金属行业钒深度报告：储能领域消费扩容，钒价或率先受益-中信证券.pdf

证券研究报告 请务必阅读正文之后第 32 页起的免责条款和声明 储能领域消费扩容，钒价或率先受益 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 中信证券研究部 核心观点 敖翀 周期产业首席 分析师 S1010515020001 拜俊飞 金属分析师 S1010521070006 商力 金属分析师 S1010520020002 钒液流电池是大功率、大容量和长时储能的理想技术路线， 未来有望实现装机 量的快速增长。乐观场景下， 2030 年全球钒用量有望在 2021 年基础上翻一番。 预计 钒的供应端则受到钢铁行业去产能和环保等因素 影响而 增长缓慢， 钒行业 未来或 出现显著的供应缺口，引发价格大幅上涨。 首次覆盖钒行业并给予“强 于大市”评级，建议关注钒产品产能处于全球领先水平的河钢股份 。 ▍ 新型储能技术快速渗透，钒液流电池发展前景广阔。 钒液流电池 是 将不同价态 的钒离子溶液分别作为正负极的活性物质的新型储能装置 ，具有 安全性好、寿命 长、功率和容量易放大等突出优势， 是大功率、大容量和长时储能的理想技术路 线。 钒液流电池的突出缺点是初期建设成本高，但随着系统储能时长不断增加以 及良好的可回收性，其全生命周期的经济性优势正不断增强。目前全球多个国家 正在进行钒液流电池的示范应用和推广， 钒液流电池的渗透率有望快速提升。 ▍ 储能领域用钒量快速增长， 2030 年钒需求量有望翻一番。 根据 Vanitec 数据， 2021 年全球钒消费量为 12.04 万吨，其中 90以上用于钢铁行业。随着 钒液流 电池在新型储能装机中的渗透率不断提升， 乐观场景下，我们预测 2025 年 /2030 年全球钒液流电池的新增装机量将达到 9.6GWh/32.9GWh， 假设 单位用钒量 7000 吨 /GWh（以 V2O5计） ， 对应储能领域用钒量将增长至 3.7 万吨 /12.9 万吨。 2030 年钒的需求量有望在 2021 年基础上增长超过一倍。 ▍ 中国是全球最大的钒生产国，钒的供应扩张存在诸多限制。 根据 USGS 数据， 2021 年中国钒资源储量和钒产量的全球占比分别为 39和 67， 全球 钒的产量 增长主要依赖中国。 2011-2021 年全球钒产量 CAGR 仅为 4.2，产能增长缓慢。 目前全球钒的生产主要来自钢铁行业生成的钒渣提钒和钒钛磁铁矿直接提钒， 占 比达到 90，这一路线未来的产量 增长受到钢铁行业产能扩张的限制。石煤提 钒 等路线则由于环保和成本问题未来扩产空间 亦 受限。 ▍ 供应短缺刺激下，钒价 具备大幅上涨的潜力 。 钒行业具有市场规模小 、 下游消 费 领域 集中以及 供应端 集中度高的特点。以上特点使得钒价对于供需失衡呈现出 高弹性特征，例如 2018 年由于钢铁行业用钒量增加，钒价在一年内涨幅超过 400。假设未来钒行业供应保持缓慢增长态 势，在储能用钒 量 激增的拉动下， 不考虑替代效应， 我们预测 2025 年全球 钒供应缺口将达到 3.0 万吨， 2030 年 缺口将扩大至 9.6 万吨。 显著的供需缺口或刺激钒价再次出现大幅上涨的行情。 ▍ 钒价上涨的制约因素铌的替代效应和钒液流电池的成本敏感性。 钒和铌均为 钢铁微合金化应用的主要元素 ，在许多钢种中可以互相替代和协同使用。若钒价 大幅上涨，或再次造成钢铁行业中铌对钒的替代效应，对钒价形成压制。此外， 成本偏高是钒液流电池商业化应用的主要障碍， 钒价上涨或导致钒液流电池的成 本竞争力减弱，造成钒液流电池的装机量增长不及预期，也会对钒价形成压制。 ▍ 风险因素 新 型储能技术路线变化的风险；钒液流电池渗透率不及预期；钒价上 涨导致行业无序扩产的风险；铌在钢铁行业中对钒的替代效应 。 ▍ 投资策略 钒液流电池是大功率、大容量和长时储能的理想技术路线 ，未来有望 在新型储能技术中实现渗透率的快速提升。 受益于钒液流电池对钒消费的拉动， 我们预计到 2030 年全球钒用量将在 2021 年基础上翻一番。 储能用钒激增叠加 供应增长缓慢，钒价或因此出现大幅上涨。我们判断在钒液流电池装机量上升的 过程中，上游钒资源将是率先获益的环节，首次覆盖钒行业并给予“强于大市” 评级，建议关注 钒产品产能处于全球领先水平的 河钢股份。 钒 行业 评级 强于大市（首次） 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 请务必阅读正文之后的免责条款 和声明 2 目录 投资聚焦 . 5 投资亮点 5 投资逻辑 5 风险因素 5 钒行业概况 6 钒在钒液流电池中的应用分析 . 7 钒液流电池的原理及优缺点 . 7 钒液流电池发展现状 . 10 需求分析 . 14 钢铁行业用钒量预测 . 15 储能行业用钒量预测 . 16 供应分析 . 20 全球钒资源概况 . 20 全球钒产量概况及发展趋势 . 21 价格分析 . 24 行业重点公司简介 . 27 河钢股份 27 风险因素 . 30 投资策略 . 30 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 请务必阅读正文之后的免责条款 和声明 3 插图目录 图 1钒的产业链图示 7 图 2钒液流电池结构及工作原理图示 . 8 图 3各类储能系统功率及 能量对比 . 8 图 4 不同 储能系统性能对比情况 9 图 5 不同储能系统初次建设成本对比 . 9 图 6不同储能时长全钒液流电池储能系统的初次投资成本 9 图 7储能时长分别为 4 小时和 10 小时的全钒液流电池储能系统生命周期成本估算 10 图 8 2021 年全球 各类型储能累计装机占比情况 . 11 图 9 2021 年全球电化学储能各类型累计装机占比情况 11 图 10 大连液流电池储能调峰电站二层的电堆集装箱区 13 图 11大连液流电池储能调峰电站一层的电解液储罐区 13 图 12 2011-2021 年全球钒消费量变化 . 14 图 13 2020 年全球钒消费量分布 14 图 14 2015-2020 年中国钒消费量 14 图 15 2020 年全球钒应用领域分布 . 15 图 16 2020 年中 国钒应用领域分布 . 15 图 17全球和中国粗钢产量变化 15 图 18 中国冶金用钒消费结构（以 V2O5计） 15 图 19 2016-2021 年全球储能累计装机规模 17 图 20 2016-2021 年中国储能累计装机规模 17 图 21 2016-2026 年中国新型储能市场累计装机规模 . 17 图 22 2021-2030 年中国钒液流电池累计装机规模 . 18 图 23 2022-2031 年全球钒液流电池装机容量预测 . 18 图 24 2021-2030 年钒消费结构变化预测 . 19 图 25 2011-2021 年全球钒矿储量 20 图 26 2021 年全球钒矿资源分布 20 图 27中国主要钒矿资源、产业及产品分布 21 图 28 2016-2021 年全球及中国钒产量 . 21 图 29 2021 年全球钒产量分布 21 图 30 2020 年全球钒产量来源 23 图 31 2020 年中国钒产量来源 23 图 32石煤提钒工艺图示 . 23 图 33 “十三五 ”期间中国石煤提钒产量统计 . 23 图 34 2012-2022 年国内钒价变化 V2O5 25 图 35 2011-2021 年全球钒供需平衡及价格走势 . 25 图 36钒行业供需平衡预测 . 26 图 37 2016-2019 年高钒价期间铌铁进口量大增 27 图 38 液流电池装机成本与钒价的敏感性测算 27 图 39河钢股份股权结构 . 27 图 40 河钢股份历史营业收入及同比 . 28 图 41 河钢股份历史归母净利润及同比 . 28 图 42 2017-2021 年河钢股份收入结构变化 28 图 43 2017-2021 年河钢股份毛利润结构变化 28 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 请务必阅读正文之后的免责条款 和声明 4 图 44 2016-2021 年河钢股份主营业务毛利率变化 . 29 图 45 2016-2022Q1 年河钢股份销售毛利率和销售净利率变化 29 图 46 2016-2021 年公司生铁、钢材产量情况 29 图 47 2016-2021 年公司钒产品产量情况 . 29 表格目录 表 1钒元素基本信息 6 表 2钒矿石分类 6 表 3钒及其化合物的应用领域 6 表 4 3 种长时间储能技术的特性比较 10 表 5储能及液流电池相关政策梳理 . 11 表 6中国钒液流电池产业链主要企业 . 12 表 7国内外钒液流电池项目一览表 . 12 表 8钒在钢铁中的消费强度 16 表 9 2018-2030 年全球钢铁领域用钒量情况及预测 . 16 表 10 2025 和 2030 年全球钒液流储能电池用钒量测算 . 19 表 11全球主要钒企生产概况 22 表 12我国在建及规划中的钒生产项目 . 24 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 请务必阅读正文之后的免责条款 和声明 5 ▍ 投资聚焦 投资 亮点 钒液流电池具有安全性好、寿命长、功率和容量易放大等突出优势，是大功率、大容 量和长时储能的理想技术路线。钒液流电池的突出缺点是初期建设成本高，但随着系统储 能时长不断增加以及良好的可回收性，其全生命周期的经济性优势正不断增强。目前全球 多个国家正在进行钒液流电池的示范应用和推广，钒液流电池的渗透率有望快速提升。 根据 Vanitec 数据， 2021 年全球钒消费量为 12.04 万吨，其中 90以上用于钢铁行 业。随着钒液流电池在新型储能装机中的渗透率不断提升，乐观场景下，我们预测 2025 年 /2030年全球钒液流电池的新增装机量将达到 9.6GWh/32.9GWh， 假设 单位用钒量 7000 吨 /GWh（以 V2O5计），对应储能领域用钒量将增长至 3.7 万吨 /12.9 万吨。 2030 年钒的 需求量有望在 2021 年基础上增长超过一倍。 根据 USGS 数据， 2021 年中国钒资源储量和钒产量的全球占比分别为 39和 67， 钒的产量增长主要依赖中国。 2011-2021 年全球钒产量 CAGR 仅为 4.2，产能增长缓慢。 目前全球 钒的生产主要来自钢铁行业生成的钒渣提钒和钒钛磁铁矿直接提钒，占比达到 90，这一路线未来的产量增长受到钢铁行业产能扩张的限制。石煤提钒等路线则由于环 保和成本问题未来扩产空间亦受限。 钒行业具有市场规模小，下游消费领域集中以及供应端集中度高的特点。以上特点使 得钒价对于供需失衡呈现出高弹性特征，例如 2018 年由于钢铁行业用钒量增加，钒价在 一年内涨幅超过 400。假 设未来钒行业供应保持缓慢增长态势，在储能用钒量激增的拉 动下， 不考虑替代效应， 我们预测 2025 年全球钒供应缺口将达到 3.0 万吨， 2030 年缺口 将扩大至 9.6 万吨。显著的供需 缺口或刺激钒价再次出现大幅上涨的行情。 但也需要考虑 钒价上涨后铌对钒的替代作用以及钒液流电池的经济性减弱等潜在风险。 投资 逻辑 钒液流电池是大功率、大容量和长时储能的理想技术路线，未来有望在新型储能技术 中实现渗透率的快速提升。受益于钒液流电池对钒消费的拉动， 乐观场景下， 我们预计到 2030 年全球钒用量将在 2021 年基础上翻一番。 供应端则受到钢铁行业去产能和环保等因 素限制预计增长缓慢。钒行业或出现显著的供应缺口，带动钒价 大幅上涨。我们判断在钒 液流电池装机量上升的过程中，上游钒资源将是率先获益的 环节。 风险因素 新型储能技术路线变化的风险；钒液流电池渗透率不及预期；钒价上涨导致行业无序 扩产的风险；铌在钢铁行业中对钒的替代效应 。 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 请务必阅读正文之后的免责条款 和声明 6 ▍ 钒行业概况 钒元素的基本信息 钒是银白色金属，元素符号 为 V， 原子序数为 23， 原子量为 50.94。 钒的熔沸点很高，熔点为 1890 ℃，沸点为 3380 ℃，密度为 6.110 g/cm。它是一种延展 性过渡金属，具有天然的耐腐蚀性和对碱、酸和盐水的稳定性。 表 1 钒元素基本信息 项目 内容 项目 内容 中文名称 钒 原子量 50.94 英文名称 vanadium 密度 6.110 g/cm3 原子序数 23 熔点 1890 ℃ 元素符号 V 沸点 3380 ℃ 资料来源 金属百科网站 ，中信证券研究部 钒在自然界中存在形式 根据金属百科网站信息， 钒在地壳中分布广泛，含量为 0.02， 超过铜、镍、锌、锡、钴、铅和其他金属 。 自然界中，钒很少形成独立的矿物，主要与其 他矿物形成共生矿或复合矿。目前发现的含钒矿物有 70 多种， 典型代表如 钒钛磁铁矿 、 钾钒铀矿 等，此外还有大量的钒赋存于铝土矿和含碳物质中（如石油、煤） 。世界上除美 国从钾钒铀矿中提钒外 ， 其他主要产钒国家 （约 70） 都从钒钛磁铁矿中提取钒 。 现在已 探明的钒资源储量的 98赋存于钒钛磁铁矿中， 五氧化二钒（ V2O5） 含量可达 1.8。 表 2 钒矿石分类 类型 钒含量（ ） 其他信息 钒钾铀矿 16 以 K2O2UO3V 2O51 ～ 3H2O 形式存在 ，呈浅黄色或浅绿黄色， 具强放射性。 钒钛磁铁矿 0.2-1.5 主要以 FeOV2O3尖晶石形态存在 。 石油伴生矿 --- 寄生在原油中，中美洲国家拥有大量的石油伴生矿。 资料来源 金属百科网站 ，中信证券研究部 钒的应用领域 钒常以钒铁、钒化合物和金属钒的形式广泛应用于钢铁、航天、化工 和储能等行业。钢铁行业是钒下游主要的应用领域， 含钒钢具有强度高、韧性大、耐磨性 好等优点，广泛应用于机械、汽车、造船、铁路、航空、桥梁、电子技术、国防工业等行 业。钢铁行业也是钒消费占比最高的领域。 钒 在航空工业中的应用主要是以钛 -铝 -钒合金 的形式用于飞机发动机等领域；在化工领域钒主要用作制造硫酸和硫化橡胶的催化剂等。 近年来钒液流电池成为钒的新应用领域，在储能行业快速发展的前景下，未来有望成为钒 消费最重要的增长点之一。 表 3钒及其化合物的应用领域 应用领域 形式 具体用途 钢铁行业 钒铁、钒氮 用作合金添加剂， 提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性 航天行业 钛 -铝 -钒合金 用作稳定剂和强化剂，使钛合金具有很好的延展性和可塑性 化工行业 氧化钒、钒酸铵、硫 酸氧钒 主要用作制造硫酸和硫化橡胶的催化剂，或陶瓷着色剂、显影剂、 干燥剂等 储能领域 钒离子溶液 用作钒液流电池正负极活性物质，发生氧化还原反应 资料来源 金属百科网站 ，中信证券研究部 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 请务必阅读正文之后的免责条款 和声明 7 钒 的产业链 钒的生产主要来自钒钛磁铁矿直接提取和钒渣提钒。 钒产业链可分为两 大部分 1）获得钒渣钒钛磁铁矿经过高炉或电炉冶炼获得含钒铁水，再通过吹炼将其 中的钒选择性氧化获得钒渣； 2）钒渣提钒目前从钒渣提钒产业化技术分为钠化焙烧（加 入碳酸钠）、钙化焙烧（加入石灰石）等工艺 ， 将碳酸钠或石灰石加入钒渣粉进行混料、 焙烧、浸出、过滤、调节 PH、沉淀 、 催化或还原 等过程 可获得 V2O5和三氧化二钒（ V2O3）。 钒产品分为初级产品、二级产品和三级产品。初级产品包括钒矿、钒渣等，二级产品包括 V2O5 和 V2O3，三级产品包括钒铁、钒氮合金 、钒酸盐、钒钛铝合金、钒离子溶液 等 ，分 别应用于钢铁、化工、航天、储能等应用领域 。 图 1 钒的产业链图示 资料来源 金属百科网站 ，中信证券研究部 ▍ 钒在钒液流电池中的应用分析 钒液流电池的原理及优缺点 钒液流电池结构及工作原理 钒液流电池是将不同价态的钒离子溶液分别作为正负极 的活性物质的新型储能和高效转化装置。活性物质分别储存在各自的电解液储罐中，采用 离子交换膜作为电池组的隔膜将正极和负极隔开，通过外接泵将电解液注入电池堆体内， 流过电极表面并发生电化学反应，在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，通过 集流体收集和传导电流，使存储在溶液中的化学能转化为电能。这个可逆的反应过程使钒 液流电池顺利完成反复的充放电过程。 钒液流电池具有功率大、容量大、安全性高、寿命长等 优点 。 通过增加电极的数量和 面积可以有效提高 功率 ， 通过增加电解液的体积可以增加钒液流电池的容量，因此钒液流 电池可以达到很高的工作功率和容量。与使用非水电解液的锂电池不同，钒液流电池采用 钒离子水溶液作为电解液，大大降低发生过热、燃烧、爆炸的可能性， 安全性更好 。此外， 由于钒液流电池正负活性物质分别只存在于正极和负极电解液中，不像其他电池存在充放 电过程中电极结构的变化 （导致容量衰减） ，因此电池使用寿命长。 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 请务必阅读正文之后的免责条款 和声明 8 图 2 钒液流电池结构及工作原理 图示 资料来源 Flow-Rate Optimization and Economic Analysis of Vanadium Redox Flow Batteries in a Load-Shifting Application（ Jiahui Fu 等） ，中信证券研究部 图 3 各类储能系统功率及能量对比 资料来源 Recent Developments and Trends in Redox Flow Batteries（ Liang Su 等） ，中信证券研究部 钒液流电池存在体积庞大 、 成本高 、 对温度要求高等缺点。 钒液流电池的质量和体积 庞大， 因此其比能量和比功率远低于其他电池系统 ， 导致其不适用于电动汽车 等场景 。与 锂电池相比，钒液流电池最大的劣势是成本，主要来自电解液和电堆，降低两者成本是业 内共识。此外，钒液流电池对环境温度的要求苛刻，正极电解液中的五价钒在高温下（高 于 45℃）易析出沉淀、堵塞流道，在低温下（低于电解液的冰点）电解液凝固，因此一般 的运行温度都要求在 045℃ 之间 ，限制 了钒液流电池的 应用 。 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 请务必阅读正文之后的免责条款 和声明 9 图 4 不同 储能系统 性能 对比 情况 资料来源 Semiactive Hybrid Energy Management System A Solution for Electric Wheelchairs （ Sadam Hussain 等） ，中信证 券研究部 图 5 不同 储能系统 初次建设成本 对比（元 /千瓦时） 资料来源 基于全寿命周期成本的储能成本分析 （ 傅旭 等） ，中 信证券研究部 全 钒液流电池储能系统 的初次投资成本 随储能时 长 的增加而不断降低 。根据 张华民在 全钒液流电池的技术进展、不同储能时长系统的价格分析及展望 一文 的分析 ，以兆瓦 级全钒液流电池储能系统为例，在 V2O5 价格为 10 万元 /吨时，钒液流电池所用电解液价 格约为 1500 元 /kWh，除电解液外的电池储能系统市场价格为 6000 元 /kW。当储能时长为 1 小时的情况下，储能系统的初次投资成本为 7500 元 /kWh，但当储能时长延长到 4 小时 后，不包括电解液部分的价格则被分摊为 1500 元 /kWh，此时全钒液流电池储能系统的总 价格为 3000 元 /kWh。因此，全钒液流电池储能系统工作时间越长，单位 kWh 价格越便 宜。 图 6 不同储能时长全钒液流电池储能系统的 初次投资成本（单位元 /kWh） 资料来源 全钒液流电池的技术进展、不同储能时长系统的价格分析及展望 （ 张华民 ） ，中信证券研究部 钒液流电池全生命周期成本更低 。由于全钒液流电池的电解液可再生循环使用，因此 其残值很高。同样以储能 时长 为 4 小时的钒液流电池储能系统为例，其中废金属的残值估 值为 300 元 /kW，折合为 75 元 /kWh，电解液残值约为原有的 70即 1050 元 /kWh，合计 残值为 1125 元 /kWh，实际成本为 1875 元 /kWh。而对于储能时长为 10 小时的系统来说， 废金属残值折合为 30 元 /kWh，合计残值为 1080 元 /kWh，实际成本仅为 1020 元 /kWh。 因此对于全钒液流电池储能系统来说，储能时间越长，其全生命周期成本越低。 铅酸电池 钠硫电池 钒液流电池 锂离子电池 能量密度 功率密度 生命周期 能量转换效率 1200 7000 8000 2000 0 2000 4000 6000 8000 10000 铅酸电池 钠硫电池 钒液流电池 锂离子电池 7500 4500 3000 2500 2250 2100 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 1小时 2小时 4小时 6小时 8小时 10小时 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 请务必阅读正文之后的免责条款 和声明 10 图 7 储能时长分别为 4 小时和 10 小时的全钒液流电池储能系统生命周期成本估算 资料来源 全钒液流电池的技术进展、不同储能时长系统的价格分析及展望 （张华民），中信证券研究部 钒液流电池是大规模长时储能最具前景的发展方向之一 。 适合长时间、大规模的储能 形式主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和钒液流电池三类。其中抽水蓄能作为最成熟可靠 的储能技术，是国内重点投资建设的储能形式。抽水储能的主要限制是项目的建设选址要 求较高且建设周期较长。压缩空气储能也属于成熟技术，但系统的能量转换效率偏低且项 目选址也受限。与这两种储能技术相比，钒液流电池的储能上限低于抽水蓄能，但有着系 统安全性高 、 项目建设周期短 、 选址灵活等优点，且随着技术进步，钒液流电池的经济性 优势将逐渐强化，未来有望成为大规模长时储能的重要技术路线之一。 表 4 3 种长时间储能技术的特性比较 项目 抽水蓄能 压缩空气储能 钒液流电池 系统能量转换效率 70 20-50 75 响应时间 分钟 -小时 分钟 -小时 毫秒 -秒 建设周期 7-10 年 1.5 年 0.5 年 适合规模 100MW-10GW 10MW-1GW 100kW-500MW 适合储能时间 小时级 -周级 5-20h 3-10h 寿命 ≥ 30 年 ≥ 30 年 ≥ 20 年 功率 -容量灵活性 无 无 有 选址及限制 受限 受限 不受限 技术进步空间 小 有 大 资料来源 大规模长时储能与全钒液流电池产业发展（严川伟著）， 中信证券研究部 钒液流电池发展现状 钒液流电池储能 当前市场规模较小 。 根据中国储能网的统计，截至 2021 年全球储能 累计 装机规模达 205.3GW，其中 抽水蓄能占比最高，达到 86.4， 电化学储能 累计装机 为 21.1GW，占比 10.3。在电化学储能系统中，锂离子电池 是 最主流的技术路线，占比 达到 93.9，液流电池装机量 仅有 0.26GW，占比为 1.2。 规模储能时代的到来给钒液 流电池带来了巨大的发展机遇，其大功率、大容量、长寿命、高安全性等特点能够满足大 规模长周期储能项目的需求以及目前低碳发展的要求。 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 请务必阅读正文之后的免责条款 和声明 11 图 8 2021 年全球 各类型 储能累计装机 占比情况 资料来源 中国储能网 ，中信证券研究部 图 9 2021 年全球 电化学 储能 各类型 累计装机 占比情况 资料来源 中国储能网 ，中信证券研究部 政策支持将推动钒液流电池的商业化进程 。 2016 年 12 月， 钒液流电池储能产业化技 术被正式列入国家能源技术创新“十三五”规划并推广实施。 “ 十四五 ” 期间新能源 发电占比持续提升背景下，钒电池行业有望迎来全面发展的新阶段。 2021 年 7 月，发改 委、工信部发布的关于加快 推动 新型储能发展的指导意见中明确提出要坚持储能技术 多元化，实现液流电池长时储能技术进入商业化发展初期。 表 5储能及液流电池相关政策 梳理 时间 颁布机构 政策名称 主要相关内容 2022 年 3 月 发改委、能源局 “十四五” 新型储能发 展实施方案 到 2025 年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，具备 大规模商业化应用条件。 推动多元化技术开发。开展钠离子电池、新型锂离子电池、铅炭 电池、液流电池、压缩空气、氢（氨）储能、热（冷）储能等关 键核心技术、装备和集成优化设计研究。 2021 年 7 月 发改委、能源局 关于加快 推动新型储 能的指导意 见 到 2025 年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变。 装机规模达 3000 万千瓦以上。 坚持储能技术多元化，实现压缩空气、液流电池等长时储能技术 进入商业化发展初期。 2016年 12月 能源局 能源技术 创新“十三 五”规划 立足于电力系统调峰和电能质量管理需要， 推动压缩空气储能、 液流电池、 钠硫电池、 锂电池和飞轮储能等多种储能技术发展， 在大容量储能等技术上实现突破。 全钒液流电池储能产业化技术研究目标实施百兆瓦以上级全国 产化材料全钒液流电池储能装置示范应用工程； 建造 300MW/ 年液流电池产业化基地， 实现规模化生产。 2016年 12月 发改委 可再生能 源发展“十三 五”规划 推动储能技术示范应用。配合国家能源战略行动计划， 推动储能 技术在可再生能源领域的示范应用， 实现储能产业在市场规模、 应用领域和核心技术等方面的突破。 资料来源 发改委， 国家 能源局 ，中信证券研究部 我国已初步形成完整的钒液流电池产业链。 我国在钒液流电池领域走在世界前列， 在 技术方面，目前 国内 解决了液流电池关键材料、高性能电堆和大规模储能系统集成等关键 科学和工程问题，取得了一系列技术突破，完成了从实验室基础研究到产业化应用的发展 过程。 我国已形成了初步完整的钒液流电池产业链，电池堆、双极板、隔膜、电极、电解 液等相关领域都有相应企业从事细分产业的产品研发和生产。 86.4 10.3 抽水蓄能 电化学储能 压缩空气储能 飞轮储能 蓄热储能 氢储能 93.9 1.2 锂离子电池 铅酸电池 钠基电池 液流电池 超级电容器 其他形式 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 请务必阅读正文之后的免责条款 和声明 12 表 6中国钒液流电池产业链主要企业 产品 企业 电池堆 与系统 集成 大连融科储能装备有限公司、北京普能世纪科技有限公司、乐山伟力得能源有限公司、大力电工襄 阳股份有限公司、上海电气储能科技有限公司、国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司、寰泰 储能科技股份有限公司、承德新新钒钛储能科技有限公司、国家能源集团北京低碳清洁能源研究院、 杭州德海艾科能源科技有限公司、开封时代新能源科技有限公司 双极板 威海南海碳材料有限公司、大连博融新材料有限公司、辽宁科京新材料有限公司、青海百能汇通新 能源科技有限公司、中科能源材料科技 大连 有限公司、佛山市瑞能达特种材料科技有限公司 隔膜 江苏科润新材料股份有限公司、辽宁科京新材料有限公司、山西国润储能科技有限公司、辽宁格瑞 帕洛孚新能源有限公司、山东东岳未来氢能材料有限公司、贵州聚能世纪科技有限责任公司、 承德 新新钒钛储能科技有限公司 电极 辽宁金谷炭材料股份有限公司、四川省江油润生石墨毡有限公司 电解液 四川省川威集团有限公司、攀钢集团有限公司、大连博融新材料有限公司、湖南汇锋高新能源有限 公司、湖南省银峰新能源有限公司、湖北平凡矿业有限公司 资料来源大规模长时储能与全钒液流电池产业发展（严川伟著），中信证券研究部 全钒液流电池目前 正在各国进行百兆瓦级的示范。 经过十几年的发展，全钒液流电池 储能系统的技术可行性、商业应用性已经得到认可。我国钒液流电池已实现在智能电网、 通信基站、偏远地区供电等项目中的应用。目前已有镇海网源友好型风电场储能项目、国 家电投海阳储能示范项目进入并网阶段，同时襄阳全钒液流电池集成电站等工程项目处于 建设中。美国、澳大利亚、日本等国家均布局了钒液流电池储能项目。 2022 年 4 月，由 住友电工建设的全钒液流电池储能系统在日本北海道岛正式上线。 表 7国 内 外 钒液流电池项目一览表 项目 功率 /容量 开工时间 状态 河北承德森吉图全钒液流电池风储示范项目 一期 2MW/8MWh 共 3MW/12MWh 2020.3.30 一期完成 绿动中钒、北京普能在湖北省襄阳市全钒液流电池集成电站项目 100MW/500MWh 2021.8.29 计划 2022 年年底投运 河钢承钢计划建设全钒液流储能光热发电示范项目 2MW/16MWh 完成立项审批 大唐国际瓦房店镇海网源友好型风电场储能项目 10MW/40MWh 2020.4.1 并网 河南省南阳市淅川县金阳公司全钒液流储能电池装备制造项目 500MW/2000MWh 2021.8.26 建设中 伟力得乌鲁木齐甘泉堡全钒液流电池储能装备基地项目 100MW 2022.2 建设中 国家电投海阳储能示范项目 1MW/2MWh 2021.8.25 并网 大连热电、大连融科液流电池储能调峰电站国家示范项目 一期 100MW/400MWh 共 200MW/800MWh 2016.11 一期调试阶段， 8 月投入商用 二期 计划 2023 开始建设 北京普能黑龙江大庆国家光伏、储能实验实证平台项目 125KW/500KWh 2021.4.10 通过验收 大唐中宁中宁县共享储能项目 100MW/400MWh 计划 2022.7 规划中 北京普能、河钢钒钛、河北建投绿能双滦钒电池储能项目 300MWh 规划中 大连融科国家电投瓦房店驼山网源友好型风电场示范项目储电站 10MW/40MWh 2020.7.2 2021.1 并网 大连融科普兰店网源友好型风电场示范项目储能系统 10MW/40MWh 2019.1 建设中 格瑞帕洛孚储能科技通榆县储能钒电池项目 500MW 2022.7.12 建设中 寰泰储能瓜州全钒液流电池全产业链项目 10MW/50MWh 100MW/500MWh 2022.7.3 建设中 液流储能科技潍坊盐酸基全钒液流储能电站项目 1MW/4MWh 2022.7.12 并网送电 河钢承钢钒钛产业园区全钒液流电池储能系统 5kW/20kWh 2020.6.2 2020.7 正式投用 伟力得新疆阿瓦提全钒液流电池储能电站 7.5MW/22.5MWh 2020.12.23 并网 国家电网盐城射阳港全钒液流储能电站项目 20MW/100MWh 完成选址工作 中科院大连化物所商洛市山阳县可焊接全钒液流电池储能示范系统 8kW/80kWh 15kW/80kWh 2020 年 12 月投入运行 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 请务必阅读正文之后的免责条款 和声明 13 项目 功率 /容量 开工时间 状态 北海道电网级储能项目 17MW/51MWh 2022 年 4 月已上线 柬埔寨国家电网光伏发电厂钒电池储能项目 40MW/400MWh 规划中 澳大利亚矿山光伏发电钒电池储能项目 50MW/200MWh 规划中 美国加州全钒液流储能电池项目 7.8MWh 2020 年 10 月获批 Eday 岛 EMEC 潮汐能 -钒电池项目 1.8MWh 2020 年 11 月获批 南澳大利亚州太阳能 -钒电池储能项目 2MW/8MWh 建设中 资料来源 中国能源网，普能公司官网， “十三五”钒行业市场分析及发展趋势预测（丁瑞锋著）， 中信证券研究部 国家级示范项目即将投运，钒液流电池发展有望迎来新阶段。 根据大连日报信息 ， 作 为国家能源局批准建设的首个国家级大型化学储能示范项目 ， 大连液流电池储能调峰电站 正在进行最后的电池单体调试和系统调试阶段，即将在今年 8 月正式投入商业运行 。 大连 液流电池项目作为目前全球最大的 100MW/400MWh 液流电池项目，其成功投运对液流电 池的应用推广和商业化进程具有重要意义。 图 10 大连液流电池储能调峰电站二层的电堆集装箱区 资料来源 大连日报 图 11 大连液流电池储能调峰电站一层的电解液储罐区 资料来源 大连日报 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 请务必阅读正文之后的免责条款 和声明 14 ▍ 需求分析 全球钒消费量保持稳定增长， 2021 年突破 12 万吨 。 根据国际钒技术委员会（ Vanitec） 统计，自 2017 年起全球钒消费量逐年增加，于 2019 年突破 10 万吨 。 2021 年 全球钒消 费量 达到 12.04 万吨，同比增长 9.7，增速创五年以来新高。 图 12 2011-2021 年 全球 钒消费量 变化 资料来源 Vanitec， 中信证券研究部 中国 是 全球最大的钒消费国家 。 根据 Vanitec 数据， 2020 年 中国钒消费量占全球钒消 费总量的 60，位居首位，欧洲和北美消费占比分别为 12和 10。 2016 年起，中国钒 消费量逐年增长， 2020 年钒消费量 达到 6.56 万吨 ，同比增长 22.6，增速创近五年新高。 2020 年全球其他地区钒消费量为 4.42 万吨，同比 下降 8.9。受新冠疫情影响， 2020 年 中国以外地区钒消费量均下降，全球钒消费进一步向中国集中。 图 13 2020 年全球钒消费量分布 资料来源 Vanitec， 中信证券研究部 图 14 2015-2020 年中国钒消费量（万吨） 资料来源 Vanitec，中信证券研究部 7.17 7.55 7.93 8.83 8.21 8.10 8.86 9.50 10.20 10.97 12.04 -10 -5 0 5 10 15 0 2 4 6 8 10 12 14 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 全球钒消费量（万吨，金属量） YoY 60 12 10 4 43 7 中国 欧洲 北美 日本 独联体 印度 其他 3.68 3.54 4.01 4.41 5.35 6.56 0 1 2 3 4 5 6 7 2015 2016 2017 2018 2019 2020 金属 行业 钒深度报告 ｜ 2022.7.20 请务必阅读正文之后的免责条款 和声明 15 钒目前主要用于钢铁行业，消费占比超过 90。 根据 Vanitec 数据， 2020 年全球约 92.7的钒被用于钢铁行业，主要为钒铁和钒氮等合金类产品；约 3.5的钒用于化工和催 化剂领域，产品包括氧化钒、钒酸铵、硫酸氧钒等； 用于钛合金领域的钒占比约为 2.1， 用于储能领域的钒消费占比为 1.7。由于 2020年中国粗钢产量上升而海外粗钢产量下降， 国内用于钢铁行业的钒消费占比更高，达到 96.6，用于钛合金、化工 /催化剂和储能领域 的消费占比仅为 1.4、 1.8和 0