中國儲能網(wǎng)訊：全球碳中和共識與地緣沖突加劇的背景下，各國越來越重視能源安全與能源轉(zhuǎn)型，推動能源革命、構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)成為全球共識。
釩被稱為“新型儲能金屬”，受到越來越多國家的重視，美國、加拿大、日本和歐洲等國家地區(qū)相繼將釩列入關(guān)鍵礦產(chǎn)清單。
新型儲能市場快速發(fā)展，釩電池受到市場青睞。
2023年，全球新增投運(yùn)電力儲能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模突破50GW，達(dá)到52GW，同比增長69.5%。其中，新型儲能新增投運(yùn)規(guī)模創(chuàng)歷史新高，達(dá)到45.6GW，占比87.7%。
中國、歐洲和美國引領(lǐng)全球新型儲能市場發(fā)展，新增裝機(jī)規(guī)模合計(jì)占全球市場的88%，中國占比接近50%。
圖1：新型儲能市場裝機(jī)規(guī)?？焖僭鲩L
圖2：全球儲能市場份額
資料來源：中國地質(zhì)調(diào)查局
長時儲能（持續(xù)放電4小時以上）是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)關(guān)鍵技術(shù)之一。全釩氧化還原液流電池（以下簡稱“釩電池”）作為新型儲能液流電池中一種，其電解液為釩離子的稀硫酸水溶液，以液體形態(tài)電解發(fā)電，不會發(fā)生熱失控、過熱、燃燒和爆炸，安全性大大提高。
同時，釩電池因正負(fù)極都是釩，可通過周期性金屬釩離子電解液共混實(shí)現(xiàn)對可逆容量的恢復(fù)，循環(huán)次數(shù)可達(dá)到12000-18000次，約為鋰離子電池的2倍，使用壽命可達(dá)20年以上。
表1：不同新型儲能技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)
數(shù)據(jù)來源：陳仁鳳、龍濤、陳其慎等《新型儲能金屬釩資源需求預(yù)測與供應(yīng)分析》
一、全球釩資源儲量豐富但高度集中
釩是一種重要的稀有金屬元素，自然界中釩資源豐富，在地殼中的豐度約為0.02%，比銅、鋅、鎳、鉻都高，按照地殼中金屬的總含量排在第22位。雖然地殼中含量多，但是沒有發(fā)現(xiàn)單獨(dú)的釩礦，釩主要以含釩礦物的形式存在，通常與鐵、鈦、鈾、鉬、銅、鉛、鋅、鋁等金屬礦以及碳質(zhì)礦、磷礦共生，已發(fā)現(xiàn)含釩礦物65種。
圖3：全球主要釩礦床及主要國家儲量分布
數(shù)據(jù)來源：楊立飛、李增華、歐陽永棚等《釩礦床研究進(jìn)展與展望》
二、全球釩資源豐富，分布高度集中
根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局不完全統(tǒng)計(jì)，截至2023年底，全球釩儲量超過6300萬噸（金屬量，下同），其中已認(rèn)定的釩資源中符合當(dāng)前采掘和生產(chǎn)要求的釩礦儲量約為1882萬噸，主要分布于澳大利亞、俄羅斯、中國和南非四國。
圖4：全球釩資源儲量
資料來源：中國地質(zhì)調(diào)查局
三、釩資源生產(chǎn)原料廣泛，以煉鋼得到的釩渣為主
含釩原料主要包括釩渣、高品位釩鈦磁鐵礦、回收的含釩副產(chǎn)品、石煤等。目前，世界上98%釩產(chǎn)品的生產(chǎn)原料來自于釩鈦磁鐵礦（中國約為63%）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年全球約73%的釩來自于釩鈦磁鐵礦經(jīng)鋼鐵冶金加工得到的釩渣（中國約為84.5%），以中國和俄羅斯企業(yè)為主；約13.1%的釩（15448噸）來自于釩鈦磁鐵礦直接提釩（中國為0.90%），以南非的布什維爾德礦業(yè)公司和Rhovan公司，以及巴西的Largo資源公司為代表；約13.9%的釩來自于二次回收的含釩副產(chǎn)品（含釩燃油灰渣、廢化學(xué)催化劑等）及石煤等，以美國、日本及韓國等企業(yè)為主。
圖5：釩資源來源占比
資料來源：中國地質(zhì)調(diào)查局
圖6：2022年世界主要資源型釩生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)量(折金屬釩－噸)分布
資料來源：陳仁鳳、龍濤、陳其慎等《新型儲能金屬釩資源需求預(yù)測與供應(yīng)分析》
四、全球釩資源供需集中在中國
近年來，全球釩資源供給整體呈現(xiàn)波動上漲的趨勢。2014-2023年，全球釩資源產(chǎn)量同比增長均在2.8%左右，其中2019年同比增速達(dá)21.9%；2021-2022年，全球釩產(chǎn)量受中國粗鋼產(chǎn)能政策限制及結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素影響略有下滑。
自2012年以來，中國釩資源產(chǎn)量占全球比重均在50%以上，作為全球最大的釩資源產(chǎn)量大國，全球釩資源產(chǎn)量受中國釩資源相關(guān)政策影響比較大。2016年，中國全面取締“地條鋼”環(huán)保政策禁止石煤提釩，許多企業(yè)因此關(guān)停，從而導(dǎo)致全球釩資源產(chǎn)量出現(xiàn)明顯下滑。
圖7：全球釩資源產(chǎn)量（“e”代表評估礦產(chǎn)量）
資料來源：中國地質(zhì)調(diào)查局
從釩資源生產(chǎn)商來看，全球釩資源生產(chǎn)商主要集中在中國。國外大約有20余家釩制品生產(chǎn)企業(yè)，除利用釩鈦磁鐵礦為原料生產(chǎn)的企業(yè)外，其余都是利用廢催化劑、石油殘?jiān)群C廢物為原料，或者利用氧化釩深加工生產(chǎn)釩鐵、釩電解液、催化劑及其他釩功能材料等。
表2：2022年全球自有資源型釩生產(chǎn)企業(yè)概況
數(shù)據(jù)來源：陳仁鳳、龍濤、陳其慎等《新型儲能金屬釩資源需求預(yù)測與供應(yīng)分析》
表3：2022年全球主要釩生產(chǎn)企業(yè)（非加工型）產(chǎn)量
數(shù)據(jù)來源：陳仁鳳,龍濤,陳其慎等《新型儲能金屬釩資源需求預(yù)測與供應(yīng)分析》
注：南非Bushveld釩產(chǎn)品產(chǎn)量為Vametco及Vanchem產(chǎn)量之和。
五、釩資源消費(fèi)集中在鋼鐵行業(yè)
釩因其熔點(diǎn)（1887℃）和沸點(diǎn)（3337℃）高，常與鈮、鉭、鎢、鉬等元素并稱為難熔金屬，且具有延展性好、質(zhì)堅(jiān)硬、無磁性、耐鹽酸和硫酸等特性，廣泛應(yīng)用在鋼鐵、冶金、化工、儲能、顏料、環(huán)保、醫(yī)藥等國民經(jīng)濟(jì)的諸多重要領(lǐng)域，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的味精”。
從消費(fèi)結(jié)構(gòu)來說，釩作為一種重要的合金添加劑，能提高鋼鐵的硬度和抗拉強(qiáng)度。鋼鐵冶金為其主要下游應(yīng)用領(lǐng)域。2022年，全球約88.83%的釩應(yīng)用于鋼鐵冶金領(lǐng)域。
圖8：全國和中國釩消費(fèi)量
資料來源：中國地質(zhì)調(diào)查局
圖9：全球釩資源消費(fèi)結(jié)構(gòu)
資料來源：中國地質(zhì)調(diào)查局
六、釩資源有望迎來鋼鐵冶金和釩電池儲能“二元消費(fèi)”格局
在“雙碳”背景下，世界各國為更好促進(jìn)風(fēng)能、太陽能等可再生能源開發(fā)利用，出臺了一系列新型儲能利好政策，支持釩電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2020年2月，澳大利亞援助澳大利亞釩業(yè)125萬美元資金，以促進(jìn)釩電池全產(chǎn)業(yè)鏈一體化開發(fā)。
表4：國內(nèi)外釩電池相關(guān)政策
資料來源：國信證券
在全球各國利好政策推動下，釩電池產(chǎn)業(yè)化加速推進(jìn)，近年來釩電池儲能對釩的消費(fèi)持續(xù)上漲。根據(jù)Vanitec數(shù)據(jù)，2022年全球釩電池儲能用釩占比上升至4.37%，中國釩電池儲能用釩占比上升至6.66%，中國釩電池儲能用釩的消費(fèi)增速大于全球增速。
2020年，受中國螺紋鋼新標(biāo)的應(yīng)用、鋼筋產(chǎn)量進(jìn)一步提升、儲能用釩停滯、減量等因素影響，中國鋼鐵領(lǐng)域用釩占比達(dá)到96.6%，釩電池儲能用釩占比出現(xiàn)大幅下降。未來隨著新型儲能裝機(jī)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和釩電池滲透率提升，釩電池儲能對釩需求占比將逐漸提升。中國儲能領(lǐng)域用釩量將增長至2.3萬噸和5.7萬噸。預(yù)計(jì)到2030年釩電池儲能對釩需求占全球釩消費(fèi)結(jié)構(gòu)的比例將有望上升至40%左右，屆時將形成以鋼鐵冶金和釩電池儲能為主導(dǎo)的需求“二元消費(fèi)”格局。
圖10：釩在各應(yīng)用領(lǐng)域消費(fèi)占比
資料來源：中國地質(zhì)調(diào)查局
七、鋼鐵領(lǐng)域釩求穩(wěn)步增長，但占比下降
鋼鐵冶金是釩消費(fèi)的最主要領(lǐng)域。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年，受中國鋼鐵產(chǎn)能減產(chǎn)影響，全球粗鋼產(chǎn)量減少至18.85億噸，同比下降3.93%；2023年全球粗鋼產(chǎn)量合計(jì)18.882億噸，同比基本持平。
借鑒發(fā)達(dá)國家鋼鐵需求變化的規(guī)律性經(jīng)驗(yàn)——人均鋼鐵消費(fèi)量與人均GDP關(guān)系呈現(xiàn)“S”形理論模型，中國作為全球第一大鋼鐵生產(chǎn)國，正在由快速工業(yè)化進(jìn)程轉(zhuǎn)向后工業(yè)化時期，人均鋼消費(fèi)量將趨于穩(wěn)定，但長期看鋼鐵需求呈現(xiàn)逐漸下降趨勢。印度、東南亞等地區(qū)國家人口眾多，正在逐漸步入快速工業(yè)化時期，未來將成為全球鋼鐵需求的主要增長點(diǎn)。世界鋼鐵協(xié)會預(yù)測，隨著全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的推動，鋼鐵需求逐漸增長。
圖11：人均鋼材消費(fèi)水平與人均GDP“S”形規(guī)律
資料來源：楊軼《簡析釩市場需求結(jié)構(gòu)及未來發(fā)展趨勢》
釩在鋼鐵中消費(fèi)強(qiáng)度存在地區(qū)差異。隨著中國鋼鐵工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，高強(qiáng)鋼需求增長帶動其產(chǎn)量持續(xù)增長，釩在鋼鐵中的消費(fèi)強(qiáng)度將出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性增加。印度、東南亞等地區(qū)新興國家逐漸步入工業(yè)化初期，城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加速，人均鋼消費(fèi)量將快速增加，釩在鋼鐵中消費(fèi)強(qiáng)度也將持續(xù)增加。
圖12：釩在鋼鐵中的消費(fèi)強(qiáng)度
資料來源：陳仁鳳、龍濤、陳其慎等《新型儲能金屬釩資源需求預(yù)測與供應(yīng)分析》
綜上所述，短期全球釩在鋼鐵領(lǐng)域消費(fèi)量受中國影響出現(xiàn)下滑。長期來看，全球鋼鐵需求以及釩在鋼鐵中消費(fèi)強(qiáng)度持續(xù)增長，釩在鋼鐵領(lǐng)域的需求仍將保持穩(wěn)定增長。
根據(jù)相關(guān)的預(yù)測，2025年和2030年全球鋼鐵行業(yè)用釩量將分別增至12.45萬噸和13.67萬噸；中國單位用釩量提升被粗鋼產(chǎn)量下滑抵消，2025年和2030年中國鋼鐵行業(yè)用釩量將達(dá)到6.55萬噸和6.59萬噸。預(yù)計(jì)到2030年鋼鐵領(lǐng)域用釩量占比將下降到54.8%。
八、釩產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展態(tài)勢初現(xiàn)
從產(chǎn)業(yè)鏈看，釩產(chǎn)業(yè)鏈上游原料主要為含釩礦產(chǎn)、釩渣以及含釩固廢；中游釩制品主要為五氧化二釩、三氧化二釩等氧化釩；下游應(yīng)用領(lǐng)域包括鋼鐵冶金、儲能、鈦合金和化工等領(lǐng)域。
圖13：釩產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?/span>
資料來源：中國地質(zhì)調(diào)查局
九、我國釩資源開發(fā)利用建議
一是加強(qiáng)釩資源勘探開發(fā)，放開釩渣進(jìn)口。由于國內(nèi)釩主要來源于釩鈦磁鐵礦煉鋼生產(chǎn)過程中的釩渣且目前國內(nèi)仍禁止釩渣進(jìn)口，釩鈦磁鐵礦冶煉經(jīng)濟(jì)性及鋼鐵行業(yè)收縮可能影響釩渣長期供給。因此，可針對釩渣禁止進(jìn)口政策作出調(diào)整，擴(kuò)大國內(nèi)釩資源獲取能力。
二是加強(qiáng)石煤中釩資源開發(fā)利用。建議加大石煤中釩的分選和提取技術(shù)研究，解決石煤提釩工藝能耗高、成本高和環(huán)境污染等問題，提高石煤釩礦資源綜合利用水平。
三是加快推進(jìn)釩資源循環(huán)利用。目前，我國釩資源回收利用份額占比較小。在工業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的含釩廢棄物，如不能得到合理應(yīng)用，對環(huán)境造成危害的同時，也會對釩資源造成浪費(fèi)。未來隨著釩電池大規(guī)模列裝產(chǎn)生大量廢舊釩電池，加強(qiáng)釩電池電解液和電極釩資源回收，有利于釩液流電池的可持續(xù)發(fā)展和釩資源的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)。
四是優(yōu)化釩資源開發(fā)布局。我國是釩資源儲量和產(chǎn)量最大的國家，長期以來存在開采過量、一礦多采、大礦小開、采富棄貧等現(xiàn)象，生產(chǎn)商集中度不高。建議攀鋼集團(tuán)、河鋼集團(tuán)等大型釩資源生產(chǎn)商組成釩資源聯(lián)盟，加強(qiáng)釩資源生產(chǎn)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)政策和標(biāo)準(zhǔn)的引導(dǎo)，從全產(chǎn)業(yè)鏈視角推進(jìn)釩產(chǎn)業(yè)合作，保障釩產(chǎn)業(yè)鏈安全和高質(zhì)量發(fā)展。
