2022年有色金属钒行业研究报告：储能领域消费扩容钒价或率先受益.docx

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1、2022年有色金属钢行业研究报告：储能领域消费扩容，钢价或率先受益锐行业概况轨元素的基本信息：钗是银白色金属，元素符号为V,原子序数为23,原子量为50.94o4凡的熔沸点很高，熔点为1890,沸点为3380,密度为6.110gcmo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。锐在自然界中存在形式：根据金属百科网站信息，4凡在地壳中分布广泛，含量为0.02%,超过铜、镶、锌、锡、钻、铅和其他金属。自然界中，锐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4凡矿物有70多种，典型代表如锐钛磁铁矿、钾锐铀矿等，此外还有大量的锐赋存于铝土矿和含碳物质中（如

2、石油、煤）。世界上除美国从钾锐铀矿中提轨外，其他主要产钗国家（约70%）都从锐钛磁铁矿中提取锐。现在已探明的钮资源储量的98%赋存于钮钛磁铁矿中，五氧化二钮（V205）含量可达1.8%o锐的应用领域：锐常以锐铁、锐化合物和金属锐的形式广泛应用于钢铁、航天、化工和储能等行业。钢铁行业是钗下游主要的应用领域，含锐钢具有强度高、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4凡消费占比最高的领域。4凡在航空工业中的应用主要是以钛-铝-钗合金的形式用于飞机发动机等领域；在化工领域凯主要用作制造硫酸和硫化橡胶的催化剂等。近年来专凡液流电池成为

3、U的新应用领域，在储能行业快速发展的前景下，未来有望成为锐消费最重要的增长点之一。4凡的产业链：钗的生产主要来自4凡铁磁铁矿直接提取和锐渣提钗。4凡产业链可分为两大部分：1）获得4凡渣：4凡铁磁铁矿经过高炉或电炉冶炼获得含锐铁水，再通过吹炼将其中的4凡选择性氧化获得4凡渣；2）4凡渣提饥：目前从钗渣提钗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锐渣粉进行混料、焙烧、浸出、过滤、调节PH、沉淀、催化或还原等过程可获得V205和三氧化二钗（V203）o锐产品分为初级产品、二级产品和三级产品。初级产品包括4凡矿、4凡渣等，二级产品包括V205和V203,

4、三级产品包括钗铁、锐氮合金、4凡酸盐、专凡铁铝合金、钗离子溶液等，分别应用于钢铁、化工、航天、储能等应用领域。4凡在4凡液流电池中的应用分析4凡液流电池的原理及优缺点4凡液流电池结构及工作原理：4凡液流电池是将不同价态的轨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锐液流电池顺利完成反复的充放电过程。4凡液流电

5、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4凡液流电池的容量，因此4凡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，4凡液流电池采用4凡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4凡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。4凡液流电池存在体积庞大、成本高、对温度要求高等缺点。4凡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

6、景。与锂电池相比，锐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，专凡液流电池对环境温度的要求苛刻，正极电解液中的五价4凡在高温下（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045C之间，限制了钗液流电池的应用。全钗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4凡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4凡液流电池储能系统为例，在V205价格为10万元/吨时，4凡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60

7、00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4凡液流电池储能系统的总价格为3000元/kWh。因此，全4凡液流电池储能系统工作时间越长，单位kWh价格越便宜。4凡液流电池全生命周期成本更低。由于全4凡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小时的轨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

8、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4凡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。4凡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、压缩空气储能和钗液流电池三类。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，钗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

9、周期短、选址灵活等优点，且随着技术进步，锐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。4凡液流电池发展现状4凡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%o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4凡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

10、要求。政策支持将推动钗液流电池的商业化进程。2016年12月，4凡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，4凡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。我国已初步形成完整的钗液流电池产业链。我国在4凡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

11、过程。我国已形成了初步完整的4凡液流电池产业链，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。全4凡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，全钗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4凡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，同时襄阳全钗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4凡液流电池储能项目。2022年4月，由住友电工建设的全4凡液流电池储能系统在日本北海道岛正式上线。需求分析全球

12、轨消费量保持稳定增长，2021年突破12万吨。根据国际4凡技术委员会（VaniteC）统计，自2017年起全球锐消费量逐年增加，于2019年突破10万吨。2021年全球4凡消费量达到12.04万吨，同比增长9.7%,增速创五年以来新高O中国是全球最大的4凡消费国家。根据Vanitec数据，2020年中国轨消费量占全球4凡消费总量的60%,位居首位,欧洲和北美消费占比分别为12%和10%o2016年起，中国U消费量逐年增长，2020年锐消费量达到6.56万吨，同比增长22.6%,增速创近五年新高。2020年全球其他地区专凡消费量为4.42万吨，同比下降8.9%。受新冠疫情影响，2020年中国以外

13、地区4凡消费量均下降，全球锐消费进一步向中国集中。4凡目前主要用于钢铁行业，消费占比超过90%o根据Vanitec数据，2020年全球约92.7%的锐被用于钢铁行业，主要为轨铁和4凡氮等合金类产品；约3.5%的钗用于化工和催化剂领域，产品包括氧化4凡、锐酸较、硫酸氧锐等；用于钛合金领域的4凡占比约为2.1%,用于储能领域的4凡消费占比为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锐消费占比更高，达到96.6%,用于铁合金、化工/催化剂和储能领域的消费占比仅为1.4%、1.8%和0.2%。钢铁领域是当前4凡消费的主导力量。（报告来源：报告研究所）钢铁行业用4凡量

14、预测我国钢铁行业用钗主要集中在螺纹钢筋产品中。钗在钢铁工业中主要用作合金添加剂，以4凡铁、氧化4凡铁、4凡氮合金等形式存在。根据国际钢铁协会数据，2021年全球粗钢产量为19.52亿吨，同比增长3.8%,钢铁产量的持续增长是钗消费量增加的重要推动力。我国钢铁领域用钗主要集中在螺纹钢筋中，根据“十三五”4凡行业市场分析及发展趋势预测（丁瑞锋著）一文数据，2020年钢筋用4凡占国内钢铁行业用4凡量的比例达到70%o4凡在钢中的消费强度不断提升，支撑轨消费量稳定增加。根据VaniteC数据，2018年以来我国筑在钢中的消费强度不断上升，2020年达到57gt（金属量），首次超过全球平均值。我国钗在钢

15、中消费强度的提升主要受到螺纹钢新国标的影响。2018年11月1日，螺纹钢新国标（GB/T1499.2-2018）正式实施，要求每吨螺纹钢增加4凡铁含量0.02%o-0.03%o以提高性能。与北美和欧洲等发达国家相比,我国钢中4凡的消费强度仍有一定的提升空间，未来有望继续支撑轨消费量的稳定增长。预计钢铁行业4凡用量将保持小幅增长态势。考虑到中钢协提出到2025年全国粗钢产量将降至10亿吨以下，我们预计未来我国粗钢产量将小幅下滑，全球粗钢产量将保持小幅增长态势。另一方面，2018年螺纹钢新国标出台后，我国钢材中用轨量相应提高。我们预计2025年国内钢铁行业用4凡量将达到6.55万吨，对应钗在钢中的

16、消费强度为66gto预计2025年全球钢铁行业用轨量将增至12.45万吨，对应20212025年CAGR为3.4%o展望2030年，我们预计国内钢铁行业用4凡量为6.59万吨，单位用4凡量提升被粗钢产量下滑抵消，预计全球钢铁行业用钗量将增至13.67万吨，20252030年CAGR为1.9%。储能行业用4凡量预测2021年全球储能市场累计装机规模已超过200GWo根据中关村储能产业技术联盟（CNESA）的统计，截至2021年底，全球已投运储能项目的累计装机规模达203.5GW,同比增长6.5%,2016-2021年CAGR为3.5%o从国内储能装机情况来看，2021年中国储能累计装机规模达到43.4GW,同比增长21.9%,占全球累计装机规模的21.3%,2016-2021年CAGR为12.3%,增速明显快于全球平均水平。预计到2026年中国新型储能市场累计装机规模有望超过40GWo根据CNESA的统计，2021年中国新型