釩電池專題研究報(bào)告：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能優(yōu)選項(xiàng)目落地加速

1核心觀點(diǎn)全釩液流電池：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的優(yōu)選路徑。未來(lái)空間：預(yù)計(jì)2030年長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝機(jī)量將達(dá)到150GW，國(guó)內(nèi)釩電池累計(jì)新增24GW。2021年全球長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝機(jī)量超5GW，國(guó)內(nèi)液流電池占新型儲(chǔ)能0.9%，2030年國(guó)內(nèi)釩電池預(yù)計(jì)累計(jì)新增裝機(jī)量24GW釩電池研究始于20世紀(jì)80年代，但商業(yè)化進(jìn)程不達(dá)預(yù)期，成本高和下游需求較弱為主要制約因素，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求將帶動(dòng)釩電池行業(yè)發(fā)展。產(chǎn)業(yè)鏈：產(chǎn)業(yè)鏈初步成形，電解液價(jià)值占比過(guò)半。上游：原材料自主性高，全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)成本下降預(yù)期好，離子交換膜國(guó)產(chǎn)化指標(biāo)良好。中游：電解液可實(shí)現(xiàn)100%回收利用，電池系統(tǒng)研發(fā)周期長(zhǎng)，技術(shù)壁壘高。風(fēng)險(xiǎn)因素：

電池儲(chǔ)能系統(tǒng)降本低于預(yù)期導(dǎo)致儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性提升低于預(yù)期；產(chǎn)業(yè)鏈成熟程度不及預(yù)期；原材料上漲抑制釩電池規(guī)模化；其他儲(chǔ)能技術(shù)路徑發(fā)展超預(yù)期；全球風(fēng)光裝機(jī)低于預(yù)期降低儲(chǔ)能配套需求；傳統(tǒng)能源價(jià)格大幅下跌導(dǎo)致清潔能源性價(jià)比不足影響風(fēng)光裝機(jī)需求。投資建議：全球碳中和一致預(yù)期下，釩電池有望伴隨長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求高增而快速增長(zhǎng)，重點(diǎn)關(guān)注電解液（包括金屬釩）、電堆、離子交換膜、雙極板等環(huán)節(jié)。2全釩液流電池：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的優(yōu)選路徑工作原理：可逆氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化電池結(jié)構(gòu)：功率/容量解耦合，可擴(kuò)展性強(qiáng)對(duì)比：釩電池長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能優(yōu)選，全生命周期成本低3液流電池：可逆氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化液流電池工作原理：液流電池是由電堆、兩個(gè)儲(chǔ)能罐以及配套的泵和管道組成。液流電池通過(guò)正、負(fù)極電解質(zhì)溶液發(fā)生可逆氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化。充電時(shí)，正極發(fā)生氧化反應(yīng)使活性物質(zhì)價(jià)態(tài)升高，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)使活性物質(zhì)價(jià)態(tài)降低，放電過(guò)程與之相反。與一般固態(tài)電池不同，液流電池的正極和（或）負(fù)極電解質(zhì)溶液儲(chǔ)存于電池外部的儲(chǔ)罐中，通過(guò)泵和管路輸送到電池內(nèi)部進(jìn)行反應(yīng)。資料來(lái)源：劉慶華等《低成本液流電池儲(chǔ)能技術(shù)研究》，John

B等《The

Li-Ion

Rechargeable

Battery:

A

Perspective》，偉力得官網(wǎng)，中信證券研究部全釩液流電池、鋰電池原理對(duì)比全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)4液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)以功率部分（電堆）、容量部分（儲(chǔ)罐、電解液、管路等）、電池控制部分（BMS）及其他輔助設(shè)備一體化集成在預(yù)制艙組成。電堆是系統(tǒng)的核心部件，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)和產(chǎn)生電能的場(chǎng)所，基本結(jié)構(gòu)類似三明治機(jī)構(gòu)，由電極和雙極板（碳材料）、電極框（塑料）、集流板（銅板）、端板（鋁合金板或鑄鐵板）、緊固螺桿（鋼）和離子傳導(dǎo)膜組成，可以由若干個(gè)單元電池串聯(lián)裝配而成。功率/容量解耦合，擴(kuò)容性強(qiáng)，模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模和長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。液流電池輸出功率由電池堆棧所具有的數(shù)量和大小決定,儲(chǔ)能容量大小主要取決于電解液的體積和濃度,可根據(jù)需求任意調(diào)整容量；鋰電池容量增長(zhǎng)非線性，擴(kuò)容邊際成本高。電池結(jié)構(gòu)：功率/容量解耦合，可擴(kuò)展性強(qiáng)資料來(lái)源：景鑫《全釩液流電池用電極與質(zhì)子交換膜的研究進(jìn)展》，大連融科官網(wǎng)，，張華民《全釩液流電池的技術(shù)進(jìn)展、不同儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)系統(tǒng)的價(jià)格分析及展望》，中信證券研究部全釩液流電池電堆結(jié)構(gòu)輸出功率和儲(chǔ)能容量可獨(dú)立設(shè)計(jì)5對(duì)比：液流電池安全性高+大容量大功率+長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能液流電池優(yōu)點(diǎn)：安全性高、儲(chǔ)能規(guī)模大、充放電循環(huán)壽命長(zhǎng)、電解液可循環(huán)利用、周期性價(jià)比高等。結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)：輸出功率和儲(chǔ)能容量相互獨(dú)立，因此時(shí)長(zhǎng)提升后成本邊際遞減；設(shè)計(jì)和安裝靈活，適用于大規(guī)模、大容量、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能；儲(chǔ)能系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，易于系統(tǒng)集成和規(guī)模放大。缺點(diǎn)：能量密度較低，適用于對(duì)體積、重量要求不高的固定儲(chǔ)能電站；工作溫度0~45℃，不適用極端天氣地區(qū)。Gao

Wei等《A

reviewofenergy

storage

technologies

inhydraulic

windturbines》，中信證券研究部?jī)?chǔ)能出現(xiàn)氣體泄露問(wèn)題能量轉(zhuǎn)化效率高度快；壽命長(zhǎng)，成本低難以突破百兆瓦能安全性好于貴金屬，但供應(yīng)鏈好于鋰電池技術(shù) 優(yōu)勢(shì) 劣勢(shì) 持續(xù)放電循環(huán)次數(shù)壽命能量密度轉(zhuǎn)換效率 投資成本 度電成本 低溫性能(- 安全性時(shí)間（次）（年）（Wh/kg)（%） （元/kWh）（元/kWh） 20℃）抽水蓄能

技術(shù)成熟；儲(chǔ)能容量大；成本低；

投資規(guī)模大；建設(shè)周期長(zhǎng)；受地理環(huán) 小時(shí)級(jí)10000+40-6075 5000-7000 0.2-0.3 好 優(yōu)安全可靠 境影響大；輸電距離長(zhǎng) -周級(jí)壓縮空氣

儲(chǔ)能容量大；安全可靠；成本低 能量轉(zhuǎn)換率低；受地理位置限制；易 5-20h8000+20+30-702000-50000.2-0.3好優(yōu)鈉電池儲(chǔ)

安全性好于鋰電；長(zhǎng)期成本低；能

產(chǎn)業(yè)初期，短期性能尚待提升 2-4h3000+5-10100-16085-901000-15000.7-1>90%良重力儲(chǔ)能

原理簡(jiǎn)單；能量轉(zhuǎn)換率高，響應(yīng)速

施工面積大；技術(shù)等待驗(yàn)證；容量還 2-4h7000+35+80-8535000.4-0.6好優(yōu)釩電池儲(chǔ)

循環(huán)次數(shù)多,壽命長(zhǎng)；維護(hù)成本低，

能量密度低；轉(zhuǎn)換效率低；釩技術(shù)屬 2-8h12000+20+15-5075-803000-40000.3-1較差優(yōu)鋰電池儲(chǔ)

技術(shù)成熟；響應(yīng)速度快，電源靈活能 性強(qiáng)；應(yīng)用場(chǎng)景多；維護(hù)成本低，

壽命短；功率有限；供應(yīng)鏈安全問(wèn)題 2-4h5000+5-15100-16085-901500-20000.6-170-75%一般電池一致性好6對(duì)比：釩電池長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能優(yōu)選，全生命周期成本低不同技術(shù)的放電時(shí)長(zhǎng)-功率量級(jí)對(duì)比長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，主要對(duì)標(biāo)抽水蓄能、壓縮空氣等：抽水蓄能：全球儲(chǔ)能容量最大的解決方案，主要限制為場(chǎng)地不靈活、建設(shè)周期長(zhǎng)、建設(shè)成本高以及環(huán)境問(wèn)題。壓縮空氣：地質(zhì)要求高（鹽穴少），系統(tǒng)效率低，燃燒化石燃料增加碳排放。度電成本：以服役年限20年、循環(huán)次數(shù)20000次、每天2次、儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)4h計(jì)算，釩電池性價(jià)比明顯提升。PHS:抽水蓄能FES:飛輪儲(chǔ)能STES:熱能儲(chǔ)能NaS:鈉硫電池VRFB:Li-ion:

釩液流電池鋰電池CAES:壓縮空氣放電時(shí)長(zhǎng)功率量級(jí)PSB:溴液流電池A.A.

Kebede等《A

comprehensive

reviewof

stationary

energy

storage

devices

for

large

scale

renewable

energy

sources

grid

integration》，國(guó)潤(rùn)儲(chǔ)能路演ppt

，中信證券研究部MW級(jí)全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)生命周期的成本規(guī)模1MW/2MWh1MW/4WMh1MW/6WMh初投資單位成本（元/kWh）580037003000運(yùn)營(yíng)期系統(tǒng)投資（萬(wàn)元）11601480180020年運(yùn)維成本（萬(wàn)元）12014018020年運(yùn)行總成本（萬(wàn)元）128016201980循環(huán)壽命（次）200002000020000一天循環(huán)次數(shù)（次/天）222服役年限（年）202020全生命周期度電成本（元/kWh）0.320.2020.1657規(guī)模與空間：預(yù)計(jì)2030年國(guó)內(nèi)釩電池累計(jì)新增裝機(jī)量24GW復(fù)盤：短時(shí)性價(jià)比不高，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求帶動(dòng)釩電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展場(chǎng)景：調(diào)峰和調(diào)頻最有競(jìng)爭(zhēng)力規(guī)模：全球長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝機(jī)量超5GW，國(guó)內(nèi)液流電池占新型儲(chǔ)能0.9%空間：預(yù)計(jì)2030年長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝機(jī)量將達(dá)到150GW，國(guó)內(nèi)釩電池累計(jì)新增24GW8復(fù)盤：短時(shí)性價(jià)比低，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能創(chuàng)造發(fā)展契機(jī)wind，魏甲明《液流電池儲(chǔ)能技術(shù)研究進(jìn)展》，陳東輝《釩產(chǎn)業(yè)2020年年度評(píng)價(jià)》，中信證券研究部國(guó)內(nèi)全釩液流電池發(fā)展歷程釩電池研究始于20世紀(jì)80年代，但商業(yè)化進(jìn)程不達(dá)預(yù)期，成本高和下游需求較弱為主要制約因素。技術(shù)逐漸成熟：我國(guó)對(duì)全釩液流電池的基礎(chǔ)研究起步較早，于20世紀(jì)80年代末開始研究全釩液流電池技術(shù)。下游需求出現(xiàn)：釩電池能量密度較低，便攜性差，適用于大型固定儲(chǔ)能場(chǎng)景，早期缺乏市場(chǎng)機(jī)會(huì)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能創(chuàng)造契機(jī)。成本居高不下：需求不足導(dǎo)致釩電池產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)進(jìn)程較慢，規(guī)模化效應(yīng)欠缺；釩電池對(duì)釩價(jià)敏感，釩價(jià)受環(huán)保管控和鋼鐵行業(yè)等影響波動(dòng)較大，2018-2019年釩價(jià)暴漲導(dǎo)致釩電池產(chǎn)業(yè)化受阻；2021年以來(lái)，大容量項(xiàng)目出現(xiàn)有望降低成本。2012-2022年國(guó)內(nèi)釩價(jià)變化（萬(wàn)/噸）9場(chǎng)景：大容量長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能調(diào)峰為最佳需求需求聚焦大容量長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能調(diào)峰市場(chǎng)：調(diào)頻關(guān)注響應(yīng)速度和循環(huán)次數(shù)，釩電池循環(huán)次數(shù)可達(dá)15000次，且電化學(xué)響應(yīng)速度較快；調(diào)峰關(guān)注長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求，釩電池儲(chǔ)能時(shí)間3~10h，且模塊化設(shè)計(jì)有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模和長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)能。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能調(diào)峰領(lǐng)域或與抽水蓄能、氫燃料、壓縮空氣、重力儲(chǔ)能等相互競(jìng)爭(zhēng)。融科200MW/800MWh

儲(chǔ)能調(diào)峰電站國(guó)家示范項(xiàng)目是目前全球在建的最大規(guī)模的電化學(xué)儲(chǔ)能電站，一期100MW/400MWh系統(tǒng)已正式并網(wǎng)運(yùn)行，主要功能定位是電網(wǎng)調(diào)峰、可再生能源并網(wǎng)、緊急備用電源和黑啟動(dòng)等。液流電池應(yīng)用場(chǎng)景占比大連融科網(wǎng)站，BNEF，中信證券研究部大連液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站國(guó)家示范項(xiàng)目(100MW/400MWh)10規(guī)模：全球長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝機(jī)量超5GW，國(guó)內(nèi)液流電池占新型儲(chǔ)能0.9%CNESA，麥肯錫《net-zero-power-long-duration-energy-storage-for-a-renewable-grid》，Vanitec，中信證券研究部全球：已投入運(yùn)營(yíng)或已宣布部署的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝機(jī)量超5GW。根據(jù)美國(guó)能源部發(fā)布的調(diào)查數(shù)據(jù)(2021年11月），不包含抽水蓄能，全球已投入運(yùn)營(yíng)或已宣布部署的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)超過(guò)5GW（65GWh），大約有230個(gè)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目，其中，中國(guó)和亞洲其他地區(qū)在液流電池部署方面處于領(lǐng)先地位。國(guó)內(nèi)：液流電池累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占新型儲(chǔ)能0.9%。截至2021年底，中國(guó)已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模43.4GW，同比增長(zhǎng)21.9%，占全球累計(jì)規(guī)模21.3%。其中，新型儲(chǔ)能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模

2.4GW，鋰離子電池占據(jù)主導(dǎo)地位，液流電池占比0.9%。2021年中國(guó)電力儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)分布86.3%1.2%11.2%0.7%0.1%0.4%12.5%抽水儲(chǔ)能 其他 鋰離子電池 鉛酸電池 液流電池 其他全球全釩液流項(xiàng)目分布中國(guó)全釩液流項(xiàng)目分布11空間：中長(zhǎng)期長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝機(jī)加速，釩電池同步跟進(jìn)全球長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能預(yù)計(jì)裝機(jī)容量/GW（不包含抽水）資料來(lái)源：麥肯錫《net-zero-power-long-duration-energy-storage-for-a-renewable-grid》-

左圖，GuidehouseInsights（含預(yù)測(cè)）-

中間圖，EVTank（含預(yù)測(cè)）-

右圖，中信證券研究部2040年，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能（不包含抽水蓄能）裝機(jī)量有望達(dá)到1.5~2.5TW。麥肯錫預(yù)測(cè)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可能從2025年開始大規(guī)模部署（30GW～40GW或1TWh），到2040年，全球部署的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝機(jī)容量有望達(dá)到1.5~2.5TW，部署85~140TWh的儲(chǔ)能容量。預(yù)計(jì)2031年全球全釩液流電池裝機(jī)容量將達(dá)32.8GWh，國(guó)內(nèi)2030年全釩液流電池裝機(jī)量達(dá)24GW。根據(jù)

Guidehouse

預(yù)測(cè)，2031年全球全釩液流電池裝機(jī)容量將達(dá)32.8GWh，2022-2031年CAGR達(dá)到41%。其中，亞太地區(qū)預(yù)計(jì)將達(dá)到14.5

GWh。根據(jù)EVTank統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)2025年釩電池新增裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到2.3GW，2030年累計(jì)新增裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到24GW。2022-2031年全球全釩液流電池裝機(jī)容量（GWh）~150-400~900-1700~1500-2500~30-400200800600400100014001200160020252030203520402022-2030年中國(guó)全釩液流電池裝機(jī)規(guī)模（GW）12產(chǎn)業(yè)鏈：產(chǎn)業(yè)鏈初步成形，電解液價(jià)值占比過(guò)半釩電池成本構(gòu)成及主要供應(yīng)商釩電池成本敏感性測(cè)算釩原材料自主性高，供應(yīng)鏈安全好離子交換膜：國(guó)產(chǎn)理化指標(biāo)良好，耐久性仍有進(jìn)步空間電解液：電池容量無(wú)衰減，電解液可實(shí)現(xiàn)100%回收利用電堆及儲(chǔ)能系統(tǒng)：電池系統(tǒng)研發(fā)周期長(zhǎng)，技術(shù)壁壘高全釩液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目明細(xì)13產(chǎn)業(yè)鏈：產(chǎn)業(yè)鏈初步成形，電解液價(jià)值占比過(guò)半全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈基本形成，包括上游原材料供應(yīng)商、中游釩電池集成商、下游epc、用戶等。上游：涉及電堆及電解液制備原材料，包含V2O5、離子交換膜、電極、雙極板等。中游：涉及電解液、電堆的制備與電池的制造。電解液價(jià)值量占比40%~80%，由釩供應(yīng)商進(jìn)行匹配；電堆占比次高，其中離子交換膜占電堆成本的30%-40%。電池制造與儲(chǔ)能系統(tǒng)集成：已有大連融科、國(guó)潤(rùn)儲(chǔ)能、北京普能、上海電氣、偉力得等多家全釩液流電池產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)。全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈資料來(lái)源：國(guó)潤(rùn)儲(chǔ)能官網(wǎng)，魏甲明《全釩液流電池技術(shù)研究進(jìn)展》，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，中信證券研究部全釩液流電池成本結(jié)構(gòu)電解液,

40%其他,

25%質(zhì)子交換膜,11%電極材料、雙極板、集流體等,25%電堆,

35%系統(tǒng)集成公司：北京普能，大連融科，上海電氣，國(guó)網(wǎng)英大，偉力得，國(guó)潤(rùn)儲(chǔ)能等全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)電堆離子交換膜電解液電極材料中游上游雙極板控制系統(tǒng)其他電池緊固件釩渣釩鈦磁鐵礦石媒V2O5全氟磺酸膜碳?xì)帧⑹珰质?、PP/PE釩資源加工生產(chǎn)企業(yè)：攀鋼釩鈦、中核鈦白、安寧股份、河鋼股份等14釩電池成本構(gòu)成及主要供應(yīng)商全釩液流電池成本結(jié)構(gòu)單位用量(/MWh)單位材料價(jià)格單位單位成本(元/Wh)五氧化二釩10.1t11.9萬(wàn)元/噸1.20電解液 硫酸62m^30.8萬(wàn)元/m^30.50合計(jì)1.70質(zhì)子交換膜142m^2700美元/m^20.68電極（石墨氈）45300m^29元/m^20.41雙極板31250m^20.10PE板材100000m^210元/m^30.11除電解液以外的電池儲(chǔ) 銅板2180m^2180元/m^30.12鋁合金板4060m^225元/m^30.01螺栓125000套0.56元/套0.07雙色板4060m^246元/m^20.19合計(jì)1.69能系統(tǒng)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)（小時(shí)）4成本合計(jì)(元/Wh)3.39釩礦資源：攀鋼釩鈦、河鋼股份、安寧股份、龍佰集團(tuán)、中核鈦白等離子交換膜：全氟烴膜——東岳集團(tuán)和江蘇科潤(rùn)；非氟化膜——大連融科電解液：大連融科、攀鋼釩鈦

、河鋼股份

、中核鈦白等電堆及儲(chǔ)能系統(tǒng)：大連融科、國(guó)潤(rùn)儲(chǔ)能、北京普能、上海電氣、偉力得等資料來(lái)源：樂(lè)山偉力得全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)智能生產(chǎn)線技改擴(kuò)建項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告，中信證券研究部15釩電池成本敏感性測(cè)算投資成本敏感性測(cè)算單瓦時(shí)成本（元）五氧化二釩價(jià)格/儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)1.004.008.009.008.183.102.259.508.233.152.3110.008.283.202.3610.508.333.252.4111.008.383.302.4611.508.433.352.5112.008.483.402.5612.508.533.452.6113.008.583.502.66度電成本敏感性測(cè)算度電成本（元）五氧化二釩價(jià)格/儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)1.004.008.009.000.810.420.379.500.810.430.3710.000.820.430.3810.500.820.440.3811.000.830.440.3811.500.830.440.3812.000.830.450.3912.500.840.450.3913.000.840.450.39儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)為4小時(shí)時(shí)：五氧化二釩價(jià)格每增加1萬(wàn)元/噸，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)為4小時(shí)的釩電池初始投資成本增加0.12元/Wh。當(dāng)五氧化二釩價(jià)格為11.9萬(wàn)元/噸時(shí)：儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)為1小時(shí)，初始投資成本為8469元/kwh；儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)為4小時(shí)，初始投資成本為3393元/kWh；儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)升為8小時(shí)，初始投資成本為2548元/kwh。儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)越長(zhǎng)，單位成本越低。資料來(lái)源：張華民《全釩液流電池的技術(shù)進(jìn)展、不同儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)系統(tǒng)的價(jià)格分析及展望》，中信證券研究部測(cè)算16釩：原材料自主性高，供應(yīng)鏈安全好原材料自主性高，全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)成本下降預(yù)期好。供給：與鋼鐵合金生產(chǎn)等行業(yè)有協(xié)同作用，在國(guó)內(nèi)，釩的來(lái)源主要是釩渣

(釩鈦磁鐵礦經(jīng)鋼鐵冶金的副產(chǎn))，占比高達(dá)85

。不同于鋰80以上供應(yīng)在海外，釩的供應(yīng)68位于國(guó)內(nèi)。需求：五氧化二釩需求結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，85來(lái)自鋼鐵行業(yè)，儲(chǔ)能目前只占1。釩價(jià)伴隨釩電池規(guī)?；q問(wèn)題預(yù)計(jì)好于鋰礦，且鈮鐵的替代效應(yīng)與釩電池產(chǎn)業(yè)對(duì)釩價(jià)的高敏感性將抑制釩價(jià)上漲。政策支持：釩渣是國(guó)內(nèi)提釩主要原料，受鋼鐵產(chǎn)能制約，邊際放開釩鈦磁鐵礦公司產(chǎn)能，釩電池供給將會(huì)有較大釋放。拓展釩源途徑：原礦型釩源開發(fā)；含釩固廢進(jìn)口是禁止的，可以選擇國(guó)外開發(fā)。全球鋰資源和釩資源儲(chǔ)量各國(guó)占比（2021）中國(guó),

68%羅斯,%南非,

8%巴西,

6%智利,

42%澳大利亞,26%阿根廷,10%中國(guó),

7%津巴布韋,1%美國(guó),

3%其他,

11%中國(guó),

39%俄18澳大利亞,25%俄羅斯,21%南非,

14%巴西,

0%美國(guó),

0%智利,

25%澳大利亞,52%阿根廷,

6%中國(guó),

13%

巴西,

1%津巴布韋,

1%葡萄牙,

1%全球鋰資源和釩資源產(chǎn)量各國(guó)占比（2021）資料來(lái)源：攀鋼釩鈦公告，USGS，中信證券研究部鋰資源產(chǎn)量釩資源產(chǎn)量鋰資源儲(chǔ)量釩資源儲(chǔ)量17離子交換膜：高壁壘，國(guó)產(chǎn)化推進(jìn)資料來(lái)源：杜邦科慕，

Vanitec，中信證券研究部杜邦

Nafion?

磺酸膜全釩液流電池隔膜的工作過(guò)程示意圖國(guó)內(nèi)以進(jìn)口為主，價(jià)格昂貴，離子交換膜占比超10%。原理：經(jīng)過(guò)熱處理形成孔洞，恰好允許質(zhì)子進(jìn)行穿透，兩邊高低電位形成電勢(shì)差，離子穿透過(guò)程中形成電流，電勢(shì)差慢慢消失。目前在全釩液流電池在應(yīng)用最為廣泛的是美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的

Nafion

全氟磺酸樹脂交換膜。國(guó)內(nèi)，東岳集團(tuán)是全氟磺酸質(zhì)子交換膜行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，國(guó)產(chǎn)化理化指標(biāo)良好，但耐久性和批次穩(wěn)定性仍有進(jìn)步空間。膜的厚度、耐久性和穩(wěn)定性直接影響到液流電池本身的效率和壽命。18原材料為五氧化二釩，釩電池容量無(wú)衰減，電解液可實(shí)現(xiàn)高度回收利用。理論儲(chǔ)存1kWh的電能，需要

5.6kg

V2O5，電解液的利用率為70%，則實(shí)際上儲(chǔ)存1kWh的電能大約需要8kgV2O5。釩電解液的殘值高，可在線或離線再生循環(huán)使用。通過(guò)電解液租賃等商業(yè)模式創(chuàng)新可以大幅降低初始投資中電解液成本，項(xiàng)目投運(yùn)后按使用情況租賃電解液，系統(tǒng)成本具備較大下降空間。釩電解液制備方法主要有物理溶解法、化學(xué)還原法和電解法。目前，電解液規(guī)?；苽渲饕捎秒娊夥ㄖ苽洌灰滓胄碌碾s質(zhì)，通常以純度較高

V2O5或萃取法制備的硫酸氧釩為原料。電解液：電池容量無(wú)衰減，電解液可回收資料來(lái)源：魏甲明《全釩液流電池技術(shù)研究進(jìn)展》，張華民《全釩液流電池的技術(shù)進(jìn)展、不同儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)系統(tǒng)的價(jià)格分析及展望》，中信證券研究部釩電解液實(shí)物（四種價(jià)態(tài)）875.6543210678970%利用率80%利用率100%理論利用率不同利用率下1kWh電解液V2O5用量（kg）19電堆及儲(chǔ)能系統(tǒng)：電池系統(tǒng)研發(fā)周期長(zhǎng)，技術(shù)壁壘高資料來(lái)源：南明君《無(wú)機(jī)水系液流電池研究進(jìn)展》，各公司官網(wǎng)，中信證券研究部截至2021年底，北京普能國(guó)內(nèi)累計(jì)合作項(xiàng)目590MWh釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)研發(fā)周期長(zhǎng)，技術(shù)壁壘高，成熟廠商多擁有多年研發(fā)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，行業(yè)格局集中。電堆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化：電堆的性能、成本、可靠性直接影響到儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能和應(yīng)用，通過(guò)優(yōu)化電堆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低歐姆極化和濃差極化，研發(fā)出大功率、高功率密度電堆設(shè)計(jì)方法，提高了電堆性能，進(jìn)一步降低電堆成本。儲(chǔ)能系統(tǒng)示范化應(yīng)用：需完成從實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的發(fā)展過(guò)程，檢測(cè)并網(wǎng)后能否長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。大連融科儲(chǔ)能的

200

MW/800MWh

儲(chǔ)能項(xiàng)目是目前全球最大規(guī)模的電化學(xué)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，該項(xiàng)目將奠定我國(guó)在全釩液流電池大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。國(guó)內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)以及企業(yè):中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、中國(guó)科學(xué)院金屬所、清華大學(xué)、中南大學(xué)、大連融科儲(chǔ)能、北京普能、上海電氣等單位都對(duì)釩電池進(jìn)行了大量研究并建立了

kW

至

MW

級(jí)應(yīng)用示范工程。全釩液流電池國(guó)內(nèi)廠商20全釩液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目明細(xì)開工日期投入使用日期位置電池類型功率(MW)容量(MWh)參與公司應(yīng)用場(chǎng)景投資規(guī)模(萬(wàn)元)2022.9.202023.12.30新疆伊犁全釩液流電池250100電源側(cè)5800002022.09.16 杭州 全釩液流電池 0.5 2 國(guó)網(wǎng)（杭州）綜合能源服 電網(wǎng)側(cè) 925務(wù)有限公司2022.09.15山東全釩液流電池3060?；瘓F(tuán)電源側(cè)2022.08.31遼寧全釩液流電池100400電網(wǎng)側(cè)1900002022.08.30 全釩液流電池 30 30 北京德泰儲(chǔ)能科技有限公 電源側(cè)