（報告出品方/作者：光大，王招華、方馭濤）

1、 釩電池優點：安全性高、全生命周期成本低、資源自主可控

1.1、 安全性高、易擴容是最大優點

全釩液流電池，是一種以金屬釩離子為活性物質的液態氧化還原可再生電 池。全釩液流電池是以+4、+5 價態的釩離子溶液作為正極的活性物質，以+2、 +3 價態的釩離子溶液作為負極的活性物質，分別儲存在各自的電解液儲罐中。 在對電池進行充、放電時，正負極電解液在離子交換膜兩側進行氧化還原反應。 同時，通過電堆外泵的作用，儲液罐中的電解液不斷送入正極室和負極室內，以 維持離子的濃度，實現對電池的充放電。

液流電池的工作原理決定了其是目前電化學儲能技術路線中安全性較高的 技術路線。與鋰電池不同的是，液流電池的電解液與電堆是相分離的，由於全釩 液流電池電解質離子存在於水溶液中，不會發生熱失控、過熱、燃燒和爆炸。同 時，釩電池支持頻繁充放電，每天可實現充放電數百次，液態的電解液使得過充 過放也不會造成爆炸和電池容量下降。

鋰電池儲能安全問題頻發

由於鋰離子電池的能量密度佔優以及成本的不斷下降，近幾年鋰電池在儲能 領域迅速推廣，但與此同時，鋰電池儲能爆炸的事故也在增加。根據我們的統計， 2011-2022 年 4 月全球共計發生 34 起儲能電站爆炸事件，其中，日本 1 起、比 利時 1 起、中國 3 起、美國 4 起、韓國 25 起。從爆炸的電池類型來看，仍以鋰 電池為主，合計 32 起，佔比 94%，剩餘為美國 1 起鉛酸電池，日本 1 起鈉硫電 池；而 2017 年以來的儲能爆炸事件均為鋰電池爆炸。

鋰電池儲能爆炸的主要原因是儲能對電池的容量較電動車的需求明顯增大， 而鋰離子電池很容易發生電池內部的短路而導致自燃，且電池本身的設計以及外 界的電、熱干擾都會影響到儲能系統的安全性。隨着鋰電池數量的增加，起火概 率增加。

相較於鋰電池，全釩液流電池本身的水基電解質特性使得其不會發生燃燒和 爆炸。釩電池在水溶液中使用化學反應可逆的釩離子，其功能與電極結構無關， 所以即使在大電流下也非常靈活，過充也沒有安全問題。另一方面，全釩液流電 池的功率和容量相互獨立，功率由電堆的規格和數量決定，容量由電解液的濃度 和梯級決定。通過增加釩電解液的容量即可以做到容量的擴充，因此可以做到在 大容量裝機規模上依然是安全的。

功率和容量相互獨立，擴容性強

釩電池的電堆作為發生反應的場所與存放電解液的儲罐分開，從 根本上克服了傳統電池的自放電現象。功率只取決於電堆大小，容量只取決於電 解液儲量和濃度，設計靈活。當功率一定時，要增加儲能容量,只需要增大電解 液儲罐容積或提高電解液體積或濃度即可，而不需改變電堆大小。 同時，可通過增大電堆功率和增加電堆數量來提高功率，通過增加電解液來 提高儲電量，便於實現電池規模的擴展，可用於建造千瓦級到百兆瓦級儲能電站， 適應性很強。

1.2、 循環壽命長、基本全回收，全生命周期成本低

釩電池循環壽命長

釩電池的正、負極活性物質分別存在於正、負極電解液中，充放電時無其他 電池常有的物相變化，可深度放電而不損傷電池；在充放電過程中，作為活性物 質的釩離子僅在電解液中發生價態變化，不與電極材料發生反應，不會產生其他物質，經長時間使用後，仍然保持較好的活性。因此，釩電池電池使用壽命長。 全釩液流電池充放電循環次數在 10000 次以上，部分可達 20000 次以上。

釩電池全生命周期成本已經低於鋰電池

目前釩電池儲能的初裝成本高，但由於釩電池循環壽命長，從全生命周期來 看，釩電池儲能的成本低於鋰電池成本。我們對具備完整投資數據的釩電池項目 和鋰電池儲能項目的成本進行了對比。若按全生命周期計算，釩電池的成本在 0.3-0.4 元/Wh，已經低於鋰電池的成本（0.5 元/Wh 左右）。

同時，在電池壽命到期後，釩電解質溶液可以回收再次利用。電解質溶液的 成本占儲能系統總成本的 40%，儲能系統報廢后，殘值較高。 釩電池在長時間儲能上的全生命周期成本已經具備競爭力。而且，釩電池仍 處於產業化的初期，技術進步和規模化應用以後成本仍有進一步降低空間。

1.3、 中國釩資源產儲量全球第一，自主可控

從資源的角度來看，不同於鋰電池，中國鋰原料對外依賴度較高，釩儲量及 產量中國處全球第一，發展釩電池所需的資源可以實現自主可控。

資源儲量對比：釩資源中國居全球第一，鋰資源集中於南美和澳洲

鋰：儲量集中在南美和澳洲，中國儲量佔比 7%。據 USGS 數據統計，截至 2021 年底，智利、澳大利亞、阿根廷三國鋰資源儲量佔比合計超過 76%，中國 鋰資源儲量約為 150 萬噸，佔全球比重為 6.7%，佔比較低。 釩：儲量集中在中國、澳洲、俄羅斯和南非，中國資源儲量全球第一。據 USGS 統計，截至 2021 年底，全球釩金屬儲量 6300 萬噸，其中已認定符合當 前採掘和生產要求的釩礦金屬釩儲量超過 2400 萬噸，全球 99%以上的釩礦儲量 集中在中國、澳大利亞、俄羅斯和南非四國；其中，中國釩礦儲量約為 950 萬 噸，佔世界釩資源儲量的 39%，位居世界第一；澳大利亞、俄羅斯、南非佔比 分別為 25%、21%和 15%。

釩鋰產量對比：釩完全自給，鋰高度依賴進口

中國鋰鹽產量全球佔比 67%，資源高度依賴進口。據 USGS，全球 2021 年鋰礦產量折 10.5 萬金屬噸，其中澳大利亞的產量佔全球的 53%、智利產量占 比 25%，中國僅占 13%。據安泰科統計，2021 年中國鋰鹽產量合計約 35.5 萬 噸碳酸鋰當量，佔全球鋰鹽產量的 67%，鋰資源高度依賴進口。 中國釩產量全球佔比 68%，資源可完全自給。全球生產釩的國家主要有中 國、俄羅斯、南非和巴西。據 USGS 數據，2021 年全球釩產量為 10.7 萬金屬 噸，其中中國產量 7.3 萬噸，佔比 68%；俄羅斯、南非和巴西釩產量分別為 1.9 萬噸、0.9 萬噸和 0.7 萬噸，佔比分別為 18%、8%和 6%。

釩、鋰靜態可開採年限相當

據 USGS 統計，以 2021 年全球釩產量約 10.7 萬金屬噸（折 19.1 萬噸五氧 化二釩），全球釩資源靜態可開採年限約 224 年；以 2021 年全球鋰礦產量 10.5 萬金屬噸（55 萬噸碳酸鋰當量）折算，全球鋰礦資源靜態可開採年限約 214 年， 二者基本相當。但考慮鋰需求的高速增長，鋰資源實際可開採年限或逐步降低。

2、 釩電池缺點：初裝成本為最大制約

2.1、 釩電池初裝成本為鋰電池 2 倍以上

釩電池目前最大的缺點是初裝成本較高，是鋰離子電池的 2 倍以上。我們根 據已披露具體投資金額的釩電池項目進行了成本測算，項目總投資成本集中在 3.8-6.0 元/Wh；其中，四小時儲能系統成本集中在 3.8-4.8 元/Wh，2-3 小時儲 能系統成本略高，在 4.65-6 元/Wh，整體仍較鋰電池高。

2021 年鋰價格的持續飆升導致鋰儲能項目初始投資額不斷上升，儲能鋰電 池單位投資成本已接近 2 元/Wh。如 2022 年 1 月底，英利智慧發佈的保障性項 目配套儲能中標結果顯示，中標最高單價為 1.77 元/Wh。據中關村儲能產業技 術聯盟，儲能系統的平均價格從 2021 年約 1.5 元/Wh 上升到 2022 年初的接近 1.8 元/Wh，上漲了 20%，與上述英利智慧項目的中標價格基本相符合。

2.2、 釩電池快速發展或拉動釩價上漲

新型儲能迅速增長，釩電池市場規模有望迅速提升

根據 CNESA 於 2022 年 4 月發佈的《2022 年儲能產業應用研究報告》，截 至 2021 年底，已投運的全球儲能項目累計裝機規模為 209.4GW，同比增長 9%。 其中，規模最大的是抽水儲能，累計裝機規模約 180.5GW，佔比 86.2%，較 2020 年底下降 4.1 個百分點。 新型儲能（除抽水蓄能和熔融鹽儲熱儲能以外的儲能方式，包括鋰離子電池、 鉛蓄電池、鈉硫電池、壓縮空氣、液流電池、超級電容和飛輪儲能等）累計裝機 規模為 25.4GW，同比增長 67.7%，佔比 12.2%。新型儲能中，鋰離子電池仍占 據主導地位，累計裝機規模佔比達 90.9%；壓縮空氣儲能佔比 2.3%，鉛蓄電池 佔比 2.2%；鈉硫電池佔比 2.0%；液流電池佔比為 0.6%。

2021 年底，中國累計裝機功率 46.1GW，位居全球第一。其中，抽水蓄能 裝機規模 39.8GW，佔比 86.3%；新型儲能累計裝機規模達 5729.7MW，佔比 12.5%，熔融鹽儲熱累計佔比 1.2%。 新型儲能裝機中，鋰離子電池累計裝機規模佔比 89.6%，鉛蓄電池累計裝 機規模佔比 5.9%，壓縮空氣儲能佔比 3.2%，液流電池佔比 0.9%，其他其他電 化學儲能（超級電容、飛輪儲能）合計佔比 0.4%。

政策助力儲能市場發展。國家發改委、國家能源局 2021 年 7 月發佈《關於 加快推動新型儲能發展的指導意見》，在向碳達峰、碳中和目標前進的道路上， 需要構築安全高效、清潔低碳的能源體系。該指導意見指出，到 2025 年完成新 型儲能從商業化初期到規模化發展的轉變，裝機規模達到 30GW 以上，到 2030 年實現新型儲能全面市場化發展。

預計 2026 年我國新型儲能累計裝機規模達到 48.5GW 和 79.5GW（分別為 保守和理想情況）。據 CNESA 數據， 2021 年我國新型儲能累計裝機規模為 5.73GW。據 CNESA 的預測，在保守場景下，到 2026 年新型儲能累計規模達到 48.5GW，2021-2026 年的複合年均增長率為 53.3%；理想場景下，累計裝機將 達到 79.5GW，2021-2026 年的複合年均增長率為 69.2%。（報告來源：未來智庫）

釩電池規模快速增長或拉動釩需求

2021 年為中國儲能進入規模化發展的元年，據 CNESA 統計，2021 年規劃、 在建、投運 865 個、26.3GW 儲能項目中，投運的百兆瓦級別項目僅 7 個，但規 劃在建的百兆瓦項目超過 70 多個，首個百兆瓦壓縮空氣儲能項目已經實現併網 調試運行，百兆瓦級別的全釩液流電池項目也在建設當中。 據 CNESA 統計，2021 年國內液流電池（基本為釩電池）在國內新型儲能 領域的滲透率達 0.9%，受益於資源、安全性、環保性和政策端的多重優勢，隨 着多個大型釩電池項目的逐步落地，全釩液流電池的裝機規模將實現跨越式增 長。

按照保守、理想兩種場景和釩電池在新型儲能中 10%、20%、30%的滲透 率測算，2026 年釩電池年裝機量的範圍是 1.48GW-7.06GW。取中值 20%計算， 保守和理想兩種情形下，年裝機量分別為 2.96GW 和 4.71GW，按照單 GWh 電 池消耗 5500 噸釩（折五氧化二釩 9821.4 噸）估算，2026 年對五氧化二釩的需 求拉動約 11.61 萬噸和 18.49 萬噸（假設 4 小時儲能時長）。而據 USGS，2021 年中國金屬釩產量折五氧化二釩產量約 13.1 萬噸。若釩資源後續開發力度不及 預期，或對釩價有明顯的拉動，進而影響釩電池電解液成本。

2.3、 能量密度、轉換效率低於鋰電池，耗材維護要求高

1）能量密度和轉換效率偏低。全釩液流電池在運行過程中對環境溫度要求 較高，同時還需要用泵來維持電解液的流動，因此其損耗較大，能量轉化效率低 於鋰電池，為 70-75%。受釩離子溶解度和電堆設計的限制，與其他電池相比， 全釩液流電池能量密度較低，僅為 12-40Wh/kg。 2）耗材需適時維護。石墨極板要被正極液刻蝕，如果用戶操作得當，石墨 板能使用兩年，如果用戶操作不當，一次充電就能讓石墨板完全刻蝕，電堆只能 報廢。在正常使用情況下，每隔兩個月就要由專業人士進行一次維護，這種高頻 次的維護費錢、費力。

3、 潛力：長時儲能是極佳用武之地

3.1、 長時儲能是實現「雙碳」目標的關鍵之一

隨着可再生能源的滲透率不斷提升，儲能時長需求也越來越長。長時儲能 （Long duration energy storage，LDES）目前沒有明確的定義，美國能源部 將長時儲能定義為「至少連續運行 10 小時，使用壽命 15-20 年的儲能系統」； 而國內一般將大於 4 小時的儲能即可稱之為長時儲能。 長時儲能委員會給出的長時儲能定義為：任何可以進行競爭性部署以長期存 儲能源的技術，並且可以經濟可能地擴大規模以維持數小時、數天甚至數周的電 力供應。存儲能連的方式可以多種多樣包括機械儲能、熱儲能、化學儲能或電化 學儲能。本文討論以長時儲能委員會與麥肯錫發佈的《Net-zero power:Long duration energy storage for a renewable grid》報告中的 8 小時以上時長儲能 系統為長時儲能的定義。

我們認為在全球持續推進碳中和背景下，長時儲能系統是實現「雙碳」目標 的關鍵之一。長時儲能在可再生能源大力發展背景下，在增強儲電能力、保障電 力系統調峰和穩定運行以及極端情況電力補充方面發揮着重要作用。 1）增強儲電能力：在雙碳目標背景下，火力發電等傳統化石燃料來源的能 源佔比將逐步降低，可再生能源（光伏、風能等）將逐步替代火電成為主力發電 來源，長時儲能作為可再生能源的配套建設意義重大。可再生能源的佔比提升， 使得發電的間歇性對電網的負面影響將逐步增大，電力儲存的需求加大，建設長 時儲能系統的必要性增加。

2）保障電力系統調峰和安全穩定：長時儲能可憑藉長周期、大容量特性， 在更長時間維度上調節新能源發電波動，在清潔能源過剩時儲存避免電網擁堵， 負荷高峰時釋放增加電力供應。即在電力供應過剩時儲存電能，在需要時釋放， 以此來緩解供需矛盾，調節供需波動。 3）極端情況電力補充：不可抗力因素（山火、暴雨、洪水、嚴寒等自然災 害、能源供應大國的衝突等）造成的電力供給暫停、能源供給緊張會造成全社會 用電成本的增加。長時儲能可保障在極端情況下的電力供應，保障全社會電力系 統穩定運行和降低用電成本。 長時儲能的主要優勢在於其存儲電力的邊際成本較低，它可使存儲的電量與 充放電的速度相脫鈎。與輸配電電網的升級相比，它的交付周期相對較短，在經 濟效益方面優於耗資巨大且費時費力的電網升級。

長時儲能 2040 年累計裝機量將達 1.5-2.5TW ，累計投資規模達 1.5-3 萬億 美元

長時儲能委員會與麥肯錫合作發佈《Net-zero power:Long duration energy storage for a renewable grid》（2021 年 11 月）顯示，已投入運營或 已宣佈部署的長時儲能系統超過 5GW 和 65GWh，全球已公示超過 230 個處於 不同商業階段的長時儲能項目（不包括抽水蓄能）。 麥肯錫預計，長時儲能的潛在市場空間將從 2025 年開始大規模增長。隨 着可再生能源佔比提升，2025 年長時儲能全球累計裝機量將達到 30-40 GW（對 應儲能容量約 1TWh），累計投資額約 500 億美元。 2030 年起全球可再生能源滲透率將升至約 60%-70%，長時儲能累計裝機 量將達到 150-400GW（對應儲能容量 5-10TWh），累計投資規模將達到 2000-5000 億美元。到 2040 年，長時儲能累計裝機量將加速達到 1.5 -2.5 TW （對應儲能容量 85-140TWh），是目前全球儲能系統裝機量的 8-15 倍，累計投 資額將達到 1.5-3 萬億美元。

麥肯錫預計 24 小時以上儲能容量佔比將在 2030 年以後迅速提升。到 2030 年，8-24 小時的儲能裝機量可能占長時儲能裝機量的 80% 和總儲能容量的 60%。但超過 24 小時靈活性的長時儲能技術可能會在 2030 年後出現顯著增 長，這主要是由於可再生能源的增加。到 2040 年，持續時間更長（24 小時以上） 的長時儲能技術可能佔總儲能容量的大約 80%。

3.2、 液流電池在長時儲能領域應用空間巨大

長時儲能目前仍處於初期的研發示範階段，多種解決方案中，抽水蓄能的建 設規模較大。抽水蓄能電站具有技術成熟、效率高和成本低等優勢，成為全球儲 能容量最大的解決方案。 麥肯錫《Net-zero power:Long duration energy storage for a renewable grid》統計，截至 2021 年 11 月，全球已經安裝了約 160GW 的抽水蓄能電站， 另有 130GW 計劃在建或在建中，未來的部署主要在亞洲，中國佔全球已宣佈、 計劃或在建產能的 60%左右。大型抽水蓄能電站可以提供低成本、可調度的電 力，並且由於其快速響應時間而作為電網穩定性的主要解決方案。但抽水蓄能最 大的限制是場地限制、建設時間長以及環境問題。 從長期來看，電化學儲能由於動力電池產業推動，不受地理環境的制約，處 於比較有利的競爭地位。在電化學儲能方面，目前鋰離子電池、鈉硫電池、鈉離 子電池、液流電池等均具備較大應用潛力；而全釩液流電池因壽命長、易擴容等 特點，在長時儲能系統領域應用大有可為。

（1）鋰離子電池：鋰電池能量密度高、轉換效率高等優點，目前在儲能應 用領域應用較廣，但也存在循環壽命和易燃易爆的安全隱患等缺點。 （2）鈉基電池：鈉硫電池方面已有裝機先例，鈉和硫原材料來源廣泛，但 對工藝要求極高，且運行溫度約 300-350 度，且熔融狀態下的鈉和硫活性極大， 存在一定安全隱患；而鈉離子電池則具備安全，資源豐富，成本較低的優點，也 有循環次數較低、電極材料副反應等影響電池壽命的缺點，目前尚未在儲能產業 大規模推廣，其優勢仍有待驗證。 （3）液流電池具備高安全穩定性、循環壽命長、擴容性強、可回收環保等 優勢，但目前也存在着初裝成本較高等劣勢。

A.安全性最高：液流電池的工作原理是通過不同電解液離子相互轉化實現電 能的儲存和釋放。其電極反應過程無相變發生，電堆只提供電化學反應的場所， 自身不發生氧化還原反應；活性物質溶於電解液，電極枝晶生長刺破隔膜的危險 在液流電池中大大降低；同時，可以進行深度充放電，能耐受大電流充放，在目 前的電化學儲能方面安全性最高。

B.循環壽命長：與其他電化學儲能技術相比，液流電池最突出特點就是循環 壽命長，最低可以做到 10000 次，部分技術路線甚至可以達到 20000 次以上， 整體使用壽命可以達到 20 年或者更長時間。

C.易擴容：液流電池的儲能活性物質與電極完全分開，功率和容量設計互相 獨立，便於模塊組合設計和電池結構放置，以及容量便於擴展。

D.可回收、環保：液流電池的電解液可以實現回收再利用，相比鉛蓄和鋰離 子電池，不會對環境造成污染。

基於液流電池具備高安全穩定性、循環壽命長、擴容性強、可回收環保等優 勢，我們預計其在長時儲能領域應用空間巨大，將與抽水蓄能/氫儲能、壓縮空 氣儲能展開競爭。

Guidehouse Insights 於 2022 年二季度發佈的《Vanadium Redox Flow Batteries ：Identifyting Market Opportunities and Enablers》報告顯示， 2022-2031 年釩電池年裝機量有望保持 41%的複合增長率，預計 2031 年全球釩 電池年裝機量將達到 32.8GWh；其中，2031 年亞太地區（主要為中國）年裝機 量將達到約 14.5GWh，北美地區將達到 5.8GWh，西歐地區將達到 9.3GWh。

3.3、 釩電池在液流電池中商業化速度更快

目前液流電池路線主要包括全釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池、 鋅鐵液流電池等 20 多種技術路線，目前前三種技術路線討論較多。

釩電池是目前商業化較為成熟的液流電池路線，具備示範項目運行多年、產 業鏈逐步成型、全生命周期成本低等優勢，預計在長時儲能系統的應用空間廣泛。 1）多個示範項目安全運營：全釩液流電池在全球已經具有多個多年的示範 項目在運行，產業化效果和可靠性驗證明顯高於鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池。 據大連化物所公眾號，2022 年 2 月，全球最大的 100MW 級全釩液流電池儲能 調峰電站已經在大連進入了單體模塊調試階段。 2）全產業鏈逐步成型：全釩液流電池的電解液、隔膜、膜電極等原材料供 應鏈已經初步成型，國產化進程不斷加快，已能夠支撐起開展百兆瓦級的項目設 計與開發，其產業配套更加成熟。 3）全生命周期成本優勢：釩電池全生命周期成本已經低於鋰電池，具備大 規模商業化應用的條件。鐵鉻液流等路線雖然具備更大的降本空間，但從技術瓶 頸突破、產業鏈培育和產能建設的進度看，未來五年其他液流電池路線的成熟度 和成本水平仍難與全釩液流電池相媲美。 綜上，全釩液流電池具備安全性高、壽命長、擴容性強、效率高等優點，我 們看好全釩液流電池在儲能應用領域的潛力，特別是長時儲能方向的應用空間。

4、 破局：政策推動和技術進步降本

4.1、 政策支持是發展釩電池重要推動力

制定釩電池發展相關補貼

現有的釩電池項目多數是地方政府推動的示範項目，少部分為企業自主建設 項目。釩電池全生命周期成本已經低於鋰電池，但初 始建設成本過高，導致企業的投資動力不強，後續或仍需要政府層面進行推動， 制定可有效執行的價格補償機制和長時儲能產業政策。

加強資源開發力度，擴大鋼鐵公司產能

由於國內主要釩產量來源於釩鈦磁鐵礦煉鋼生產過程中的釩渣，因此，允許 相應鋼鐵公司擴大產能也是增加釩資源來源的方式之一。同時，也可以出台支持 釩資源開發的政策，加大對國內釩資源的開發力度。（報告來源：未來智庫）

4.2、 技術進步有望繼續降低成本

整個釩電池儲能系統主要由電堆、電解液、逆變器、智能控制、儲罐、集裝 箱、管泵閥傳感器幾部分構成。釩電池最主要的核心部件就是電堆和電解液，其 中電解液的成分一般為五氧化二釩，也是整個釩電池系統中釩產品的主要用途。

據 IRENA，釩電池成本主要分為電堆、電解液與周邊設備成本三大塊。電 堆和電解液是主要成本，合計佔比達到 75%左右；其中，釩電解液成本約佔 40%， 電堆成本約佔 35%，其他構件成本佔比 25%左右。

1）技術推動電堆成本持續下降 。鋰電池成本在商業化應用以後成本下降迅速，從 1991 年的 7523 美元/KWh 下降至 2018 年的 181 美元/KWh。參考鋰電池的降本途徑，可以預見釩電池在 大規模量產後成本仍有較大的下行空間。

釩電池目前仍處於商業化初期，技術進步帶來的降本空間較大。如大連物化 所通過減少膜材料使用面積而降低電池成本；2020 年 6 月，大連物化所儲能技 術研究部李先鋒和張華民團隊成功開發出新一代 30 KW 級低成本全釩液流電池 電堆。該電堆採用自主研發的可焊接多孔離子傳導膜（成本<100 元/m2）。相 對於傳統的電池組裝技術，膜材料使用面積減少 30%，電堆總成本降低了 40%。

2）國產材料替代帶動成本下降 。在離子交換膜方面，目前全球釩電池主要使用美國杜邦公司的 Nafion 全氟 磺酸樹脂交換膜，Nafion 薄膜以磺酸基團為交換基團，作為全釩氧化還原液流 電池的標準隔膜，其在電解液中的穩定性高，但價格昂貴，據阿里巴巴 1688 網， 零售單價近 20000 元/平方米。 目前，國內的科潤、東嶽、中科院大化所，國外的戈爾等都在自主創新開發 了更低成本的膜。隨着國產離子交換膜的逐步推廣，膜等產品仍有較大成本下降 空間，預計後續在其他電堆材料（雙極板、碳氈等）也有成本優化空間。

5、 釩供需：中國產儲量第一，鋼鐵為最大需求

5.1、 供給：中國釩儲量、產量位居全球第一

釩是一種高熔點難熔稀有金屬，元素周期表上排行 23，相對原子質量為 50.9415。常見化合價為+5、+4、+3、+2 形態，在地殼中為第 17 種常見元素。 釩的熔點很高，熔點 1809±10℃，與鈮、鉭、鎢鉬並成為難熔金屬。純釩顏色 呈銀灰色，質堅硬，無磁性，有延展性；在耐氣、耐鹽、耐水腐蝕的性能比大多 數不鏽鋼要好；在空氣中不被氧化，可溶於氫氟酸、硝酸和王水。 產業鏈條為釩礦（含釩固廢）、石煤加工成五氧化二釩和三氧化二釩，再進 一步加工為釩鐵、氮化釩、釩鈦合金等應用於下游鋼鐵、化工等領域。

資源：2021 年中國釩產品儲量、產量佔比均居全球第一 。前文已述，截至 2021 年底，中國釩礦儲量佔全球比重為 39%；2021 年中 國產量佔全球 68%，位居世界第一。 中國釩資源豐富，國內釩資源廣泛分佈於 19 個省市(區)，主要集中於四川 攀枝花地區和河北承德地區，其中攀枝花地區的釩資源最為豐富，儲量居國內第 一、世界第三，另外湖南、廣西、甘肅，湖北等省份也都有釩資源的分佈。

原料及工藝：國際以釩鈦磁鐵礦為主，國內以釩渣為主 。釩的地殼豐度雖然較高，但卻主要與其他礦物形成共生礦或者複合礦，獨立 釩礦較少見。目前世界上發現的含釩礦物有 70 多種，釩礦主要有以下三種： （1）釩鈦磁鐵礦：釩鈦磁鐵礦中的釩主要以 FeO·V2O3 尖晶石形態存在， 礦中含釩 0.2%～1.5%。除美國外，主要產釩國家都是從釩鈦磁鐵礦中提取釩。 （2）鉀釩鈾礦：鉀釩鈾礦是一種鉀鈾的釩酸絡鹽，它的化學式為 K2O·2UO3·V2O5·1～3H2O，呈淺黃色或淺綠黃色，其中五氧化二釩含量可達 20.16%，美國是這種礦物的主要產地。 （3）石油伴生礦：石油伴生礦寄生在原油中，主要分佈於南美洲。 據吳優等人發佈的《2020 年全球釩工業發展報告》，世界釩產品原料的絕 大部分均來自於釩鈦磁鐵礦，大多數國家都是通過釩鈦磁鐵礦在煉鋼的時候，從 含釩鋼渣中繼續提煉釩，包括中國、俄羅斯等，而美國主要從石油渣、煤灰、廢 催化劑等中提煉。2020 年全球約 74.8%的釩來自於釩鈦磁鐵礦經鋼鐵冶煉後得 到的富釩鋼渣，直接從釩鈦磁鐵礦提取釩的佔比 13.8%，11%由回收的含釩副 產品（含釩燃油灰渣、廢化學催化劑等）及含釩石煤提取。

國內利用釩渣作為原料生產釩的佔比更高，釩渣原料佔比高達 86.9%，石 煤提釩佔比 10.7%，廢催化劑原料佔比 2.1%，直接採用釩鈦磁鐵礦原料的佔比 僅 0.3%。 石煤提釩因環保問題產量佔比下滑。石煤是一種含碳少、發熱值低的劣質無 煙煤，又是一種低品位多金屬共生礦。我國石煤資源中已發現的伴生元素多達 60 多種，其中可形成工業礦床的主要是釩，但石煤中釩的品位很低，五氧化二 釩含量多在 0.8%以下。我國含釩石煤的利用起步較早，傳統石煤提釩採用氯化 鈉焙燒酸浸工藝，生產過程中產生氯氣、氨氣、廢酸、廢渣，對生態環境破壞嚴 重，因此，各地紛紛出台政策禁止採用鈉化提釩。 石煤提釩在 2017 年以後佔比下降明顯，近年來部分企業在工藝上取得突破， 如西部礦業旗下肅北西礦帆科技石煤提釩項目 2020 年 5 月試投產，實現綠色石 煤提釩環保生產，石煤提釩產量佔比後續或有小幅提升。

產能：攀鋼釩鈦產能第一 。全球超過 70%以上的釩來自副產煉鋼的釩渣。產能規模較大（1 萬噸/年以 上）的釩生產企業主要有中國的攀鋼釩鈦、俄羅斯的 Evraz、河鋼集團承鋼公司、北京建龍重工、成渝釩鈦、四川德勝集團、南非 Bushveld Vametco、奧地利 Trebacher Industrie AG（加工型企業）、嘉能可 Glencore、巴西 Maracas Menchen Mine等，其中攀鋼釩鈦產能40000噸/年，位居全球第一；俄羅斯Evraz 產能 35000 噸/年，為海外最大釩生產企業。

據百川盈孚，國內釩產品產能合計 17.14 萬噸（2021 年底），釩產品生產 的前十大企業分別是攀鋼釩鈦、承德釩鈦、成渝釩鈦、承德建龍、四川德勝釩鈦、 達鋼集團、五洲礦業、玉典釩業、虹京實業、宏發釩業。

5.2、 釩的應用：鋼鐵領域應用佔比 90%以上

釩是一種重要的合金元素，主要用於鋼鐵、鈦合金添加劑、化工領域催化劑， 以及儲能領域。工業上常見的釩化合物包括 VO、V2O3、V2O5，FeV 釩鐵、NH4VO3 偏釩酸銨。

（1）鋼鐵：金屬釩是以釩鐵和釩氮合金的形式被添加於鋼鐵生產中，以提 高鋼的強度、韌性、延展性和耐熱性。含釩的合金鋼強度高、韌性大、耐磨性好， 廣泛應用於輸油/氣管道、建築、橋樑、鋼軌等生產建設中。鋼鐵行業在釩的下 游應用中占最大比重，其用量約佔釩消耗量的 90%以上。 （2）鈦合金：大約有 2%的釩以鈦-鋁-釩合金的形式形成鈦合金，釩在鈦合 金中可以作為穩定劑和強化劑，使鈦合金具有很好的延展性和可塑性，主要用於 飛機發動機、宇航船艙骨架、導彈、蒸汽輪機葉片、火箭發動機殼等方面。此外 釩合金還應用於磁性材料、硬質合金、超導材料及核反應堆材料等領域。 （3）化工：在化工領域，釩主要用作製造硫酸和硫化橡膠的催化劑，也用 於抑制發電廠中產生氧化亞氮；其它化工釩製品則主要用於催化劑、陶瓷着色劑、 顯影劑、乾燥劑等。 （4）儲能：目前釩被用於生產全釩液流電池也成為儲能行業的研究熱點。 在儲能行業中，近年來全釩液流電池在清潔能源方面的研究取得很大進展，全釩 氧化還原液流電池(VRFB)在風力發電、光伏發電、電網調峰、分佈電站、通訊 基站等領域擁有廣闊的市場前景，已經開始用於商業能源存儲系統。

5.3、 釩價走勢復盤：近十年均價 10.8 萬元/噸

截至 2022 年 7 月 1 日，五氧化二釩（98%片狀，四川）價格為 11.8 萬元/ 噸，同比下跌 10.6%，較年初下跌 5.6%。2012 年以來，五氧化二釩含稅均價 10.76 萬元/噸，多數時間以 10 萬元/噸為價格中樞波動，僅在 2017-2018 年出 現了大幅上漲的情形，主要是環保嚴查、進口釩渣被禁止以及鋼筋指標變化釩需 求增加多重利好因素疊加導致。

（1）2017 年 7 月 18 日，中國環境部提交至 WTO 的文件顯示，自 2017 年 9 月起，中國將禁止 4 類 24 種固體廢料的進口，其中釩渣在列。 （2）2017 年 11 月，擬於 2018 年 11 月推行新版熱軋帶肋鋼筋標準，提高 了鋼筋中釩的添加比例，強化了鋼筋領域對釩市場的需求量，供需矛盾進一步升 級，五氧化二釩價格進入上行周期。 （3）2018 年末，五氧化二釩價格逐步回落；2019-2022 年五氧化二釩價格 整體以震盪為主。

6、重點公司分析

6.1、 釩電池領先公司：大連融科、北京凯时网站等

（1）大連融科儲能

大連融科儲能技術發展有限公司成立於 2008 年，下屬的融科儲能、融科裝 備及博融新材料（電池核心材料開發與生產主體）共同構建的同心產業群，已成 為全球領先的全釩液流電池全產業鏈開發、完整自主知識產權及高端製造能力的 服務商。目前已經建立了 300MW/年全釩液流電池儲能產業化裝備基地。 大連融科由大連恆融新能源有限公司和中國科學院大連化學物理研究所共 同組建，大連融科領軍國內外液流電池標準的制定，引領全球液流電池技術的發 展。目前成功實施了多項商業化應用示範項目，在全釩液流電池的核心技術領域 擁有完整的自主知識產權，擁有的專利超過 300 餘項。 融科儲能提供的服務涵蓋全釩液流電池關鍵材料、電堆、電池模塊、KW 至 百 MW 級電池儲能系統的供應以及客戶定製儲能解決方案。2022 年 2 月，融科 儲能承建的全球最大的 100MW/400MWh 級全釩液流電池儲能電站進入調試。

（2）北京凯时网站

北京凯时网站於 2009 年收購了加拿大 VRB Energy ，現已成為一家成長迅速的 全球清潔技術創新企業。凯时网站開發出目前世界上高安全、大容量、長時儲能和長 電池壽命為一體的全釩液流儲能電池和解決方案。據北京凯时网站官網介紹，其在全 球已經安裝和正在處於開發階段項目容量達到 500 兆瓦時，安全穩定運行的時 間累計接近 100 萬個小時。 凯时网站特有的低成本的離子交換膜、長壽命的電解液配方以及創新的電堆設計 使凯时网站區別並領跑於其他供應商。由凯时网站擁有專利的、基於金屬釩元素的氧化還 原反應的全釩氧化還原液流電池儲能系統 (VRB-ESS )可將能量儲存在電解液 中。2021 年開發出全新第三代 MW 級 500KW 釩液流電池儲能產品，啟動 100MW 級大型儲能電站項目開發。2019 年交付湖北棗陽 10MW 光儲用首期 3MW 及國 內多個 MW 級儲能項目。

（3）湖北綠動中釩新能源

湖北綠動中釩新能源有限公司成立於 2021 年 6 月 24 日，其中國家電投集 團湖北綠動新能源有限公司投資 2100 萬元，占股 70%，湖北平凡瑞豐新能源有 限公司投資 600 萬元，占股本 20%。湖北綠動中釩新能源有限公司將着力於開 發全釩液流電池儲能領域。 公司在湖北襄陽高新區擬投資 93.2 億元建設釩電池儲能電站及風電光伏項 目。其中，43.2 億元用於建設 100MW 全釩液流電池儲能電站及 500MW 分佈式 屋頂光伏裝機項目；50 億元用於建設 1GW 風電光伏發電項目；其中 19 億元用 於建設 100MW 全釩液流電池儲能電站項目，預計五年內全部達產。2021 年 8 月，100MW 全釩液流電池儲能電站及 500MW 分佈式屋頂光伏裝機項目已與高 新區簽訂入園協議，現已完成項目備案、勘探、可研等前期工作。

6.2、 攀鋼釩鈦：釩產品產量全球第一， 逐步切入釩電池業務

公司目前主營業務包括釩、鈦、電三大板塊，其中釩、鈦板塊是公司戰略重 點發展業務，主要產品包括釩鐵、釩氮合金、鈦白粉、鈦渣等。公司是國內重要 的產釩企業，同時公司是國內五家具有氯化法鈦白粉生產能力的企業之一，更是 少數具有「硫酸法+氯化法」鈦白粉產品的生產企業。2021 年公司實現營業收入 140.60 億元，同比上升 33.42%；歸屬於上市公 司股東的淨利潤 13.28 億元，同比上升 248.56%。

釩產品：2021 年 10 月，公司已完成對西昌釩製品的收購，收購前釩產品產 能（以 V2O5計）為 2.2 萬噸/年，收購後釩產品產能（以 V2O5計）超過 4 萬噸/ 年。此外，攀枝花釩廠 5000t/a 高純氧化釩生產線建設項目一期工程目前正在建 設過程中，預計 2022 年投產。 鈦產品：鈦白粉方面，公司硫酸法鈦白粉 22 萬噸/年、氯化法鈦白粉 1.5 萬 噸/年的生產能力。公司採用自主研發的低溫氯化技術生產氯化法鈦白粉，原料 為碳化渣，正在對 1.5 萬噸/年的氯化法鈦白粉生產線進行達效攻關，待條件成 熟後，公司將考慮實施規模化建設。公司也在積極進行產能擴建，在建一條 6 萬 噸的熔鹽氯化鈦白項目。鈦渣方面，目前公司具備酸溶性鈦渣 24 萬噸/年的產能。 2021 年公司累計生產釩製品（以 V2O5計)4.33 萬噸（含西昌釩製品 1.94 萬 噸），大幅增長主要系西昌釩製品並表影響；鈦白粉 24.44 萬噸（其中含氯化鈦 白粉 1.64 萬噸），同比增長 3.77%；鈦渣 21.24 萬噸，同比增長 3.20%。

與大連博融簽訂戰略合作協議。2021 年 9 月 10 日，攀鋼釩鈦公告與大連 博融在攀枝花市簽訂了戰略合作協議。公司優先安排提供釩產品供應大連博融。 大連博融根據生產情況及攀鋼釩鈦釩儲能項目需要，可以對攀鋼釩鈦優先提供釩 電解液、釩電池儲能系統代加工等服務。根據儲能產業發展狀況，雙方商議共同 投資，建設釩電解液工廠，逐步擴大釩電池產業規模。後期，根據儲能市場增長 情況，雙方適時啟動釩電池儲能裝備生產合作，產能與釩電解液產能相配套。（報告來源：未來智庫）

6.3、 河鋼股份：釩產品產能國內第二大， 釩電解液批量生產

河鋼股份 2021 年釩渣產量 19.3 萬噸，釩產品業務收入 17 億元，同比增長 31%。河鋼股份 5 月 25 日在投資者互動平台表示，公司擁有釩電解液製造技術 的自主知識產權，建成了全釩液流電池儲能示範項目，實現了光伏發電、釩電池 儲能經設備轉化為直流和交流電直接應用。 河鋼承鋼研究製備出雜質含量低、產品穩定性高、生產成本低的高純高性能 全釩液流電池電解液，已開發出 10 餘項工藝成熟、具有自主知識產權的適用於 全釩液流電池的高純釩氧化物製備技術及商用電解液製備技術。同時配套研發商 用釩電解液系列檢測技術，為商用釩電解液及釩電池開發研究與規模化生產提供 了完備、準確的數據支撐，檢測方法達到同領域國際先進水平，填補了國內釩電 池理化檢測技術空白。

由河北鋼鐵集團承鋼公司釩鈦工程技術研究中心自主研發的商用電解液系 列檢測技術與方法開發成功。在河鋼承鋼，5KW/20KWh 全釩液流電池儲能系統 正式投用，應用於河鋼承鋼釩鈦產業園區避峰就谷時的廠區照明系統。 截至 2022 年 3 月底，河鋼承鋼的高純氧化釩-電解液產線已經上下游貫通， 實現產量提升 50%和 3.5 價商用電解液批量生產，已經與國際頂尖釩電池製造 企業建立了戰略合作關係。河鋼承鋼已經規劃 2MW/16MW 釩電池儲能示範工 程，並完成了立項審批。

6.4、 西部礦業：石煤提釩新工藝已經實 現投產

西部礦業是我國第二大鉛精礦、第四大鋅精礦和第八大銅精礦生產商。2021 年年報顯示，公司擁有保有資源儲量包括銅 655.83 萬噸、鉛 160.69 萬噸、鋅 311.6 萬噸、鉬 35.73 萬噸、五氧化二釩 58.81 萬噸、鐵礦石 3.11 億噸、鎳 25.24 萬噸、金 13.54 噸、銀 2315.45 噸（以上均為金屬噸）。 據中國有色金屬報及西部礦業公眾號，公司全資子公司肅北西礦釩科技公司 2020 年 5 月試投產一期偏釩酸銨產能 1239 噸；2022 年 4 月 10 日，西部礦業 釩科技改擴建生產線順利產出第一批偏釩酸銨，二期技改擴建項目完成後，可實 現偏釩酸銨產能 2611 噸，屆時偏釩酸銨總產能將達到 3850 噸。

6.5、 安寧股份：擁有豐富釩鈦磁鐵礦資 源

公司是一家以先進技術對多金屬共伴生礦進行採選的釩鈦資源綜合利用循 環經濟企業，主要從事釩鈦磁鐵礦的開採、洗選和銷售，主要產品為鈦精礦和釩 鈦鐵精礦。公司擁有儲量豐富的釩鈦磁鐵礦資源，截至 2021 年底，公司採礦權 範圍內 1）保有工業品位鐵礦石資源量 19086.75 萬噸，TFe 品位 29.48%，伴 生 TiO2 的量為 2294.36 萬噸，TiO2 品位 12.02%，伴生 V2O5 的量為 51.72 萬 噸，V2O5 品位 0.27%。2）保有低品位鐵礦石量 7190.58 萬噸。 公司年報顯示，釩鈦鐵精礦是釩鈦鋼鐵企業提釩煉鋼的主要原料，被用於重 軌及抗震鋼筋等高強度鋼的生產。公司是攀西地區唯一的 61%品位釩鈦鐵精礦 生產企業，2021 年公司生產釩鈦鐵精礦（61%）141.65 萬噸，同比增加 10.03%。

6.6、 國網英大：旗下武漢南瑞全面掌握 釩電池技術

國網英大是國家電網有限公司旗下上市公司。武漢南瑞是國網英大的間接全 資子公司。2010 年，武漢南瑞將電化學儲能列為戰略新興產業，展開全釩液流 電池儲能技術研究；於 2011 年成立風光儲研發團隊，並於 2017 年形成兆瓦級 的全釩液流電池電堆智能化生產能力。目前武漢南瑞已全面掌握釩電池改性選型 技術，具備釩電池本體設計、材料研製、系統集成能力，成功研發高功率釩電池 電堆和 250 千瓦/500 千瓦時儲能系統，申請發明、實用新型專利共 70 項，授 權 40 餘項。 國網英大於 2022 年 5 月 11 日在投資者互動平台表示，公司下屬武漢南瑞， 依託多年來科技項目與實際應用的研發、設計和建設經驗，沉澱積累了儲能設計 和研究的核心競爭力，目前已落地「漢口火車站西側充電塔新建工程綜合能源項 目（含釩電池儲能）」等項目。項目團隊正在推進其他相關儲能試點項目前期工 作，促進形成可複製推廣的模式，推進業務商業化運行。

6.7、 中國廣核：旗下中廣核新能源已承 接大型釩電池項目

中國廣核新能源控股有限公司是一家電源種類和地理分佈多元化的獨立發 電商，業務包括風力、太陽能、燃氣、燃煤、燃油、水力、熱電聯產及燃料電池 發電項目。 2010 年 11 月，中國廣核集團有限公司通過其間接持有的全資附屬公司中廣 核華美投資有限公司收購中廣核新能源全部股本，並成為控股股東。公司位於襄 陽市高新產業開發區建設襄陽高新 100MW/500MWh 全釩液流儲能電站項目， 建設規模 100MW/500MWh，項目於 2022 年 1 月 1 日開工，計劃於 2022 年 12 月 30 日前完成項目全容量併網。

6.8、 上海電氣：釩電池業務擁有多項知 識自主核心產權

上海電氣主營業務涉及能源裝備、工業裝備、集成服務三大領域，產品包括 火力發電機組(煤電、氣電)、核電機組、風力發電設備、輸配電設備、環保設備、 自動化設備、電梯、軌道交通和機床等。上海電氣釩電池業務由其子公司上海電 氣儲能公司負責，技術由上海電氣中央研究院提供。 上海電氣集團中央研究院儲能液流電池產品部自 2011 年創建以來積極致力 於液流電池儲能產品的自主研發，掌握核心技術以支撐集團儲能產業的發展，攻 克了電池設計、電池密封、電池自動化製造工藝、系統集成等一系列關鍵技術瓶 頸，成功研發出 5KW/25KW/50KW 的釩液流電池電堆。該電堆可集成至百千瓦 /兆瓦級集裝箱式全釩液流電池儲能系統。

上海電氣 3 月 24 日在投資者互動平台表示，上海電氣旗下上海電氣儲能科 技有限公司擁有液流電池自主核心知識產權及多項專利，已開發高性能電堆及系 列化儲能產品，具備液流電池電堆及系統產品設計、製造、交付能力，不斷積累 液流儲能工程經驗，逐步由設備供應商向整體解決方案提供商邁進。負責建設的 國電投集團黃河上游水電公司液流電池儲能項目、常德 10KW/60KWh 液流儲能 系統等即將實現併網，汕頭智慧能源全釩液流電池儲能電站已於 2021 年上半年 順利通過驗收。 據北極星儲能網，2022 年 3 月 4 日，上海電氣儲能科技有限公司董事長曾 樂才、總經理楊霖霖分別與鹽城科技城管委會及悅達集團，進行先進儲能技術研 發與液流儲能裝備製造產業項目、上海電氣儲能科技有限公司增資合資、鹽城百 兆瓦級儲能項目等進行簽約，簽約儀式在江蘇鹽城成功舉行，此次簽約儀式的圓 滿成功，標誌着上海電氣儲能科技有限公司完成 Pre-A 輪融資。

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