中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
1、 釩電池優(yōu)點(diǎn)：安全性高、全生命周期成本低、資源自主可控
1.1、 安全性高、易擴(kuò)容是最大優(yōu)點(diǎn)
全釩液流電池，是一種以金屬釩離子為活性物質(zhì)的液態(tài)氧化還原可再生電池。全釩液流電池是以+4、+5 價(jià)態(tài)的釩離子溶液作為正極的活性物質(zhì)，以+2、 +3價(jià)態(tài)的釩離子溶液作為負(fù)極的活性物質(zhì)，分別儲(chǔ)存在各自的電解液儲(chǔ)罐中。在對(duì)電池進(jìn)行充、放電時(shí)，正負(fù)極電解液在離子交換膜兩側(cè)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。同時(shí)，通過(guò)電堆外泵的作用，儲(chǔ)液罐中的電解液不斷送入正極室和負(fù)極室內(nèi)，以維持離子的濃度，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的充放電。
液流電池的工作原理決定了其是目前電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)路線中安全性較高的技術(shù)路線。與鋰電池不同的是，液流電池的電解液與電堆是相分離的，由于全釩液流電池電解質(zhì)離子存在于水溶液中，不會(huì)發(fā)生熱失控、過(guò)熱、燃燒和爆炸。同時(shí)，釩電池支持頻繁充放電，每天可實(shí)現(xiàn)充放電數(shù)百次，液態(tài)的電解液使得過(guò)充 過(guò)放也不會(huì)造成爆炸和電池容量下降。
鋰電池儲(chǔ)能安全問(wèn)題頻發(fā)
由于鋰離子電池的能量密度占優(yōu)以及成本的不斷下降，近幾年鋰電池在儲(chǔ)能 領(lǐng)域迅速推廣，但與此同時(shí)，鋰電池儲(chǔ)能爆炸的事故也在增加。根據(jù)我們的統(tǒng)計(jì)， 2011-2022 年 4 月全球共計(jì)發(fā)生 34 起儲(chǔ)能電站爆炸事件，其中，日本 1 起、比 利時(shí) 1 起、中國(guó) 3 起、美國(guó) 4 起、韓國(guó) 25 起。從爆炸的電池類(lèi)型來(lái)看，仍以鋰電池為主，合計(jì) 32 起，占比 94%，剩余為美國(guó) 1起鉛酸電池，日本 1起鈉硫電池；而 2017年以來(lái)的儲(chǔ)能爆炸事件均為鋰電池爆炸。
鋰電池儲(chǔ)能爆炸的主要原因是儲(chǔ)能對(duì)電池的容量較電動(dòng)車(chē)的需求明顯增大， 而鋰離子電池很容易發(fā)生電池內(nèi)部的短路而導(dǎo)致自燃，且電池本身的設(shè)計(jì)以及外界的電、熱干擾都會(huì)影響到儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性。隨著鋰電池?cái)?shù)量的增加，起火概率增加。
相較于鋰電池，全釩液流電池本身的水基電解質(zhì)特性使得其不會(huì)發(fā)生燃燒和 爆炸。釩電池在水溶液中使用化學(xué)反應(yīng)可逆的釩離子，其功能與電極結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)， 所以即使在大電流下也非常靈活，過(guò)充也沒(méi)有安全問(wèn)題。另一方面，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梯級(jí)決定。通過(guò)增加釩電解液的容量即可以做到容量的擴(kuò)充，因此可以做到在大容量裝機(jī)規(guī)模上依然是安全的。
功率和容量相互獨(dú)立，擴(kuò)容性強(qiáng)
釩電池的電堆作為發(fā)生反應(yīng)的場(chǎng)所與存放電解液的儲(chǔ)罐分開(kāi)，從根本上克服了傳統(tǒng)電池的自放電現(xiàn)象。功率只取決于電堆大小，容量只取決于電解液儲(chǔ)量和濃度，設(shè)計(jì)靈活。當(dāng)功率一定時(shí)，要增加儲(chǔ)能容量,只需要增大電解液儲(chǔ)罐容積或提高電解液體積或濃度即可，而不需改變電堆大小。同時(shí)，可通過(guò)增大電堆功率和增加電堆數(shù)量來(lái)提高功率，通過(guò)增加電解液來(lái) 提高儲(chǔ)電量，便于實(shí)現(xiàn)電池規(guī)模的擴(kuò)展，可用于建造千瓦級(jí)到百兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站， 適應(yīng)性很強(qiáng)。
1.2、 循環(huán)壽命長(zhǎng)、基本全回收，全生命周期成本低
釩電池循環(huán)壽命長(zhǎng)
釩電池的正、負(fù)極活性物質(zhì)分別存在于正、負(fù)極電解液中，充放電時(shí)無(wú)其他 電池常有的物相變化，可深度放電而不損傷電池；在充放電過(guò)程中，作為活性物 質(zhì)的釩離子僅在電解液中發(fā)生價(jià)態(tài)變化，不與電極材料發(fā)生反應(yīng)，不會(huì)產(chǎn)生其他物質(zhì)，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用后，仍然保持較好的活性。因此，釩電池電池使用壽命長(zhǎng)。全釩液流電池充放電循環(huán)次數(shù)在 10000 次以上，部分可達(dá) 20000 次以上。
釩電池全生命周期成本已經(jīng)低于鋰電池
目前釩電池儲(chǔ)能的初裝成本高，但由于釩電池循環(huán)壽命長(zhǎng)，從全生命周期來(lái) 看，釩電池儲(chǔ)能的成本低于鋰電池成本。我們對(duì)具備完整投資數(shù)據(jù)的釩電池項(xiàng)目 和鋰電池儲(chǔ)能項(xiàng)目的成本進(jìn)行了對(duì)比。若按全生命周期計(jì)算，釩電池的成本在 0.3-0.4 元/Wh，已經(jīng)低于鋰電池的成本（0.5 元/Wh 左右）。
同時(shí)，在電池壽命到期后，釩電解質(zhì)溶液可以回收再次利用。電解質(zhì)溶液的 成本占儲(chǔ)能系統(tǒng)總成本的 40%，儲(chǔ)能系統(tǒng)報(bào)廢后，殘值較高。釩電池在長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能上的全生命周期成本已經(jīng)具備競(jìng)爭(zhēng)力。而且，釩電池仍 處于產(chǎn)業(yè)化的初期，技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?；瘧?yīng)用以后成本仍有進(jìn)一步降低空間。
1.3、 中國(guó)釩資源產(chǎn)儲(chǔ)量全球第一，自主可控
從資源的角度來(lái)看，不同于鋰電池，中國(guó)鋰原料對(duì)外依賴(lài)度較高，釩儲(chǔ)量及 產(chǎn)量中國(guó)處全球第一，發(fā)展釩電池所需的資源可以實(shí)現(xiàn)自主可控。
資源儲(chǔ)量對(duì)比：釩資源中國(guó)居全球第一，鋰資源集中于南美和澳洲
鋰：儲(chǔ)量集中在南美和澳洲，中國(guó)儲(chǔ)量占比 7%。據(jù) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至 2021 年底，智利、澳大利亞、阿根廷三國(guó)鋰資源儲(chǔ)量占比合計(jì)超過(guò) 76%，中國(guó) 鋰資源儲(chǔ)量約為 150 萬(wàn)噸，占全球比重為 6.7%，占比較低。釩：儲(chǔ)量集中在中國(guó)、澳洲、俄羅斯和南非，中國(guó)資源儲(chǔ)量全球第一。據(jù) USGS 統(tǒng)計(jì)，截至 2021 年底，全球釩金屬儲(chǔ)量 6300 萬(wàn)噸，其中已認(rèn)定符合當(dāng) 前采掘和生產(chǎn)要求的釩礦金屬釩儲(chǔ)量超過(guò) 2400 萬(wàn)噸，全球 99%以上的釩礦儲(chǔ)量 集中在中國(guó)、澳大利亞、俄羅斯和南非四國(guó)；其中，中國(guó)釩礦儲(chǔ)量約為 950 萬(wàn) 噸，占世界釩資源儲(chǔ)量的 39%，位居世界第一；澳大利亞、俄羅斯、南非占比 分別為 25%、21%和 15%。
釩鋰產(chǎn)量對(duì)比：釩完全自給，鋰高度依賴(lài)進(jìn)口
中國(guó)鋰鹽產(chǎn)量全球占比 67%，資源高度依賴(lài)進(jìn)口。據(jù) USGS，全球 2021 年鋰礦產(chǎn)量折 10.5 萬(wàn)金屬?lài)?，其中澳大利亞的產(chǎn)量占全球的 53%、智利產(chǎn)量占 比 25%，中國(guó)僅占 13%。據(jù)某機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，2021 年中國(guó)鋰鹽產(chǎn)量合計(jì)約 35.5 萬(wàn) 噸碳酸鋰當(dāng)量，占全球鋰鹽產(chǎn)量的 67%，鋰資源高度依賴(lài)進(jìn)口。中國(guó)釩產(chǎn)量全球占比 68%，資源可完全自給。全球生產(chǎn)釩的國(guó)家主要有中國(guó)、俄羅斯、南非和巴西。據(jù) USGS 數(shù)據(jù)，2021 年全球釩產(chǎn)量為 10.7 萬(wàn)金屬 噸，其中中國(guó)產(chǎn)量 7.3 萬(wàn)噸，占比 68%；俄羅斯、南非和巴西釩產(chǎn)量分別為 1.9 萬(wàn)噸、0.9 萬(wàn)噸和 0.7 萬(wàn)噸，占比分別為 18%、8%和 6%。
釩、鋰靜態(tài)可開(kāi)采年限相當(dāng)
據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，以 2021 年全球釩產(chǎn)量約 10.7 萬(wàn)金屬?lài)崳ㄕ?19.1 萬(wàn)噸五氧 化二釩），全球釩資源靜態(tài)可開(kāi)采年限約 224 年；以 2021 年全球鋰礦產(chǎn)量 10.5 萬(wàn)金屬?lài)崳?5 萬(wàn)噸碳酸鋰當(dāng)量）折算，全球鋰礦資源靜態(tài)可開(kāi)采年限約 214 年， 二者基本相當(dāng)。但考慮鋰需求的高速增長(zhǎng)，鋰資源實(shí)際可開(kāi)采年限或逐步降低。
2、 釩電池缺點(diǎn)：初裝成本為最大制約
2.1、 釩電池初裝成本為鋰電池 2 倍以上
釩電池目前最大的缺點(diǎn)是初裝成本較高，是鋰離子電池的 2 倍以上。我們根 據(jù)已披露具體投資金額的釩電池項(xiàng)目進(jìn)行了成本測(cè)算，項(xiàng)目總投資成本集中在 3.8-6.0 元/Wh；其中，四小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)成本集中在 3.8-4.8 元/Wh，2-3 小時(shí)儲(chǔ) 能系統(tǒng)成本略高，在 4.65-6 元/Wh，整體仍較鋰電池高。
2021 年鋰價(jià)格的持續(xù)飆升導(dǎo)致鋰儲(chǔ)能項(xiàng)目初始投資額不斷上升，儲(chǔ)能鋰電 池單位投資成本已接近 2 元/Wh。如 2022 年 1 月底，英利智慧發(fā)布的保障性項(xiàng) 目配套儲(chǔ)能中標(biāo)結(jié)果顯示，中標(biāo)最高單價(jià)為 1.77 元/Wh。據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技 術(shù)聯(lián)盟，儲(chǔ)能系統(tǒng)的平均價(jià)格從 2021 年約 1.5 元/Wh 上升到 2022 年初的接近 1.8 元/Wh，上漲了 20%，與上述英利智慧項(xiàng)目的中標(biāo)價(jià)格基本相符合。
2.2、 釩電池快速發(fā)展或拉動(dòng)釩價(jià)上漲
新型儲(chǔ)能迅速增長(zhǎng)，釩電池市場(chǎng)規(guī)模有望迅速提升
根據(jù) CESA 儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)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)累計(jì)裝機(jī)功率 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%。
政策助力儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展。國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局 2021 年 7 月發(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)》，在向碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)前進(jìn)的道路上， 需要構(gòu)筑安全高效、清潔低碳的能源體系。該指導(dǎo)意見(jiàn)指出，到 2025 年完成新 型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期到規(guī)模化發(fā)展的轉(zhuǎn)變，裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 30GW 以上，到 2030 年實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展。
預(yù)計(jì) 2026年我國(guó)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 48.5GW 和 79.5GW（分別為 保守和理想情況）。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2021年我國(guó)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為 5.73GW。據(jù) CNESA 的預(yù)測(cè)，在保守場(chǎng)景下，到 2026年新型儲(chǔ)能累計(jì)規(guī)模達(dá)到 48.5GW，2021-2026 年的復(fù)合年均增長(zhǎng)率為 53.3%；理想場(chǎng)景下，累計(jì)裝機(jī)將 達(dá)到 79.5GW，2021-2026 年的復(fù)合年均增長(zhǎng)率為 69.2%。
釩電池規(guī)模快速增長(zhǎng)或拉動(dòng)釩需求
2021 年為中國(guó)儲(chǔ)能進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展的元年，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021 年規(guī)劃、 在建、投運(yùn) 865 個(gè)、26.3GW 儲(chǔ)能項(xiàng)目中，投運(yùn)的百兆瓦級(jí)別項(xiàng)目?jī)H 7 個(gè)，但規(guī) 劃在建的百兆瓦項(xiàng)目超過(guò) 70 多個(gè)，首個(gè)百兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng) 調(diào)試運(yùn)行，百兆瓦級(jí)別的全釩液流電池項(xiàng)目也在建設(shè)當(dāng)中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021 年國(guó)內(nèi)液流電池（基本為釩電池）在國(guó)內(nèi)新型儲(chǔ)能 領(lǐng)域的滲透率達(dá) 0.9%，受益于資源、安全性、環(huán)保性和政策端的多重優(yōu)勢(shì)，隨 著多個(gè)大型釩電池項(xiàng)目的逐步落地，全釩液流電池的裝機(jī)規(guī)模將實(shí)現(xiàn)跨越式增 長(zhǎng)。
按照保守、理想兩種場(chǎng)景和釩電池在新型儲(chǔ)能中 10%、20%、30%的滲透率測(cè)算，2026 年釩電池年裝機(jī)量的范圍是 1.48GW-7.06GW。取中值 20%計(jì)算， 保守和理想兩種情形下，年裝機(jī)量分別為 2.96GW 和 4.71GW，按照單 GWh 電 池消耗 5500 噸釩（折五氧化二釩 9821.4 噸）估算，2026 年對(duì)五氧化二釩的需 求拉動(dòng)約 11.61 萬(wàn)噸和 18.49 萬(wàn)噸（假設(shè) 4 小時(shí)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)），2021 年中國(guó)金屬釩產(chǎn)量折五氧化二釩產(chǎn)量約 13.1 萬(wàn)噸。若釩資源后續(xù)開(kāi)發(fā)力度不及 預(yù)期，或?qū)︹C價(jià)有明顯的拉動(dòng)，進(jìn)而影響釩電池電解液成本。
2.3、 能量密度、轉(zhuǎn)換效率低于鋰電池，耗材維護(hù)要求高
1）能量密度和轉(zhuǎn)換效率偏低。全釩液流電池在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)環(huán)境溫度要求 較高，同時(shí)還需要用泵來(lái)維持電解液的流動(dòng)，因此其損耗較大，能量轉(zhuǎn)化效率低 于鋰電池，為 70-75%。受釩離子溶解度和電堆設(shè)計(jì)的限制，與其他電池相比， 全釩液流電池能量密度較低，僅為 12-40Wh/kg。2）耗材需適時(shí)維護(hù)。石墨極板要被正極液刻蝕，如果用戶(hù)操作得當(dāng)，石墨 板能使用兩年，如果用戶(hù)操作不當(dāng)，一次充電就能讓石墨板完全刻蝕，電堆只能 報(bào)廢。在正常使用情況下，每隔兩個(gè)月就要由專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行一次維護(hù)，這種高頻 次的維護(hù)費(fèi)錢(qián)、費(fèi)力。
3、 潛力：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能是極佳用武之地
3.1、 長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵之一
隨著可再生能源的滲透率不斷提升，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)需求也越來(lái)越長(zhǎng)。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能 （Long duration energy storage，LDES）目前沒(méi)有明確的定義，美國(guó)能源部 將長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能定義為“至少連續(xù)運(yùn)行 10 小時(shí)，使用壽命 15-20 年的儲(chǔ)能系統(tǒng)”；而國(guó)內(nèi)一般將大于 4 小時(shí)的儲(chǔ)能即可稱(chēng)之為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)給出的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能定義為：任何可以進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)性部署以長(zhǎng)期存 儲(chǔ)能源的技術(shù)，并且可以經(jīng)濟(jì)可能地?cái)U(kuò)大規(guī)模以維持?jǐn)?shù)小時(shí)、數(shù)天甚至數(shù)周的電 力供應(yīng)。存儲(chǔ)能連的方式可以多種多樣包括機(jī)械儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能或電化 學(xué)儲(chǔ)能。本文討論以長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)與麥肯錫發(fā)布的《Net-zero power:Long duration energy storage for a renewable grid》報(bào)告中的 8 小時(shí)以上時(shí)長(zhǎng)儲(chǔ)能 系統(tǒng)為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的定義。
我們認(rèn)為在全球持續(xù)推進(jìn)碳中和背景下，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo) 的關(guān)鍵之一。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能在可再生能源大力發(fā)展背景下，在增強(qiáng)儲(chǔ)電能力、保障電 力系統(tǒng)調(diào)峰和穩(wěn)定運(yùn)行以及極端情況電力補(bǔ)充方面發(fā)揮著重要作用。1）增強(qiáng)儲(chǔ)電能力：在雙碳目標(biāo)背景下，火力發(fā)電等傳統(tǒng)化石燃料來(lái)源的能 源占比將逐步降低，可再生能源（光伏、風(fēng)能等）將逐步替代火電成為主力發(fā)電 來(lái)源，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能作為可再生能源的配套建設(shè)意義重大?？稍偕茉吹恼急忍嵘?， 使得發(fā)電的間歇性對(duì)電網(wǎng)的負(fù)面影響將逐步增大，電力儲(chǔ)存的需求加大，建設(shè)長(zhǎng) 時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的必要性增加。
2）保障電力系統(tǒng)調(diào)峰和安全穩(wěn)定：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可憑借長(zhǎng)周期、大容量特性， 在更長(zhǎng)時(shí)間維度上調(diào)節(jié)新能源發(fā)電波動(dòng)，在清潔能源過(guò)剩時(shí)儲(chǔ)存避免電網(wǎng)擁堵， 負(fù)荷高峰時(shí)釋放增加電力供應(yīng)。即在電力供應(yīng)過(guò)剩時(shí)儲(chǔ)存電能，在需要時(shí)釋放， 以此來(lái)緩解供需矛盾，調(diào)節(jié)供需波動(dòng)。3）極端情況電力補(bǔ)充：不可抗力因素（山火、暴雨、洪水、嚴(yán)寒等自然災(zāi) 害、能源供應(yīng)大國(guó)的沖突等）造成的電力供給暫停、能源供給緊張會(huì)造成全社會(huì) 用電成本的增加。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可保障在極端情況下的電力供應(yīng)，保障全社會(huì)電力系 統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和降低用電成本。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的主要優(yōu)勢(shì)在于其存儲(chǔ)電力的邊際成本較低，它可使存儲(chǔ)的電量與 充放電的速度相脫鉤。與輸配電電網(wǎng)的升級(jí)相比，它的交付周期相對(duì)較短，在經(jīng) 濟(jì)效益方面優(yōu)于耗資巨大且費(fèi)時(shí)費(fèi)力的電網(wǎng)升級(jí)。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能 2040 年累計(jì)裝機(jī)量將達(dá) 1.5-2.5TW ，累計(jì)投資規(guī)模達(dá) 1.5-3 萬(wàn)億 美元
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)與麥肯錫合作發(fā)布《Net-zero power:Long duration energy storage for a renewable grid》（2021 年 11 月）顯示，已投入運(yùn)營(yíng)或 已宣布部署的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)超過(guò) 5GW 和 65GWh，全球已公示超過(guò) 230 個(gè)處于 不同商業(yè)階段的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目（不包括抽水蓄能）。預(yù)計(jì)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的潛在市場(chǎng)空間將從 2025 年開(kāi)始大規(guī)模增長(zhǎng)。隨 著可再生能源占比提升，2025 年長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能全球累計(jì)裝機(jī)量將達(dá)到 30-40 GW（對(duì) 應(yīng)儲(chǔ)能容量約 1TWh），累計(jì)投資額約 500 億美元。2030 年起全球可再生能源滲透率將升至約 60%-70%，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī) 量將達(dá)到 150-400GW（對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能容量 5-10TWh），累計(jì)投資規(guī)模將達(dá)到 2000-5000 億美元。到 2040 年，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)量將加速達(dá)到 1.5 -2.5 TW （對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能容量 85-140TWh），是目前全球儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)量的 8-15 倍，累計(jì)投 資額將達(dá)到 1.5-3 萬(wàn)億美元。
預(yù)計(jì) 24 小時(shí)以上儲(chǔ)能容量占比將在 2030 年以后迅速提升。到 2030 年，8-24 小時(shí)的儲(chǔ)能裝機(jī)量可能占長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝機(jī)量的 80% 和總儲(chǔ)能容量的 60%。但超過(guò) 24 小時(shí)靈活性的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)可能會(huì)在 2030 年后出現(xiàn)顯著增 長(zhǎng)，這主要是由于可再生能源的增加。到 2040 年，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)（24 小時(shí)以上） 的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)可能占總儲(chǔ)能容量的大約 80%。
3.2、 液流電池在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用空間巨大
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能目前仍處于初期的研發(fā)示范階段，多種解決方案中，抽水蓄能的建 設(shè)規(guī)模較大。抽水蓄能電站具有技術(shù)成熟、效率高和成本低等優(yōu)勢(shì)，成為全球儲(chǔ) 能容量最大的解決方案?！禢et-zero power:Long duration energy storage for a renewable grid》統(tǒng)計(jì)，截至 2021 年 11 月，全球已經(jīng)安裝了約 160GW 的抽水蓄能電站， 另有 130GW 計(jì)劃在建或在建中，未來(lái)的部署主要在亞洲，中國(guó)占全球已宣布、 計(jì)劃或在建產(chǎn)能的 60%左右。大型抽水蓄能電站可以提供低成本、可調(diào)度的電 力，并且由于其快速響應(yīng)時(shí)間而作為電網(wǎng)穩(wěn)定性的主要解決方案。但抽水蓄能最 大的限制是場(chǎng)地限制、建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)以及環(huán)境問(wèn)題。從長(zhǎng)期來(lái)看，電化學(xué)儲(chǔ)能由于動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)推動(dòng)，不受地理環(huán)境的制約，處 于比較有利的競(jìng)爭(zhēng)地位。在電化學(xué)儲(chǔ)能方面，目前鋰離子電池、鈉硫電池、鈉離 子電池、液流電池等均具備較大應(yīng)用潛力；而全釩液流電池因壽命長(zhǎng)、易擴(kuò)容等 特點(diǎn)，在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用大有可為。
（1）鋰離子電池：鋰電池能量密度高、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，目前在儲(chǔ)能應(yīng) 用領(lǐng)域應(yīng)用較廣，但也存在循環(huán)壽命和易燃易爆的安全隱患等缺點(diǎn)。（2）鈉基電池：鈉硫電池方面已有裝機(jī)先例，鈉和硫原材料來(lái)源廣泛，但 對(duì)工藝要求極高，且運(yùn)行溫度約 300-350 度，且熔融狀態(tài)下的鈉和硫活性極大， 存在一定安全隱患；而鈉離子電池則具備安全，資源豐富，成本較低的優(yōu)點(diǎn)，也 有循環(huán)次數(shù)較低、電極材料副反應(yīng)等影響電池壽命的缺點(diǎn)，目前尚未在儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè) 大規(guī)模推廣，其優(yōu)勢(shì)仍有待驗(yàn)證。（3）液流電池具備高安全穩(wěn)定性、循環(huán)壽命長(zhǎng)、擴(kuò)容性強(qiáng)、可回收環(huán)保等 優(yōu)勢(shì)，但目前也存在著初裝成本較高等劣勢(shì)。
A.安全性最高：液流電池的工作原理是通過(guò)不同電解液離子相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)電 能的儲(chǔ)存和釋放。其電極反應(yīng)過(guò)程無(wú)相變發(fā)生，電堆只提供電化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所， 自身不發(fā)生氧化還原反應(yīng)；活性物質(zhì)溶于電解液，電極枝晶生長(zhǎng)刺破隔膜的危險(xiǎn) 在液流電池中大大降低；同時(shí)，可以進(jìn)行深度充放電，能耐受大電流充放，在目 前的電化學(xué)儲(chǔ)能方面安全性最高。
B.循環(huán)壽命長(zhǎng)：與其他電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)相比，液流電池最突出特點(diǎn)就是循環(huán) 壽命長(zhǎng)，最低可以做到 10000 次，部分技術(shù)路線甚至可以達(dá)到 20000 次以上， 整體使用壽命可以達(dá)到 20 年或者更長(zhǎng)時(shí)間。
C.易擴(kuò)容：液流電池的儲(chǔ)能活性物質(zhì)與電極完全分開(kāi)，功率和容量設(shè)計(jì)互相 獨(dú)立，便于模塊組合設(shè)計(jì)和電池結(jié)構(gòu)放置，以及容量便于擴(kuò)展。
D.可回收、環(huán)保：液流電池的電解液可以實(shí)現(xiàn)回收再利用，相比鉛蓄和鋰離 子電池，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
基于液流電池具備高安全穩(wěn)定性、循環(huán)壽命長(zhǎng)、擴(kuò)容性強(qiáng)、可回收環(huán)保等優(yōu) 勢(shì)，我們預(yù)計(jì)其在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用空間巨大，將與抽水蓄能/氫儲(chǔ)能、壓縮空 氣儲(chǔ)能展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。
Guidehouse Insights 于 2022 年二季度發(fā)布的《Vanadium Redox Flow Batteries ：Identifyting Market Opportunities and Enablers》報(bào)告顯示， 2022-2031 年釩電池年裝機(jī)量有望保持 41%的復(fù)合增長(zhǎng)率，預(yù)計(jì) 2031 年全球釩電池年裝機(jī)量將達(dá)到 32.8GWh；其中，2031年亞太地區(qū)（主要為中國(guó)）年裝機(jī) 量將達(dá)到約 14.5GWh，北美地區(qū)將達(dá)到 5.8GWh，西歐地區(qū)將達(dá)到 9.3GWh。
3.3、 釩電池在液流電池中商業(yè)化速度更快
目前液流電池路線主要包括全釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池、 鋅鐵液流電池等 20 多種技術(shù)路線，目前前三種技術(shù)路線討論較多。
釩電池是目前商業(yè)化較為成熟的液流電池路線，具備示范項(xiàng)目運(yùn)行多年、產(chǎn) 業(yè)鏈逐步成型、全生命周期成本低等優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用空間廣泛。1）多個(gè)示范項(xiàng)目安全運(yùn)營(yíng)：全釩液流電池在全球已經(jīng)具有多個(gè)多年的示范 項(xiàng)目在運(yùn)行，產(chǎn)業(yè)化效果和可靠性驗(yàn)證明顯高于鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池。據(jù)大連化物所公眾號(hào)，2022 年 2 月，全球最大的 100MW 級(jí)全釩液流電池儲(chǔ)能 調(diào)峰電站已經(jīng)在大連進(jìn)入了單體模塊調(diào)試階段。2）全產(chǎn)業(yè)鏈逐步成型：全釩液流電池的電解液、隔膜、膜電極等原材料供 應(yīng)鏈已經(jīng)初步成型，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程不斷加快，已能夠支撐起開(kāi)展百兆瓦級(jí)的項(xiàng)目設(shè) 計(jì)與開(kāi)發(fā)，其產(chǎn)業(yè)配套更加成熟。3）全生命周期成本優(yōu)勢(shì)：釩電池全生命周期成本已經(jīng)低于鋰電池，具備大 規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的條件。鐵鉻液流等路線雖然具備更大的降本空間，但從技術(shù)瓶 頸突破、產(chǎn)業(yè)鏈培育和產(chǎn)能建設(shè)的進(jìn)度看，未來(lái)五年其他液流電池路線的成熟度 和成本水平仍難與全釩液流電池相媲美。綜上，全釩液流電池具備安全性高、壽命長(zhǎng)、擴(kuò)容性強(qiáng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)，我 們看好全釩液流電池在儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域的潛力，特別是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能方向的應(yīng)用空間。
4、 破局：政策推動(dòng)和技術(shù)進(jìn)步降本
4.1、 政策支持是發(fā)展釩電池重要推動(dòng)力
制定釩電池發(fā)展相關(guān)補(bǔ)貼
現(xiàn)有的釩電池項(xiàng)目多數(shù)是地方政府推動(dòng)的示范項(xiàng)目，少部分為企業(yè)自主建設(shè) 項(xiàng)目。釩電池全生命周期成本已經(jīng)低于鋰電池，但初 始建設(shè)成本過(guò)高，導(dǎo)致企業(yè)的投資動(dòng)力不強(qiáng)，后續(xù)或仍需要政府層面進(jìn)行推動(dòng)， 制定可有效執(zhí)行的價(jià)格補(bǔ)償機(jī)制和長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)政策。
加強(qiáng)資源開(kāi)發(fā)力度，擴(kuò)大鋼鐵公司產(chǎn)能
由于國(guó)內(nèi)主要釩產(chǎn)量來(lái)源于釩鈦磁鐵礦煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中的釩渣，因此，允許 相應(yīng)鋼鐵公司擴(kuò)大產(chǎn)能也是增加釩資源來(lái)源的方式之一。同時(shí)，也可以出臺(tái)支持 釩資源開(kāi)發(fā)的政策，加大對(duì)國(guó)內(nèi)釩資源的開(kāi)發(fā)力度。
4.2、 技術(shù)進(jìn)步有望繼續(xù)降低成本
整個(gè)釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由電堆、電解液、逆變器、智能控制、儲(chǔ)罐、集裝 箱、管泵閥傳感器幾部分構(gòu)成。釩電池最主要的核心部件就是電堆和電解液，其 中電解液的成分一般為五氧化二釩，也是整個(gè)釩電池系統(tǒng)中釩產(chǎn)品的主要用途。
據(jù) IRENA，釩電池成本主要分為電堆、電解液與周邊設(shè)備成本三大塊。電 堆和電解液是主要成本，合計(jì)占比達(dá)到 75%左右；其中，釩電解液成本約占 40%， 電堆成本約占 35%，其他構(gòu)件成本占比 25%左右。
1）技術(shù)推動(dòng)電堆成本持續(xù)下降 。鋰電池成本在商業(yè)化應(yīng)用以后成本下降迅速，從 1991 年的 7523 美元/KWh 下降至 2018 年的 181 美元/KWh。參考鋰電池的降本途徑，可以預(yù)見(jiàn)釩電池在 大規(guī)模量產(chǎn)后成本仍有較大的下行空間。
釩電池目前仍處于商業(yè)化初期，技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的降本空間較大。如大連物化 所通過(guò)減少膜材料使用面積而降低電池成本；2020 年 6 月，大連物化所儲(chǔ)能技 術(shù)研究部李先鋒和張華民團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出新一代 30 KW 級(jí)低成本全釩液流電池 電堆。該電堆采用自主研發(fā)的可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜（成本<100 元/m2）。相 對(duì)于傳統(tǒng)的電池組裝技術(shù)，膜材料使用面積減少 30%，電堆總成本降低了 40%。
2）國(guó)產(chǎn)材料替代帶動(dòng)成本下降 。在離子交換膜方面，目前全球釩電池主要使用美國(guó)杜邦公司的 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，據(jù)阿里巴巴 1688 網(wǎng)， 零售單價(jià)近 20000 元/平方米。目前，國(guó)內(nèi)的科潤(rùn)、東岳、中科院大化所，國(guó)外的戈?duì)柕榷荚谧灾鲃?chuàng)新開(kāi)發(fā) 了更低成本的膜。隨著國(guó)產(chǎn)離子交換膜的逐步推廣，膜等產(chǎn)品仍有較大成本下降 空間，預(yù)計(jì)后續(xù)在其他電堆材料（雙極板、碳?xì)值龋┮灿谐杀緝?yōu)化空間。
5、 釩供需：中國(guó)產(chǎn)儲(chǔ)量第一，鋼鐵為最大需求
5.1、 供給：中國(guó)釩儲(chǔ)量、產(chǎn)量位居全球第一
釩是一種高熔點(diǎn)難熔稀有金屬，元素周期表上排行 23，相對(duì)原子質(zhì)量為 50.9415。常見(jiàn)化合價(jià)為+5、+4、+3、+2 形態(tài)，在地殼中為第 17 種常見(jiàn)元素。釩的熔點(diǎn)很高，熔點(diǎn) 1809±10℃，與鈮、鉭、鎢鉬并成為難熔金屬。純釩顏色 呈銀灰色，質(zhì)堅(jiān)硬，無(wú)磁性，有延展性；在耐氣、耐鹽、耐水腐蝕的性能比大多 數(shù)不銹鋼要好；在空氣中不被氧化，可溶于氫氟酸、硝酸和王水。產(chǎn)業(yè)鏈條為釩礦（含釩固廢）、石煤加工成五氧化二釩和三氧化二釩，再進(jìn) 一步加工為釩鐵、氮化釩、釩鈦合金等應(yīng)用于下游鋼鐵、化工等領(lǐng)域。
資源：2021 年中國(guó)釩產(chǎn)品儲(chǔ)量、產(chǎn)量占比均居全球第一 。前文已述，截至 2021 年底，中國(guó)釩礦儲(chǔ)量占全球比重為 39%；2021 年中 國(guó)產(chǎn)量占全球 68%，位居世界第一。中國(guó)釩資源豐富，國(guó)內(nèi)釩資源廣泛分布于 19 個(gè)省市(區(qū))，主要集中于四川 攀枝花地區(qū)和河北承德地區(qū)，其中攀枝花地區(qū)的釩資源最為豐富，儲(chǔ)量居國(guó)內(nèi)第 一、世界第三，另外湖南、廣西、甘肅，湖北等省份也都有釩資源的分布。
原料及工藝：國(guó)際以釩鈦磁鐵礦為主，國(guó)內(nèi)以釩渣為主 。釩的地殼豐度雖然較高，但卻主要與其他礦物形成共生礦或者復(fù)合礦，獨(dú)立 釩礦較少見(jiàn)。目前世界上發(fā)現(xiàn)的含釩礦物有 70 多種，釩礦主要有以下三種：（1）釩鈦磁鐵礦：釩鈦磁鐵礦中的釩主要以 FeO·V2O3 尖晶石形態(tài)存在， 礦中含釩 0.2%～1.5%。除美國(guó)外，主要產(chǎn)釩國(guó)家都是從釩鈦磁鐵礦中提取釩。（2）鉀釩鈾礦：鉀釩鈾礦是一種鉀鈾的釩酸絡(luò)鹽，它的化學(xué)式為 K2O·2UO3·V2O5·1～3H2O，呈淺黃色或淺綠黃色，其中五氧化二釩含量可達(dá) 20.16%，美國(guó)是這種礦物的主要產(chǎn)地。（3）石油伴生礦：石油伴生礦寄生在原油中，主要分布于南美洲。據(jù)吳優(yōu)等人發(fā)布的《2020 年全球釩工業(yè)發(fā)展報(bào)告》，世界釩產(chǎn)品原料的絕 大部分均來(lái)自于釩鈦磁鐵礦，大多數(shù)國(guó)家都是通過(guò)釩鈦磁鐵礦在煉鋼的時(shí)候，從 含釩鋼渣中繼續(xù)提煉釩，包括中國(guó)、俄羅斯等，而美國(guó)主要從石油渣、煤灰、廢 催化劑等中提煉。2020 年全球約 74.8%的釩來(lái)自于釩鈦磁鐵礦經(jīng)鋼鐵冶煉后得到的富釩鋼渣，直接從釩鈦磁鐵礦提取釩的占比 13.8%，11%由回收的含釩副 產(chǎn)品（含釩燃油灰渣、廢化學(xué)催化劑等）及含釩石煤提取。
國(guó)內(nèi)利用釩渣作為原料生產(chǎn)釩的占比更高，釩渣原料占比高達(dá) 86.9%，石 煤提釩占比 10.7%，廢催化劑原料占比 2.1%，直接采用釩鈦磁鐵礦原料的占比 僅 0.3%。石煤提釩因環(huán)保問(wèn)題產(chǎn)量占比下滑。石煤是一種含碳少、發(fā)熱值低的劣質(zhì)無(wú) 煙煤，又是一種低品位多金屬共生礦。我國(guó)石煤資源中已發(fā)現(xiàn)的伴生元素多達(dá) 60 多種，其中可形成工業(yè)礦床的主要是釩，但石煤中釩的品位很低，五氧化二 釩含量多在 0.8%以下。我國(guó)含釩石煤的利用起步較早，傳統(tǒng)石煤提釩采用氯化 鈉焙燒酸浸工藝，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生氯氣、氨氣、廢酸、廢渣，對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán) 重，因此，各地紛紛出臺(tái)政策禁止采用鈉化提釩。石煤提釩在 2017 年以后占比下降明顯，近年來(lái)部分企業(yè)在工藝上取得突破， 如西部礦業(yè)旗下肅北西礦帆科技石煤提釩項(xiàng)目 2020 年 5 月試投產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)綠色石 煤提釩環(huán)保生產(chǎn)，石煤提釩產(chǎn)量占比后續(xù)或有小幅提升。
產(chǎn)能：攀鋼釩鈦產(chǎn)能第一 。全球超過(guò) 70%以上的釩來(lái)自副產(chǎn)煉鋼的釩渣。產(chǎn)能規(guī)模較大（1 萬(wàn)噸/年以 上）的釩生產(chǎn)企業(yè)主要有中國(guó)的攀鋼釩鈦、俄羅斯的 Evraz、河鋼集團(tuán)承鋼公司、北京建龍重工、成渝釩鈦、四川德勝集團(tuán)、南非 Bushveld Vametco、奧地利 Trebacher Industrie AG（加工型企業(yè)）、嘉能可 Glencore、巴西 Maracas Menchen Mine等，其中攀鋼釩鈦產(chǎn)能40000噸/年，位居全球第一；俄羅斯Evraz 產(chǎn)能 35000 噸/年，為海外最大釩生產(chǎn)企業(yè)。
據(jù)某機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，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)分別是攀鋼釩鈦、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)。
5.2、 釩的應(yīng)用：鋼鐵領(lǐng)域應(yīng)用占比 90%以上
釩是一種重要的合金元素，主要用于鋼鐵、鈦合金添加劑、化工領(lǐng)域催化劑， 以及儲(chǔ)能領(lǐng)域。工業(yè)上常見(jiàn)的釩化合物包括 VO、V2O3、V2O5，F(xiàn)eV 釩鐵、NH4VO3 偏釩酸銨。
（1）鋼鐵：金屬釩是以釩鐵和釩氮合金的形式被添加于鋼鐵生產(chǎn)中，以提 高鋼的強(qiáng)度、韌性、延展性和耐熱性。含釩的合金鋼強(qiáng)度高、韌性大、耐磨性好， 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。鋼鐵行業(yè)在釩的下 游應(yīng)用中占最大比重，其用量約占釩消耗量的 90%以上。（2）鈦合金：大約有 2%的釩以鈦-鋁-釩合金的形式形成鈦合金，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，主要用于 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、宇航船艙骨架、導(dǎo)彈、蒸汽輪機(jī)葉片、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼等方面。此外 釩合金還應(yīng)用于磁性材料、硬質(zhì)合金、超導(dǎo)材料及核反應(yīng)堆材料等領(lǐng)域。（3）化工：在化工領(lǐng)域，釩主要用作制造硫酸和硫化橡膠的催化劑，也用 于抑制發(fā)電廠中產(chǎn)生氧化亞氮；其它化工釩制品則主要用于催化劑、陶瓷著色劑、 顯影劑、干燥劑等。（4）儲(chǔ)能：目前釩被用于生產(chǎn)全釩液流電池也成為儲(chǔ)能行業(yè)的研究熱點(diǎn)。在儲(chǔ)能行業(yè)中，近年來(lái)全釩液流電池在清潔能源方面的研究取得很大進(jìn)展，全釩 氧化還原液流電池(VRFB)在風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、電網(wǎng)調(diào)峰、分布電站、通訊 基站等領(lǐng)域擁有廣闊的市場(chǎng)前景，已經(jīng)開(kāi)始用于商業(yè)能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。
5.3、 釩價(jià)走勢(shì)復(fù)盤(pán)：近十年均價(jià) 10.8 萬(wàn)元/噸
截至 2022 年 7 月 1 日，五氧化二釩（98%片狀，四川）價(jià)格為 11.8 萬(wàn)元/ 噸，同比下跌 10.6%，較年初下跌 5.6%。2012 年以來(lái)，五氧化二釩含稅均價(jià) 10.76 萬(wàn)元/噸，多數(shù)時(shí)間以 10 萬(wàn)元/噸為價(jià)格中樞波動(dòng)，僅在 2017-2018 年出 現(xiàn)了大幅上漲的情形，主要是環(huán)保嚴(yán)查、進(jìn)口釩渣被禁止以及鋼筋指標(biāo)變化釩需 求增加多重利好因素疊加導(dǎo)致。
（1）2017 年 7 月 18 日，中國(guó)環(huán)境部提交至 WTO 的文件顯示，自 2017 年 9 月起，中國(guó)將禁止 4 類(lèi) 24 種固體廢料的進(jìn)口，其中釩渣在列。（2）2017 年 11 月，擬于 2018 年 11 月推行新版熱軋帶肋鋼筋標(biāo)準(zhǔn)，提高 了鋼筋中釩的添加比例，強(qiáng)化了鋼筋領(lǐng)域?qū)︹C市場(chǎng)的需求量，供需矛盾進(jìn)一步升 級(jí)，五氧化二釩價(jià)格進(jìn)入上行周期。（3）2018 年末，五氧化二釩價(jià)格逐步回落；2019-2022 年五氧化二釩價(jià)格 整體以震蕩為主。
6、重點(diǎn)公司分析
6.1、 釩電池領(lǐng)先公司：大連融科、北京普能等
（1）大連融科儲(chǔ)能
大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司成立于 2008 年，下屬的融科儲(chǔ)能、融科裝 備及博融新材料（電池核心材料開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)主體）共同構(gòu)建的同心產(chǎn)業(yè)群，已成 為全球領(lǐng)先的全釩液流電池全產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)發(fā)、完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)及高端制造能力的 服務(wù)商。目前已經(jīng)建立了 300MW/年全釩液流電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化裝備基地。大連融科由大連恒融新能源有限公司和中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所共 同組建，大連融科領(lǐng)軍國(guó)內(nèi)外液流電池標(biāo)準(zhǔn)的制定，引領(lǐng)全球液流電池技術(shù)的發(fā) 展。目前成功實(shí)施了多項(xiàng)商業(yè)化應(yīng)用示范項(xiàng)目，在全釩液流電池的核心技術(shù)領(lǐng)域 擁有完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，擁有的專(zhuān)利超過(guò) 300 余項(xiàng)。融科儲(chǔ)能提供的服務(wù)涵蓋全釩液流電池關(guān)鍵材料、電堆、電池模塊、KW 至 百 MW 級(jí)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的供應(yīng)以及客戶(hù)定制儲(chǔ)能解決方案。2022 年 2 月，融科 儲(chǔ)能承建的全球最大的 100MW/400MWh 級(jí)全釩液流電池儲(chǔ)能電站進(jìn)入調(diào)試。
（2）北京普能
北京普能于 2009 年收購(gòu)了加拿大 VRB Energy ，現(xiàn)已成為一家成長(zhǎng)迅速的 全球清潔技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)。普能開(kāi)發(fā)出目前世界上高安全、大容量、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能和長(zhǎng) 電池壽命為一體的全釩液流儲(chǔ)能電池和解決方案。據(jù)北京普能官網(wǎng)介紹，其在全 球已經(jīng)安裝和正在處于開(kāi)發(fā)階段項(xiàng)目容量達(dá)到 500 兆瓦時(shí)，安全穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí) 間累計(jì)接近 100 萬(wàn)個(gè)小時(shí)。普能特有的低成本的離子交換膜、長(zhǎng)壽命的電解液配方以及創(chuàng)新的電堆設(shè)計(jì) 使普能區(qū)別并領(lǐng)跑于其他供應(yīng)商。由普能擁有專(zhuān)利的、基于金屬釩元素的氧化還 原反應(yīng)的全釩氧化還原液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng) (VRB-ESS )可將能量?jī)?chǔ)存在電解液 中。2021 年開(kāi)發(fā)出全新第三代 MW 級(jí) 500KW 釩液流電池儲(chǔ)能產(chǎn)品，啟動(dòng) 100MW 級(jí)大型儲(chǔ)能電站項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。2019 年交付湖北棗陽(yáng) 10MW 光儲(chǔ)用首期 3MW 及國(guó) 內(nèi)多個(gè) MW 級(jí)儲(chǔ)能項(xiàng)目。
（3）湖北綠動(dòng)中釩新能源
湖北綠動(dòng)中釩新能源有限公司成立于 2021 年 6 月 24 日，其中國(guó)家電投集 團(tuán)湖北綠動(dòng)新能源有限公司投資 2100 萬(wàn)元，占股 70%，湖北平凡瑞豐新能源有 限公司投資 600 萬(wàn)元，占股本 20%。湖北綠動(dòng)中釩新能源有限公司將著力于開(kāi) 發(fā)全釩液流電池儲(chǔ)能領(lǐng)域。公司在湖北襄陽(yáng)高新區(qū)擬投資 93.2 億元建設(shè)釩電池儲(chǔ)能電站及風(fēng)電光伏項(xiàng) 目。其中，43.2 億元用于建設(shè) 100MW 全釩液流電池儲(chǔ)能電站及 500MW 分布式 屋頂光伏裝機(jī)項(xiàng)目；50 億元用于建設(shè) 1GW 風(fēng)電光伏發(fā)電項(xiàng)目；其中 19 億元用 于建設(shè) 100MW 全釩液流電池儲(chǔ)能電站項(xiàng)目，預(yù)計(jì)五年內(nèi)全部達(dá)產(chǎn)。2021 年 8 月，100MW 全釩液流電池儲(chǔ)能電站及 500MW 分布式屋頂光伏裝機(jī)項(xiàng)目已與高 新區(qū)簽訂入園協(xié)議，現(xiàn)已完成項(xiàng)目備案、勘探、可研等前期工作。
6.2、 攀鋼釩鈦：釩產(chǎn)品產(chǎn)量全球第一， 逐步切入釩電池業(yè)務(wù)
公司目前主營(yíng)業(yè)務(wù)包括釩、鈦、電三大板塊，其中釩、鈦板塊是公司戰(zhàn)略重 點(diǎn)發(fā)展業(yè)務(wù)，主要產(chǎn)品包括釩鐵、釩氮合金、鈦白粉、鈦渣等。公司是國(guó)內(nèi)重要 的產(chǎn)釩企業(yè)，同時(shí)公司是國(guó)內(nèi)五家具有氯化法鈦白粉生產(chǎn)能力的企業(yè)之一，更是 少數(shù)具有“硫酸法+氯化法”鈦白粉產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)。2021 年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入 140.60 億元，同比上升 33.42%；歸屬于上市公 司股東的凈利潤(rùn) 13.28 億元，同比上升 248.56%。
釩產(chǎn)品：2021 年 10 月，公司已完成對(duì)西昌釩制品的收購(gòu)，收購(gòu)前釩產(chǎn)品產(chǎn) 能（以 V2O5計(jì)）為 2.2 萬(wàn)噸/年，收購(gòu)后釩產(chǎn)品產(chǎn)能（以 V2O5計(jì)）超過(guò) 4 萬(wàn)噸/ 年。此外，攀枝花釩廠 5000t/a 高純氧化釩生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目一期工程目前正在建 設(shè)過(guò)程中，預(yù)計(jì) 2022 年投產(chǎn)。鈦產(chǎn)品：鈦白粉方面，公司硫酸法鈦白粉 22 萬(wàn)噸/年、氯化法鈦白粉 1.5 萬(wàn) 噸/年的生產(chǎn)能力。公司采用自主研發(fā)的低溫氯化技術(shù)生產(chǎn)氯化法鈦白粉，原料 為碳化渣，正在對(duì) 1.5 萬(wàn)噸/年的氯化法鈦白粉生產(chǎn)線進(jìn)行達(dá)效攻關(guān)，待條件成熟后，公司將考慮實(shí)施規(guī)?；ㄔO(shè)。公司也在積極進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)建，在建一條 6 萬(wàn) 噸的熔鹽氯化鈦白項(xiàng)目。鈦渣方面，目前公司具備酸溶性鈦渣 24 萬(wàn)噸/年的產(chǎn)能。2021 年公司累計(jì)生產(chǎn)釩制品（以 V2O5計(jì))4.33 萬(wàn)噸（含西昌釩制品 1.94 萬(wàn) 噸），大幅增長(zhǎng)主要系西昌釩制品并表影響；鈦白粉 24.44 萬(wàn)噸（其中含氯化鈦 白粉 1.64 萬(wàn)噸），同比增長(zhǎng) 3.77%；鈦渣 21.24 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) 3.20%。
與大連博融簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議。2021 年 9 月 10 日，攀鋼釩鈦公告與大連 博融在攀枝花市簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議。公司優(yōu)先安排提供釩產(chǎn)品供應(yīng)大連博融。大連博融根據(jù)生產(chǎn)情況及攀鋼釩鈦釩儲(chǔ)能項(xiàng)目需要，可以對(duì)攀鋼釩鈦優(yōu)先提供釩 電解液、釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)代加工等服務(wù)。根據(jù)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，雙方商議共同投資，建設(shè)釩電解液工廠，逐步擴(kuò)大釩電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模。后期，根據(jù)儲(chǔ)能市場(chǎng)增長(zhǎng) 情況，雙方適時(shí)啟動(dòng)釩電池儲(chǔ)能裝備生產(chǎn)合作，產(chǎn)能與釩電解液產(chǎn)能相配套。
6.3、 河鋼股份：釩產(chǎn)品產(chǎn)能?chē)?guó)內(nèi)第二大， 釩電解液批量生產(chǎn)
河鋼股份 2021 年釩渣產(chǎn)量 19.3 萬(wàn)噸，釩產(chǎn)品業(yè)務(wù)收入 17 億元，同比增長(zhǎng) 31%。河鋼股份 5 月 25 日在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，公司擁有釩電解液制造技術(shù) 的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，建成了全釩液流電池儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電、釩電池 儲(chǔ)能經(jīng)設(shè)備轉(zhuǎn)化為直流和交流電直接應(yīng)用。河鋼承鋼研究制備出雜質(zhì)含量低、產(chǎn)品穩(wěn)定性高、生產(chǎn)成本低的高純高性能 全釩液流電池電解液，已開(kāi)發(fā)出 10 余項(xiàng)工藝成熟、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的適用于 全釩液流電池的高純釩氧化物制備技術(shù)及商用電解液制備技術(shù)。同時(shí)配套研發(fā)商 用釩電解液系列檢測(cè)技術(shù)，為商用釩電解液及釩電池開(kāi)發(fā)研究與規(guī)模化生產(chǎn)提供 了完備、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，檢測(cè)方法達(dá)到同領(lǐng)域國(guó)際先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)釩電 池理化檢測(cè)技術(shù)空白。
由河北鋼鐵集團(tuán)承鋼公司釩鈦工程技術(shù)研究中心自主研發(fā)的商用電解液系 列檢測(cè)技術(shù)與方法開(kāi)發(fā)成功。在河鋼承鋼，5KW/20KWh 全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng) 正式投用，應(yīng)用于河鋼承鋼釩鈦產(chǎn)業(yè)園區(qū)避峰就谷時(shí)的廠區(qū)照明系統(tǒng)。截至 2022 年 3 月底，河鋼承鋼的高純氧化釩-電解液產(chǎn)線已經(jīng)上下游貫通， 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量提升 50%和 3.5 價(jià)商用電解液批量生產(chǎn)，已經(jīng)與國(guó)際頂尖釩電池制造 企業(yè)建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系。河鋼承鋼已經(jīng)規(guī)劃 2MW/16MW 釩電池儲(chǔ)能示范工 程，并完成了立項(xiàng)審批。
6.4、 西部礦業(yè)：石煤提釩新工藝已經(jīng)實(shí) 現(xiàn)投產(chǎn)
西部礦業(yè)是我國(guó)第二大鉛精礦、第四大鋅精礦和第八大銅精礦生產(chǎn)商。2021 年年報(bào)顯示，公司擁有保有資源儲(chǔ)量包括銅 655.83 萬(wàn)噸、鉛 160.69 萬(wàn)噸、鋅 311.6 萬(wàn)噸、鉬 35.73 萬(wàn)噸、五氧化二釩 58.81 萬(wàn)噸、鐵礦石 3.11 億噸、鎳 25.24 萬(wàn)噸、金 13.54 噸、銀 2315.45 噸（以上均為金屬?lài)崳?。?jù)中國(guó)有色金屬報(bào)及西部礦業(yè)公眾號(hào)，公司全資子公司肅北西礦釩科技公司 2020 年 5 月試投產(chǎn)一期偏釩酸銨產(chǎn)能 1239 噸；2022 年 4 月 10 日，西部礦業(yè) 釩科技改擴(kuò)建生產(chǎn)線順利產(chǎn)出第一批偏釩酸銨，二期技改擴(kuò)建項(xiàng)目完成后，可實(shí) 現(xiàn)偏釩酸銨產(chǎn)能 2611 噸，屆時(shí)偏釩酸銨總產(chǎn)能將達(dá)到 3850 噸。
6.5、 安寧股份：擁有豐富釩鈦磁鐵礦資 源
公司是一家以先進(jìn)技術(shù)對(duì)多金屬共伴生礦進(jìn)行采選的釩鈦資源綜合利用循 環(huán)經(jīng)濟(jì)企業(yè)，主要從事釩鈦磁鐵礦的開(kāi)采、洗選和銷(xiāo)售，主要產(chǎn)品為鈦精礦和釩 鈦鐵精礦。公司擁有儲(chǔ)量豐富的釩鈦磁鐵礦資源，截至 2021 年底，公司采礦權(quán) 范圍內(nèi) 1）保有工業(yè)品位鐵礦石資源量 19086.75 萬(wàn)噸，TFe 品位 29.48%，伴 生 TiO2 的量為 2294.36 萬(wàn)噸，TiO2 品位 12.02%，伴生 V2O5 的量為 51.72 萬(wàn) 噸，V2O5 品位 0.27%。2）保有低品位鐵礦石量 7190.58 萬(wàn)噸。公司年報(bào)顯示，釩鈦鐵精礦是釩鈦鋼鐵企業(yè)提釩煉鋼的主要原料，被用于重 軌及抗震鋼筋等高強(qiáng)度鋼的生產(chǎn)。公司是攀西地區(qū)唯一的 61%品位釩鈦鐵精礦 生產(chǎn)企業(yè)，2021 年公司生產(chǎn)釩鈦鐵精礦（61%）141.65 萬(wàn)噸，同比增加 10.03%。
6.6、 國(guó)網(wǎng)英大：旗下武漢南瑞全面掌握 釩電池技術(shù)
國(guó)網(wǎng)英大是國(guó)家電網(wǎng)有限公司旗下上市公司。武漢南瑞是國(guó)網(wǎng)英大的間接全 資子公司。2010 年，武漢南瑞將電化學(xué)儲(chǔ)能列為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，展開(kāi)全釩液流 電池儲(chǔ)能技術(shù)研究；于 2011 年成立風(fēng)光儲(chǔ)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并于 2017 年形成兆瓦級(jí) 的全釩液流電池電堆智能化生產(chǎn)能力。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 250 千瓦/500 千瓦時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)，申請(qǐng)發(fā)明、實(shí)用新型專(zhuān)利共 70 項(xiàng)，授 權(quán) 40 余項(xiàng)。國(guó)網(wǎng)英大于 2022 年 5 月 11 日在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，公司下屬武漢南瑞， 依托多年來(lái)科技項(xiàng)目與實(shí)際應(yīng)用的研發(fā)、設(shè)計(jì)和建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，沉淀積累了儲(chǔ)能設(shè)計(jì) 和研究的核心競(jìng)爭(zhēng)力，目前已落地“漢口火車(chē)站西側(cè)充電塔新建工程綜合能源項(xiàng) 目（含釩電池儲(chǔ)能）”等項(xiàng)目。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正在推進(jìn)其他相關(guān)儲(chǔ)能試點(diǎn)項(xiàng)目前期工 作，促進(jìn)形成可復(fù)制推廣的模式，推進(jìn)業(yè)務(wù)商業(yè)化運(yùn)行。
6.7、 中國(guó)廣核：旗下中廣核新能源已承 接大型釩電池項(xiàng)目
中國(guó)廣核新能源控股有限公司是一家電源種類(lèi)和地理分布多元化的獨(dú)立發(fā) 電商，業(yè)務(wù)包括風(fēng)力、太陽(yáng)能、燃?xì)狻⑷济?、燃油、水力、熱電?lián)產(chǎn)及燃料電池 發(fā)電項(xiàng)目。2010 年 11 月，中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司通過(guò)其間接持有的全資附屬公司中廣 核華美投資有限公司收購(gòu)中廣核新能源全部股本，并成為控股股東。公司位于襄 陽(yáng)市高新產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)建設(shè)襄陽(yáng)高新 100MW/500MWh 全釩液流儲(chǔ)能電站項(xiàng)目， 建設(shè)規(guī)模 100MW/500MWh，項(xiàng)目于 2022 年 1 月 1 日開(kāi)工，計(jì)劃于 2022 年 12 月 30 日前完成項(xiàng)目全容量并網(wǎng)。
6.8、 上海電氣：釩電池業(yè)務(wù)擁有多項(xiàng)知 識(shí)自主核心產(chǎn)權(quán)
上海電氣主營(yíng)業(yè)務(wù)涉及能源裝備、工業(yè)裝備、集成服務(wù)三大領(lǐng)域，產(chǎn)品包括 火力發(fā)電機(jī)組(煤電、氣電)、核電機(jī)組、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、輸配電設(shè)備、環(huán)保設(shè)備、 自動(dòng)化設(shè)備、電梯、軌道交通和機(jī)床等。上海電氣釩電池業(yè)務(wù)由其子公司上海電 氣儲(chǔ)能公司負(fù)責(zé)，技術(shù)由上海電氣中央研究院提供。上海電氣集團(tuán)中央研究院儲(chǔ)能液流電池產(chǎn)品部自 2011 年創(chuàng)建以來(lái)積極致力 于液流電池儲(chǔ)能產(chǎn)品的自主研發(fā)，掌握核心技術(shù)以支撐集團(tuán)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，攻 克了電池設(shè)計(jì)、電池密封、電池自動(dòng)化制造工藝、系統(tǒng)集成等一系列關(guān)鍵技術(shù)瓶 頸，成功研發(fā)出 5KW/25KW/50KW 的釩液流電池電堆。該電堆可集成至百千瓦 /兆瓦級(jí)集裝箱式全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。
上海電氣 3 月 24 日在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，上海電氣旗下上海電氣儲(chǔ)能科 技有限公司擁有液流電池自主核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)及多項(xiàng)專(zhuān)利，已開(kāi)發(fā)高性能電堆及系 列化儲(chǔ)能產(chǎn)品，具備液流電池電堆及系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、交付能力，不斷積累 液流儲(chǔ)能工程經(jīng)驗(yàn)，逐步由設(shè)備供應(yīng)商向整體解決方案提供商邁進(jìn)。負(fù)責(zé)建設(shè)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)等即將實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，汕頭智慧能源全釩液流電池儲(chǔ)能電站已于 2021 年上半年 順利通過(guò)驗(yàn)收。2022 年 3 月 4 日，上海電氣儲(chǔ)能科技有限公司董事長(zhǎng)曾 樂(lè)才、總經(jīng)理?xiàng)盍亓胤謩e與鹽城科技城管委會(huì)及悅達(dá)集團(tuán)，進(jìn)行先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)研 發(fā)與液流儲(chǔ)能裝備制造產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目、上海電氣儲(chǔ)能科技有限公司增資合資、鹽城百 兆瓦級(jí)儲(chǔ)能項(xiàng)目等進(jìn)行簽約，簽約儀式在江蘇鹽城成功舉行，此次簽約儀式的圓 滿(mǎn)成功，標(biāo)志著上海電氣儲(chǔ)能科技有限公司完成 Pre-A 輪融資。
