釩電池產(chǎn)業(yè)鏈深度研究報告-

1、釩電池產(chǎn)業(yè)鏈深度爭辯報告在“碳達峰、碳中和”背景下，以風電光伏為主的清潔能源將漸漸取代以煤炭、石油為主的化石能源。由于風電、光伏間歇性發(fā)電的特點，儲能正在從過去的“可選項” 變?yōu)檫M展新能源過程中的“必選項”。當前儲能相關支持政策推出速度顯著加快。2023 年 7 月 15 日， 國家發(fā)改委、國家能源局正式印發(fā)關于加快推動新型儲能進展的指導意見，明確到 2025 年新型儲能裝機規(guī)模達 30GW 以上，將來五年將實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；D(zhuǎn)變，到 2030 年實現(xiàn)新型儲能全面市場化進展。文件提出要堅持儲能技術多元化，推動鋰離子電池等相對成熟新型儲能技術成本持續(xù)下降和商業(yè)化規(guī)模應用，實現(xiàn)液流電

2、池等長時儲能技術進入商業(yè)化進展初期。目前主要的液流電池包括鐵鉻電池、鋅溴電池及全釩電池等。其中，全釩液流電池是目前爭辯和應用最廣泛的液流電池技術，其格外適合作為儲能電池，尤其是在光伏、風電等新能源領域。以釩電池為代表的液流電池，2023 年裝機規(guī)模為 20MW，2023 年裝機規(guī)模達 100MW，據(jù)不完全統(tǒng)計 2023 年以來釩電池項目，裝機量已經(jīng)超過 6GW，容量超過 20GWH。依據(jù)關于加快新型儲能進展的指導意見政策制定目標，2025 年累計實現(xiàn)新型儲能 30GW 裝機量，釩電池滲透率 20 +，當前滲透率為 1左右，由于光伏、風電等將帶動儲能行業(yè)高速進展，釩電池未來進展前景寬敞，2023

3、 至 2025 年有望是釩電池滲透率提升的第一階段爆發(fā)期。釩電池有望成為儲能行業(yè)大進展賽道上的新星。釩電池的工作原理：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)，其電解液是不同價態(tài)的釩離子的硫酸電解液。從應用領域來看，釩液流電池當前已實現(xiàn)在智能電網(wǎng)、通信基站、偏遠地區(qū)供電、可再生能源及削峰填谷等項目中的應用。全釩液流電池，壽命長、規(guī)模大、安全牢靠的優(yōu)勢尤為突出，可用于建筑千瓦級到百兆瓦級儲能電站不易燃燒，可實現(xiàn)100放電， 而不損害電池，成為規(guī)模儲能的首選技術，在調(diào)峰電源系統(tǒng)、大規(guī)模風光

4、電系統(tǒng)儲能、應急電源系統(tǒng)等領域具有寬敞的應用前景。釩產(chǎn)業(yè)鏈上游：資源端儲量豐富釩在地殼中為第 17 種常見元素，在地殼中的含量為 0.020.03， 分布廣泛。釩常以釩鐵、釩化合物和金屬釩的形式廣泛應用于冶金、宇航、化工和電池等行業(yè)。釩很少形成獨立的礦物，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）。絕大多數(shù)的釩供應來源于共伴生礦床：釩產(chǎn)量中大約有 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，二者合計達到89，其他的釩來自釩鈾礦、含釩燃油灰渣、含釩石煤、廢化學催化劑等等。釩主要以伴生元素賦存于釩鈦磁鐵礦中：全球釩

5、礦儲量主要集中在、俄羅斯、南非，儲量占全球的 43。的釩礦產(chǎn)量占全球 62。2023 年全球釩靜態(tài)開采年限達到 253 年，相比于其他金屬 20-50年的靜態(tài)開采年限，釩的資源格外充分，其資源儲量完全有力量保障需求的數(shù)量級增長。國內(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)。從釩儲量來看，四川攀枝花地區(qū)的釩資源最為豐富，攀枝花市境內(nèi)釩鈦磁鐵礦保有儲量達 237.43 億噸，其中釩資源儲量達 1865 萬噸，約占全國儲量的 62，攀鋼釩鈦是國內(nèi)最大的釩產(chǎn)品生產(chǎn)商，2023年公司釩產(chǎn)品產(chǎn)量占國內(nèi)產(chǎn)量的 18.75。具備釩制品（折合 V2O5）產(chǎn)能

6、 2.2 萬噸/年， 外加托管的西昌鋼釩的產(chǎn)能 1.8 萬噸/年，公司實際把握的產(chǎn)能達到 4 萬噸/年。我國主要釩生產(chǎn)企業(yè)還包括河鋼承德釩鈦新材料、川威特殊鋼、四川德勝集團鋼鐵、承德建龍?zhí)厥怃摰?。?jīng)受產(chǎn)能出清過后的釩行業(yè)集中度提升，競爭格局優(yōu)化，龍頭企業(yè)定價權進一步提升。攀鋼釩鈦行業(yè)龍頭地位得到強化與鞏固，定價權得以進一步提升。釩下游：儲能需求高速增長釩的下游包括鋼鐵與鑄造、鈦合金、化工以及儲能，釩的應用集中在鋼鐵領域，占比達到85。儲能方面則被用在全釩氧化還原液流電池中。依據(jù) Roskill，得益于對螺紋鋼標準的執(zhí)行，的釩使用強度已經(jīng)超過了世界平均水平，正在超發(fā)達國家邁進。到 2030 年，

7、全球鋼鐵對釩的需求將達到約 136000 噸，年均復合增長率達到 2.7。“雙碳”背景下鋼鐵行業(yè)對釩的需求增量有限。隨著儲能的高速進展，釩電池有望帶動釩需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。Roskill 猜測到 2030 年，VRFBs 的釩需求將以約 56.7的復合年增長率增長。世界銀行猜測，到 2050 年，單是儲能領域的釩需求量就可能達到 2018 年全球釩產(chǎn)量的兩倍。釩電池與鋰電池相比的優(yōu)劣勢從成本端來看，與鋰電池相比，釩電池最大的劣勢就是成本。隨著消費電子和新能源汽車對鋰電池行業(yè)的拉動，鋰電市場規(guī)模急劇擴大，技術不斷進步，加上規(guī)模效應，帶來成本的大幅下降。 由于尚未規(guī)模化商用，且受制于設備、產(chǎn)能以及

8、高額的前期投入，目前釩電池成本約為鋰電池的 2-3 倍。以當前集裝箱交付的價格（含電池包、溫控系統(tǒng)、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 3-3.2 元/Wh，對比目前儲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格壓力。全釩液流電池儲能系統(tǒng)由電堆、電解液、管路系統(tǒng)、儲能變流器等組成，其中電堆和電解液成本占系統(tǒng)總成本的 85左右。隨著政策推動，釩電池形成規(guī)?；⒓夯a(chǎn)業(yè)后，電池成本有望進一步下降。全釩液流電池關鍵技術：相比鋰電池，安全是釩電池最大的優(yōu)勢。與目前儲能電站的主流電池使用非水電解液的鋰電池不同，由于全釩液流電池電解質(zhì)離子存在于水溶液中，發(fā)生過

9、熱、爆炸的可能性大大降低，液流電池的安全性能讓其在電池領域脫穎而出。另外，不同于鋰 80供應在海外，釩的供應大約 50在國內(nèi)，資源不會受制于人。釩的需求結(jié)構(gòu)始終相對穩(wěn)定，90來自鋼鐵，儲能目前只占1。但是隨著儲能進入爆發(fā)期，2025 年占比有望超過 15，2030 年有望超過 30。正如 2015 年的鋰鈷和 2018 年的鎳的進展格局，新的需求領域帶來了新的成長空間。隨著儲能行業(yè)的快速進展，釩產(chǎn)品將來的需求空間打開，釩有望成為繼鋰鈷鎳之后能源金屬。釩電池放電過程：從釩電池的歷史進展沿革來看，釩電池相關爭辯源于 1984 年UNSW 對 2/3 價與 4/5 價釩離子電對在氧化還原電池中的應用

10、，并于1988 年開頭進入工業(yè)研發(fā)階段。1995 年，工程物理爭辯院電子工程爭辯所從領先在國內(nèi)開始釩電池的研制。先后研制成功了 500W、1000W 的釩電池樣機，成功開發(fā)了 4 價釩溶液制備、導電塑料成型及批量生產(chǎn)、電池組裝配和調(diào)試等技術。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， 與中南高校合作介入了釩電池的研發(fā)。2009 年，普能實現(xiàn)對全球最大釩電池公司 VRB Power Systems 公司的資產(chǎn)收購，包括其擁有或把握的全部專利、商標、技術隱秘、設備材料等。此外，VRB PowerSystems 公司的核心技術團隊加入合并后的公司。釩電池市場格局從釩電池市場格局來看，目前釩電池市場體量較小，龍頭格局未顯，產(chǎn)業(yè)仍處于進展初期。目前全球范圍內(nèi)研發(fā)和制造企業(yè)主要包括日本住友電工 SEI、大連融科、北京普能、美國 UniEnergyTechnologies 等。國內(nèi)釩電池生產(chǎn)企業(yè)主要為北京普能、大連融科、武漢南瑞（國網(wǎng)英大子公司）、上海電氣及偉力得。依據(jù)國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的關于加快推動新型儲能進展的指導意見所制定的目標，到 2025 年新型儲能裝機規(guī)模將達30GW 以上，與目前的裝機量相比仍有巨大的空間。釩電池由于其壽命較長，