儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的重要支撐技術(shù)之一，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與成熟對(duì)于加快構(gòu)建以新能源為主的電力系統(tǒng)具有重要意義。近年來(lái)在國(guó)家和地方政府政策支持下，我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)（特別是電化學(xué)儲(chǔ)能）發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)鏈布局不斷完善。其中，全釩液流電池憑借其可獨(dú)立調(diào)節(jié)功率和容量等優(yōu)勢(shì)，成為“雙碳”戰(zhàn)略下國(guó)家電力系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域首選的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)路線。

一、產(chǎn)業(yè)鏈

釩電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速，產(chǎn)業(yè)鏈已基本形成。釩電池產(chǎn)業(yè)鏈上游包括釩礦、含釩固廢等釩原料供給以及離子交換膜、雙極板、電極等電堆材料生產(chǎn)；中游包括電解液制備、電池模組裝配及循環(huán)泵、儲(chǔ)液罐等控制系統(tǒng)；下游為可再生能源儲(chǔ)能、電網(wǎng)調(diào)頻、備用電源預(yù)計(jì)電動(dòng)汽車等各類儲(chǔ)能應(yīng)用市場(chǎng)。

二、上游分析

目前中國(guó)釩礦產(chǎn)量與儲(chǔ)量都相對(duì)豐富。在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型時(shí)期，釩作為釩電池的基礎(chǔ)和關(guān)鍵材料，占據(jù)釩電池成本的40%左右，擁有釩資源，意味著掌握了釩電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)，這是我國(guó)與西方國(guó)家在液流電池路線選擇上我國(guó)更推崇釩電池體系的原因。

（一）釩礦原料

1.全球釩資源分布情況

截至2022年末，全球釩儲(chǔ)量（折金屬釩）超過(guò)2600萬(wàn)噸，其中釩礦金屬釩儲(chǔ)量（已認(rèn)定的釩資源中符合當(dāng)前采掘和生產(chǎn)要求的部分）約為2557萬(wàn)噸，主要分布在中國(guó)、澳大利亞、俄羅斯以及南非等地區(qū)，其中，中國(guó)釩資源（折金屬釩）儲(chǔ)量約為950萬(wàn)噸，儲(chǔ)量全球第一，占全球釩總儲(chǔ)量的37.2%，其次是澳大利亞、俄羅斯，分別占比28.9%、19.6%，前三國(guó)家釩礦資源儲(chǔ)量合計(jì)占比為85.7%，釩資源分布較為集中。

2.中國(guó)釩礦儲(chǔ)量分布情況

數(shù)據(jù)顯示，2022年中國(guó)釩礦儲(chǔ)量（折V₂O₅）為734.39萬(wàn)噸，分布于15個(gè)�。ㄊ校�，主要集中分布在四川、甘肅、廣西，其中，四川省攀枝花地區(qū)釩資源保有儲(chǔ)量0.14億噸，占全國(guó)的62.2%、全球的11.6%，居國(guó)內(nèi)第一、世界第三，是全球規(guī)模最大的釩產(chǎn)品綜合生產(chǎn)基地。釩產(chǎn)品以釩鈦磁鐵礦為原料的主要產(chǎn)品分布在四川和河北；以石煤為原料的主要產(chǎn)區(qū)在陜西、河南、甘肅、湖北和湖南等地。

3.中國(guó)大型釩礦情況

我國(guó)釩礦的查明資源量主要分布于四川、湖南、貴州、湖北、河南和陜西，這6個(gè)省查明的資源量約占全國(guó)的80%。另一方面，我國(guó)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)釩礦床、礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)470余處（主要為伴生礦），包括大型（V₂O₅>100萬(wàn)噸）及以上礦床17個(gè)，這17個(gè)大型釩礦的查明資源總量占全國(guó)總量的60%以上。

4.釩產(chǎn)品來(lái)源構(gòu)成情況

在自然界中釩很難以單一體存在，主要與其他礦物形成生礦或復(fù)合礦。全球約73%的釩來(lái)自于釩鈦磁鐵礦經(jīng)鋼鐵冶煉處理得到的副產(chǎn)品釩渣，約13.1%的釩產(chǎn)量直接來(lái)源于釩鈦磁鐵礦，約13.9%的釩由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）及石煤釩礦生產(chǎn)。

中國(guó)約88.71%的釩來(lái)自釩渣原料提取，約7.75%的釩由含釩石煤生產(chǎn)，其余少量的釩來(lái)自廢催化劑等固廢回收或者直接來(lái)源于釩鈦磁鐵礦。

5.五氧化二釩歷史價(jià)格分析

五氧化二釩是電解液的主要組成部分。2024年以來(lái)，五氧化二釩價(jià)格一路下探，已迫近7萬(wàn)元/噸，相較于2023年2月高點(diǎn)的142000元/噸，已近腰斬。全球釩資源定價(jià)以廠商定價(jià)模式為主，我國(guó)作為全球最大釩資源產(chǎn)銷國(guó)，釩產(chǎn)品受釩原料價(jià)格和鋼廠招標(biāo)量及鋼材價(jià)格兩方面影響，供需錯(cuò)配問(wèn)題成為五氧化二釩行情下跌的主要因素。五氧化二釩價(jià)格暴跌的市場(chǎng)局面，顯然有利于釩電池廠商降本。

6.釩資源企業(yè)在儲(chǔ)能領(lǐng)域的業(yè)務(wù)布局情況

目前釩礦在鋼鐵領(lǐng)域的應(yīng)用占比達(dá)到90%以上，儲(chǔ)能領(lǐng)域的占比還不到5%，但最新發(fā)布的《中國(guó)釩鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2024）》指出，預(yù)期3—5年釩在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用將超越在鋼鐵領(lǐng)域的應(yīng)用。

7.釩資源上游主要企業(yè)產(chǎn)能情況

2023年國(guó)內(nèi)釩產(chǎn)品產(chǎn)能合計(jì)約17.84萬(wàn)噸/年，產(chǎn)能位居前列的是釩鈦股份與河鋼股份，攀鋼釩鈦目前具備4.4萬(wàn)噸釩制品產(chǎn)能（折五氧化二釩，下同），河鋼股份釩制品產(chǎn)能為2.2萬(wàn)噸左右。川威鋼鐵擁有2萬(wàn)噸釩產(chǎn)品產(chǎn)能，此外建龍重工、德勝也具備萬(wàn)噸以上的釩制品產(chǎn)能。整體來(lái)看，我國(guó)釩產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)市場(chǎng)集中度較高。

（二）電堆材料

釩電池的功率單元由一定數(shù)量和規(guī)格的電堆串并聯(lián)構(gòu)成，電堆是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所，其主要結(jié)構(gòu)包括離子膜、電極、雙極板、銅級(jí)流板、液流框及端板等，其中離子交換膜、電極以及雙極板為核心部件。

1.離子交換膜

離子膜是電堆的重要組成部分，其性能影響了釩電池的容量穩(wěn)定性與壽命。全氟磺酸膜憑借其良好的導(dǎo)電性以及出色的穩(wěn)定性成為目前釩電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用最廣泛的離子膜，但主要依賴進(jìn)口。目前商業(yè)領(lǐng)域主要用于液流電池的是科慕公司所生產(chǎn)的Nafion質(zhì)子交換薄膜，其產(chǎn)品厚度極低、電阻較低，但價(jià)格較貴（NR212約2000~2700元/m2），尤其是其昂貴的價(jià)格限制了液流電池的進(jìn)一步發(fā)展。

盡管低厚度隔膜技術(shù)仍主要為國(guó)外企業(yè)所掌握，但國(guó)內(nèi)企業(yè)在隔膜領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)替代已在加速進(jìn)行中，蘇州科潤(rùn)、東岳未來(lái)氫能、國(guó)潤(rùn)儲(chǔ)能等企業(yè)在國(guó)產(chǎn)化方面進(jìn)展領(lǐng)先。

2.電極

電極主要為活性物質(zhì)提供反應(yīng)場(chǎng)所，是電堆的重要組成部分。主要的電極材料包括金屬類電極、碳素類電極等。目前，碳素類電極碳?xì)�、石墨氈憑借制備工藝成熟、導(dǎo)電性能優(yōu)異、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)以及成本低等優(yōu)勢(shì)成為釩電池電極主流方案。

釩電池電極基本可實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，國(guó)內(nèi)主要的碳?xì)?石墨氈生產(chǎn)企業(yè)包括江油潤(rùn)生、遼寧金谷、江蘇普向等。其中潤(rùn)生石墨氈為國(guó)內(nèi)石墨氈生產(chǎn)領(lǐng)先企業(yè)，已建成國(guó)內(nèi)首條儲(chǔ)能石墨氈連續(xù)化產(chǎn)線，客戶包括國(guó)內(nèi)幾乎所有液流電池企業(yè)，國(guó)內(nèi)市占率達(dá)50%。

3.雙極板

雙極板是釩電池電堆的重要結(jié)構(gòu)件，主要功能為隔離正負(fù)電極液、匯集電流和支撐電極等。目前主流的雙極板包括石墨雙極板、金屬雙極板、碳素復(fù)合雙極板等。其中，小型電堆多使用改性石墨雙極板。大功率電堆多使用碳素復(fù)合雙極板。

石墨雙極板的主要生產(chǎn)企業(yè)包括華熔科技、上海弘楓、開(kāi)封時(shí)代等；碳素雙極板主要生產(chǎn)企業(yè)為嘉興納科、大連化物所等。

三、中游分析

（一）釩電池成本結(jié)構(gòu)占比情況

釩電池的成本主要包括三個(gè)部分：電堆成本、電解質(zhì)成本以及周邊設(shè)備成本，其主要組成部件包括離子交換膜、電極材料、雙極板材料、集流體、活性電解液及電解液缸、催化劑等。數(shù)據(jù)顯示，釩電解液是釩電池系統(tǒng)中的核心材料之一，在系統(tǒng)成本占比中達(dá)40%以上，而電堆成本占釩電池總成本的35%左右，其中主要成本源于離子交換膜的成本。電堆和電解液成本合計(jì)占比達(dá)到75%左右，其他構(gòu)件成本占比25%左右。

（二）電解液——能量單元

電解液是釩電池的核心材料，直接影響能量單元的性能與成本。因此對(duì)電解液的開(kāi)發(fā)和制備能力，是全釩液流電池廠商重要的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)電解液的主要企業(yè)包括中核華原鈦白股份有限公司、湖南匯鋒高新能源有限公司、龍佰集團(tuán)股份有限公司等，其中大連融科儲(chǔ)能為全球最大釩電解液生產(chǎn)企業(yè)，全球市占率達(dá)80%。

（三）電堆——功率單元

電堆制造企業(yè)往往需要將各類耗材、電子元器件等裝配到一起，特別是大功率電堆，對(duì)于疊合裝配的技術(shù)和工藝經(jīng)驗(yàn)要求更高，行業(yè)具有較高的壁壘。

國(guó)內(nèi)多數(shù)釩電池企業(yè)在產(chǎn)業(yè)化初期，多采用電堆自產(chǎn)的方式來(lái)控制成本和優(yōu)化功率性能。目前國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的電堆生產(chǎn)企業(yè)包括融科儲(chǔ)能、上海電氣、偉力得等。

（四）釩電池

從技術(shù)成熟度角度出發(fā)，釩電池是目前技術(shù)較為成熟、產(chǎn)業(yè)化程度最高的電化學(xué)儲(chǔ)能。當(dāng)前我國(guó)大力發(fā)展風(fēng)電光伏等綠色能源，隨著風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源的大幅利用，其發(fā)電不穩(wěn)定性的缺點(diǎn)也逐步顯現(xiàn)，通過(guò)開(kāi)發(fā)新材料和優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),提高能量密度和效率，釩電池在大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能應(yīng)用中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),未來(lái)有望在可再生能源并網(wǎng)和電網(wǎng)調(diào)峰等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

1.中國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)分布情況

截止到2023年底，我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)，新增投運(yùn)儲(chǔ)能裝機(jī)容量36.7GW。

其中新增新型儲(chǔ)能投運(yùn)裝機(jī)21.5GW，居世界第一位，約為2022年同期水平300%，而液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比僅為0.6%。目前液流電池在儲(chǔ)能市場(chǎng)的滲透率仍然較低，隨著政策對(duì)儲(chǔ)能安全重視度提升及儲(chǔ)能規(guī)劃趨向于長(zhǎng)時(shí)，釩電池或?qū)⒃谛滦蛢?chǔ)能市場(chǎng)中加速滲透。

2.釩電池裝機(jī)規(guī)模情況

數(shù)據(jù)顯示，在政府補(bǔ)貼的持續(xù)投入、產(chǎn)業(yè)鏈成熟化發(fā)展和規(guī)模效益降本等多重因素影響下，釩電池憑借其優(yōu)異特性由政策導(dǎo)向向市場(chǎng)導(dǎo)向過(guò)渡，其市場(chǎng)滲透率逐步提升。2023年中國(guó)釩電池新增裝機(jī)量約為1.56GW。隨著近幾年對(duì)釩電池需求的上升，預(yù)計(jì)未來(lái)釩電池新增裝機(jī)量將大幅提升。

四、下游分析

1.中國(guó)全社會(huì)用電量情況

《中國(guó)電力發(fā)展報(bào)告2024》顯示，自2013年以來(lái)，電力需求穩(wěn)步增長(zhǎng)，全社會(huì)用電量10年平均增速約5.6%。2023年，中國(guó)全社會(huì)用電量92241億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)6.7%。為確保電力供應(yīng)的持續(xù)和高質(zhì)量增長(zhǎng)，滿足社會(huì)日益增長(zhǎng)的用電需求，我們必須著眼于新能源發(fā)電量的穩(wěn)定增長(zhǎng)。而面對(duì)光伏和風(fēng)電等新能源發(fā)電存在晝夜和季節(jié)性的波動(dòng)性，釩電池儲(chǔ)能設(shè)備將成為支持新能源發(fā)電、確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要力量，滿足社會(huì)對(duì)可持續(xù)和高質(zhì)量電力供應(yīng)的需求。

2.國(guó)內(nèi)部分釩電池儲(chǔ)能項(xiàng)目情況

目前釩電池產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用的投資主體主要是電網(wǎng)以及發(fā)電企業(yè)，包括大唐電力、國(guó)投電力、中廣核電力、國(guó)家能源集團(tuán)、華電國(guó)際等，主要原因是當(dāng)前全釩液流電池初始投資成本較高，行業(yè)整體又由新能源發(fā)電側(cè)強(qiáng)制配儲(chǔ)要求推進(jìn)，而電網(wǎng)和大型電力企業(yè)有足夠財(cái)力和動(dòng)機(jī)進(jìn)行應(yīng)用。

3.液流電池招標(biāo)情況

數(shù)據(jù)顯示，2023年1-11月，公開(kāi)的液流電池招投標(biāo)數(shù)量為69個(gè)，招標(biāo)容量達(dá)8.2GW，是2022年液流電池招標(biāo)容量27倍，且2023年液流電池項(xiàng)目招投標(biāo)仍以全釩液流電池為主。