钒电池到底有何特殊

来源证券之星   作者 尘落拓

  近期，钒电池概念成为市场上热议的话题。

  7月11日，在A股大盘跳水的情况下，钒电池概念再度爆发，逆势走强。截至收盘，板块指数涨超4％。个股方面，河钢股份、明星电力涨停，新天绿能、攀钢钒钛、易成新能、上海电气、国网英大等跟涨。

  钒电池概念的火爆，源于6月29日国家能源局发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求（2022年版）（征求意见稿）》。其中提出中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池，不宜选用梯次利用动力电池；选用梯次利用动力电池时，应进行一致性筛选并结合溯源数据进行安全评估。

  在储能市场愈发强调“安全第一”的当下，钒电池以其安全性高、扩容性强、循环寿命长等优势迎来了发展机遇。

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  钒电池   优势尽显

  事实上，早在20世纪80年代末，我国就开始研究全钒液流电池技术，钒电池概念出现在资本市场上也有多年历史。

  2015年，攀钢钒钛就宣布攀钢钒电池已量产；2016年，湖北省建成了单次百公斤级纳米线钒系正极材料中试线和自动化电子生产线，完成了纳米线钒系动力电池的装配和装车实验，对钒储能电池的发展具有长远的意义。

  钒电池受到关注，自然有其独到之处，简单来说就是“便宜大碗又安全”。

  优点1安全性高、易扩容。

  全钒液流电池电解质离子存在于水溶液中，不会发生热失控、燃烧和爆炸；同时，电堆、电解液相独立，可通过增大电堆功率和电解液来提高储电量，可扩展于百兆瓦级储能电站。

  优点2循环寿命长、易回收，全生命周期成本低。

  钒电池寿命长，循环次数可达10000-20000次，整体使用寿命可超20年。由于钒在电解液仅发生价态变化，基本可以完全回收。钒电池全生命周期成本在0.3-0.4元/Wh，已经低于锂电池（0.5元/Wh）。

  优点3钒资源自主可控。

  截至2021年底，中国钒资源储量占全球39％，产量占全球68％，均处全球第一。而锂资源中国储量占比仅7％，资源集中于智利（41％）、澳大利亚（25％）、阿根廷（10％）。发展钒电池，意味着我国在上游资源方面将具备更多的自主权。

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  长时储能   潜力巨大

  综合来看，全钒液流电池具备安全性高、扩容性强、循环寿命长、全生命周期成本低等优点，是目前商业化较为成熟的液流电池，在长时储能领域大有可为。这也是为何“液流电池”一被提及，钒电池概念就频频异动。

  目前而言，全球长时储能市场前景广阔。

  据光大证券研报，麦肯锡预计2025年全球长时储能（8小时以上）累计装机量将达到30-40GW，2040年将达到1.5-2.5TW（是目前全球储能系统装机量的8-15倍）。

  全钒液流电池示范项目运行多年、产业链逐步成型、全生命周期成本低，是目前商业化较为成熟的液流电池，有望率先成为我国新型电力储能系统的“后备军”，预计将在长时储能应用广泛。

  2021年国内液流电池（基本为钒电池）在国内新型储能领域的渗透率达0.9％，受益于资源、安全性、环保性和政策端的多重优势，随着大型钒电池项目的逐步落地，全钒液流电池的装机规模将实现跨越式增长。

  考虑到2021年以来有多个钒电池项目在建，光大证券预计2026年中国钒电池年装机量可达3.0GW和4.7GW（假设钒电池在新型储能领域占比20％，保守和理想情况），2021-2026年复合增长率分别为42％和56％。

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  产业链公司

  争相布局

  钒电池（全钒液流电池）关键材料就是电解液。通过持续研发和创新式发展，目前攀钢钒钛、上海电气、河钢股份等多家A股上市公司已掌握钒电解液技术，并对其进行了商业应用落地。

  此外，还有中核钛白、龙柏集团、明星电力、安宁股份、国网英大、西子洁能等多家公司在钒矿、钒产品、钒电池等产业链上下游做出了布局。

  西子洁能投资了全钒液流电池及氢燃料电池企业。

  龙佰集团在攀枝花的钒钛磁铁矿资源是中国最大钒钛磁铁矿，截至2021年末，攀枝花钒钛磁铁矿的可开采可开采钒储量约为17.6万吨。

  国网英大下属武汉南瑞目前全钒液流电池储能处于商业化运行前期。

  安宁股份国内钛精矿行业龙头，钒钛铁精矿年产量160万吨左右，募投项目投产后有望增加至184万吨/年。

  不过，金无足赤人无完人，钒电池的缺点也很明显，投资者需要警惕相关风险。

  缺点1初装成本高为最大缺点。

  目前钒电池项目投资成本集中在3.8-6.0元/Wh，是目前锂电池储能电站的投资成本（约1.8元/Wh）的2倍以上。简单来说就是初期投入过高，产业链上中下游不够完善，缺少规模化生产带来的红利。

  缺点2能量密度、能量转换效率低于锂电池。

  全钒液流电池能量密度较低，仅为12-40Wh/kg，低于锂电池的80-300Wh/kg。同时，钒电池需要用泵来维持电解液的流动，因此其损耗较大，能量转化效率为70-75％，低于锂电池（90％）。

  此外，钒电池落地后，钒矿资源也不可避免地会涨价，加大成本压力。