2023钒电池产业链及未来发展趋势分析报告.pdf

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1、2023 年深度行业分析研究报告 2 目录目录 1.钒电池简介.5 1.1 发展历程：从“女神元素”到储能电池.5 1.2 市场：乘储能东风，溪云初起正当时.6 2.产业链：技术日趋成熟，产业链初步成形.8 2.1 上游：我国钒储量全球第一，自有钒矿企业铸就资源壁垒.8 2.2 中游：关键材料自主可控，国产替代趋势明显.12 2.3 下游：技术迭代推动系统降本，钒电池产业化有望提速.17 3.储能路线对比：钒电池是大规模长时储能的优选路径.20 3.1 储能技术对比：规模储能技术中，液流电池最安全经济.20 3.2 液流电池对比：钒电池成熟度最好、商业化最高、研究最系统.21 4.发展趋势：钒

2、电池有望在储能产业的规模化、高安全化进程中充分收益.22 4.1 储能产业发展迈向规模化、标准化，长时储能峥嵘初显.22 4.2 事故频发催化安全标准提升，峰谷电价政策提升盈利空间.24 4.3 钒电池尚处于商业化早期，产业链优势环节有望率先收益.25 5.重点公司：建议关注钒钛股份、河钢股份等.26 EYgVYZlXfW4WlY1WlXdU6MbP6MtRpPpNpMjMqQsPeRoPuMbRnMqQuOtRpOxNsRqR3 图图目录目录 图 1 全钒液流电池工作原理示意图.5 图 2 磷酸铁锂电池工作原理示意图.5 图 3 国内全钒液流电池发展历程.6 图 4 未来 5 年中国新型储能

3、累计装机规模预测（单位：GW）.7 图 5 液流电池产业链.8 图 6 2021 年全球探明钒资源分布情况.9 图 7 我国钒产品主要应用场景.9 图 8 中国钒矿资源产业链及应用领域.9 图 9 2021 年中国大陆主要钒矿资源、产业及产品分布.10 图 10 现阶段国内主要提钒工艺.10 图 11 粗钢产量变化（单位：万吨/日）.11 图 12 钒电池对钒需求预计（单位：GW，万吨）.11 图 13 近几年钒产品价格变化（单位：元/吨）.11 图 14 典型 4h 全钒液流电池储能成本构成.12 图 15 全钒液流电池单体内部结构.12 图 16 电解液的充放电过程.13 图 17 大连液

4、流电池储能调峰电站一层的电解液储罐区.13 图 18 电极流道研发进展情况.15 图 19 液流电池用石墨毡电极材料.15 图 20 全钒液流电池隔膜工作示意图.16 图 21 科慕公司的 Nafion 系列磺酸膜.16 图 22 全钒液流电池电堆结构示意图.17 图 23 全钒液流电池电堆.17 图 24 全钒液流电池电堆生产工艺流程.17 图 25 1 兆瓦储能系统模块示意图.18 图 26 全钒液流电池储能系统工作原理.18 图 27 全钒液流电池储能系统的输出功率和储能容量可独立设计.18 图 28 100MW/200MWh 规模多元电化学储能电站成本对比.20 图 29 不同储能时长

5、全钒液流电池储能系统的价格.20 图 30 各类储能技术的适用规模及领域.20 4 图 31 2014-2022 年国内新型储能累计装机规模（单位：GW，%）.22 图 32 2022 年各电池类型电化学储能项目新增装机分布.23 图 33 中国储能产业化梯队.23 图 34 2022 年电化学储能装机规模分布（单位：MW，MWh,%）.23 图 35 2040 年长时储能潜在市场规模.23 图 36 2023 年 4 月各省份最大峰谷电价差（单位：元/kWh）.25 5 1.钒电池钒电池简介简介 1.1 发展历程：从“女神元素”到储能电池发展历程：从“女神元素”到储能电池 全钒液流电池（全钒

6、液流电池（VFB）又称钒电池，主要利用钒离子的价态的变化来实现电能的储）又称钒电池，主要利用钒离子的价态的变化来实现电能的储存和释放存和释放。从工作原理上来看从工作原理上来看，钒电池相比锂离子电池的最大不同在于导电离子主要为不同价态的钒离子。钒元素的价态多变，不同价态的化合物呈现不同的颜色，所以用北欧神话里的女神 Vanadis（又名 Freyja，爱情与美貌之神）来命名，翻译为中文就是“钒”。充电时，正极的 VO2+失去电子成为 VO2+，负极的 V3+得到电子成为 V2+；放电时则相反。从结构上看，从结构上看，与锂电池的电解液集成在电池内部不同，钒电池的正负极的两侧各有一个电解液储罐，通过