電池行業(yè)釩電池深度報告：乘儲能東風(fēng)溪云初起正當(dāng)時

證券研究報告行業(yè)研究|電池行業(yè)研究|電池請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明釩電池深度報告：乘儲能東風(fēng)，溪云初起正當(dāng)時師uojingranlczqcom證書:S1320523020001新型儲能技術(shù)百舸爭流，釩電池在長時儲能領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。目前在大規(guī)模儲能技術(shù)中，以液流電池最安全經(jīng)濟，液流電池中又以全釩液流電池(又稱“釩電池”)技術(shù)成熟度最好、應(yīng)用最廣、商業(yè)化程度最高、研究最為全面系統(tǒng)。而且從長時儲能的經(jīng)濟性、安全性、使用壽命、礦產(chǎn)資源自主可控角度，釩電池比鋰電池儲能更有優(yōu)勢，政策驅(qū)動下有望在大規(guī)模長時儲能領(lǐng)域取代國內(nèi)鋰電池。技術(shù)日趨成熟，產(chǎn)業(yè)鏈初步成形。釩電池所需關(guān)鍵材料基本可以實現(xiàn)全國產(chǎn)化，部分部件與國外先進水平有一定差距。上游，釩資源儲量全球第一；中游，電解液生產(chǎn)基本自主可控，電極碳素材料可滿足生產(chǎn)要求，但全氟隔膜成本高、技術(shù)路線尚不明朗；下游，初裝成本限制大規(guī)模商業(yè)化，但長期儲能有優(yōu)勢。釩電池尚處于商業(yè)化早期，產(chǎn)業(yè)鏈強勢環(huán)節(jié)有望率先收益。上游釩資源供給剛性，自有釩礦企業(yè)鑄就資源壁壘；中游關(guān)鍵材料商中，電解液廠商多為釩資源企業(yè)向下游產(chǎn)業(yè)鏈延伸或者電池集成商向上游一體化布局，部分隔膜材料商有望打破國外壟斷；下游系統(tǒng)集成商由于初裝成本高且受上游釩價波動影響，在市場推廣初期利潤承壓，后期有望隨裝機規(guī)模擴大而逐投資建議：建議循序漸進式布局。短期內(nèi)建議重點關(guān)注議價能力較強的釩礦資源企業(yè)，如釩鈦股份、河鋼股份等。中長期建議關(guān)注在釩電池電堆和儲能系統(tǒng)有技術(shù)優(yōu)勢的企業(yè)，如大連融科、北京普能等。風(fēng)險提示：釩電池商業(yè)化不及預(yù)期；釩產(chǎn)品價格快速上漲；技術(shù)迭代風(fēng)險；政策變動風(fēng)險。電池滬深30050%40%30%20%10%0%-20%5/57/169/2612/72/174/30相關(guān)報告請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明2 1.1發(fā)展歷程：從“女神元素”到儲能電池 51.2市場：乘儲能東風(fēng)，溪云初起正當(dāng)時 6 2.1上游：我國釩儲量全球第一，自有釩礦企業(yè)鑄就資源壁壘 8可控，國產(chǎn)替代趨勢明顯 122.3下游：技術(shù)迭代推動系統(tǒng)降本，釩電池產(chǎn)業(yè)化有望提速 17是大規(guī)模長時儲能的優(yōu)選路徑 203.1儲能技術(shù)對比：規(guī)模儲能技術(shù)中，液流電池最安全經(jīng)濟 203.2液流電池對比：釩電池成熟度最好、商業(yè)化最高、研究最系統(tǒng) 214.發(fā)展趨勢：釩電池有望在儲能產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；?、高安全化進程中充分收益 224.1儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展邁向規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化，長時儲能崢嶸初顯 224.2事故頻發(fā)催化安全標(biāo)準(zhǔn)提升，峰谷電價政策提升盈利空間 244.3釩電池尚處于商業(yè)化早期，產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢環(huán)節(jié)有望率先收益 255.重點公司：建議關(guān)注釩鈦股份、河鋼股份等 26 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明3 5 5 圖4未來5年中國新型儲能累計裝機規(guī)模預(yù)測(單位：GW) 7 圖92021年中國大陸主要釩礦資源、產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品分布 10 圖11粗鋼產(chǎn)量變化(單位：萬噸/日) 11圖12釩電池對釩需求預(yù)計(單位：GW，萬噸) 11圖13近幾年釩產(chǎn)品價格變化(單位：元/噸) 11 圖17大連液流電池儲能調(diào)峰電站一層的電解液儲罐區(qū) 13 意圖 16n 意圖 17 圖27全釩液流電池儲能系統(tǒng)的輸出功率和儲能容量可獨立設(shè)計 18圖28100MW/200MWh規(guī)模多元電化學(xué)儲能電站成本對比 20不同儲能時長全釩液流電池儲能系統(tǒng)的價格 20 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明4圖312014-2022年國內(nèi)新型儲能累計裝機規(guī)模(單位：GW，%) 22圖322022年各電池類型電化學(xué)儲能項目新增裝機分布 23 圖342022年電化學(xué)儲能裝機規(guī)模分布(單位：MW，MWh,%) 23 圖362023年4月各省份最大峰谷電價差(單位：元/kWh) 25請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明51.釩電池簡介1.1發(fā)展歷程：從“女神元素”到儲能電池全釩液流電池(VFB)又稱釩電池，主要利用釩離子的價態(tài)的變化來實現(xiàn)電能的儲存和釋放。從工作原理上來看，釩電池相比鋰離子電池的最大不同在于導(dǎo)電離子主要為不同價態(tài)的釩離子。釩元素的價態(tài)多變，不同價態(tài)的化合物呈現(xiàn)不同的顏色，所以用北從結(jié)構(gòu)上看，與鋰電池的電解液集成在電池內(nèi)部不同，釩電池的正負(fù)極的兩側(cè)各有一個電解液儲罐，通過循環(huán)泵輸送至電池內(nèi)部進行反應(yīng)。圖1全釩液流電池工作原理示意圖圖2磷酸鐵鋰電池工作原理示意圖資料來源：高性能層狀鋰離子電池正極材料的制備與研究(劉同超等，19)，聯(lián)儲證券研究院釩電池最早由澳大利亞新南威爾士大學(xué)Skyllas-Kazacos提出，因其具有安全性高、儲能容量大、使用壽命長等特點得到了長足的發(fā)展。釩電池正負(fù)極氧化還原電對使用同種元素釩，電解液在長期運行過程中可再生，避免了交叉污染帶來的電池容量難以恢復(fù)的問題；釩電池正負(fù)極反應(yīng)動力學(xué)良好，無外加催化劑即可達(dá)到較高的功率密度；而且由于釩電池使用水溶液作為儲能介質(zhì)，避免了有機溶劑作為電解液時易燃易爆炸的安全風(fēng)險，可靠性高。隨著清潔能源發(fā)展對儲能需求的增加，越來越多的研究單位和企業(yè)開始涉足釩電池產(chǎn)業(yè)化的開發(fā)，如日本住友電工、美國UET公司、英國Invinity、奧地利Enerox、澳大利亞TNGLtd公司等。我國對釩電池的研究起步較早，目前已進入大規(guī)模商業(yè)示范運行和市場開拓階段。20世紀(jì)80年代末，北京大學(xué)和中國地質(zhì)大學(xué)已建立了全釩液流電池實驗室模型。1995年中國工程物理研究院研制出1kW的釩電池電堆樣機。此后，中南大學(xué)、中科院大連化物所、清華大學(xué)、中科院沈陽金屬所、北京普能、大連融科等機構(gòu)開始從事釩電池的研發(fā)和商業(yè)化推廣工作。2022年10月31日，全球最大的全釩液流電池儲能電站建成并在遼寧大連并網(wǎng)發(fā)電，一期規(guī)模為100MW/400MWh。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明6隨著儲能行業(yè)的快速發(fā)展，釩電池裝機規(guī)模有望進一步增長。根據(jù)國家能源局的數(shù)據(jù)，截至2022年底，全國已投運新型儲能項目裝機規(guī)模達(dá)870萬千瓦，平均儲能時長推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》中指出，到2025年，我國新型儲能裝機容量要達(dá)到30GW以上。而根據(jù)2022年11月中國電力企業(yè)聯(lián)合會《新能源配儲能運行情況調(diào)研報告》的數(shù)據(jù)，到2025年，國內(nèi)各省規(guī)劃的新型儲能裝機規(guī)模合計超過60GW。而釩電池作為儲能技術(shù)的一種，2021年和2022年在新型儲能裝機中的占比分別為0.6%、2.3%，并有望隨著長時儲能需求的增大，滲透率進一步提升。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明7多省市“十四五”規(guī)劃儲能裝機目標(biāo)序號時間省份文件名稱儲能裝機目標(biāo)(GW)1《青海省碳達(dá)峰實施方案》62《甘肅省“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃》63《山西省“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》64《山東省新型儲能工程發(fā)展行動方案》55《寧夏“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》56《內(nèi)蒙古自治區(qū)“十四五電力發(fā)展規(guī)劃”》57《河北省“十四五”新型儲能發(fā)展規(guī)劃》48《浙江省“十四五”新型儲能發(fā)展規(guī)劃》39《安徽省新型儲能發(fā)展規(guī)劃(2022-2025)》3《廣東省推動新型儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》311《江蘇省“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》《河南省碳達(dá)峰實施方案》《湖北省能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》2《湖南省電力支撐能力提升行動方案(2022-2025年)》2《廣西壯族自治區(qū)碳達(dá)峰實施方案》2《云南省應(yīng)對氣候變化規(guī)劃(2021-2025年)》2《四川省電源電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃(2022-2025年)》2《遼寧省“十四五能源發(fā)展規(guī)劃”》1《江西省碳達(dá)峰實施方案》1州《貴州省碳達(dá)峰實施方案》1《北京市碳達(dá)峰實施方案》建《福建省推進綠色經(jīng)濟發(fā)展行動計劃(2022-2025年)》《天津市碳達(dá)峰實施方案》《吉林省碳達(dá)峰實施方案》樂觀場景下，假設(shè)各省儲能目標(biāo)都能順利實現(xiàn)，2025年國內(nèi)釩電池市場滲透率達(dá)到15%，平均儲能時長為4h，則預(yù)計2025年釩電池的裝機功率為9GW，裝機容量達(dá)到36GWh以上，而釩電池產(chǎn)業(yè)將從商業(yè)化初期進入規(guī)模化發(fā)展階段。圖4未來5年中國新型儲能累計裝機規(guī)模預(yù)測(單位：GW)200180160140120100806040200新型儲能裝機規(guī)模(GW)保守場景中性場景樂觀場景13.080.170.200.250.401.081.723.285.732014201520162017201820192020202120222023E2024E2025E2026E2027E請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明8表22025年釩電池儲能市場空間測算市場預(yù)測保守場景中性場景樂觀場景國內(nèi)新型儲能裝機功率(GW)45釩電池市場滲透率(%)5釩電池裝機功率(GW).59平均儲能時長(h)34釩電池裝機容量(GWh).5電解液利用率(%)消耗五氧化二釩量(萬噸)2.產(chǎn)業(yè)鏈：技術(shù)日趨成熟，產(chǎn)業(yè)鏈初步成形目前釩電池產(chǎn)業(yè)處在商業(yè)化早期，市場需求未打開，相關(guān)企業(yè)分為三類：上游釩礦、中游原材料商和電池集成商。現(xiàn)階段釩電池產(chǎn)業(yè)鏈面臨的主要問題是：成本問題制約了釩電池的規(guī)模化市場應(yīng)用。后續(xù)隨著產(chǎn)業(yè)鏈的完善，成本會有進一步的下降空間。池儲能模塊的設(shè)計和優(yōu)化(陳暉等，2019)，聯(lián)儲證券研究院我國釩儲量非常豐富，主要集中分布在四川攀枝花和河北承德等地區(qū)。在釩儲量方USGS球第一。在釩制品產(chǎn)量方面，根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，2021年中國大陸釩產(chǎn)量約為13.6萬噸，占全球產(chǎn)量比例約65%，其中2021年四川攀西地區(qū)的釩產(chǎn)量為6.2萬噸，約占全國釩產(chǎn)量的44%，占全球釩產(chǎn)量的30%。在釩資源的分布上，我國目前可提取的釩礦主要分布在四川攀枝花和河北承德，其中四川攀西地區(qū)的釩儲量最高，約占國內(nèi)已探明釩儲量的63%；其他地區(qū)如中核鈦白所在甘肅省，雖然也有分布，但以含釩石請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明9圖62021年全球探明釩資源分布情況澳大利亞其他其他4.3%南非13.9%俄羅斯19.8%0.5%美國0.2%37.6%圖7我國釩產(chǎn)品主要應(yīng)用場景釩儲能,釩儲能,2%行業(yè),3%鋼鐵,95%在釩資源的應(yīng)用方面，目前國內(nèi)95%以上的釩產(chǎn)品應(yīng)用在鋼鐵領(lǐng)域，2%應(yīng)用在釩儲能領(lǐng)域。從釩消費領(lǐng)域來看，釩制品主要應(yīng)用于鋼鐵領(lǐng)域，約占90%以上。將釩應(yīng)用于鋼鐵鑄造領(lǐng)域，可顯著提高鋼鐵的強度、韌性和耐磨性；釩在鈦合金中可作為穩(wěn)定劑和強化劑，提高鈦合金的延展性和可塑性；在化工領(lǐng)域，釩是重要的化工原料和催化劑；在儲能領(lǐng)域，釩電解液是全釩液流電池的重要組件。隨著釩電池產(chǎn)業(yè)化的進行，對釩產(chǎn)品的需求有望快速增大，上游釩制品生產(chǎn)線需要進一步的規(guī)模擴大和技術(shù)升級改造?，F(xiàn)階段釩資源的開發(fā)和利用以釩鈦磁鐵礦煉鋼副產(chǎn)釩渣為主。我國釩資源主要為釩鈦磁鐵礦和含釩石煤，二者占比分別為52%，48%。不過由于石煤提釩的回收率低、環(huán)保壓力大生產(chǎn)成本高，目前我國釩資源的開發(fā)和利用以釩鈦磁鐵礦為主，在產(chǎn)釩原料占比中為90%左右。據(jù)國際釩技術(shù)委員會(Vanitec)統(tǒng)計，全球約有76%的釩來自中國、俄羅斯和新西蘭鋼廠的副產(chǎn)煉鋼釩渣；約13%的釩產(chǎn)量直接來自于釩鈦磁鐵礦，以南非的布什維爾德礦業(yè)公司和嘉能可公司、巴西的Largo資源公司為代表；約11%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)及含釩石煤生產(chǎn)。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明10圖92021年中國大陸主要釩礦資源、產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品分布提釩工藝方面，現(xiàn)階段主要采用以釩渣為原料的鈉化焙燒提釩工藝。高爐－轉(zhuǎn)爐冶煉技術(shù)是一種傳統(tǒng)的冶煉釩鈦磁鐵礦精礦的方法。在整個高爐－轉(zhuǎn)爐冶煉釩鈦磁鐵礦的流程中，主要產(chǎn)生了三種爐渣，即含鈦高爐渣，釩渣和鋼渣。釩渣提釩工藝主要包括鈉化焙燒提釩工藝、鈣化焙燒提釩工藝、亞熔鹽提釩工藝、無鹽焙燒提釩工藝等，其中鈉化焙燒提釩工藝是目前應(yīng)用最廣泛、最傳統(tǒng)的提釩工藝。國內(nèi)以釩鈦磁鐵礦為原料生產(chǎn)釩制品的企業(yè)有釩鈦股份、建龍鋼鐵、承德釩鈦、川威集團、德勝釩鈦等。隨著儲能領(lǐng)域?qū)︹C需求的增大和提釩技術(shù)的不斷進步，未來石煤提釩在釩工業(yè)的應(yīng)用比例會逐步提高。相比釩鈦磁鐵礦煉鋼后的釩渣提釩(釩渣含釩量約為15%)，石煤礦的釩含量偏低，僅為1%左右，且提釩成本明顯偏高，約為6~8萬元/噸，所以現(xiàn)階段從事石煤提釩生產(chǎn)的多為中小型企業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，2022年我國石煤提釩在產(chǎn)企業(yè)有14家，總產(chǎn)能約為1.4萬噸，主要集中在陜西商洛、河南等地區(qū)。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明11鋼鐵行業(yè)用釩需求增量有限，釩電池產(chǎn)業(yè)化或帶動釩消耗量迅速增加。2022年，房地產(chǎn)行業(yè)對鋼鐵需求持續(xù)下降，汽車、機械行業(yè)對鋼鐵需求保持增長但增幅較小。根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2022年中國粗鋼產(chǎn)量10.13億噸，同比下降2.1%，連續(xù)第二年下降。由于釩制品在鋼鐵領(lǐng)域的主要應(yīng)用為螺紋鋼等精鋼領(lǐng)域，未來釩在精鋼里的添加量有望進一步提高，因此預(yù)計短期內(nèi)鋼鐵行業(yè)用釩不會明顯減少，也不會有大幅的增圖11粗鋼產(chǎn)量變化(單位：萬噸/日)300250200150100500GW)釩電池新增裝機規(guī)模(GW)釩消耗量(折V2O5，萬噸)6543210202020212022E2023E2024E202020212022E2023E2024E2025E釩制品的供給相對剛性，未來產(chǎn)能增量較為有限。由于現(xiàn)階段釩產(chǎn)品主要來源于釩鈦磁鐵礦煉鋼后的釩渣提釩，而當(dāng)前國內(nèi)政策嚴(yán)格控制鋼鐵產(chǎn)能，因此未來采用釩渣提釩工藝帶來的釩制品產(chǎn)能增量較為有限。石煤提釩工藝當(dāng)前成本偏高，約為8-10萬元/噸，且現(xiàn)有工藝環(huán)保壓力較大，有待技術(shù)進一步成熟降低成本。600,000500,000400,000300,000200,000600,000500,000400,000300,000200,000100,0000釩釩渣禁止進口鋼筋中鈮大比例替代釩，釩產(chǎn)品供給過剩鋼鐵產(chǎn)業(yè)限產(chǎn)政策鋼鐵行業(yè)回暖，釩價拉漲釩電池裝機量上升鋼筋新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行釩產(chǎn)品歷史價格受鋼鐵行業(yè)影響明顯，隨著釩電池對釩需求的增大，釩產(chǎn)品價格有望上漲。自2018年11月1日起，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)建筑鋼材執(zhí)行新的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1499.2-2018，新標(biāo)準(zhǔn)對螺紋鋼中釩鐵用量提出了明確要求，此后鋼鐵行業(yè)釩用量迅速增加，帶動釩產(chǎn)品價格上漲，后續(xù)隨著產(chǎn)能增加，釩價理性回歸并進入市場盤整期。根據(jù)百川盈孚的數(shù)據(jù)，2023年3月17日，國內(nèi)原料大廠98%片釩價格維持在14萬元請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明12/噸，預(yù)計短期內(nèi)釩市場波動空間不大。后續(xù)隨著儲能電池項目的加速落地，釩電池用釩需求有望推動釩價上漲。表32021年全球自有資源型釩生產(chǎn)企業(yè)概況稱產(chǎn)能(折V2O5)/t料鞍鋼集團攀鋼公司000渣俄羅斯(Evraz)控股公司(釩渣折產(chǎn))FeV化劑渣、燃油灰渣、廢催化劑00金渣有限公司00VN、氧化釩渣rIndustrieAG渣encoreXstrata鈦磁鐵礦鈦科技有限公司V2O5渣德勝集團釩鈦有限公司(釩渣折產(chǎn))渣、氧化釩(外加工)渣neV2O5鈦磁鐵礦mumProductPtyLtd責(zé)任公司渣、氧化釩(外加工)鈦磁鐵礦渣LC合金、釩鐵等VN、氧化釩、釩鋁合金、金屬釩催化劑、燃油灰渣等石煤(碳質(zhì)頁巖)泰國等合金、釩鐵等礦渣、廢催化劑、燃油灰渣等VN、釩鐵等渣、廢催化劑、富釩磷鐵、石煤合計00產(chǎn)替代趨勢明顯釩電池所需關(guān)鍵材料基本可以實現(xiàn)全國產(chǎn)化，部分部件仍與國外先進水平有一定差距。典型的全釩液流電池儲能系統(tǒng)主要包含電解液、循環(huán)泵、電池端板、集流板、雙極板、電極、隔膜、電極框等。電極材料上，目前市面上有國產(chǎn)化的石墨氈電極，在碳纖維制備、品相性能與國外相比有一定差距，但是應(yīng)用在釩電池上影響沒那么大，未來不是卡脖子的領(lǐng)域；膜制品上，部分國內(nèi)公司如山東東岳已經(jīng)有商用的全氟磺酸膜，還有中科院大連化物所研發(fā)的非氟的多孔膜，成本已大幅降低；電解液需求量大、成本略高等。但隨著釩電池需求的增大和產(chǎn)能的鋪開，釩電池關(guān)鍵材料的制造成本有望進一步下降，電化學(xué)性能有望進一步提高。圖14典型4h全釩液流電池儲能成本構(gòu)成6%2%4%8%8%儲液罐泵系統(tǒng)55%儲能變流器(PCS)其他55%25%能源管理系統(tǒng)25%研究院技術(shù)綜述(曲大為等，2022)，聯(lián)儲證券研究院請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明13電解液是釩電池電能的載體，其性能直接影響著釩電池的儲電能力。電解液的發(fā)展方向為高濃度、高穩(wěn)定性、高電化學(xué)活性。電解液技術(shù)突破的難點在于釩離子濃度的提升。全釩液流電池的電化學(xué)活性物質(zhì)中，釩的濃度一般在1.4-1.7mol/L,而商業(yè)化的電解液通常使用硫酸水溶液作為基質(zhì)，正負(fù)極分別硫酸氧釩和硫酸釩。硫酸的質(zhì)量百分比濃度約在30%左右。自2015年起，我國陸續(xù)啟動對混酸體系和鹽酸體系的電解液研究，新型電解液的釩離子濃度在實驗室階段可達(dá)3~5mol/L。不同的釩電解液制備方法對比點點法VOSO接溶解于一定濃度的設(shè)備簡單、方法簡便VOSO成本較高、電池規(guī)模生產(chǎn)化學(xué)還原法VO末在濃硫酸中活化溶高容易引入的雜質(zhì)硫酸氧釩為原料，通過電解制備釩電解液制備主要包括物理溶解法、化學(xué)還原法和電解法。物理溶解法是用硫酸直接溶解高純度的VOSO4固體制得?；瘜W(xué)還原法主要采用單質(zhì)硫、亞硫酸、有機羧酸或醇等還原劑在一定溫度下將五價釩還原為四價或三價釩。比化學(xué)還原法更簡單，不易引入新的雜質(zhì)，通常以純度較高V2O5或萃取法制備的硫酸氧釩為原料?；瘜W(xué)還原法和電解法各有優(yōu)缺點，需要根據(jù)具體情況擇優(yōu)選擇。釩離子濃度對電池性能產(chǎn)生重要影響，需控制在合理濃度范圍內(nèi)。釩離子濃度變大，電解液能量密度提高，電壓效率提高，但高濃度五價溶液在接近全充電態(tài)時會析出沉淀，降低電池的能量效率。另外，電解液中硫酸濃度也會顯著影響釩離子的溶解度。當(dāng)釩電解液中硫酸濃度增大，V5+/V4+和V3+/V2+氧化還原電對的氧化峰電流和還原峰電流均有所增大，低價釩離子溶解度隨之降低。院罐區(qū)儲證券研究院溫度影響電解液的穩(wěn)定性，需增加額外控溫單元。溫度上限方面，從釩電池健康運行的角度來說，電解液最好不超過45℃。因為液流電池的電解液都是水溶液，45℃以上請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明14就有五價釩析出的風(fēng)險，雖然不會立馬析出，但這種風(fēng)險必須要考慮。溫度過高時，比電解液中會有五氧化二釩析出，進而堵塞管路，引起電堆失效等一系列問題。溫度下限方面，零下二十度低溫運行雖然沒太大問題，但是低溫下電池效率會降低很多。溫度的問題主要通過集裝箱增加溫控單元來解決，也就是俗稱的空調(diào)。高溫會啟動制冷機來冷卻電解液，低溫下只要電池啟動后設(shè)備運行本身就會釋放一部分熱量，從而使電解液保持在合理的溫度范圍內(nèi)，保障全釩液流電池始終處于平穩(wěn)健康運行狀態(tài)。當(dāng)前電解液制備成本略高，以租代售模式或?qū)⑼苿赢a(chǎn)業(yè)化提速。釩的純度也影響著電解液的性能，高純度的釩原料(V2O5)往往造價很高，2022年價格在10萬/噸以上。經(jīng)過研究者研究發(fā)現(xiàn)，原則上只要純度足夠，就可以滿足使用的需求。影響性能的雜質(zhì)需控制在一定范圍內(nèi)，不影響性能的雜質(zhì)多少對性能的影響可忽略。目前釩電池電解液的回收率較高，約為70%-80%，同時由于電解液的資金占有率偏高，部分機構(gòu)提出以租代售的商業(yè)模式，引入一個資本方，作為電解液的擁有者，來減少電解液使用方的資金壓力。2022年海螺公司創(chuàng)建電解液租賃商業(yè)模式并在安徽樅陽完成首單電解液采購及租賃服務(wù)。表5釩電池電解液在建/擬建項目序號位點能投產(chǎn)時間1電池儲能創(chuàng)新及設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)建設(shè)項目-20m3電解液產(chǎn)線--3ta解液短儲新材料---4金鉬集團-5銀匯新能源-6偉力得肅-7鏈項目甘肅酒泉-建8m39-現(xiàn)階段電解液生產(chǎn)技術(shù)壁壘較高，參與布局的企業(yè)主要有大連融科、釩鈦股份、河鋼股份、星明能源等。其中大連融科在釩電解液領(lǐng)域的技術(shù)實力最為雄厚，建有全球規(guī)模最大的釩電解液生產(chǎn)線，現(xiàn)有電解液產(chǎn)能超過6萬立方米，占據(jù)國內(nèi)外市場份額的80%以上。全釩液流電池中，位于離子交換膜兩側(cè)電極材料是其中的核心組件之一，電極表面是全釩液流電池發(fā)生氧化還原反應(yīng)的場所。結(jié)構(gòu)設(shè)計上，電極流道由無流道型向分裂蛇形流道發(fā)展。電極流道對電堆的性能影響也較大，相比于傳統(tǒng)蛇形和傳統(tǒng)交叉形流道，交錯蛇形流道中電解液一次性滲入、滲出，有利于降低濃差過電位，提高邊界層傳質(zhì)系數(shù)，從而促進反應(yīng)離子在邊界層的傳質(zhì)。電極流道研究由無流道向平行、叉指、蛇形發(fā)展，再由普通蛇形向旋轉(zhuǎn)蛇形流道、分裂蛇形流道發(fā)展。材料選型上，釩電池電極材料的研究主要集中在金屬電極和碳素電極，碳素類電極更具成本優(yōu)勢。金屬電極中被廣泛關(guān)注的材料包括金、鉛、鈦、鈦基鉑和鈦基氧化銥等，請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明15但到目前為止，金、鉛、鈦所展現(xiàn)的電池的電化學(xué)性能相對欠佳，而鈦基鉑和鈦基氧化銥雖然能夠較好的滿足前三點對電極材料的要求，但成本很高，難以實現(xiàn)大規(guī)模廣泛應(yīng)用。因此，更多的關(guān)注投向了成本具有很大優(yōu)勢的碳素類電極材料。不同類型釩電池電極材料的對比點點金屬類金、鉛、鈦等鈦基鍍鉑電極、鈦基鍍氧化銥電極-對釩離子對呈現(xiàn)良好的可逆活性表面易形成鈍化膜，導(dǎo)電性差價格昂貴碳素類石墨板碳?xì)?CF)、石墨氈(GF)價格低、導(dǎo)電性好、穩(wěn)定性極易發(fā)生析氧、析氫副反應(yīng)，電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重碳素類電極材料主要包括玻碳、碳紙、石墨氈、碳?xì)值忍祭w維材料。其中，石墨氈和碳?xì)钟捎谄涑杀鞠鄬Φ土⑶曳€(wěn)定性好，導(dǎo)電能力突出，高比表面積等特點，因此被用作釩液流電池的主要電極材料。石墨氈電極的商業(yè)化制備方法是以專用的聚丙烯腈(PAN)原絲經(jīng)過一系列熱處理后，由有機合成纖維轉(zhuǎn)換為碳含量在92%以上的無機碳纖維。目前生產(chǎn)PAN基碳纖維的知名企業(yè)包括日本的東麗、東邦、三菱人造絲公司，美國郝克利公司和阿莫克公司，德國的西格里(SGL)公司等。技術(shù)研究進展(魏甲明等，2022)，聯(lián)儲證券研究院在國產(chǎn)化方面，我國當(dāng)前的電極材料已基本能滿足釩電池使用需求。目前生產(chǎn)電極的主要企業(yè)有江油潤生、遼寧金谷、江蘇普向、嘉興納科等。目前市面上有國產(chǎn)化的石墨氈電極，在碳纖維制備、品相性能與國外相比有一定差距，但是應(yīng)用在釩電池上影響沒那么大，未來不是卡脖子的領(lǐng)域。比如大連化物所研發(fā)的碳?xì)蛛姌O，親水性極佳，電化學(xué)方面電流密度也滿足現(xiàn)階段使用要求，更高導(dǎo)電性的電極材料也在開發(fā)當(dāng)中，以滿足未來釩電池更高功率密度的要求。隔膜是另一影響釩電池工作性能的關(guān)鍵材料，主要通過分隔正負(fù)極電解液并選擇性透過離子的方式實現(xiàn)電池結(jié)構(gòu)中完整回路的構(gòu)建。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明16目前，商業(yè)領(lǐng)域廣泛采用的是以杜邦公司(科慕)生產(chǎn)的Nafion膜為代表的質(zhì)子交換膜。Nafion膜以磺酸基團為交換基團，是全釩氧化還原液流電池的標(biāo)準(zhǔn)隔膜，在電解液中的穩(wěn)定性高。但由于存在釩離子滲透率較高、價格高昂(Nafion膜價格將近6000元/平方米)等缺陷，這也在一定程度上限制了液流電池的進一步發(fā)展。膜的比較點點表膜材質(zhì)和離子選擇性方面較好工藝復(fù)雜，成酸膜膜磺化聚酰亞胺膜釩電池隔膜技術(shù)仍在迭代中，含氟膜、非氟樹脂、多孔膜等技術(shù)路線的競爭格局尚DFPTFE等得到了很多研究；通過提高隔膜質(zhì)子選擇性，降低成本的非氟類工程樹脂，如聚醚醚酮、聚酰亞胺、聚砜、聚苯并咪唑等得到了極大關(guān)注；電池封裝有優(yōu)勢的多孔膜，也被研究者們逐漸應(yīng)用到釩電池體系中，如大連化物所研究團隊將可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜引入釩電池電堆，可以與電極框等其他組件，通過激光焊接形成密封一體化組件。表8釩電池隔膜材料主要廠商美國科慕(原杜邦)加拿大巴拉德DFDF01oof--在隔膜制備工藝方面，目前可批量生產(chǎn)全氟磺酸膜的制備工藝主要有熔融擠出法和流延法?？颇街饕捎萌廴跀D出法生產(chǎn)，而國內(nèi)的蘇州科潤新材料公司主要采用鋼帶流延法進行生產(chǎn)。熔融擠出法對生產(chǎn)設(shè)備要求高，設(shè)備價格昂貴，國內(nèi)暫時無法大規(guī)模推廣；鋼帶流延法相對其他流延法溶劑揮發(fā)速度快，可連續(xù)化生產(chǎn)，雖然工藝較熔融擠出法復(fù)雜，但設(shè)備要求低，生產(chǎn)成本也較低，是未來重要發(fā)展方向。目前，我國隔膜、雙極板、電極等電堆材料多采用釩電池企業(yè)自研自產(chǎn)或外協(xié)加工的形式，一體化程度較高，請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明17在國產(chǎn)替代方面已經(jīng)取得一定成果；但關(guān)鍵性的熔融擠出壓延成型技術(shù)長期被國外壟斷，導(dǎo)致成本高昂。2.3下游：技術(shù)迭代推動系統(tǒng)降本，釩電池產(chǎn)業(yè)化有望提速釩電池電堆是發(fā)生充放電反應(yīng)，實現(xiàn)電能化學(xué)能相互轉(zhuǎn)換的部件，是釩電池儲能系統(tǒng)的核心部件。電堆的主要構(gòu)成包括隔膜、電極、雙極板、流場板、集流體、端板等部件，通過層層組裝、焊接等工藝制備而成。全釩液流電池電堆的各種效率和電解液利用率之間密切相關(guān)。電堆的庫侖效率與離子交換(傳導(dǎo))膜的質(zhì)子選擇性密切相關(guān)，電壓效率與離子交換(傳導(dǎo))膜及電堆的內(nèi)阻密切相關(guān)，電堆的能量效率為庫侖效率和電壓效率的乘積。而電解液的利用率與電壓效率密切相關(guān)。理論儲存1kWh的電能，需要5.6kgV2O5，如果電解液的利用率為70%，則實實際上儲存1kWh的電能，大約僅需要7kgV2O5。近年來隨著電池材料技術(shù)和電池結(jié)構(gòu)設(shè)計制造技術(shù)的不斷進步，使電池內(nèi)阻不斷減小，性能不斷提高。電堆設(shè)計方面，現(xiàn)階段在保持電堆的能量效率不低于80%的條件下，電池工作電流密度由原來的60~80mA/cm2提高到200~300mA/cm2。電池的功率密度顯著提高，材料使用量減少，電堆成本大幅度降低。體積方面，全釩液流電池的能量密度為二十多瓦每公斤，鋰電池是百瓦時每公斤，整體上有數(shù)量級的差距。但是做成儲能電站的話，釩電池模塊可以安裝在不同樓層，在同一平面上也可以緊密排布，鋰電池由于安全距離(防火)的存在，兩者實際占地面積的差距其實不是很大。能效方面，現(xiàn)階請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明18段電堆工作效率最高可以做到90%，但是考慮綜合經(jīng)濟性能，釩電池工作效率一般在75%-80%。研究進展(蘇秀麗等，2019)，聯(lián)儲證券研究院一個完整的全釩液流電池儲能系統(tǒng)除了電堆和儲液罐之外，還包括溫控系統(tǒng)、循環(huán)模塊(正極泵、負(fù)極泵、管路等)、儲能變流器(PCS)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和能量管理系統(tǒng)(EMS)等。溫控系統(tǒng)相關(guān)企業(yè)主要有：英維克、申菱環(huán)境、松芝股份、高瀾股份、同飛股份等。儲能變流器相關(guān)企業(yè)主要有：陽光電源、科華恒盛、東方日升、科陸電子、上能電氣等。能量管理系統(tǒng)相關(guān)企業(yè)主要：國電南瑞、許繼集團、平高電氣、南瑞繼保等。率和儲能容量可獨立設(shè)計釩電池儲能系統(tǒng)的輸出功率和儲能容量相互獨立，設(shè)計和安裝靈活，非常適用于大規(guī)模、大容量、長時儲能。全釩液流電池儲能系統(tǒng)的輸出功率由電堆的大小和數(shù)量決定，而儲能容量由電解液的體積決定。要增加輸出功率，只要增大電堆的電極面積和增加電堆的數(shù)量就可實現(xiàn)；要增加儲能容量，只要增加電解液的體積就可實現(xiàn)。同時受釩離子溶解度等的限制，全釩液流電池的能量密度較低，只適用于對體積、重量要求不高的固定儲能電站，而不適合用于移動電源和動力電池。釩電池儲能系統(tǒng)初裝成本高于鋰電池，但隨著技術(shù)進步和生產(chǎn)規(guī)模擴大成本有望進一步下降。液流電池儲能系統(tǒng)包括液流電池單元、變流設(shè)備、變壓和系統(tǒng)設(shè)備等，占項目初始投資成本的80%左右，建筑工程及其他費用占比20%左右。就初建成本方面，初期建設(shè)的前兩年，鋰離子電池(以磷酸鐵鋰電池為例)約為1000元/kWh，2022年受原材料碳酸鋰價格上漲因素影響，初建成本大約是2000元/kWh，而對于儲能時長為4h請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明19的全釩液流電池儲能系統(tǒng)來說，初次投資成本為3000元/kWh左右，是鋰電池的1.5倍左右。序號總價(萬元)投標(biāo)單價(元/Wh)一液流電池儲能系統(tǒng)(共1GWh)19.89042公司003司0.00004任公司00500二磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)風(fēng)冷(共享/配套儲能)(共2.7GWh)1股份有限公司842003綜合能源服務(wù)有限公司05496560684三磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)液冷(共享/配套儲能)(共1.8GWh)1股份有限公司0.0028.743技股份有限公司3.2840.005能源有限公司8.0060.00根據(jù)2022年中核匯能儲能系統(tǒng)招標(biāo)情況，其中標(biāo)段二和標(biāo)段三中磷酸鐵鋰電池的報價區(qū)間在1.41-1.47元/Wh之間，標(biāo)段一的5家釩電池儲能系統(tǒng)投標(biāo)報價區(qū)間在2.20-3.62元/Wh之間，第一候選人大連融科的報價為2.65元/Wh。該項目中全釩液流電池儲能系統(tǒng)的投標(biāo)單價為磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)的1.5-2.57倍。然而，全使用周期內(nèi)，全釩液流電池儲能成本低于鋰離子電池。從電池使用壽命角度來看，典型的鋰離子電池，如磷酸鐵鋰電池，完整使用周期內(nèi)可以做到5000次充放電循環(huán)左右，全釩液流電池基本都可以達(dá)到15000-16000次充放電循環(huán)和20年左右的使用壽命，是鋰電池的2-3倍。所以從全生命周期內(nèi)使用角度來說，全釩液流電池的成本要低于鋰離子電池。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明20資料來源：規(guī)?；嘣娀瘜W(xué)儲能度電成本及其經(jīng)濟性分析(劉陽等，23)，聯(lián)儲證券研究院資料來源：規(guī)?；嘣娀瘜W(xué)儲能度電成本及其經(jīng)濟性分析(劉陽等，23)，聯(lián)儲證券研究院圖28100MW/200MWh規(guī)模多元電化學(xué)儲能電站成本對比電站殘值充電成本換電成本運維成本初始投資成本36%56%65%70%33%3%21%36%56%65%70%33%3%21%3%3%31%29%25%20% 鋰離子電池鉛池鈉硫電池全釩液流電池90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%8000700060005000400030008000700060005000400030002000100004500450030002500225021001H2H4H6H8H10H當(dāng)前釩電池產(chǎn)業(yè)化仍處于初級階段，相關(guān)配儲政策有望進一步出臺。由于當(dāng)前釩電池初始投資成本偏高，中小企業(yè)的投資意愿不強，現(xiàn)有的釩電池儲能項目多為地方政府的示范項目，建設(shè)和運營主體多為大型國有企業(yè)。而且現(xiàn)階段建設(shè)的電化學(xué)儲能電站配置儲能時長多為2小時，而釩電池在大規(guī)模長時儲能領(lǐng)域(如儲能時長4小時以上)優(yōu)于鋰電池，后續(xù)隨著電網(wǎng)側(cè)對長時儲能的需求不斷增大，相關(guān)配儲政策有望進一步出臺，加速推動釩電池產(chǎn)業(yè)化進程。徑3.1儲能技術(shù)對比：規(guī)模儲能技術(shù)中，液流電池最安全經(jīng)濟碳中和背景下，多種儲能技術(shù)在競爭中不斷迭代發(fā)展。根據(jù)不同應(yīng)用場合的需要，人們開發(fā)了多種形式的儲能技術(shù)。常見的儲能技術(shù)以物理儲能和化學(xué)儲能為主，其中，物理儲能主要包含抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超導(dǎo)儲能和超級電容器儲能等，請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明21化學(xué)儲能主要包含液流電池、鈉硫電池、金屬空氣電池和鉛酸蓄電池和鋰離子電池等。隨著技術(shù)的迭代和需求的變化，這些儲能技術(shù)有望占領(lǐng)絕大部分儲能市場。要儲能技術(shù)關(guān)鍵參數(shù)對比術(shù)年本蓄能100MW~3000MW65~7540~600.2Wh/L~2Wh/L500~1000能容量制壓縮空氣儲能1MW~300MW40~7030~503Wh/L~100Wh/L1000~2500、儲能量大、成本低泄漏能10kW~3000kW80~9510~80Wh/kg3000~6000高超導(dǎo)儲能100kW~10MW高池1kW~100MW75~858~1030~50Wh/kg350~1500技術(shù)成熟大離子電池1kW~100MW80~905~10150~350Wh/kg800~2000靈活部署短1kW~100MW75~8520~70Wh/kg2000~4000用壽命長、安全性好本高鈉離子電池1kW~1MW80~905~10750~1500業(yè)化初期在所有儲能技術(shù)中，液流電池由于安全性高，儲能壽命長等特點，在大規(guī)模長時儲能領(lǐng)域極具競爭優(yōu)勢。適用于規(guī)模儲能的主要技術(shù)路線為抽水蓄能、壓縮空氣儲能、鋰離子電池、鈉流電池和液流電池。其中，抽水蓄能和壓縮空氣儲能具有技術(shù)成熟、經(jīng)濟性好、壽命周期長、儲能容量大的突出優(yōu)勢，但是由于地理和地質(zhì)條件制約，使其應(yīng)用受到很大限制，鋰離子電池能量密度高、循環(huán)性能好，但是成本較高，生命周期內(nèi)經(jīng)濟性偏低；鈉硫電池已經(jīng)在日本得到了很大規(guī)模的應(yīng)用，但需要在高溫條件下運行，存在嚴(yán)重的安全隱患；液流電池具有安全可靠、生命周期內(nèi)經(jīng)濟性好、環(huán)境負(fù)荷低，是最適合于規(guī)模儲能的技術(shù)方案之一。3.2液流電池對比：釩電池成熟度最好、商業(yè)化最高、研究最系統(tǒng)在現(xiàn)階段主要液流電池體系中，全釩液流電池的技術(shù)最成熟、產(chǎn)業(yè)化最充分，在國內(nèi)外都得到了充分認(rèn)可，目前處于大規(guī)模商業(yè)化推廣階段。表11各類液流電池商業(yè)化進展情況壽命/次鐵鉻液流電池、無錫?？铺┴S、致純電解液科技、中國科學(xué)院金屬大連融科、北京普能、0用、杭州中科氫能、山西金能世工、東方電溴液流電池用中心、青海百能匯通鎳液流電池超威、張家口智電芳華公司、大化所等鐵液流電池合啟越、金尚空液流電池0(ZINC8)000(EOS)75(EOS)規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用(EOS)學(xué)等0-請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明22從理論性能上來看，全釩液流電池的循環(huán)壽命和能量效率明顯高于其他液流電池。目前主流的液流電池當(dāng)中，能量效率比較高的是全釩液流電池、鋅鎳液流電池和鋅鐵液流電池。使用壽命上，鋅鎳液流電池充放電循環(huán)約為10000次，鋅鐵液流電池的循環(huán)壽命約為15000次，顯著低于全釩液流電池的20000次。從技術(shù)成熟度上來看，目前技術(shù)最成熟的液流電池是全釩液流電池，鋅溴液流電池目前國外研究的比較多。釩電池自上世紀(jì)80年代最早由澳大利亞一位教授提出，近幾年國內(nèi)的進展比國外快，其主要原因是資源問題，我國有釩儲量大的先天優(yōu)勢。近些年國內(nèi)也有進行鋅溴、鋅鐵液流電池的開發(fā)，但從技術(shù)成熟度方面，明顯不如釩電池，還有很多工作要做。鐵鉻液流電池前段時間有國電投在研究開發(fā)，但因為鉻離子電對的活性低，極化比較弱，實際工作溫度需要提高到60℃左右，已經(jīng)到達(dá)電池內(nèi)一些塑料密封組件的軟化點附近，使用上還存在諸多問題。從商業(yè)化程度來說，全釩液流電池的商業(yè)化程度最高。目前國內(nèi)的融科儲能和北京普能已成功建立多個百兆瓦級全釩液流電池儲能示范項目。其中由大連融科建造的全球最大100MW/400MWh級全釩液流電池儲能電站已于2022年10月份正式并網(wǎng)發(fā)電。鐵鉻液流電池和鋅鎳液流電池國內(nèi)外在商業(yè)化程度上基本相同，前者在技術(shù)上較為成熟，目前處于商業(yè)化示范向商業(yè)化應(yīng)用的過渡時期，而后者受制于鎳價的快速上漲，仍處于技術(shù)示范階段，沒有得到進一步的技術(shù)放大和應(yīng)用。鋅溴、鋅鐵液流電池在國內(nèi)的商業(yè)化進展稍稍落后于國外。在技術(shù)層面，鋅溴液流電池作為國內(nèi)外長時問研發(fā)的電池體系，其技術(shù)和產(chǎn)品的成熟度較高，后續(xù)商業(yè)化推廣一方面依賴相關(guān)技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新突破、降本增效，另一方面還需要更精準(zhǔn)的場景應(yīng)用與推廣。的規(guī)?；⒏甙踩@隨著我國能源需求持續(xù)加大，大規(guī)模長時儲能技術(shù)逐漸成為重要新興產(chǎn)業(yè)。隨著我國風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電占比逐步提高，其發(fā)電的不穩(wěn)定性導(dǎo)致電網(wǎng)輸配電壓力加大，與此同時夏冬兩季用電高峰、日間用電負(fù)荷的波動性，對電網(wǎng)安全性和穩(wěn)定性提出了更高要求。新型儲能技術(shù)具有響應(yīng)快、配置靈活、建設(shè)周期短等優(yōu)勢，可在新能源比重不斷提高的新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。圖312014-2022年國內(nèi)新型儲能累計裝機規(guī)模(單位：GW，%)141210864200.1720140.20新型儲能裝機規(guī)模(GW)11.72同比增長(%)13.082022180%160%140%120%100%80%60%40%20%0%0.2500.4011.0833.2855.732015201620172018201920202021請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明23第二梯隊鋰離子電池壓縮空氣儲能、液流電池、鉛蓄電池、儲能、儲熱?根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CNESA)不完全統(tǒng)計，2022年，國內(nèi)新增投運新型儲能項目裝機規(guī)模達(dá)6.9GW/15.3GWh，功率規(guī)模首次突破6GW，能量規(guī)模首次突破15GWh。著名國際咨詢機構(gòu)麥肯錫預(yù)計，2025年儲能技術(shù)對全球經(jīng)濟價值貢獻將超過第二梯隊鋰離子電池壓縮空氣儲能、液流電池、鉛蓄電池、儲能、儲熱?1萬億美元。由此可見，大規(guī)模儲能技術(shù)即將成為能源領(lǐng)域的重要新興產(chǎn)業(yè)，在全球范圍內(nèi)形成巨大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。布液流電池3液流電池3.71%4.01%其他3.07%鋰離子電池89.21%抽水蓄能?第一梯隊第三梯隊第三梯隊?飛輪儲能、超級電容器第四梯隊?液第四梯隊?系電池等資料來源：高性能層狀鋰離子電池正極材料的制備與研究(劉同超等，19)，聯(lián)儲證券研究院目前我國儲能新增裝機結(jié)構(gòu)是78.97%的儲能市場是抽水儲能，18%是鋰離子電池技術(shù)，其他儲能技術(shù)裝機不到4%。造成這一現(xiàn)狀的歷史原因：一是技術(shù)方面，抽水蓄能和鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)鏈比較完善，發(fā)展也比較成熟，自然就占據(jù)一個比較高的市場份額；二是成本方面，目前在電化學(xué)儲能領(lǐng)域，除了鉛酸電池之外，能源效率上還沒有其他電池能與鋰離子電池競爭。新增裝機(MWh)累計裝機(MWh)累計增長率8000700060005000400030002000100007232343.47% 5993 4642 2918 55.90%297 67.65%297 大型小大型400%350%300%250%200%150%100%50%0%隨著電化學(xué)儲能裝機量的不斷增大，儲能行業(yè)發(fā)展正邁向規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會的數(shù)據(jù)，截至2022年底，以投運的電化學(xué)儲能電站以中型電站為主，小型儲能電站投運總規(guī)模占比最小，僅為5.91%。需求增大疊加政策發(fā)力，長時儲能崢嶸初顯。長時儲能一般指的是4小時以上的儲能技術(shù)。而現(xiàn)階段電化學(xué)儲能裝機中占主導(dǎo)的鋰電池普遍儲能時長較短，根據(jù)國家能源局的數(shù)據(jù)，2022年國內(nèi)新型儲能裝機平均時長為2.1小時。隨著可再生能源發(fā)電裝機量的增大，新能源消納和電網(wǎng)調(diào)峰對儲能時長也提出了高的要求。2022年12月內(nèi)蒙古自請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明24治區(qū)政府在《內(nèi)蒙古自治區(qū)支持新型儲能發(fā)展的若干政策(2022—2025年)》中指出，新建市場化并網(wǎng)新能源項目，配建儲能原則上不低于新能源項目裝機容量的15%，儲能時長4小時以上。根據(jù)全球長時儲能理事會的預(yù)測，到2040年長時儲能的裝機功率將達(dá)到1500~2500GW。釩電池作為大規(guī)模長時儲能的優(yōu)選路徑之一，有望在儲能邁向規(guī)?；?、長時化的趨勢中充分受益。近年來隨著電化學(xué)儲能規(guī)模的擴大，其面臨的安全問題也日益嚴(yán)峻。從“4·16”北京大紅門儲能電站爆炸、美國最大儲能電站起火到特斯拉Megapack儲能系統(tǒng)爆燃，都CNESA年全球共發(fā)生儲能事故70多起，其中2022年發(fā)生17起以上儲能安全事故(不含戶儲)。、到從電池類型上看，2020年之前公開披露的儲能電站起火事故中，80%為三元鋰電池，近年來磷酸鐵鋰的事故比例也在增加。2儲能電站火災(zāi)事故列表(不完全統(tǒng)計)序號模1MW/2MWh池2易燃組分?jǐn)U散至北傷磷酸鐵鋰3kW200Mh發(fā)其他電池模組熱失控池4MW200備損失池5K鋰電池6-雨后電池艙內(nèi)劇烈燃燒池7電儲能電站火災(zāi)-池8h鋰電池9dler災(zāi)鋰電池電磷酸鐵鋰政策趨勢下，在大規(guī)模長時儲能領(lǐng)域，全釩液流電池替代鋰電池是大趨勢。2022年6月，國家能源局綜合司發(fā)布《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求(2022年版)(征求意見稿)》，在防止電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故章節(jié)中提到“中大型電化學(xué)儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池；選用梯次利用動力電池時，應(yīng)進行一致性篩選并結(jié)合溯源數(shù)據(jù)進行安全評估”。釩電池主要使用水基電解液體系，安全性比較高，不像鋰離子電池容易燃燒起火。鋰電池中磷酸鐵鋰電池雖然相比三元鋰電池安全性高點，但依然存在安全隱患。與其它電池相比，全釩液流電池電堆和電池單元儲能系統(tǒng)模塊額定輸出功率大，均勻性好，易于集成和規(guī)模放大，非常適合用于中大型電化學(xué)儲能電站，尤其是在我國政策方向和資源稟賦下。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明25浙江上海四川河北海南廣東天津廣西遼寧山東江蘇河南北京安徽湖南貴州重慶浙江上海四川河北海南廣東天津廣西遼寧山東江蘇河南北京安徽湖南貴州重慶山西吉林黑龍江新疆江西陜西內(nèi)蒙古福建云南青海寧夏甘肅1.41.20.80.60.40.20最大峰谷電價差0.83元/kWh17個省份超過0.83元/kWh的平均數(shù)分時電價政策提升儲能盈利空間，釩電池產(chǎn)業(yè)化進程有望加快。自2021年國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進一步完善分時電價機制的通知》以來，各地分時電價陸續(xù)進行改革，不斷擴大的峰谷價差、靈活多層次的峰谷時段設(shè)置，拓展了用戶側(cè)儲能的盈利空間。根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的測算，峰谷價差較大的廣東省、海南省、浙江省的儲能項目投資回報期均在6年以下，遠(yuǎn)低于電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)大多數(shù)10年以上的投資回報周期。2022月峰谷價差為0.926元/kWh，高于2022年的均價0.739元/kWh。預(yù)計2023年持續(xù)拉大峰谷比將成為發(fā)展趨勢，這將為對成本敏感性較高的釩電池儲能拓展更大的盈利空間。4.3釩電池尚處于商業(yè)化早期，產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢環(huán)節(jié)有望率先收益目前釩電池產(chǎn)業(yè)處在商業(yè)化早期，市場需求未打開，相關(guān)企業(yè)分為三類：上游釩礦、中游原材料商和電池集成商。上游企業(yè)中，自有釩礦資源的企業(yè)擁有比較高的資源壁壘，參考鋰電池行業(yè)競爭格局，隨著釩電池產(chǎn)業(yè)化的推進，釩價有望進一步上漲，自有釩礦資源的企業(yè)有望率先收益。中游企業(yè)中，電解液廠商多為釩資源企業(yè)向下游產(chǎn)業(yè)鏈延伸或者電池集成商向上游一體化布局；由于隔膜材料是釩電池組件中成本僅次于電解液的Nafion破國外壟斷的企業(yè)有望充分收益。下游企業(yè)中，由于現(xiàn)階段釩電池初裝成本較高、市場處在推廣期，利潤承壓，且釩電堆的技術(shù)壁壘較高，擁有深厚技術(shù)積累的行業(yè)龍頭企業(yè)有望保持長期優(yōu)勢。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明26表13釩電池產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)(不完全統(tǒng)計)公司簡稱證券代碼電池環(huán)節(jié)布局鈦股份.SZ噸；釩產(chǎn)品(折五氧化二釩)：4.69萬噸/年.SZ資源藝已經(jīng)實現(xiàn)投產(chǎn)份978.SZ資源團.SZ資源釩鈦磁鐵礦資源量:13310.72萬噸代表型號：NEPEM?N-11系列-纖維氈/石墨氈、石墨硬氈。2022年，華熔科技共計出貨雙極板(水冷、空冷、液流電池)已超300萬片，訂單已楓公司主要產(chǎn)品包括燃料電池石墨雙極板、液流電池石墨極板、打印機石墨噴頭等產(chǎn)品電池生產(chǎn)基地，釩電池裝電池7.SH電池旗下武漢南瑞掌握釩電池技術(shù)，已有儲能電站的250kW模塊產(chǎn)品氣7.SH電池.SZ電池300MW/年全釩液流電池生產(chǎn)線(在建)在可再生能源裝機量迅速提升的背景下，我們認(rèn)為大規(guī)模長時儲能中長期增長的確定性較強，釩電池作為最適合大規(guī)模長時儲能的一種電池技術(shù)路線，有望在儲能行業(yè)的高速發(fā)展中產(chǎn)業(yè)化進程不斷加速，市場滲透率進一步提升。短期內(nèi)，我們建議關(guān)注議價能力較強的釩礦資源企業(yè)，如釩鈦股份、河鋼股份等。釩鈦股份是國內(nèi)最大的釩制品企業(yè)，具有顯著的資源優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和品牌優(yōu)勢。公司釩礦資源來自控股股東攀鋼集團，釩制品供應(yīng)相對穩(wěn)定。2022年公司的釩制品產(chǎn)量 (以V2O5計))為4.69萬噸，占國內(nèi)釩制品總產(chǎn)能的31%以上。由于釩制品供給相對剛性，而下游需求旺盛，因而擁有最大釩制品產(chǎn)能的釩鈦股份擁有較強的議價能力。公司主要通過合作或自建電解液產(chǎn)線的方式，向產(chǎn)業(yè)鏈下游延伸。2022年10月，釩鈦股份與大連融科達(dá)成合作，共同投資成立四川釩融儲能科技有限公司，并在四川攀枝花市建設(shè)2000m3/年產(chǎn)能的電解液產(chǎn)線，預(yù)計2023年4月份建成投產(chǎn)。釩鈦股份還通過釩電解液的短流程制備(即釩渣提釩和電解液制造融合為一)，顯著降低釩電解液的制造成本，相比其他公司采用的傳統(tǒng)長流程工藝(提釩+制電解液)，成本優(yōu)勢明顯。河鋼股份主要通過子公司承德釩鈦布局釩制品業(yè)務(wù)，是國內(nèi)第二大釩制品企業(yè)。公司在釩鈦鋼鐵冶煉和釩產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先地位，釩產(chǎn)品年產(chǎn)能2.2萬噸，位居全國第二。公司目前已建成1000噸/年高純釩產(chǎn)線、1000噸/年釩電解液產(chǎn)線，產(chǎn)品質(zhì)量得到國內(nèi)外頂級釩電池廠家的認(rèn)證，并應(yīng)用于部分光伏-釩儲能系統(tǒng)。同時，公司正在謀劃于2022-2025年分三期建設(shè)5萬立方/年電解液產(chǎn)線和300MW/年釩電池裝備產(chǎn)線。2022年6月，河鋼股份在承德與北京普能等簽約300MW釩電池儲能項目。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明27資源相關(guān)企業(yè)基本情況對比公司名稱證券代碼市值(億2022Q3凈利潤(億Q折V2O5，制品產(chǎn)能(折V2O5，萬年)產(chǎn)品業(yè)(%)備注鈦股份.SZ6.1.69提釩，資源來.SZ12-渣提釩-----渣提釩鈦-----渣提釩德勝釩鈦-----渣提釩-----渣提釩洲礦業(yè)-----石煤(碳質(zhì)頁巖)653--要源肅北七角鐵礦，釩品位份978.SZ9-主營釩鈦磁鐵礦的開采和銷售團.SZ0.97-鈦白粉占營收中長期建議關(guān)注在關(guān)鍵材料(隔膜、雙極板、電極等)和釩電池電堆集成方面擁有技術(shù)優(yōu)勢的企業(yè)。東岳集團是中國氟硅行業(yè)龍頭，主要通過下屬山東東岳未來氫能材料股份有限公司