01 政策背景

根據(jù)有關部門《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》，提出了堅持儲能技術多元化的目標：

液流電池等長時儲能技術進入商業(yè)化發(fā)展初期；

到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉變，裝機規(guī)模達30GW以上；

到2030年，實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展。

大規(guī)模儲能核心要求主要為安全、生命周期經濟性。

由于鋰電安全事故頻發(fā)，有關部門近期下發(fā)《電化學儲能電站安全管理暫行辦法（征求意見稿）》，強調電化學儲能的安全性是核心要求。

釩電池安全性能突出，無燃燒風險；

而從全生命周期來看，釩電池充放電對容量幾乎無損耗，全生命周期性價比突出；

此外，釩電池電解液只需簡單電解后就能夠重新使用，對環(huán)境友好。

綜合來看，全釩液流電池是大規(guī)模儲能的最佳選擇。

02 什么是釩電池

全釩氧化還原液流電池，簡稱為釩電池（VanadiumRedoxBattery，縮寫為VRB），是一種活性物質呈循環(huán)流動液態(tài)的氧化還原電池。

釩電池是一種蓄電池，利用釩離子在不同氧化態(tài)下的不同化學勢能保存能量，具有充放電效率高、容量可以隨著貯液罐的增加而提高、電解液可以循環(huán)使用等優(yōu)點。

 03 釩電池的優(yōu)勢

在各類儲能電池中，釩液流電池優(yōu)點十分明顯：

（1）安全性高：

釩電池無爆炸、火災隱患。釩電池的活性物質以液態(tài)形式貯存在電堆外部的儲液罐中,流動的活性物質使?jié)獠顦O化可減至最小。

即使正負電解液混合，也無危險，但電解液溫度略有上升。

此外，其所有的部件基本上都浸泡在溶液當中，散熱得到了溶液的支持，同時由于開放的體系，不會存在類似鋰電池熱失控這一問題。

（2）儲能上限高且可控：

電池容量取決于外部活性溶液的多少，通過增加電解液的體積，可以任意增加釩電池的儲能容量，相比于鋰電池來說它的可擴充性非常大，調整容易。

（3）功率大：

通過增加單片機電池的數(shù)量和電極面積，增加電解液的濃度，可以提高釩電池的功率。

（4）效率高：

由于釩電池電極的催化活性高，正負活性物質分別儲存在正負電解液儲槽中，避免了正負活性物質的自放電消耗，滿充后可長期保持極低的自放電率，自放電幾乎可以忽略不計。

充放電能量轉換釩電池的效率高達75%以上。

（5）使用周期長：

由于釩電池正負活性物質分別只存在于正極和負極電解液中，在充放電過程中不存在復雜的固相反應,因此電池壽命長。

能耐受大電流充放，可以在不損壞電池的情況下進行深放電，循環(huán)次數(shù)≥13000次以上，電池使用壽命可達15-20年。

（6）響應速度快：

釩電池組充滿電解液瞬間啟動。運行過程中，充放電狀態(tài)切換僅需0.02秒，響應速度為1毫秒。

（7）充電便捷：

可以通過直接更換電解液實現(xiàn)釩電池的瞬間充電。

（8）環(huán)境友好：

和常用的鉛酸電池相比，在靜態(tài)運行時，壽命周期內總的排放量僅有鉛酸電池的7-25%；

電解液可更換、回收，離子膜不需要貴金屬作電極催化劑，電極材料多為碳材料制品。

（9）安置便利：

釩電池可全自動封閉運行，正常工作時對外界無污染，安裝定位自由度大，除溫度外對安裝環(huán)境沒有過高要求。

04 釩電池的缺點

（1）體積、質量龐大：

受制于電解液中離子溶解度上限，釩電池比能量密度低，且技術難以突破。

同樣能量的釩電池體積可達鋰電池的3-5倍，質量達2-3倍。

因此，釩電池僅能適用于靜態(tài)儲能系統(tǒng)，難以應用于電動汽車、電子產品等領域。

（2）環(huán)境溫度要求：

釩電池通常工作環(huán)境溫度需保持在0-45℃，溫度過低會導致電解液凝固，而溫度過高則會導致溶液中的V5+形成V2O5析出，從而堵塞電解液通道，導致電池報廢。

（3）副產物處理要求高：

電解質的原料、正沉淀和由泄漏的正溶液的空氣干燥形成的薄層都具有相同的東西，即V2O5，是一種高毒性的化學品。

（4）高成本、高維護成本：

成本高昂，目前5kW釩電池僅材料成本可達40萬以上；

正常使用情況下，每隔兩個月就要由專業(yè)人士進行一次維護，高頻次的維護使其難以在用戶側廣泛應用。

05 釩電池成本

根據(jù)《儲能產業(yè)研究白皮書》統(tǒng)計，全釩液流電池（釩電池）每千瓦投資成本在4500-6000元，而抽水儲能、鋰電池每千瓦成本在750~1200元、2500~-4500元，高成本使得釩電池在儲能領域的應用并不廣泛。

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2020年我國儲能方式中，抽水儲能占比89.3%，電化學儲能占比9.2%，電化學儲能中，釩電池儲能占比僅0.65%。

 釩電池的成本主要來自于電堆和電解液，以10kW/40kWh釩電池儲能系統(tǒng)為例，假設釩電池儲能系統(tǒng)綜合成本為4500元/KWh，釩電解液成本占總成本的41%（1845元/kwh），電堆成本占比37%（1665元/kwh），其余為建安等成本。

釩電解液主要成本為五氧化二釩，電解液成本主要受到釩價的影響，而電堆的成本主要來自于隔膜等材料。

目前，電堆成本的下降已經逐步展開：

大連化物所通過開發(fā)可焊接多孔離子傳導膜，使得電堆膜材料的使用面積下降30%、電堆的總成本下降40%，假設電解液的成本不變，目前釩電池成本下沿已下降至2844元/kwh。

制造業(yè)產品成本的下降主要來自于規(guī)?；a，因此可以對比鋰電池的發(fā)展。

2010年鋰電池成本高達6000元/kwh，由于鋰電池在動力電池領域的大范圍應用，大規(guī)模生產及相應的技術創(chuàng)新驅動鋰電池成本不斷下降。

根據(jù)鋰電池產業(yè)鏈各上市公司公告及產業(yè)鏈產品價格，可以觀測到鋰電池成本在2014年開始出現(xiàn)快速下降，以2014-2017年為觀測窗口，我們看到鋰電池材料成本下降了35%、制造費用下降59.86%、人工費用下降68.07%。

規(guī)?；纳a、效率的提升有效降低了鋰電池生產成本，2020年寧德時代動力電池單位成本已經達到618.2元/kwh，10年成本下降89.7%。

 目前國家明確提出在2025年全國儲能裝機量達到30GW的目標，這個目標將儲能推上風口浪尖，將迎來快速發(fā)展期。

釩電池作為電化學儲能中理想的儲能方式，已經完成了從0——1的質變，后續(xù)的增長是1——10的裂變，因此可以預見未來會出現(xiàn)爆發(fā)式增長，并且釩電池有望復制鋰電池的降本路徑。

06 釩電池的市場空間

如果說動力電池的產業(yè)化進程主要得益于電動汽車量產，那么儲能產業(yè)化進程的主要推動力則來自于政府采購。

回顧動力電池和光伏的產業(yè)化進程，其核心推動力量并不相同。

動力電池下游主要為電動汽車等消費品，消費者的接受程度、產業(yè)鏈能否盈利是影響產業(yè)鏈發(fā)展的核心要素。

因此動力電池的產業(yè)化是電動汽車量產后，各環(huán)節(jié)規(guī)模化生產、技術進步，推動成本不斷下行。

光伏與動力電池產業(yè)完全不同，光伏面對的客戶主要為國家電網等運營公司，而光伏產業(yè)早期完全不具有經濟性，因此光伏早期發(fā)展的核心考量不是成本。

光伏的產業(yè)化是通過政府持續(xù)補貼，產業(yè)鏈技術進步、持續(xù)降低成本實現(xiàn)的。

通過對比可知，儲能產業(yè)更類似于光伏產業(yè)鏈，其產業(yè)化初期，核心考量不是成本，政府要求風電光伏項目配套儲能項目，實際是用已盈利的產業(yè)補貼儲能。

儲能是由政策補貼推動的，因此政策端的消息將會是整個產業(yè)發(fā)展最重要的因素。

在國家規(guī)定2025年儲能機量要達到30GW的要求下面，關于儲能唯一要考慮的便是安全性問題，而在所有的電化學儲能中，釩電池的安全性是最高的。

因此根據(jù)目前的主流推測，釩電池儲能將會在未來五年中出現(xiàn)第一階段的爆發(fā)期，預期2025年釩電池在儲能領域滲透率有望達到15%-20%。

根據(jù)浙商證券研究所的測算：2025年中國釩液流電池儲能新增14.2GWh，裝機功率3.5GW，滲透率20%，對應市場規(guī)模297億元，與現(xiàn)在相比，市場規(guī)模的增量在十倍以上。

 2025年電化學儲能累計裝機功率達49.2GW，其中釩電池累計裝機7.7GW，累計滲透率達16%。

 2025年新增釩電池裝機滲透率20%，市場規(guī)模297億元。

若釩電池價格降幅不及預期，以2.31元/Wh，15%滲透率計算，市場規(guī)模約254億元；

若釩電池單價降至1.89元/Wh，預期滲透率達25%，市場規(guī)模約323億元。

 07 行業(yè)相關公司

目前釩電池市場體量較小，龍頭格局未顯，產業(yè)仍處于發(fā)展初期，國內釩電池生產企業(yè)主要為北京普能、大連融科、武漢南瑞、上海電氣及偉力得，其中上市公司有國網英大和上海電氣。

而上游原材料這邊，國內目前主要有兩家上市公司，分別是攀鋼釩鈦和河鋼股份。

A股上市公司

1、國網英大

釩電池業(yè)務由其旗下全資子公司武漢南瑞負責。

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、材料研制、系統(tǒng)集成能力，成功研發(fā)高功率釩電池電堆和250kW/500kWh儲能系統(tǒng)，申請發(fā)明、實用新型專利共70項，授權40余項。

目前武漢南瑞釩電池相關項目以國網內部應用為主，暫無對外應用計劃。

外部業(yè)務如果出現(xiàn)增量，可能會對業(yè)績有很大的改善，重點關注轉折點的到來。

2、上海電氣

在儲能領域，上海電氣分階段、分領域布局鋰電池、液流電池、燃料電池和退役電池系統(tǒng)四個領域，逐步完善三電系統(tǒng)。

釩電池業(yè)務由其子公司上海電氣儲能公司負責，相關技術由上海電氣中央研究院提供。

目前上海電氣已推出兆瓦級全釩液流電池，可實現(xiàn)分布式、集中式全覆蓋調峰調頻。

由上海電氣儲能公司設計研發(fā)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(tǒng)等釩電池儲能項目已處在項目交付驗收階段，即將實現(xiàn)并網。

汕頭智慧能源液流電池儲能項目1MW/1MWh全釩液流電池儲能電站已于2021年上半年順利通過驗收。

據(jù)上海電氣2021年半年報，上海電氣新增儲能設備訂單人民幣28.8億元，同比增長145.0%；

報告期末，公司在手儲能設備訂單人民幣30.8億元，比上年年末增長78.7%。

雖然上海電氣最近有一些事端，導致它的凈利潤出現(xiàn)了大幅虧損，但出問題的是它的通信板塊，與新能源相關的業(yè)務仍然在正常運行。

3、攀鋼釩鈦

依托全球最大釩鈦磁鐵礦，釩工業(yè)位居全球領先地位。

攀西地區(qū)是中國乃至世界礦產資源最富集的地區(qū)之一，是我國第二大鐵礦區(qū)，蘊藏著上百億噸的釩鈦磁鐵礦資源，釩資源儲量占中國的52%，鈦資源儲量占中國的95%。

攀鋼釩鈦的大股東攀鋼集團在攀西地區(qū)擁有攀枝花、白馬兩大礦區(qū)，釩鈦磁鐵礦儲量約13.04億噸，可采量約6.13億噸。

具備年開采釩鈦磁鐵礦3350萬噸，年產鐵精礦1200萬噸、鈦精礦90萬噸的能力，在釩鈦磁鐵礦資源綜合利用方面已處于世界領先水平。

目前公司釩制品產能達到4.2萬噸，市占率全球第一。2020年，公司營業(yè)收入為106億元，其中釩產業(yè)營業(yè)收入達到42.4億元，占比56%。

公司除去原材料的銷售，也在開拓自己的釩電池業(yè)務，公司正在加大釩電池研發(fā)的投入，想要打造出從原材料到成品的一體化產業(yè)鏈。

4、河鋼股份

公司在釩鈦冶煉和釩產品生產技術方面處于世界領先地位。

經過不斷的技術改造和產業(yè)升級,主業(yè)裝備已經實現(xiàn)了現(xiàn)代化和大型化，整體工藝裝備技術達到國際先進水平，擁有世界首條“亞熔鹽法高效提釩清潔生產線”。

公司釩產品年產能2.2萬噸，2020年釩渣產量21.4萬噸，產品主要用于釩鋼生產和對外銷售。

未上市公司

5、北京普能

成立于2006年，主要業(yè)務即為全釩液流電池的研發(fā)、制造與商業(yè)化應用。

2009年收購全球最大釩電池企業(yè)VRBPowerSystems，接收其專利及研發(fā)人員。

公司已在中國、韓國、美國、印尼、西班牙、斯洛伐克等地建有釩電池儲能項目，并在國內承接了國家風光儲輸示范工程等。

公司已于2007/2011/2011/2016年進行了ABC輪及股權融資，目前由HPX公司領投新一輪投資，背靠國際礦業(yè)巨頭，建議關注公司未來上市時間。

6、大連融科

大連融科由中國科學院大連化學物理研究所和大連博融控股集團共同組建，主要業(yè)務為液流儲能電池工程化、產業(yè)化。

背靠中科院大連物化所，大連融科持有200多項釩電池相關專利，目前已中標多個風電場示范項目的儲能系統(tǒng)業(yè)務。

7、晟嘉電氣

子公司偉力得能源為國內新興儲能電池企業(yè)之一，其光伏全釩液流儲能電站，新疆阿瓦提縣7.5MW/22.5MWh光儲示范項目一期已于2020年12月成功并網。

此外，寧夏中寧縣棗園100MW/400MWh網側儲能電站前期工作中，阿克蘇地區(qū)七縣兩市充電樁基礎設施綜合體規(guī)劃前期工作中，與寧夏大唐達成了戰(zhàn)略合作，雙方將在十四五期間共同開發(fā)寧夏光伏指標和電網側儲能業(yè)務。

08 對未來的展望

從需求端來說：

儲能作為新能下一階段的發(fā)展目標將帶動釩電池爆發(fā)。

從政策端來說：

目前國家正在大力推動釩電池進入商業(yè)化初期。

從產業(yè)端來說：

隨著儲能行業(yè)的發(fā)展，釩電池項目如雨后春筍一樣冒出來。

市場對于釩電池存在較大的預期差，仍然認為只是一個概念，綜合以上需求、政策、產業(yè)發(fā)展三個方面分析，釩電池不再是概念，而是處于商業(yè)化前夕，已經從實驗室走向發(fā)電側、電網側及用戶側。

接下來的釩電池不是從0到1，而是從1到10的裂變期。

由于十四五期間的規(guī)劃大家都已經明確，需要注意的是在5年左右的時間點，當然有可能會在 3 年，重點建議關注2024-2025年附近這個節(jié)點上，整個的釩電池為代表的長時間容量型的儲能技術會有一個爆發(fā)式的增長。

從目前的情況來推測，所有釩電池的項目中，有很大概率在后面上述的時間段會迎來爆發(fā)式的增長。