(chǔ)鈉性能的碳負(fù)極材料。裂解無(wú)煙煤得到的軟碳材料，在1600°C以下仍具有較高的無(wú)序度，產(chǎn)碳率高達(dá)90%，儲(chǔ)鈉容量達(dá)到220mAh/g，循環(huán)穩(wěn)定性?xún)?yōu)異，性能優(yōu)于來(lái)自于瀝青的軟碳材料。此外，根據(jù)北京化工大學(xué)徐斌在《鈉離子電池硬碳負(fù)極材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控》中提及，將無(wú)煙煤通過(guò)濃硫酸氧化處理，在無(wú)煙煤分子表面引入更多的含氧官能團(tuán)，提高與蔗糖的交聯(lián)活性，構(gòu)筑異質(zhì)結(jié)構(gòu)，其電化學(xué)性能克容量可達(dá)到325mAH/g，首效84.5%。除了中科海鈉之外，目前國(guó)內(nèi)對(duì)鈉離子電池負(fù)極進(jìn)行布局的企業(yè)還是以鋰電池負(fù)極企業(yè)為主，且技術(shù)路線(xiàn)也基本上是硬碳負(fù)極。1.3.4、電解液除了電池正負(fù)極以外，電解液也是電池中不可或缺的重要組成部分。由于電池正負(fù)極互相絕緣，沒(méi)有電解液就不能形成電流回路，電解液在正負(fù)極之間起到離子傳導(dǎo)的作用，是電池獲得高電壓、高能量密度的保證。目前電解液在體系中除了要起到離子傳導(dǎo)的作用之外，也有學(xué)者正在進(jìn)行利用電解液改性、補(bǔ)鈉、改善電池界面的研究。如前所述，作為載流子，鈉離子與鋰離子具有較高的化學(xué)相似性，因此鈉離子電池的電解液溶劑體系也與鋰離子電池較為類(lèi)似，以液體電解質(zhì)為主流；而在液體電解質(zhì)中，水系電解液雖有低成本、環(huán)境友好的優(yōu)勢(shì)，但由于其較為有限的電化學(xué)窗口，在大能量密度和高功率密度條件下應(yīng)用受限；與之相比，有機(jī)電解液可以通過(guò)選用不同的溶劑、控制鈉鹽濃度來(lái)提升其電化學(xué)窗口。目前美國(guó)的NatronEnergy公司選用水系電解液，其他部分鈉電池代表企業(yè)采用有機(jī)電解液體系。在溶質(zhì)選擇方面以鈉鹽為主，分為無(wú)機(jī)鈉鹽與有機(jī)鈉鹽。無(wú)機(jī)鈉鹽有六氟磷酸鈉、高磷酸鈉等；有機(jī)鈉鹽包含氟磺酸類(lèi)鈉鹽、氟磺酰亞胺類(lèi)鈉鹽等。目前六氟磷酸鈉受到更多企業(yè)青睞，也是最有希望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的鈉鹽，六氟磷酸鈉擁有優(yōu)秀的穩(wěn)定性，價(jià)格也相對(duì)便宜，制備工藝也與鋰離子電池中使用的六氟磷酸鋰類(lèi)似。1.3.5、集流體材料——鋁箔由于鋁制集流體在低電位下易與鋰發(fā)生合金化反應(yīng)，從而影響電池的整體性能，鋰電池負(fù)極只能使用銅箔；而鈉電池則可以在正極負(fù)極都使用鋁箔。根據(jù)鑫鑼咨詢(xún)，當(dāng)前每GWh三元電池需要電池鋁箔300-450噸，每GWh磷酸鐵鋰電池需要電池鋁箔400-600噸。由于鈉電池正負(fù)極集流體均采用鋁箔，且負(fù)極集流體對(duì)鋁箔的需求量高于正極，每GWh鈉電池需要鋁箔700-1000噸，用量是鋰電池的2倍以上。由于電池鋁箔相較于普通鋁箔技術(shù)壁壘深厚，國(guó)內(nèi)布局較早的企業(yè)具備先發(fā)優(yōu)勢(shì)。2020年行業(yè)集中度較高，CR3達(dá)到78%。受益于鋰電池、鈉電池對(duì)電池鋁箔需求的拉動(dòng)+電池鋁箔高毛利的特征，國(guó)內(nèi)包括鼎勝新材、南山鋁業(yè)、東陽(yáng)光、萬(wàn)順新材等均開(kāi)始布局或擴(kuò)產(chǎn)電池鋁箔。1.3.6、彈性測(cè)算鈉電池的正極材料、負(fù)極材料以及電解液體系與鋰電區(qū)別較大，但上市公司重合度高。由于部分公司未披露實(shí)際鈉電池相關(guān)業(yè)務(wù)規(guī)劃數(shù)據(jù)，我們用1GWh鈉電池需求測(cè)算對(duì)各個(gè)上市公司的拉動(dòng)以及對(duì)行業(yè)的拉動(dòng)。假設(shè)各個(gè)上市公司能完成1GWh鈉電池以及對(duì)應(yīng)供應(yīng)材料的產(chǎn)線(xiàn)并產(chǎn)生收入，對(duì)標(biāo)2023年WIND一致預(yù)期對(duì)應(yīng)行業(yè)的市銷(xiāo)率，根據(jù)變化市值的比例進(jìn)行排序，優(yōu)先看好電池板塊和負(fù)極板塊的投資機(jī)會(huì)。1.4、釩電池：產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，看好電解液和質(zhì)子交換膜我們?cè)谌C液流電池行業(yè)的三篇系列報(bào)告中已經(jīng)系統(tǒng)闡述了全釩液流電池的優(yōu)缺點(diǎn)、市場(chǎng)空間、產(chǎn)業(yè)鏈上下游情況。2022年是釩電池加速發(fā)展的一年。年初以來(lái)，全釩液流電池的項(xiàng)目規(guī)模迅速增長(zhǎng)。由大連融科承建的首個(gè)國(guó)家級(jí)全釩液流電池示范項(xiàng)目的一期100MW/400MWh已進(jìn)入并網(wǎng)最后階段，并將于10月中旬正式投入使用。我們認(rèn)為2023年全釩液流電池將進(jìn)入加速落地階段，后續(xù)將加速拉動(dòng)對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的需求，我們重點(diǎn)看好電解液和質(zhì)子交換膜兩個(gè)環(huán)節(jié)。1.4.1、各地釩電池項(xiàng)目加速上馬2022年以來(lái)，在儲(chǔ)能整個(gè)市場(chǎng)高速增長(zhǎng)的背景下，全釩液流電池項(xiàng)目發(fā)展的進(jìn)度也大幅超預(yù)期。2022年1-10月期間，包括備案、開(kāi)工、在建、中標(biāo)、招標(biāo)等的全釩液流電池項(xiàng)目規(guī)模合計(jì)已達(dá)1.3GW/5.4GWh。其中，已經(jīng)開(kāi)工、中標(biāo)和在建的項(xiàng)目合計(jì)超過(guò)2.0GWh，預(yù)計(jì)將于2023年逐步落地。1.4.2、投資機(jī)會(huì)：看好電解液和質(zhì)子交換膜目前產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展較為初期，多數(shù)環(huán)節(jié)由釩電池生產(chǎn)企業(yè)自行完成，主要形成了上游五氧化二釩的原料生產(chǎn)，中游各部件的配套和下游整裝生產(chǎn)三大環(huán)節(jié)。主要的公司情況如下：（1）上游：上游主要為電解液原料五氧化二釩的生產(chǎn)，包括釩鈦股份、河鋼股份、川威集團(tuán)、龍佰集團(tuán)等。（2）中游：電解液生產(chǎn)企業(yè)主要有大連博融（大連融科子公司）、湖南銀峰、河鋼股份等。電堆目前多數(shù)由釩電池生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部供應(yīng)，主要包括大連融科等釩電池企業(yè)；其中，質(zhì)子交換膜生產(chǎn)企業(yè)主要有科慕（原杜邦）、東岳集團(tuán)、蘇州科潤(rùn)等；電極生產(chǎn)企業(yè)包括遼寧金谷等。其他的則為電控、電子系統(tǒng)以及儲(chǔ)存罐等工程物件生產(chǎn)企業(yè)。（3）下游：釩電池生產(chǎn)企業(yè)包括大連融科、北京普能、偉力得、武漢南瑞（國(guó)網(wǎng)英大）、上海電氣等。電解液：成本占比約一半，2025年對(duì)釩需求拉動(dòng)約50%電解液是釩電池的關(guān)鍵材料，不同于鋰離子電池，釩電池電解液直接充當(dāng)電池系統(tǒng)的正負(fù)極。電池的正極電解液為含有四價(jià)和五價(jià)釩離子的硫酸溶液，負(fù)極電解液為含有二價(jià)和三價(jià)釩離子的硫酸溶液。全釩液流電池的電解液是通過(guò)硫酸/鹽酸和五氧化二釩混合得到高濃度的含釩溶液，再通過(guò)配方配制獲得。全釩液流電池的功率和容量相互獨(dú)立，功率由電堆的規(guī)格和數(shù)量決定，容量由電解液的濃度和體積決定。當(dāng)功率一定時(shí)，要增加儲(chǔ)能容量（充放電時(shí)長(zhǎng)），只需提高電解液體積、濃度即可，液流電池單位增加的成本低于其他系統(tǒng)電池。據(jù)大連化物所的張華民2022年6月發(fā)表的《全釩液流電池的技術(shù)進(jìn)展》測(cè)算，1Kwh電解液需要8kg高純度的五氧化二釩。張華民在《全釩液流電池的技術(shù)進(jìn)展、不同儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)系統(tǒng)的價(jià)格分析及展望》中測(cè)算了不同儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格（融科儲(chǔ)能2021年第三季度兆瓦級(jí)全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格）。除電解液以外的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)價(jià)格為6000元/kW，五氧化二釩10萬(wàn)元/噸時(shí)，電解液的價(jià)格約1500元/kWh。當(dāng)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)為1小時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格為7500元/kwh。若儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)為4小時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格為3000元/kWh（非電解液部分系統(tǒng)成本按4小時(shí)分?jǐn)?，?chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格為1500元/kWh，占比50%；電解液價(jià)格1500元/kwh，占比50%）。若儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)增至8小時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格為2250元/kwh。儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)越長(zhǎng)，單位成本越低。五氧化二釩主要來(lái)源于釩鈦磁鐵礦、石煤提釩、廢催化劑原料等，目前國(guó)內(nèi)主流的提釩方式是從釩鈦磁鐵礦煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的釩渣中提取五氧化二釩（2020年占比約87%）。從事上游釩制品生產(chǎn)的公司包括釩鈦股份、河鋼股份等。據(jù)百川盈孚，國(guó)內(nèi)釩產(chǎn)品產(chǎn)能合計(jì)17.14萬(wàn)噸（2021年底），釩產(chǎn)品生產(chǎn)的前十大企業(yè)分別是釩鈦股份、承德釩鈦、成渝釩鈦、承德建龍、四川德勝釩鈦、達(dá)鋼集團(tuán)、五洲礦業(yè)、玉典釩業(yè)、虹京實(shí)業(yè)、宏發(fā)釩業(yè)。其中釩鈦股份擁有4萬(wàn)噸五氧化二釩產(chǎn)能，河鋼股份旗下的承德釩鈦擁有釩產(chǎn)品折2.2萬(wàn)噸產(chǎn)能。釩電池對(duì)五氧化二釩需求拉動(dòng)的市場(chǎng)空間測(cè)算我們?cè)谝淹獍l(fā)報(bào)告《釩電池產(chǎn)業(yè)鏈研究：電解液和質(zhì)子交換膜有望充分受益——釩電池系列報(bào)告三》中對(duì)五氧化二釩需求進(jìn)行了測(cè)算。2025年釩電池拉動(dòng)的五氧化二釩需求分別為6.1萬(wàn)噸（悲觀(guān)）和12.9萬(wàn)噸（樂(lè)觀(guān)），假設(shè)五氧化二釩價(jià)格穩(wěn)定在10萬(wàn)元/噸，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模分別為61億元和129億元。質(zhì)子交換膜：電堆主要部件，2025年市場(chǎng)空間約30-64億元電堆是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所，集成了電極、隔膜、雙極板等材料組件，其密封設(shè)計(jì)、組裝工藝等對(duì)于電池的可靠性、功率密度以及整體成本都有著至關(guān)重要的影響。電堆的主要結(jié)構(gòu)包括質(zhì)子交換膜、電極、雙極板、銅集流板、液流框、端板及連接件等，其中質(zhì)子交換膜、電極、雙極板為主要的構(gòu)成部分。質(zhì)子交換膜是電堆的重要組成部分，其作用是允許氫離子通過(guò)的同時(shí)，阻止正負(fù)極電解液中不同價(jià)態(tài)的釩離子的混合。理想的質(zhì)子交換膜應(yīng)該擁有高物理化學(xué)穩(wěn)定性、低膜電阻、釩離子選擇性高、高質(zhì)子電導(dǎo)率、低水滲透率和低成本的特點(diǎn)。按照離子交換團(tuán)不同，釩電池質(zhì)子交換膜可分為非離子導(dǎo)電膜（多空結(jié)構(gòu)）和離子導(dǎo)電膜；按照化學(xué)成分不同，釩電池質(zhì)子交換膜可以分為含氟類(lèi)質(zhì)子交換膜、非氟類(lèi)質(zhì)子交換膜。全氟類(lèi)質(zhì)子交換膜是最早產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用于液流電池的商用膜，現(xiàn)在主流的全氟磺酸膜（PFSA）由聚四氟乙烯（PTFE）的主鏈和全氟乙烯基醚的磺酸基構(gòu)成，共同形成親疏水分離結(jié)構(gòu)，并且可在強(qiáng)酸強(qiáng)堿中穩(wěn)定存在。在離子交換膜方面，目前全球釩電池主要使用的是科慕（原美國(guó)杜邦公司，于2015年7月與杜邦公司完成拆分）的Nafion全氟磺酸樹(shù)脂交換膜，Nafion薄膜以磺酸基團(tuán)為交換基團(tuán)，作為全釩氧化還原液流電池的標(biāo)準(zhǔn)隔膜，其在電解液中的穩(wěn)定性高，但價(jià)格昂貴。目前，國(guó)內(nèi)的江蘇科潤(rùn)新材料、東岳集團(tuán)、億華通旗下的上海神力、中科院大連化物所、國(guó)潤(rùn)儲(chǔ)能等都自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了更低成本的膜，其中江蘇科潤(rùn)新材料和東岳集團(tuán)為專(zhuān)業(yè)膜生產(chǎn)商。據(jù)高工氫電統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍以科慕的全氟磺酸樹(shù)脂膜為主要應(yīng)用產(chǎn)品，其出貨量市場(chǎng)占有率為77%；而國(guó)產(chǎn)的液流電池質(zhì)子交換膜市場(chǎng)占有率為23%，其中，國(guó)內(nèi)出貨量靠前的企業(yè)為江蘇科潤(rùn)新材料和東岳未來(lái)氫能。釩電池拉動(dòng)的質(zhì)子交換膜市場(chǎng)空間測(cè)算我們?cè)谝淹獍l(fā)報(bào)告《釩電池產(chǎn)業(yè)鏈研究：電解液和質(zhì)子交換膜有望充分受益——釩電池系列報(bào)告三》中對(duì)質(zhì)子交換膜的需求進(jìn)行了測(cè)算。2025年釩電池拉動(dòng)的質(zhì)子交換膜需求分別為152萬(wàn)平方米（悲觀(guān)）和320萬(wàn)平方米（樂(lè)觀(guān)），假設(shè)2025年質(zhì)子交換膜單價(jià)降至2000元/m2，對(duì)應(yīng)質(zhì)子交換膜市場(chǎng)規(guī)模分別為30.4億元和64億元。2、新能源汽車(chē)持續(xù)放量，鋰鈷稀土景氣度高位震蕩根據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)，中國(guó)2022年1-10月份新能源汽車(chē)產(chǎn)量547.74萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)+114.2%。2022年1~10月國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)產(chǎn)量滲透率達(dá)到24.6%，同比+12.2Pct。2022年10月份中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)量76.2萬(wàn)輛，環(huán)比+1%，同比+92%。10月國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)產(chǎn)量滲透率達(dá)到29.3%，環(huán)比+1.1Pct。2.1、鋰——鋰礦戰(zhàn)略資源屬性凸顯，預(yù)計(jì)鋰價(jià)2023年仍處于高位震蕩2021年全球下游鋰鹽的需求量分布：電池74%、陶瓷和玻璃14%、潤(rùn)滑脂3%、連鑄2%、聚合物2%、空調(diào)1%、其他4%?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，隨著新能源汽車(chē)的普及，鋰作為動(dòng)力電池至關(guān)重要的原材料，鋰資源的需求也會(huì)一直上升。由于鋰行業(yè)的高景氣度，今年各大鋰礦、鹽湖或云母廠(chǎng)商紛紛宣布進(jìn)一步的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。根據(jù)我們的測(cè)算，2025年全球鋰資源供給將達(dá)到193.4萬(wàn)噸碳酸鋰當(dāng)量（LCE）,2021年-2025年CAGR38.0%。預(yù)計(jì)2023年較2022年產(chǎn)量增加37.7萬(wàn)噸LCE。根據(jù)我們的測(cè)算，2023年主要供給增量仍來(lái)自南美鹽湖和澳洲礦山，分別占整體增量的34.4%和21.7%。南美鹽湖以SQM為例宣布了較為激進(jìn)的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，計(jì)劃2022年底投產(chǎn)18萬(wàn)噸碳酸鋰以及3萬(wàn)噸氫氧化鋰的產(chǎn)能，2023年擴(kuò)產(chǎn)至21萬(wàn)噸碳酸鋰和4萬(wàn)噸氫氧化鋰產(chǎn)能；此外非洲礦山、國(guó)內(nèi)資源均有增量。受益于各國(guó)政策的推進(jìn)，我們預(yù)測(cè)2025年全球電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量有望突破2500萬(wàn)輛，對(duì)應(yīng)電動(dòng)車(chē)滲透率27%。綜合考慮電動(dòng)車(chē)、儲(chǔ)能、3C電子消費(fèi)以及傳統(tǒng)工業(yè)下游的需求，預(yù)計(jì)2025年全球鋰需求量為182.6萬(wàn)噸LCE，2021年-2025年CAGR37.6%。我們預(yù)計(jì)2022年為鋰資源供應(yīng)最為緊張的一年，2023年處于緊平衡，隨著全球范圍新增產(chǎn)能的不斷釋放，2024年后鋰行業(yè)有望重新回歸供需平衡。多重因素仍可能導(dǎo)致鋰礦供給不及預(yù)期。公司公告的投產(chǎn)時(shí)間有可能偏樂(lè)觀(guān)，實(shí)際進(jìn)展可能低于預(yù)期。礦山資源的審批流程、新工藝的工程化、地緣政治因素影響以及疫情擾動(dòng)都會(huì)增加項(xiàng)目投產(chǎn)的不確定性。鋰的提取類(lèi)型主要有鹽湖提鋰、礦石提鋰和云母提鋰，產(chǎn)能不但受到各種鋰載體的資源稟賦的限制，而且還會(huì)受到提取工藝、提取周期、產(chǎn)地等因素的影響。由于鹽湖的形成會(huì)受到地質(zhì)、地理及氣候的影響，我國(guó)鹽湖大多分布于青海、甘肅和西藏等地區(qū)，地處偏遠(yuǎn)且基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，不但需要加大前期資金投入，并且還存在著曬鹵周期長(zhǎng)、技術(shù)工藝不具有普適性（不同鹽湖含有的雜質(zhì)不同，化學(xué)成分復(fù)雜）等特點(diǎn)，阻礙產(chǎn)量提升，限制鹽湖提鋰的整體收率。礦石提鋰歷史悠久，技術(shù)相對(duì)更加成熟，主要原料是鋰輝石精礦，原料的化學(xué)組成相對(duì)比較穩(wěn)定且單一，提取工藝易于操作、控制及復(fù)制推廣，比較容易制備高純度鋰產(chǎn)品，但同時(shí)也存在著從礦石中提取制備工業(yè)級(jí)碳酸鋰的成本要高于鹽湖提鋰的問(wèn)題。云母提鋰的問(wèn)題在于鋰云母的成分復(fù)雜、品味較低，造成鋰的提煉難度高。但是，隨著硫酸鹽焙燒法、固氟工藝及沉鋰工藝等技術(shù)的投入使用，可以有效地降低碳酸鋰的生產(chǎn)成本，但是大量廢渣的處理問(wèn)題仍有待解決。各類(lèi)礦山開(kāi)采流程復(fù)雜，開(kāi)采周期較長(zhǎng)，因此上游礦山產(chǎn)能投放的增速往往不及下游需求快速的增長(zhǎng)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)普爾全球市場(chǎng)財(cái)智PaulManalo的文章，其梳理了2010年至2019年間全球最大的35個(gè)礦山，從發(fā)現(xiàn)到投產(chǎn)的平均所需時(shí)間為16.9年，其中最短的為6年，最長(zhǎng)的為32年。需求仍存新增長(zhǎng)點(diǎn)，電動(dòng)車(chē)仍有更安全、續(xù)航更長(zhǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)固態(tài)電池技術(shù)的加持下，度電鋰的需求量翻倍；卡車(chē)電動(dòng)化的推進(jìn)也會(huì)提升整體單車(chē)帶電量：特斯拉純電卡車(chē)Semi已于今年12月1日交付給百事可樂(lè)，這標(biāo)志著特斯拉的純電重卡車(chē)型進(jìn)入商業(yè)化量產(chǎn)階段。隨著這款具有優(yōu)化風(fēng)阻、20s加速到60mph、單次充電續(xù)航300~500英里等性能的純電卡車(chē)面世，新能源汽車(chē)不再局限于轎車(chē)、客車(chē)等常規(guī)應(yīng)用車(chē)型，電動(dòng)車(chē)未來(lái)的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)一步擴(kuò)展，鋰的使用需求也會(huì)與日俱增。固態(tài)電池中鋰同樣也是主元素不變。目前商業(yè)化的鋰離子電池中主要是采用碳酸酯基有機(jī)液態(tài)電解液，其優(yōu)點(diǎn)是與電極材料浸潤(rùn)性好從而保證電極材料的充分利用，同時(shí)它在室溫下有較高的離子電導(dǎo)率（＞10mS/cm）。但是這些有機(jī)液體化合物具有揮發(fā)性高、易泄露和易燃的安全隱患，導(dǎo)致了很多的火災(zāi)和爆炸；并且，液體電解質(zhì)容易導(dǎo)致鋰枝晶的形成，從而造成短路和熱失控，也會(huì)造成嚴(yán)重的安全隱患。固態(tài)電解質(zhì)具有較好熱穩(wěn)定性以及化學(xué)穩(wěn)定性，能夠有效提高二次電池體系的安全性。固態(tài)電池將現(xiàn)有鋰電池的電解液轉(zhuǎn)為固態(tài)的電解質(zhì)，正極仍可沿用目前的LFP、三元材料體系；負(fù)極也在向理論容量更高、氧化還原電位更低的鋰金屬發(fā)展，因此固態(tài)電池的鋰元素仍是必須使用到的元素，根據(jù)雅寶投資者公告，固態(tài)電池單度電耗鋰量將較現(xiàn)有鋰電池體系翻倍。2.2、鈷——預(yù)計(jì)2022-2023年供需緊平衡，2024年后新增鈷礦有限加劇供應(yīng)短缺需求端，2021年鈷的全球下游分布主要為：電池（消費(fèi)電池+動(dòng)力電池，合計(jì)67%）、高溫合金（7%）、硬質(zhì)合金（7%）、聚酯纖維（4%）、陶瓷（3%）和其他（5%）。行情回顧：2022年1-3月鈷類(lèi)產(chǎn)品價(jià)格略微上漲，4~7月顯著下跌，進(jìn)入8月份有所回升，9月和10月持續(xù)震蕩。截至11月25日，電解鈷價(jià)格為35.30萬(wàn)元/噸，年內(nèi)最低價(jià)格為31.9萬(wàn)元/噸，年內(nèi)最高價(jià)格為57.50萬(wàn)元/噸。截止11月22日，硫酸鈷價(jià)格為5.93萬(wàn)元/噸，年內(nèi)最低價(jià)格為5.45萬(wàn)元/噸，年內(nèi)最高價(jià)格12萬(wàn)元/噸；四氧化三鈷價(jià)格為23.8萬(wàn)元/噸，年內(nèi)最低價(jià)格為21.75萬(wàn)元/噸，年內(nèi)最高價(jià)格43.75萬(wàn)元/噸。根據(jù)我們2022年6月13日外發(fā)的《鋰鈷稀土景氣度高位震蕩，新型電化學(xué)體系孕育生機(jī)———能源金屬2022年中期投資策略》中的測(cè)算，按照不同三元材料對(duì)應(yīng)單位鈷含量估算，2022-2025年動(dòng)力電池領(lǐng)域鈷需求量分別為5.66、7.95、10.09和11.64萬(wàn)噸（金屬?lài)崳＃▎蜬wh用量的NCM523/622/811電池對(duì)應(yīng)鈷用量0.22/0.20/0.09kg）。預(yù)計(jì)2022-2025年全球鈷消費(fèi)總量分別為18.0、20.8、23.4和25.2萬(wàn)噸（金屬?lài)崳仍鏊俜謩e為9.4%、15.6%、12.2%和8.1%。（其他領(lǐng)域假設(shè)：3C領(lǐng)域用鈷預(yù)計(jì)未來(lái)將維持-1%、5%、4%、4%增速，高溫合金維持1%、3%、2%、2%，硬質(zhì)合金維持-3%、2%、1%、1%的穩(wěn)定增速）。鈷維持供需緊平衡，2024年后短缺加劇。鈷礦未來(lái)新建/復(fù)產(chǎn)產(chǎn)能較大的主要有嘉能可（Mutanda于2021年底開(kāi)始復(fù)產(chǎn)）、洛陽(yáng)鉬業(yè)（擴(kuò)產(chǎn)+Kisanfu投產(chǎn)）、歐亞資源（RTR產(chǎn)能爬坡）、莎琳那（Mutoshi產(chǎn)能爬坡）、萬(wàn)寶（卡莫亞銅鈷礦、龐比銅鈷礦爬坡）、中色（迪茲瓦產(chǎn)能爬坡），以及印尼紅土鎳礦項(xiàng)目的副產(chǎn)鈷（包括華友、力勤、格林美等），2022-2025年鈷礦供給分別為18.8萬(wàn)噸、21.4萬(wàn)噸、23.1萬(wàn)噸和24.0萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)24%、14%、8%和4%。對(duì)應(yīng)上述需求，