釩是重要的稀有金屬，廣泛應(yīng)用于鋼鐵等國民經(jīng)濟的諸多領(lǐng)域，釩又是最具綠色價值的金屬元素，研究釩市場消費結(jié)構(gòu)及未來發(fā)展具有重要意義。
巔峰儲能基于國際國內(nèi)釩市場消費現(xiàn)狀及特點，基于鋼鐵、儲能等行業(yè)詳細(xì)分析中國市場釩主要應(yīng)用領(lǐng)域特點及發(fā)展趨勢，并對未來鋼鐵工業(yè)釩需求、釩電池儲能需求等進(jìn)行預(yù)測。
國際釩市場消費現(xiàn)狀
（一）消費總量
全球釩（折金屬釩）市場消費量在經(jīng)歷2015-2016年連續(xù)兩年下降之后，重新步入上升軌道，2017-2021年連續(xù)5年實現(xiàn)快速增長。據(jù)國際釩技術(shù)委員會數(shù)據(jù)，全球釩消費量從2016年階段性低點的8.10萬噸增加至2021年的12.04萬噸，5年間增長了3.94萬噸，增幅達(dá)到48.6%（見下頁圖1）。
（二）消費區(qū)域
中國是全球釩消費的最大區(qū)域市場，釩消費量從2016年的3.5萬噸增加至2021年的6.9萬噸，增幅為96.1%，占全球消費總量的比重從2016年的43.6%提升至2021年的57.6%（見圖2）。很顯然，中國釩消費量持續(xù)增長帶動了全球釩消費量的增長。
（三）消費結(jié)構(gòu)
釩制品主要應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)、有色工業(yè)、化工、催化劑、儲能等領(lǐng)域，從占比來看，鋼鐵工業(yè)是釩制品消費量最大的領(lǐng)域，占比達(dá)到90%以上，應(yīng)用于有色工業(yè)及其他領(lǐng)域合計占比不足10%。2017年至2021年，受全球鋼產(chǎn)量增長和鋼中釩消費強度上升的帶動，鋼鐵工業(yè)的釩制品消費量持續(xù)增長。有色金屬工業(yè)的釩消費量基本保持穩(wěn)定，年均消費量保持在3000～4000噸，占消費總量的為2%～4%?；ぁ⒋呋瘎?、儲能等領(lǐng)域釩年消費量從5000噸增長至7000噸，占消費總量的3%～6%（見下頁表1）。
中國釩市場消費狀況
中國既是全球最大的釩生產(chǎn)國，也是全球最大的釩消費國。同全球釩市場的消費格局一樣，中國超過90%的釩以釩合金（釩鐵、氮化釩鐵、釩氮合金）形式應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)，2020年占比高達(dá)96%（見圖3）。支撐我國釩消費持續(xù)增長的主要因素包括：一是在城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)過程中，鋼筋是22大類鋼材品種中體量最大的品種之一，且鋼筋新國標(biāo)實施促進(jìn)了釩在鋼筋生產(chǎn)中的微合金化應(yīng)用；二是鋼材產(chǎn)品迭代升級，采用釩微合金化/合金化，能夠明顯提升鋼材產(chǎn)品的材料性能及使用性能。
然而，隨著我國實施“產(chǎn)能產(chǎn)量雙控”和“能耗雙控”政策，2021年粗鋼產(chǎn)量下降（降幅3.0%），特別是鋼筋產(chǎn)量下降幅度更大（降幅4.8%），鈮鐵價格下降沖擊釩在鋼中的消費強度，共同導(dǎo)致鋼鐵工業(yè)的釩消費量和占比雙雙下降。與此同時，國內(nèi)全釩液流電池產(chǎn)業(yè)開始規(guī)?；?、市場化，儲能應(yīng)用開始成為釩消費新增長點。受此影響，2021年中國鋼鐵工業(yè)釩消費占比下降至92%，儲能行業(yè)占比則為3.9%（見圖4）。
中國釩市場需求展望
（一）鋼鐵行業(yè)
我國鋼鐵工業(yè)釩消費量占總消費量的90%以上，未來釩需求規(guī)模將很大程度上取決于鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，以及釩在鋼中的消費強度。
1.鋼鐵生產(chǎn)規(guī)模
鋼鐵材料是生產(chǎn)技術(shù)成熟、可大規(guī)模生產(chǎn)、原料可大規(guī)模獲取、可無限循環(huán)再生利用、性價比優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料和功能材料。鋼鐵材料產(chǎn)量和消費量約占全世界金屬材料的95%，隨著鋼鐵材料力學(xué)性能（強度、塑性、硬度、韌性等）提升和不斷疊加功能性（耐蝕、耐火、耐低溫等），不僅難以被其他材料替代，其應(yīng)用范圍還不斷擴大。鋼鐵材料是經(jīng)濟發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。鋼鐵工業(yè)的發(fā)展水平在一定程度上決定了一個國家工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展水平，是關(guān)系到國家經(jīng)濟安全和國土安全的重要行業(yè)，是發(fā)展實體經(jīng)濟的基石。一個強大、有競爭力的鋼鐵工業(yè)是我國全面建成社會主義現(xiàn)代化強國，向第二個百年奮斗目標(biāo)邁進(jìn)的必然要求。隨著中國的城鎮(zhèn)化、工業(yè)化逐步走向成熟，鋼鐵需求總量逐漸下降是必然趨勢。經(jīng)濟發(fā)展，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程，人口變化是影響鋼鐵長期需求的關(guān)鍵因素。
借鑒發(fā)達(dá)國家鋼鐵需求變化的規(guī)律性經(jīng)驗，以圖5所示的人均鋼鐵消費量與人均GDP的“S”形理論模型為基礎(chǔ)，以人均GDP為自變量，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，建立鋼鐵需求預(yù)測模型，對中國鋼鐵需求進(jìn)行預(yù)測。基于對鋼鐵長期需求的預(yù)測結(jié)果，以及考慮到鋼材凈出口因素，預(yù)測我國鋼產(chǎn)量。到2060年實現(xiàn)“碳中和”我國鋼產(chǎn)量將從2020年的10.65億噸降至5.69億噸（見下頁圖6）。鋼鐵工業(yè)減量發(fā)展，將對釩消費造成較大沖擊。更值得關(guān)注的是，我國超過70%的釩是用于建筑鋼筋，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)入成熟階段，房地產(chǎn)大開發(fā)時代的落幕，基礎(chǔ)設(shè)施日臻完善，鋼筋需求降幅將明顯大于整體鋼材需求降幅，鋼筋用釩消費量也將同步下降。
2.釩在鋼中的消費強度
釩在鋼冶煉過程中可以起到添加劑的作用，能夠增加鋼的耐磨性、強度、耐熱性以及韌度等。隨著我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，鋼鐵材料需求由低端轉(zhuǎn)向中高端，帶動優(yōu)特鋼產(chǎn)品產(chǎn)量持續(xù)增長，釩在鋼中的消費強度將出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性增加。近年來，我國釩在鋼中的消費強度持續(xù)上升，從2016年的0.040kg/t?鋼提升至2021年的0.060kg/t?鋼，已經(jīng)超過世界平均水平，但與北美、歐盟等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的0.070-0.090 kg/t?鋼相比（見圖7），還有一定差距，含釩鋼發(fā)展前景仍然巨大。特別是在“雙碳”目標(biāo)背景下，通過提高鋼材產(chǎn)品性能、減薄減重，用更少的鋼材滿足市場需求，是鋼鐵工業(yè)推進(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵舉措之一?？梢婎A(yù)見，隨著中國鋼鐵工業(yè)踐行高質(zhì)量發(fā)展，將為釩應(yīng)用拓展更大的市場空間。
3.鋼鐵工業(yè)釩需求預(yù)測
按照冶金工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展研究中心預(yù)測的粗鋼產(chǎn)量，釩在鋼中消費強度按照當(dāng)前水平、歐盟水平和北美水平，到2025年，中國鋼鐵工業(yè)釩需求量預(yù)計為5.79萬噸至7.72萬噸，2030年則為5.26萬噸至8.76萬噸（見表2）。
（二）儲能行業(yè)
1.政策支持
隨著我國大力發(fā)展新能源，作為支撐新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備，儲能成為新能源發(fā)展的必然要求和剛性需要，其規(guī)?；l(fā)展是必然趨勢。國家已經(jīng)意識到發(fā)展儲能的重要性正在加快推進(jìn)儲能市場建設(shè)，儲能的地位已從邊緣型能源逐漸上升為與風(fēng)力發(fā)電光伏發(fā)電并列的市場增量主體。2021年8月，國家發(fā)改委、能源局正式發(fā)布《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》。這是國家在政策層面第一次明確新型儲能的裝機目標(biāo)，提出了“兩步走”戰(zhàn)略：到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變，裝機規(guī)模達(dá)30GW以上。到2030年，實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展，新型儲能指的是抽水蓄能以外的儲能，以電化學(xué)儲能為主。2021年10月，國務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動方案》，提出優(yōu)化新型基礎(chǔ)設(shè)施用能結(jié)構(gòu)，采用直流供電、分布式儲能、“光伏+儲能”等模式，探索多樣化能源供應(yīng)，提高非化石能源消費比重。近年來，釩電池儲能技術(shù)得到了較快發(fā)展，2021年釩電池產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化進(jìn)程呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展態(tài)勢。我國全釩液流電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展全球領(lǐng)先，擁有全球領(lǐng)先的全釩液流電池技術(shù)服務(wù)企業(yè)，形成了包括液流電池批量生產(chǎn)、模塊設(shè)計制造、系統(tǒng)集成控制在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈自主知識產(chǎn)權(quán)體系。國家政策層面正不斷加大對低成本釩電解液制備、關(guān)鍵材料研究、電池結(jié)構(gòu)設(shè)計研究等關(guān)鍵性技術(shù)的支持，為釩電池儲能及其配套關(guān)鍵材料創(chuàng)造新的發(fā)展機遇和市場。
2.當(dāng)前優(yōu)劣勢
短時儲能主要針對應(yīng)急和小時級別調(diào)峰調(diào)頻需求，長時儲能在可再生能源發(fā)電占比越高的場景下發(fā)揮更大發(fā)展?jié)摿?。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電占比越大，為減少棄電、調(diào)頻調(diào)峰，長時儲備的需求就越大。相較于短時儲能，長時儲能可以更好的實現(xiàn)電力平移，削峰填谷平衡電力系統(tǒng)、規(guī)模化儲存電力和保障電力穩(wěn)定性。全釩液流電池優(yōu)勢在于：全釩液流電池儲能系統(tǒng)本征安全，運行可靠，全生命周期環(huán)境友好；全釩液流電池儲能系統(tǒng)的輸出功率和儲能容量相互獨立，設(shè)計和安裝靈活，適用于大規(guī)模、大容量、長時儲能；能量轉(zhuǎn)換效率高，啟動速度快，無相變化，充放電狀態(tài)切換響應(yīng)迅速；采用模塊化設(shè)計，易于系統(tǒng)集成和規(guī)模放大；具有很好的過載能力，充放電沒有記憶效應(yīng)，具有很好的深放電能力。全釩液流電池不足則主要為：儲能系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)復(fù)雜；為使儲能系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下連續(xù)工作，儲能系統(tǒng)需要包括電解質(zhì)溶液循環(huán)泵、電控設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、電解液溫控設(shè)備等支持設(shè)備，并給這些儲能系統(tǒng)支持設(shè)備提供能量，全釩液流電池系統(tǒng)通常不適用于小型儲能系統(tǒng)；受釩離子溶解度等的限制，全釩液流電池的能量密度較低，只適用于對體積、重量要求不高的固定儲能電站，而不適合用于移動電源和動力電池。
3.釩電池儲能需求預(yù)測
“十四五”期間將是液流電池從定點示范走向推廣的重要機遇期，全釩液流電池將成為主流的液流電池技術(shù)路線。以2025年電化學(xué)儲能累計30GW計算，預(yù)計2025年釩電池新增裝機量達(dá)1.7GW，新增占比達(dá)20%，累計裝機為4.3GW，累計占比達(dá)14%。按照1GWh釩電池需要9000噸五氧化二釩（折釩5000噸），儲能4小時計算。2025年釩電池裝機量1.7GW、容量6.8GWh，釩需求量約3.4萬噸。據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟預(yù)測，2025-2030年電化學(xué)儲能裝機累計規(guī)模將達(dá)到80GW。按釩電池滲透率20%、儲能4小時測算，2030年新增釩電池2.8GW、容量11.2GWh，釩需求量約5.6萬噸。
（三）其他行業(yè)
鈦合金是釩應(yīng)用的重要領(lǐng)域，全球鈦合金行業(yè)中的釩消耗占釩總消耗量的3%～4%。據(jù)國際釩技術(shù)委員會統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年，全球鈦合金應(yīng)用領(lǐng)域的釩金屬消費量為2536噸（折金屬釩），中國為1427噸，占比56.3%。隨著我國高端化工、航空航天、船舶和海洋工程等中高端領(lǐng)域鈦材需求增長，作為鈦合金生產(chǎn)的中間合金，釩鋁合金需求也將相應(yīng)增長。釩還可用于功能材料，以含釩化合物為活性組分的釩催化劑被廣泛用于硫酸工業(yè)和有機化工原料合成領(lǐng)域；氧化釩薄膜被廣泛應(yīng)用于太陽能溫控裝置、光電開關(guān)等材料；釩基固溶體貯氫合金廣泛應(yīng)用在燃料電池、電動車、鎳氫電池、貯氫和輸送氫等方面；釩鈦黑瓷作為一種新的功能陶瓷材料，已在建筑裝飾、能源利用、遠(yuǎn)紅外等領(lǐng)域得到推廣和應(yīng)用。巔峰儲能綜上所述，預(yù)計2025年我國釩需求量將增加至10.6萬噸，與2021年相比，增加3.3萬噸，增幅達(dá)到45.2%。屆時釩消費結(jié)構(gòu)將發(fā)生較大變化，鋼中釩需求量占比從2021年的91.8%降至64.2%，而釩電池用釩需求量占比將從2021年的不足4%提升至32.1%。到2030年，我國釩需求量將進(jìn)一步增加至12.2萬噸，占比提升至45.9%，增長主要來自于釩電池用釩量的增長，鋼中釩需求量將隨鋼產(chǎn)量下降而減少，占比將下降至50%。
一、釩電池行業(yè)已步入產(chǎn)業(yè)化推廣階段
全球釩電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展脈絡(luò)可以總結(jié)為：國外先行，國內(nèi)趕超。
1）海外：1984年新南威爾士大學(xué)（UNSW）首次提出全釩液流電池原理，釩電池技術(shù)正式問世；1997年 UNSW 向 Pinnacle出售釩電池專利，后者于1999 年將相關(guān)專利授予Vanteck（VRB 前身），借此技術(shù)優(yōu)勢 VRB 快速成長為當(dāng)時全球最大的釩電池公司；2008年受經(jīng)濟危機影響，VRB 停止其所有業(yè)務(wù)，海外釩電池發(fā)展由此陷入停滯。 2）國內(nèi)：我國釩電池基礎(chǔ)研究始于20 世紀(jì) 80 年代末，1995 年中國工程物理研究院開啟釩電池研制，并于同年成功制出500W、1KW樣機；2009 年中國普能收購 VRB，獲得其核心技術(shù)及研發(fā)團隊，我國釩電池發(fā)展正式進(jìn)入快車道；2022年我國首個國家級釩儲能示范項目“大連融科100MW/400MWh 項目”正式投入商運，標(biāo)志著我國釩電池行業(yè)正由大規(guī)模的商用示范階段向產(chǎn)業(yè)化推廣階段轉(zhuǎn)型。
全釩液流電池發(fā)展歷史沿革
二、技術(shù)日益成熟，國內(nèi)釩電池項目加速落地
技術(shù)日益成熟、產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完備，國內(nèi)釩電池儲能項目加速落地。目前釩電池核心技術(shù)掌握在中國、日本、澳大利亞等少數(shù)國家手中，我國液流電池技術(shù)位居世界前列，代表企業(yè)包括上海電氣、大連融科、北京普能、武漢南瑞（國網(wǎng)英大旗下子公司）等，國外領(lǐng)先的釩電池企業(yè)主要包括日本住友電工、美國UniEnergy Technologies、德國Voltstorage、英國Invinity等。隨著產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)技術(shù)發(fā)展逐步成熟，我國釩電池儲能項目正加速落地。國內(nèi)部分釩電池儲能電站項目規(guī)劃情況
三、電化學(xué)儲能路線之爭：安全為核，釩電池“錯位競爭”優(yōu)勢顯著
釩電池主要由電解液、電極、質(zhì)子交換膜、雙極板和集流體構(gòu)成，并通過質(zhì)子交換膜將電池分為正負(fù)兩個“半單元”。在正、負(fù)半電池中，釩離子分別以+4/+5價態(tài)、+2/+3 價態(tài)存在于正、負(fù)極電解液中，充放電時，電解液通過推送泵由外部儲液罐流經(jīng)正、負(fù)極室，在電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電流。全釩液流電池結(jié)構(gòu)及反應(yīng)原理
劣勢：定位長時儲能市場，釩電池“避短揚長”
1）運行溫度區(qū)間較窄。解決方式：釩電池自帶“液冷系統(tǒng)”，熱管理難度較鋰/鈉電池更低。
2）能量轉(zhuǎn)換率低。
3）能量密度低，適用于靜態(tài)儲能領(lǐng)域。
安全性彌補能量密度缺陷，兆瓦級以上儲能電站中占地面積與鋰電相當(dāng)。
四、釩電池vs 其他長時儲能路線：有望率先對抽蓄形成替代
現(xiàn)階段長時儲能技術(shù)路線主要為抽水蓄能、熔鹽儲熱、液流儲能、壓縮空氣儲能、氫儲能五大類。目前各路線中，抽水蓄能市場滲透率最高、經(jīng)濟性最強，但受選址條件限制，預(yù)計未來成本將會上升；壓縮空氣儲能在一定程度上仍受自然資源限制，經(jīng)濟性與選址靈活性不可兼得；熔鹽儲熱及氫儲能初始投資成本較高、系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率較低，度電成本仍處于相對高位；與其他路線相比，釩電池在應(yīng)用場景、儲能時間尺度及經(jīng)濟性等方面綜合優(yōu)勢突出。
五、滲透率加速提升，2025年釩電池需求量預(yù)計達(dá)13.1GWh
儲能規(guī)劃趨于長時，釩電池對儲能市場加速滲透中。據(jù)CNESA DataLink 數(shù)據(jù)，截止2023年 6 月底，我國儲能項目累計裝機達(dá)70.2GW，同比+44%；其中新型儲能裝機為21.06GW、占比達(dá) 30.0%，抽水蓄能裝機為 48.51GW、占比為 69.1%，同比下降約 10pct。新型儲能裝機中，鋰電池占據(jù)主流，占比達(dá)95.9%，液流電池占比為0.8%。目前液流電池在儲能市場的滲透率仍然較低，隨著政策對儲能安全重視度提升及儲能規(guī)劃趨向于長時，釩電池或?qū)⒃谛滦蛢δ苁袌鲋屑铀贊B透。
六、釩電池產(chǎn)業(yè)鏈：上游資源及電解液制造端布局企業(yè)眾多，電堆環(huán)節(jié)國產(chǎn)替代加速
釩電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速，產(chǎn)業(yè)鏈已基本形成。釩電池產(chǎn)業(yè)鏈上游包括釩礦、含釩固廢等釩原料供給、電解液制備、離子交換膜/雙極板/電極等電堆材料生產(chǎn)；中游包括電池模組裝配及循環(huán)泵、儲液罐等控制系統(tǒng)；下游為用戶側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)等各類儲能應(yīng)用市場。
釩電池產(chǎn)業(yè)鏈圖譜
6.1 電解液制備端：釩離子濃度為性能關(guān)鍵指標(biāo)，國內(nèi)布局企業(yè)眾多。
制備方法：主要使用化學(xué)法和電解法，短流程制備法在多數(shù)企業(yè)處于中試階段。釩電解液制備方法主要有物理法（直接將高純度VOSO4 溶于硫酸，原料成本高，難以大規(guī)模制備）、化學(xué)法（使用還原劑將高價釩氧化物或釩酸鹽還原為低價）、電解法（以純度較高的V2O5為原料，操作工藝簡單，適于大規(guī)模生產(chǎn)）和萃取法（又稱短流程制備法，直接利用含釩鋼渣、廢水等含釩物質(zhì)通過富集、有相萃取等方法生產(chǎn)電解液，該法跳過釩產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)降低成本）。應(yīng)用難點：釩離子濃度受限。釩電解液濃度決定電池能量密度，高濃度、高溫環(huán)境下析晶及低溫環(huán)境下結(jié)晶將導(dǎo)致電解液濃度下降，當(dāng)前多數(shù)商用釩電解液釩離子濃度低于2mol/L（約 1.7mol/L）。提高電解液濃度的方法主要有：①通過更換電解質(zhì)提升高濃度條件下的釩離子穩(wěn)定性，如使用甲基磺酸可以使釩離子濃度保持4mol/L；②通過使用含羧基和磺酸基團的添加劑來增加釩離子在高溫條件下的穩(wěn)定性。主要企業(yè)：大連融科、釩鈦股份、河鋼股份、星明能源、湖南銀峰、中核鈦白等，其中大連融科為全球最大釩電解液生產(chǎn)企業(yè)，全球市占率達(dá)80%。
6.2 電堆環(huán)節(jié)：國產(chǎn)替代進(jìn)程加速
1）電極：基本可實現(xiàn)國產(chǎn)化，石墨氈為商用主流。
功能：電極本身不參與反應(yīng)，僅為釩離子提供氧化還原活性點位。商用主流：石墨氈等碳素類電極。釩電池電極主要包括金屬類電極和碳素類電極，其中金屬類電極導(dǎo)電性強、電阻低、機械強度高，但價格較貴、難以大規(guī)模商用；而碳素類電極（碳?xì)?，石墨氈等）表面不飽和碳原子多、表面活性大，可為釩離子提供給比金屬電極更多的活性位點，同時碳素材料耐腐蝕性強、導(dǎo)電性好、成本低，已成為釩電池電極商用主流。技術(shù)進(jìn)步空間：盡管碳素類電極較金屬電極綜合優(yōu)勢突出，但仍存在電化學(xué)活性較差、對釩離子氧化還原反應(yīng)催化效果不佳等問題，需通過對材料修飾改性來解決。目前研究熱點為使用鉍納米粒子對碳素材料進(jìn)行改性，以抑制析氫反應(yīng)（釩電池負(fù)極析氫是導(dǎo)致電池電荷不平衡的主要原因），進(jìn)而增強電池內(nèi)氧化還原反應(yīng)，提高電池能量效率。主要企業(yè)：釩電池電極基本可實現(xiàn)國產(chǎn)化，主要布局企業(yè)包括潤生石墨氈、嘉興納科、遼寧金谷等，其中潤生石墨氈為國內(nèi)石墨氈生產(chǎn)領(lǐng)先企業(yè)，已建成國內(nèi)首條儲能石墨氈連續(xù)化產(chǎn)線，客戶包括國內(nèi)幾乎所有液流電池企業(yè)，國內(nèi)市占率達(dá)50%。2）隔膜：決定電池充放率和使用壽命的關(guān)鍵，國產(chǎn)替代進(jìn)行中。功能：分離正負(fù)極電解液以防止電池短路，允許電荷載體（H+、HSO4-等）自由通過保證正負(fù)兩極電荷平衡，構(gòu)成電池回路。性能要求：①釩離子與水分子滲透率需低，以降低交叉污染及電池自放電，提高能量效率。②質(zhì)子或硫酸根離子的透過率需高，以減小膜電阻、降低效率損失。③具備一定機械強度，耐化學(xué)腐蝕、耐氧化，使用壽命長，價格低。分類：分為陽離子/陰離子/兩性離子交換膜，陽離子交換膜應(yīng)用限制主要在于使用成本，而陰離子交換膜則存在安全性短板。市場主流為全氟磺酸膜（屬陽離子交換膜），其穩(wěn)定性強、導(dǎo)電性能好，但對釩離子的選擇性較弱，易造成電解液污染、影響電池使用壽命，增加使用成本。陰離子交換膜雖能較好阻隔釩離子滲透，但其電導(dǎo)率低、內(nèi)阻大，存在熱安全隱患。主要企業(yè)：科慕化學(xué)、戈爾、東岳未來、科潤新材料、大連融科等。目前市場主流產(chǎn)品為美國科慕的Nafion 膜，其產(chǎn)品厚度極低、電阻較低，但價格較貴（NR212約2000~2700元/m2）。盡管低厚度隔膜（如科慕 N117、戈爾的 MX765.08）技術(shù)仍主要為國外企業(yè)所掌握，但國內(nèi)企業(yè)在隔膜領(lǐng)域的國產(chǎn)替代已在加速進(jìn)行中，如東岳集團的DMV850 膜產(chǎn)品厚度及性能已接近科慕NR212，且具備明顯價格優(yōu)勢（價格僅1000~1500 元/m2）；蘇州科潤已實現(xiàn)全氟離子膜的批量化生產(chǎn)（液流電池質(zhì)子膜年產(chǎn)能已達(dá)500 萬m2/年），其產(chǎn)品在國內(nèi)市場占有率達(dá)90%；大連化物所則在非氟膜方向上投入研究，其生產(chǎn)的可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜也已投入大連融科的儲能系統(tǒng)中使用。
3）雙極板：碳素復(fù)合雙極板為應(yīng)用主流。
功能：串聯(lián)相鄰單電池的正負(fù)極，導(dǎo)通內(nèi)電路，阻隔兩側(cè)電解液，支撐正負(fù)極。性能要求：需具備良好的導(dǎo)電性、一定的機械強度以及良好的耐腐蝕性。商用主流：碳素復(fù)合雙極板。釩電池雙極板根據(jù)材質(zhì)主要分為石墨雙極板、金屬雙極板、復(fù)合材料雙極板（由2 種或 2 種以上的材料構(gòu)成）和一體化電極-雙極板（將電極壓入石墨板中，最小化接觸電阻，提高能量轉(zhuǎn)化效率）等。石墨質(zhì)脆，金屬易腐蝕，目前最常用的雙極板為碳素復(fù)合材料（以導(dǎo)電填料、熱塑性樹脂或熱固性樹脂為原料，通過注塑或模壓的方式制備得到，抗腐蝕性和阻液性能較好）。主要企業(yè)：嘉興納科、上海弘楓、開封時代、大連化物所等。不同雙極板廠家的碳粉和其他聚合物的比例不同，碳含量越高，導(dǎo)電性能越強，但韌性變差，不利于電堆的壓緊組裝。目前，大連化物所的可焊接碳素復(fù)合板已實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。
電解液和電堆的有效降本是釩電池實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化運用的核心
電解液和電堆的有效降本是釩電池實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化運用的核心：根據(jù)前文測算，釩電池中電解液及電堆為其成本主要構(gòu)成，成本占比分別為37.1%和54.4%。
釩電池成本構(gòu)成（%）
電堆：國產(chǎn)替代為降本關(guān)鍵
電極與雙極板國產(chǎn)化進(jìn)程順利，隔膜國產(chǎn)化率有待提升。電堆端材料主要為電極、雙極板和隔膜，其中電極與雙極板國產(chǎn)化進(jìn)程較快，國內(nèi)企業(yè)潤生石墨氈、遼寧金谷等產(chǎn)品已應(yīng)用于國內(nèi)下游企業(yè)釩電池系統(tǒng)之中，并成功實現(xiàn)出海。隔膜端國產(chǎn)滲透率仍然較低，國內(nèi)市場主流產(chǎn)品仍為科慕Nafion 膜，市場占有率達(dá)75%，未來隨著低成本國產(chǎn)膜逐步推向市場，國產(chǎn)膜滲透率有望提升。
液流電池隔膜國產(chǎn)化率（%）
七、釩電池產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)
1）上游釩礦資源及電解液制造端：主要生產(chǎn)企業(yè)多為上市公司，包括釩鈦股份、河鋼
股份、安寧股份、龍佰集團、西部礦業(yè)、中核鈦白、永泰能源等。
2）電堆及電池模組端：非上市企業(yè)居多，主要有大連融科、國潤儲能、東岳集團、科潤新材料、潤生石墨氈、嘉興納科、偉力得、北京普能等。
釩電池產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)布局
來源：【巔峰儲能】
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