第一章 行業(yè)概況
釩電池(Vanadium Redox Battery,縮寫為VRB),全稱為全釩氧化還原液流電池,是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的氧化還原電池。釩電池可以作為大容量儲能電站的電池,其工作原理如下:釩電池將具有不同價態(tài)的釩離子溶液分別作為正極和負(fù)極的活性物質(zhì),分別儲存在各自的電解液儲罐中。在對電池進(jìn)行充、放電試驗時,電解液通過泵的作用,由外部貯液罐分別循環(huán)流經(jīng)電池的正極室和負(fù)極室,并在電極表面發(fā)生氧化和還原反應(yīng),實現(xiàn)對電池的充放電。
圖:釩電池結(jié)構(gòu)
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長時儲能目前仍處于初期的研發(fā)示范階段,多種解決方案中,抽水蓄能的建設(shè)規(guī)模較大。抽水蓄能電站具有技術(shù)成熟、效率高和成本低等優(yōu)勢,成為全球儲能容量最大的解決方案。但抽水蓄能最大的限制是場地限制、建設(shè)時間長以及環(huán)境問題。
從長期來看,電化學(xué)儲能由于動力電池產(chǎn)業(yè)推動,不受地理環(huán)境的制約,處于比較有利的競爭地位。在電化學(xué)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(yīng)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(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用大有可為。
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Guidehouse Insights于2022年二季度發(fā)布的《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%的復(fù)合增長率,預(yù)計2031年全球釩電池年裝機量將達(dá)到32.8GWh;其中,2031年亞太地區(qū)(主要為中國)年裝機量將達(dá)到約14.5GWh,北美地區(qū)將達(dá)到5.8GWh,西歐地區(qū)將達(dá)到9.3GWh。
圖:累計2031年全球釩電池裝機量將達(dá)到32.8GWh。
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 Guidehouse Insights
在釩儲量上,全球釩儲量集中在中國、澳洲、俄羅斯和南非,中國資源儲量全球第一。據(jù)USGS統(tǒng)計,截至2021年底,全球釩金屬儲量6300萬噸,其中已認(rèn)定符合當(dāng)前采掘和生產(chǎn)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,占世界釩資源儲量的39%,位居世界第一;澳大利亞、俄羅斯、南非占比分別為25%、21%和15%。
2021年全球釩產(chǎn)量為10.7萬金屬噸,其中中國產(chǎn)量7.3萬噸,占比 68%;俄羅斯、南非和巴西釩產(chǎn)量分別為1.9萬噸、0.9萬噸和0.7萬噸,占比分別為18%、8%和6%。
圖:2021年全球釩資源產(chǎn)量各國占比(%)
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第二章 商業(yè)模式和技術(shù)發(fā)展
2.1 產(chǎn)業(yè)鏈
釩電池產(chǎn)業(yè)鏈包含上游、中游、下游三個部分,涉及多個行業(yè)。
上游:釩原料供給、電堆材料加工,主要原材料包括五氧化二釩、硫酸、碳材料、聚合物材料等,以及各類輔材,涉及基礎(chǔ)化工、鋼鐵冶煉、有色金屬等產(chǎn)業(yè),其中釩礦及其加工業(yè)處于核心地位,是電解液原料五氧化二釩的來源。
中游:電堆裝配、控制系統(tǒng)、其他設(shè)備和附件等,其中電堆裝配和控制系統(tǒng)的技術(shù)壁壘最高,涉及各類耗材和元器件。
下游:終端應(yīng)用市場,主要為各類儲能用戶,包括發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)。
圖:全礬液流電池產(chǎn)業(yè)鏈全貌
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 國泰君安證券
我國的釩電池研究和產(chǎn)業(yè)化世界領(lǐng)先,技術(shù)層面已經(jīng)完備,但產(chǎn)業(yè)鏈尚未健全,需求尚未打開,產(chǎn)能正在蓄力發(fā)展,規(guī)模效應(yīng)尚未顯現(xiàn)。釩電池產(chǎn)業(yè)鏈復(fù)雜度較高,其中核心環(huán)節(jié)是材料端和設(shè)備端,材料端主要包括電解液材料和電堆材料,設(shè)備端主要包括整機裝配和控制系統(tǒng)。
上游
釩電池上游主要是電解液和電堆的原材料,其中釩電池的電解液材料核心是釩化合物。電解液制造分為兩個步驟,首先是核心前驅(qū)體釩化學(xué)品的生產(chǎn),擁有相關(guān)技術(shù)和量產(chǎn)能力的基本為大型釩提煉及加工企業(yè);而后是將前驅(qū)體轉(zhuǎn)化為電解液,目前掌握釩電解液制造的全球龍頭企業(yè)是大連博融新材料公司,全球市場占有率80%以上。
對于釩電池而言,電解液中雜質(zhì)元素含量會對電池工作電壓、實際容量及循環(huán)性能等產(chǎn)生重要影響,盡管不同廠商產(chǎn)出的釩原料屬于同質(zhì)化產(chǎn)品,但在產(chǎn)品純度和成本上存在較大差異,因此具有長期技術(shù)積累和規(guī)模優(yōu)勢的大型生產(chǎn)廠商更有競爭力,而且隨著環(huán)保要求的日益趨嚴(yán)和產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提升,馬太效應(yīng)可能會更加顯著。
圖:電解液近年產(chǎn)能和產(chǎn)量情況
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表:電解液材料的主要企業(yè)
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當(dāng)前釩電池還沒有大規(guī)模應(yīng)用,因此幾家代表性企業(yè)主要依靠自研自產(chǎn)或外協(xié)加工的方式生產(chǎn)電極材料,以供自用。由于電堆材料中的電極、雙極板、隔膜等材料與氫燃料電池的相應(yīng)構(gòu)件幾乎相同,因此目前從事氫燃料電堆材料研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè),未來較容易轉(zhuǎn)型成為釩電池的電堆材料供貨商,應(yīng)予以重點關(guān)注。
圖:電堆材料的主要企業(yè)
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中游
釩電池中游主要涉及電解液、電堆的制備與電池的制造。電解液價值量占比40%-80%,由釩供應(yīng)商進(jìn)行匹配;電堆占比次高,其中離子交換膜占電堆成本的30%-40%。
國內(nèi)釩電池設(shè)備企業(yè)大致有兩類:一類是科研院所自研技術(shù)轉(zhuǎn)化的初創(chuàng)企業(yè),多為校企合作模式,以大連融科為代表;另一類是通過吸收合并或控股方式,獲得相應(yīng)技術(shù),再優(yōu)化升級參與競爭,以北京普能為代表。主要企業(yè):武漢南瑞、上海電氣、四川偉力得、上海神力科技等,各自擁有核心技術(shù),普遍研發(fā)時間超過10年。
國外的全釩液流電池相關(guān)企業(yè)大都規(guī)模較小,主要分布在日本、北美和歐洲。
表:全釩液流電池整機制造企業(yè)
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控制系統(tǒng)的硬件裝置是電力電子行業(yè)的基本元件,相關(guān)產(chǎn)業(yè)較成熟。當(dāng)前釩電池尚未大規(guī)模應(yīng)用,因此專門提供釩電池控制系統(tǒng)的企業(yè)較少,主要由相關(guān)企業(yè)自研自用或外協(xié)加工生產(chǎn)。未來一旦市場需求放量,可能會有更多的電控企業(yè)轉(zhuǎn)型入場,因此對于主要從事儲能電控技術(shù)研發(fā)而尚未涉足釩電池的企業(yè),未來較容易轉(zhuǎn)型,為釩電池的控制系統(tǒng)提供解決方案服務(wù),應(yīng)予以關(guān)注,例如固德威。
下游
釩電池下游主要是終端應(yīng)用市場,主要為各類儲能用戶,包括發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)。
2.2 商業(yè)模式
釩電池是目前商業(yè)化較為成熟的液流電池路線,具備示范項目運行多年、產(chǎn)業(yè)鏈逐步成型、全生命周期成本低等優(yōu)勢,預(yù)計在長時儲能系統(tǒng)的應(yīng)用空間廣泛。主要原因為:
多個示范項目安全運營:全釩液流電池在全球已經(jīng)具有多個多年的示范項目在運行,產(chǎn)業(yè)化效果和可靠性驗證明顯高于鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池。
全產(chǎn)業(yè)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(yīng)鏈已經(jīng)初步成型,國產(chǎn)化進(jìn)程不斷加快,已能夠支撐起開展百兆瓦級的項目設(shè)計與開發(fā),其產(chǎn)業(yè)配套更加成熟。
全生命周期成本優(yōu)勢:釩電池全生命周期成本已經(jīng)低于鋰電池,具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的條件。
圖:釩電池商業(yè)化歷程
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 浙商證券
釩電池作為商業(yè)化較為成熟的液流電池,在儲能領(lǐng)域大有可為,尤其是長時儲能領(lǐng)域。隨著儲能安全性要求升級和儲能時長的增加,基于釩電池的高安全性和隨儲能時長增加邊際成本增加較小的特點,釩電池裝機有望進(jìn)入加速增長階段。
目前共享儲能模式正在興起,它是由第三方投資建設(shè)的集中式大型獨立儲能電站,除了滿足自身電站需求外,也為其它新能源電站提供服務(wù)。共享儲能的模式將分散的電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)儲能資源進(jìn)行整合,并交由電網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào),降低了新能源電站的棄電量,并參與電力輔助服務(wù)市場,提高了儲能資源利用率和電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力,也促進(jìn)了儲能形成獨立的輔助服務(wù)提供商的身份。
近年來,從國家到地方均出臺了一系列政策支持共享儲能模式的探索發(fā)展,在補償考核方面給予共享儲能新能源發(fā)電項目優(yōu)先考慮,鼓勵共享儲能模式的推廣。目前共享儲能模式的主要盈利方式有調(diào)峰服務(wù)補償、峰谷價差套利(參與電力現(xiàn)貨市場交易)、容量租賃、容量補償?shù)?。該行?00MW/200MWh山東儲能電站為例,預(yù)計可實現(xiàn)累計收益為4831萬元/年(租賃電量50%)。共享儲能模式有望成為當(dāng)前獨立儲能電站盈利的可行方案。
圖:100MW/200MWh鋰電池/釩電池共享儲能電站收益、成本、IRR測算
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 光大證券
表:釩鈦股份主營業(yè)務(wù)
表:Largo Inc.主營業(yè)務(wù)
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD
2.2 技術(shù)發(fā)展
對國內(nèi)釩電池行業(yè)的各個專利申請人的專利數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計,排名前列的公司依次為:四川長虹、上海電氣、河鋼股份、釩鈦股份、海亮股份、雙杰電氣、東方電氣、易成新能、國網(wǎng)英大、龍佰集團等。
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD
2.3 政策監(jiān)管
釩電池行業(yè)的行政監(jiān)管部門為國家能源局,主要負(fù)責(zé)起草能源發(fā)展和有關(guān)監(jiān)督管理的法律法規(guī)送審稿和規(guī)章,擬訂并組織實施能源發(fā)展戰(zhàn)略、規(guī)劃和政策,推進(jìn)能源體制改革,擬訂有關(guān)改革方案,協(xié)調(diào)能源發(fā)展和改革中的重大問題。組織推進(jìn)能源重大設(shè)備研發(fā)及其相關(guān)重大科研項目,指導(dǎo)能源科技進(jìn)步、成套設(shè)備的引進(jìn)消化創(chuàng)新,組織協(xié)調(diào)相關(guān)重大示范工程和推廣應(yīng)用新產(chǎn)品、新技術(shù)、新設(shè)備。
自律協(xié)會為中國電池工業(yè)協(xié)會,該協(xié)會成立于1988年,經(jīng)國家民政部注冊批準(zhǔn),具有法人資格,為跨地區(qū)、跨部門、跨所有制的國家一級協(xié)會。
中國電池工業(yè)協(xié)會的主管部門是國有資產(chǎn)管理監(jiān)督委員會,同時接受國家民政部和中國輕工業(yè)聯(lián)合會的管理。中國電池工業(yè)協(xié)會的職能是:對電池工業(yè)的政策提出建議,起草電池工業(yè)的發(fā)展規(guī)劃和電池產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),組織有關(guān)科研項目和技術(shù)改造項目的鑒定,開展技術(shù)咨詢、信息統(tǒng)計、信息交流、人才培訓(xùn),為行業(yè)培育市場, 組織國際國內(nèi)電池展覽會,協(xié)調(diào)企業(yè)生產(chǎn)、銷售和出口工作中的問題。
圖 行業(yè)主要政策
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 興業(yè)證券
第三章 行業(yè)估值、定價機制和全球龍頭企業(yè)
3.1 行業(yè)綜合財務(wù)分析和估值方法
圖:指數(shù)表現(xiàn)
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD
釩電池行業(yè)估值方法可以選擇市盈率估值法、PEG估值法、市凈率估值法、市現(xiàn)率、P/S市銷率估值法、EV / Sales市售率估值法、RNAV重估凈資產(chǎn)估值法、EV/EBITDA估值法、DDM估值法、DCF現(xiàn)金流折現(xiàn)估值法、NAV凈資產(chǎn)價值估值法等。
圖:河鋼股份主營業(yè)務(wù)
圖:釩鈦股份主營業(yè)務(wù)
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD
3.2 行業(yè)發(fā)展和驅(qū)動因子
(1)政策驅(qū)動力
現(xiàn)有的釩電池項目多數(shù)是地方政府推動的示范項目,少部分為企業(yè)自主建設(shè)項目。釩電池全生命周期成本已經(jīng)低于鋰電池,但初始建設(shè)成本過高,導(dǎo)致企業(yè)的投資動力不強,后續(xù)或仍需要政府層面進(jìn)行推動,制定可有效執(zhí)行的價格補償機制和長時儲能產(chǎn)業(yè)政策。
由于國內(nèi)主要釩產(chǎn)量來源于釩鈦磁鐵礦煉鋼生產(chǎn)過程中的釩渣,因此,允許相應(yīng)鋼鐵公司擴大產(chǎn)能也是增加釩資源來源的方式之一。同時,也可以出臺支持 釩資源開發(fā)的政策,加大對國內(nèi)釩資源的開發(fā)力度。
(2)技術(shù)驅(qū)動力
技術(shù)推動電堆成本持續(xù)下降 。鋰電池成本在商業(yè)化應(yīng)用以后成本下降迅速,參考鋰電池的降本途徑,可以預(yù)見釩電池在大規(guī)模量產(chǎn)后成本仍有較大的下行空間。
釩電池目前仍處于商業(yè)化初期,技術(shù)進(jìn)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(shù)研究部李先鋒和張華民團隊成功開發(fā)出新一代30 KW級低成本全釩液流電池電堆。該電堆采用自主研發(fā)的可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜(成本<100元/m2)。相對于傳統(tǒng)的電池組裝技術(shù),膜材料使用面積減少 30%,電堆總成本降低了40%。
(3)成本驅(qū)動力
國產(chǎn)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,作為全釩氧化還原液流電池的標(biāo)準(zhǔn)隔膜,其在電解液中的穩(wěn)定性高,但價格昂貴。
目前,國內(nèi)的科潤、東岳、中科院大化所,國外的戈爾等都在自主創(chuàng)新開發(fā)了更低成本的膜。隨著國產(chǎn)離子交換膜的逐步推廣,膜等產(chǎn)品仍有較大成本下降 空間,預(yù)計后續(xù)在其他電堆材料(雙極板、碳?xì)值龋┮灿谐杀緝?yōu)化空間。
3.3 行業(yè)風(fēng)險分析和風(fēng)險管理
(1)環(huán)境保護(hù)風(fēng)險
隨著國家對環(huán)境保護(hù)力度的不斷加強以及 “碳達(dá)峰、碳中和”的推進(jìn),鋼鐵企業(yè)面臨的環(huán)保壓力越來越大。
對策:不斷優(yōu)化限停產(chǎn)常態(tài)下的生產(chǎn)組織模式,降低限產(chǎn)損失;結(jié)合環(huán)保要求,著重加強對超低排放、固廢危廢等方面的管控,加快完成超低排放改造,持續(xù)推廣利用先進(jìn)、成熟、高效的節(jié)能技術(shù)。跟進(jìn)研究國家碳排放政策,超前謀劃破解“碳達(dá)峰、碳中和”對高效生產(chǎn)組織模式的制約。
(2)疫情風(fēng)險
2022 年上半年,隨著新冠變種病毒的出現(xiàn),疫情在國內(nèi)多發(fā)散發(fā)。疫情的持續(xù)和反復(fù)給人員流動、貨物運輸造成不利影響,帶來項目進(jìn)度延緩、工期增加、成本上升等風(fēng)險。
對策:業(yè)內(nèi)公司應(yīng)嚴(yán)格落實常態(tài)化疫情防控措施,嚴(yán)格執(zhí)行疫情防控應(yīng)急預(yù)案,積極、有序地安排業(yè)內(nèi)公司各項生產(chǎn)經(jīng)營工作,確保人身安全、生產(chǎn)安全等風(fēng)險可控,積極開拓常態(tài)化疫情防控下的市場拓展模式,盡量減少對業(yè)內(nèi)公司經(jīng)營的影響。
(3)原材料價格波動風(fēng)險
由于大宗物料價格上漲,導(dǎo)致主營業(yè)務(wù)的采購成本上升;同時,由于承接的能源裝備訂單周期較長,原材料價格大幅波動時對行業(yè)利潤水平將帶來較大負(fù)面影響。
對策:業(yè)內(nèi)公司應(yīng)加強對經(jīng)濟運行質(zhì)量的監(jiān)控和管理,及時關(guān)注每個業(yè)務(wù)板塊的運行質(zhì)量、業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)、盈利水平的變化,優(yōu)化供應(yīng)鏈管理體系,建立大宗原材料采購平臺,進(jìn)一步提升控本和采購定價能力,積極控制原材料價格波動給業(yè)內(nèi)公司帶來的風(fēng)險。
(4)匯率波動風(fēng)險
出口業(yè)務(wù)且合同金額較大,此類合同通常以美元計價;生產(chǎn)過程中需要采購進(jìn)口設(shè)備和零部件,合同也多以美元等主要外幣計價。國際貿(mào)易形勢日漸嚴(yán)峻,人民幣匯率波動較大,行業(yè)的出口業(yè)務(wù)可能存在匯率變動等因素造成的損益波動和資金回流風(fēng)險。
對策:業(yè)內(nèi)公司應(yīng)加大套期保值工具的運用,完善匯率波動的對沖機制,擴大跨境貿(mào)易人民幣結(jié)算,鎖定匯率風(fēng)險,控制海外項目成本,規(guī)避匯率波動帶來的不利影響。
(5)海外業(yè)務(wù)風(fēng)險
受到新冠疫情持續(xù)發(fā)展的影響,業(yè)內(nèi)公司部分海外工程項目面臨工程延期、人工成本和原材料成本上漲等方面的壓力,同時,外匯匯率波動也對海外工程項目的盈利能力產(chǎn)生不利影響。同時,海外業(yè)務(wù)開拓的環(huán)境形勢嚴(yán)峻,因國際關(guān)系緊張導(dǎo)致業(yè)內(nèi)公司進(jìn)出口業(yè)務(wù)風(fēng)險與不確定性加強,業(yè)內(nèi)公司海外業(yè)務(wù)所在地政治經(jīng)濟格局變化引發(fā)風(fēng)險的可能性上升。
對策:業(yè)內(nèi)公司應(yīng)持續(xù)關(guān)注和研究海外市場的政策與環(huán)境,加強管理和風(fēng)險管控,完善匯率波動的對沖機制,并為相關(guān)業(yè)務(wù)或員工投保相應(yīng)的險種,以最大限度地保障公司的利益;同時,逐步實施海外市場的本土化經(jīng)營戰(zhàn)略,尋求與當(dāng)?shù)乜蛻舯3珠L期的良好合作關(guān)系,為業(yè)內(nèi)公司在海外市場發(fā)展樹立良好的市場形象。
(6)市場風(fēng)險
中國經(jīng)濟整體增長速度趨緩,裝備制造業(yè)與國民經(jīng)濟增長相關(guān)性較強,宏觀經(jīng)濟、國家政策調(diào)整、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資規(guī)模、城市化進(jìn)程以及行業(yè)發(fā)展的周期性波動等環(huán)境變化,均會對行業(yè)的持續(xù)性發(fā)展帶來影響。
對策:業(yè)內(nèi)公司應(yīng)持續(xù)關(guān)注、定期分析國內(nèi)外宏觀經(jīng)濟走勢可能給公司造成的影響,及時制定各項應(yīng)對措施;同時,通過持續(xù)推動管理改進(jìn),提高公司管理效益,持續(xù)提升核心競爭力,積極創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式,沉著應(yīng)對市場變化給公司帶來的各種挑戰(zhàn)。
3.4 競爭分析 - SWOT
優(yōu)勢
(1)與其他儲能電池相比,全礬液流電池電池容量與輸出功率相對獨立,這取決于釩電解液溶劑與電解質(zhì)濃度,輸出功率取決于電堆大小;其次釩電池的電池壽命很長,同時安全性比較高;除此之外,釩電池快充性能比較好,可減少容量損失;最后是釩電池易回收和重復(fù)利用。
(2)在供給方面,2021 年中國釩產(chǎn)品儲量、產(chǎn)量占比均居全球第一,較之鋰產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口來說,優(yōu)勢巨大。
(2)劣勢
釩電池目前主要存在兩個技術(shù)上的問題,第一個問題是釩電池生產(chǎn)過程中易析出五氧化二釩沉淀,沉淀物可能惡化電堆性能,因此電堆在長時間運行過程中電解液溫度就會很容易超過45攝氏度。
第二個問題就是石墨極板會被正極液刻蝕,正常情況下石墨板可以使用兩年,但是如若操作不當(dāng),可能一次就會完全刻蝕,電堆只能報廢。而且正常情況下每隔兩個月也需要專業(yè)人士進(jìn)行一次維護(hù),維護(hù)頻率較高,費錢也費力。
(3)機遇
“雙碳”背景下,與清潔能源匹配的儲能行業(yè)將迎來快速發(fā)展。釩電池以其自身安全、環(huán)保、超長循環(huán)次數(shù)等特性,在新的政策背景下,將成為電化學(xué)儲能的重要組成部分。受益于儲能領(lǐng)域的爆發(fā)式增長,更適合應(yīng)用于大規(guī)模儲能領(lǐng)域的釩電池已處于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的前夜,隨著儲能的發(fā)展和釩電池性能的提高,釩電池在儲能行業(yè)中的滲透率將快速上升。
(4)威脅
一個五千瓦釩電池的成本在四十萬以上,高出相同規(guī)格鉛酸電池的成本數(shù)倍。釩電池成本過高。以一個五千瓦電池為例,電解液(一立方,1.8mol/L)17萬、控制系統(tǒng)10萬、隔膜7萬、板框4萬、石墨板1.5萬、泵0.7萬、碳?xì)?.4萬,總共40.6萬,這只是主要材料成本,沒計入次要材料成本和人力成本。
3.5 中國企業(yè)重要參與者
中國主要企業(yè)有東方電氣[600875.SH]、上海電氣[601727.SH]、釩鈦股份[000629.SZ]、龍佰集團[002601.SZ]、永泰能源[600157.SH]、新天綠能[600956.SH]、國網(wǎng)英大[600517.SH]、西部礦業(yè)[601168.SH]、河鋼股份[000709.SZ]、海亮股份[002203.SZ]等。
表:釩電池指數(shù)(按總市值排列)
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 光大證券
(1)大連融科:由大連恒融新能源有限公司和中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所共同組建,大連融科領(lǐng)軍國內(nèi)外液流電池標(biāo)準(zhǔn)的制定,引領(lǐng)全球液流電池技術(shù)的發(fā)展。目前成功實施了多項商業(yè)化應(yīng)用示范項目,在全釩液流電池的核心技術(shù)領(lǐng)域擁有完整的自主知識產(chǎn)權(quán),擁有的專利超過 300 余項。融科儲能提供的服務(wù)涵蓋全釩液流電池關(guān)鍵材料、電堆、電池模塊、KW 至百MW級電池儲能系統(tǒng)的供應(yīng)以及客戶定制儲能解決方案。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(jìn)入調(diào)試。
(2)北京普能:已開發(fā)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(jù)北京普能官網(wǎng)介紹,其在全球已經(jīng)安裝和正在處于開發(fā)階段項目容量達(dá)到 500兆瓦時,安全穩(wěn)定運行的時間累計接近100 萬個小時。
(3)上海電氣,在釩電池領(lǐng)域已有10年基礎(chǔ),最早的研發(fā)團隊創(chuàng)立于2011年,相關(guān)產(chǎn)線于2020年建成。目前已推出兆瓦級全釩液流電池系統(tǒng)。汕頭已建成的零碳園區(qū)儲能項目使用的即為公司生產(chǎn)的釩電池。
3.6 全球重要競爭者
全球領(lǐng)先全礬液流電池企業(yè)如下:
(1)CellCube (Enerox GmbH):奧地利公司Enerox GmbH是品牌名稱為“CellCube”的全釩液流電池的制造商,是長期儲能解決方案的領(lǐng)先公司之一。
CellCube提供高質(zhì)量、低成本的高效的并網(wǎng)和離網(wǎng)氧化還原液流電池解決方案,以滿足全球?qū)δ芑A(chǔ)設(shè)施的需求。CellCube以實現(xiàn)業(yè)內(nèi)最多的液流電池項目而享有盛譽。在長期儲能解決方案需求快速增長的背景下,南非釩公司Bushveld Minerals投資了Enerox,以擴大銷售和制造能力。
CellCube是多小時儲能系統(tǒng)的主要選擇之一。在多年嚴(yán)格的耐久性測試中,CellCube系統(tǒng)的關(guān)鍵組件經(jīng)過了10,000多次循環(huán)而沒有中斷——即使在最苛刻的環(huán)境下也表現(xiàn)出強大的性能。
(2)Invinity Energy Systems:北美Avalon Battery和英國公司redT energy合并成立“Invinity Energy Systems”,一家全球領(lǐng)先的釩液流電池公司,專門從事商業(yè)和工業(yè) (C&I)、電網(wǎng)規(guī)模和微電網(wǎng)應(yīng)用的公用事業(yè)級儲能。釩液流電池設(shè)計不易燃且安全,可提供長期的靈活性和可靠性。
隨著全球多家商業(yè)和工業(yè)企業(yè)解鎖低成本、低碳和最大化投資回報的能源,Invinity電池作為光伏(PV)系統(tǒng)的理想補充,具有顯著優(yōu)勢,如提高彈性、增加運營自由度和降低電力成本。
(3)Largo Inc.:作為世界領(lǐng)先的釩公司之一,Largo為低碳未來提供創(chuàng)新的能源解決方案。Largo的 VPURE和VPURE+薄片來自該公司位于巴西的Maracás Menchen礦的最高品位釩礦床。該公司生產(chǎn)行業(yè)首選的釩產(chǎn)品,例如五氧化二釩薄片和五氧化二釩粉末,它們非常適合用于中間合金、催化劑和鋼鐵應(yīng)用、釩氧化還原液流電池 (VRFB) 和其他應(yīng)用。
Largo Resources推出了Largo Clean Energy,為快速增長的儲能市場提供釩氧化還原液流電池(VRFB)系統(tǒng)。這家新成立的公司收購了這些資產(chǎn),其中包括之前由美國VionX Energy擁有的 12 個專利。此次收購標(biāo)志著可再生能源存儲業(yè)務(wù)的新開始,該業(yè)務(wù)將繼續(xù)吸引具有成熟商業(yè)和運營能力的顛覆性創(chuàng)新者。
(4)SCHMID Group:SCHMID EverFlow儲能解決方案基于先進(jìn)的釩氧化還原液流電池(VRFB)技術(shù),可提供最佳效率?;赩RFB的SCHMID能源系統(tǒng)具有決定性的優(yōu)勢。
5、VRB Energy
VRB Energy是一家在釩氧化還原電池(VRB)技術(shù)方面享譽全球的公司,該公司由I-Pulse 的子公司艾芬豪電氣擁有多數(shù)股權(quán)。VRB Energy因開發(fā)出世界上壽命最長的釩液流電池而備受贊譽。VRB Energy的產(chǎn)品可靠、可回收、安全且可擴展。
第四章 未來展望
目前釩電池的發(fā)展還面臨著一些問題,如成本居高不下,行業(yè)仍處在示范到商業(yè)化的前期,供應(yīng)鏈不成熟,市場仍處在開發(fā)階段。為降低釩電池成本,可從以下幾方面著手:
(1)提升關(guān)鍵材料的性能及利用率
材料成本在儲能系統(tǒng)成本中占很大比重,在釩電池電堆中,電極、隔膜及集流體占電堆成本的80%~85%,通過材料性能的提升,設(shè)計優(yōu)化等,使電池的電流密度提高,電性能提升,達(dá)到降成本的目的。
(2)采用電解液租賃模式
由于釩電池電解液可以無限次循環(huán)使用,而電解液在整個系統(tǒng)中所占成本比重較大。可以與釩資源優(yōu)勢企業(yè)合作,采用租賃的模式配備釩電池電解液。當(dāng)釩電池壽命終止時,由釩礦企業(yè)回收電解液。這樣大大降低了釩電池儲能系統(tǒng)的初期投資總成本,解決了使用者后期的廢液處理問題。釩礦企業(yè)把釩電解液回收處理后釩資源不流失,可二次銷售,不會造成環(huán)境污染。
(3)形成規(guī)?;?/p>
除了科技進(jìn)步所帶來的成本降低,釩電池生產(chǎn)規(guī)模的擴大也帶來全行業(yè)的成本降低。這主要來源于規(guī)模效應(yīng)所帶來的原材料采購成本的下降,供應(yīng)鏈專門化所帶來的采購成本下降和效率提升,以及開發(fā)設(shè)計電堆、配套輔助材料和控制系統(tǒng)等方面都可節(jié)約人力成本。專用生產(chǎn)工藝設(shè)備和生產(chǎn)經(jīng)驗的積累,帶來了良率提高和效率提升等。
(4)提高系統(tǒng)可靠穩(wěn)定性
釩電池具有壽命長的優(yōu)勢,長期使用時,系統(tǒng)的維護(hù)等費用必不可少,所以系統(tǒng)長期使用的可靠穩(wěn)定對成本是非常重要。
審核編輯:湯梓紅
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