儲能是實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的重要支撐技術(shù)之一，儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與成熟對于加快構(gòu)建以新能源為主的電力系統(tǒng)具有重要意義。近年來在國家和地方政府政策支持下，我國儲能產(chǎn)業(yè)（特別是電化學(xué)儲能）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，成為“雙碳”戰(zhàn)略下國家電力系統(tǒng)長時儲能領(lǐng)域首選的電化學(xué)儲能技術(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、儲液罐等控制系統(tǒng)；下游為可再生能源儲能、電網(wǎng)調(diào)頻、備用電源預(yù)計電動汽車等各類儲能應(yīng)用市場。

二、上游分析

目前中國釩礦產(chǎn)量與儲量都相對豐富。在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型時期，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)展的主動權(quán)，這是我國與西方國家在液流電池路線選擇上我國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，全球釩儲量（折金屬釩）超過2600萬噸，其中釩礦金屬釩儲量（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2557萬噸，主要分布在中國、澳大利亞、俄羅斯以及南非等地區(qū)，其中，中國釩資源（折金屬釩）儲量約為950萬噸，儲量全球第一，占全球釩總儲量的37.2%，其次是澳大利亞、俄羅斯，分別占比28.9%、19.6%，前三國家釩礦資源儲量合計占比為85.7%，釩資源分布較為集中。

2.中國釩礦儲量分布情況

數(shù)據(jù)顯示，2022年中國釩礦儲量（折V₂O₅）為734.39萬噸，分布于15個�。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)釩資源保有儲量0.14億噸，占全國的62.2%、全球的11.6%，居國內(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.中國大型釩礦情況

我國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個省查明的資源量約占全國的80%。另一方面，我國現(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>100萬噸）及以上礦床17個，這17個大型釩礦的查明資源總量占全國總量的60%以上。

4.釩產(chǎn)品來源構(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)。

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

5.五氧化二釩歷史價格分析

五氧化二釩是電解液的主要組成部分。2024年以來，五氧化二釩價格一路下探，已迫近7萬元/噸，相較于2023年2月高點(diǎn)的142000元/噸，已近腰斬。全球釩資源定價以廠商定價模式為主，我國作為全球最大釩資源產(chǎn)銷國，釩產(chǎn)品受釩原料價格和鋼廠招標(biāo)量及鋼材價格兩方面影響，供需錯配問題成為五氧化二釩行情下跌的主要因素。五氧化二釩價格暴跌的市場局面，顯然有利于釩電池廠商降本。

6.釩資源企業(yè)在儲能領(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，儲能領(lǐng)域的占比還不到5%，但最新發(fā)布的《中國釩鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2024）》指出，預(yù)期3—5年釩在儲能領(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年國內(nèi)釩產(chǎn)品產(chǎn)能合計約17.84萬噸/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2.2萬噸左右。川威鋼鐵擁有2萬噸釩產(chǎn)品產(chǎn)能，此外建龍重工、德勝也具備萬噸以上的釩制品產(chǎn)能。整體來看，我國釩產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)市場集中度較高。

（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)的場所，其主要結(jié)構(gòu)包括離子膜、電極、雙極板、銅級流板、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，但價格較貴（NR212約2000~2700元/m2），尤其是其昂貴的價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)仍主要為國外企業(yè)所掌握，但國內(nèi)企業(yè)在隔膜領(lǐng)域的國產(chǎn)替代已在加速進(jìn)行中，蘇州科潤、東岳未來氫能、國潤儲能等企業(yè)在國產(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)勢成為釩電池電極主流方案。

釩電池電極基本可實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，國內(nèi)主要的碳?xì)?石墨氈生產(chǎn)企業(yè)包括江油潤生、遼寧金谷、江蘇普向等。其中潤生石墨氈為國內(nèi)石墨氈生產(chǎn)領(lǐng)先企業(yè)，已建成國內(nèi)首條儲能石墨氈連續(xù)化產(chǎn)線，客戶包括國內(nèi)幾乎所有液流電池企業(yè)，國內(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、開封時代等；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。因此對電解液的開發(fā)和制備能力，是全釩液流電池廠商重要的核心競爭力之一。

國內(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)的方式來控制成本和優(yōu)化功率性能。目前國內(nèi)領(lǐng)先的電堆生產(chǎn)企業(yè)包括融科儲能、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)儲能。當(dāng)前我國大力發(fā)展風(fēng)電光伏等綠色能源，隨著風(fēng)能、太陽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)，通過開發(fā)新材料和優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計,提高能量密度和效率，釩電池在大規(guī)模、長時間儲能應(yīng)用中具有獨(dú)特優(yōu)勢,未來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.中國儲能項(xiàng)目累計裝機(jī)分布情況

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

其中新增新型儲能投運(yùn)裝機(jī)21.5GW，居世界第一位，約為2022年同期水平300%，而液流電池儲能項(xiàng)目累計裝機(jī)規(guī)模占比僅為0.6%。目前液流電池在儲能市場的滲透率仍然較低，隨著政策對儲能安全重視度提升及儲能規(guī)劃趨向于長時，釩電池或?qū)⒃谛滦蛢δ苁袌鲋屑铀贊B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)向向市場導(dǎo)向過渡，其市場滲透率逐步提升。2023年中國釩電池新增裝機(jī)量約為1.56GW。隨著近幾年對釩電池需求的上升，預(yù)計未來釩電池新增裝機(jī)量將大幅提升。

四、下游分析

1.中國全社會用電量情況

《中國電力發(fā)展報告2024》顯示，自2013年以來，電力需求穩(wěn)步增長，全社會用電量10年平均增速約5.6%。2023年，中國全社會用電量92241億千瓦時，同比增長6.7%。為確保電力供應(yīng)的持續(xù)和高質(zhì)量增長，滿足社會日益增長的用電需求，我們必須著眼于新能源發(fā)電量的穩(wěn)定增長。而面對光伏和風(fēng)電等新能源發(fā)電存在晝夜和季節(jié)性的波動性，釩電池儲能設(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，滿足社會對可持續(xù)和高質(zhì)量電力供應(yīng)的需求。

2.國內(nèi)部分釩電池儲能項(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、國投電力、中廣核電力、國家能源集團(tuán)、華電國際等，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)制配儲要求推進(jìn)，而電網(wǎng)和大型電力企業(yè)有足夠財力和動機(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，公開的液流電池招投標(biāo)數(shù)量為69個，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。