2022年钒电池行业研究报告
第一章 行业概况
钒电池（Vanadium Redox Battery，缩写为VRB），全称为全钒氧化还原液流电池，是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。钒电池可以作为大容量储能电站的电池，其工作原理如下：钒电池将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质，分别储存在各自的电解液储罐中。在对电池进行充、放电实验时，电解液通过泵的作用，由外部贮液罐分别循环流经电池的正极室和负极室，并在电极表面发生氧化和还原反应，实现对电池的充放电。
图：钒电池结构

资料来源：资产信息网 千际投行
长时储能目前仍处于初期的研发示范阶段，多种解决方案中，抽水蓄能的建设规模较大。抽水蓄能电站具有技术成熟、效率高和成本低等优势，成为全球储能容量最大的解决方案。但抽水蓄能最大的限制是场地限制、建设时间长以及环境问题。
从长期来看，电化学储能由于动力电池产业推动，不受地理环境的制约，处于比较有利的竞争地位。在电化学储能方面，目前锂离子电池、钠硫电池、钠离子电池、液流电池等均具备较大应用潜力；而全钒液流电池因寿命长、易扩容等特点，在长时储能系统领域应用大有可为。

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Guidehouse Insights于2022年二季度发布的《Vanadium Redox Flow Batteries: Identifyting Market Opportunities and Enablers》报告显示，2022-2031年钒电池年装机量有望保持41%的复合增长率，预计2031年全球钒电池年装机量将达到32.8GWh；其中，2031年亚太地区(主要为中国)年装机量将达到约14.5GWh，北美地区将达到5.8GWh，西欧地区将达到9.3GWh。
图：累计2031年全球钒电池装机量将达到32.8GWh。

资料来源：资产信息网 千际投行 Guidehouse Insights
在钒储量上，全球钒储量集中在中国、澳洲、俄罗斯和南非，中国资源储量全球第一。据USGS统计，截至2021年底，全球钒金属储量6300万吨，其中已认定符合当前采掘和生产要求的钒矿金属钒储量超过2400万吨，全球99%以上的钒矿储量集中在中国、澳大利亚、俄罗斯和南非四国；其中，中国钒矿储量约为950万吨，占世界钒资源储量的39%，位居世界第一；澳大利亚、俄罗斯、南非占比分别为25%、21%和15%。
2021年全球钒产量为10.7万金属吨，其中中国产量7.3万吨，占比 68%；俄罗斯、南非和巴西钒产量分别为1.9万吨、0.9万吨和0.7万吨，占比分别为18%、8%和6%。
图：2021年全球钒资源产量各国占比（%）

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第二章 商业模式和技术发展
2.1 产业链
钒电池产业链包含上游、中游、下游三个部分，涉及多个行业。
上游：钒原料供给、电堆材料加工，主要原材料包括五氧化二钒、硫酸、碳材料、聚合物材料等，以及各类辅材，涉及基础化工、钢铁冶炼、有色金属等产业，其中钒矿及其加工业处于核心地位，是电解液原料五氧化二钒的来源。
中游：电堆装配、控制系统、其他设备和附件等，其中电堆装配和控制系统的技术壁垒最高，涉及各类耗材和元器件。
下游：终端应用市场，主要为各类储能用户，包括发电侧、电网侧、用电侧。
图：全矾液流电池产业链全貌

资料来源：资产信息网 千际投行 国泰君安证券
我国的钒电池研究和产业化世界领先，技术层面已经完备，但产业链尚未健全，需求尚未打开，产能正在蓄力发展，规模效应尚未显现。钒电池产业链复杂度较高，其中核心环节是材料端和设备端，材料端主要包括电解液材料和电堆材料，设备端主要包括整机装配和控制系统。
上游
钒电池上游主要是电解液和电堆的原材料，其中钒电池的电解液材料核心是钒化合物。电解液