敖翀、拜俊飞、商力）钒行业概况

敖翀、拜俊飞、商力）钒行业概况

（报告出品/作者：中信证券、敖冲、白俊飞、尚莉）

钒行业概况

钒的基本信息：钒是一种银白色金属，元素符号为V，原子序数为23，原子量为50.94。钒的熔点和沸点较高，熔点为1890℃，沸点为3380℃，密度为6.110g/cm³。它是一种延展性过渡金属，具有天然的耐腐蚀性能，对碱、酸和盐水都很稳定。

钒存在于自然界：据网站资料显示，钒在地壳中分布广泛，含量达0.02%，超过铜、镍、锌、锡、钴、铅等金属。自然界中钒很少形成独立矿物，主要与其他矿物形成共生矿或复合矿。目前已发现含钒矿物70余种，典型代表有钒钛磁铁矿和钾钒铀矿。此外，在铝土矿和含碳物质（如石油、煤）中也发现大量的钒。世界上除美国从钾钒铀矿中提取钒外，其他主要产钒国家（约70%）都是从钒钛磁铁矿中提取钒。 目前已探明的钒资源储量的98%分布在钒钛磁铁矿中，五氧化二钒（V2O5）含量可达1.8%。

钒的应用领域：钒常以钒铁、钒化合物及金属钒的形式应用于钢铁、航空航天、化工及储能等行业。钢铁行业是钒的主要下游应用领域，含钒钢具有强度高、韧性大、耐磨性好等优点，广泛应用于机械、汽车、船舶、铁路、航空、桥梁、电子技术、国防工业等行业，钢铁行业也是钒消费占比最高的领域。钒在航空工业中的应用主要以钛铝钒合金的形式应用于航空发动机等领域；在化工行业中，钒主要用作制造硫酸和硫化橡胶的催化剂。近年来，钒液流电池成为钒新的应用领域。随着储能行业快速发展的前景，有望成为未来钒消费最重要的增长点之一。

钒产业链：钒的生产主要来源于钒钛磁铁矿的直接提取和钒渣提钒。钒产业链可分为两个部分：1）钒渣的获取：钒钛磁铁矿经高炉或电炉冶炼，得到含钒铁水，再通过吹炼将其中的钒选择性氧化，得到钒渣；2）钒渣提钒：目前钒渣提钒工业化技术分为钠化焙烧（添加碳酸钠）、钙化焙烧（添加石灰石）等工艺。将钒渣粉加入碳酸钠或石灰石进行混合、焙烧、浸出、过滤、调节pH、沉淀、催化或还原，得到V2O5和三氧化二钒（V2O3）。 钒产品分为一次产品、二次产品和三次产品，一次产品包括钒矿、钒渣等，二次产品包括五氧化二钒、三氧化二钒等，三次产品包括钒铁、钒氮合金、钒酸盐、钒钛铝合金、钒离子溶液等，用于钢铁、化工、航空航天、储能等应用领域。

钒在钒液流电池中的应用分析

全钒液流电池的原理及优缺点

钒液流电池的结构及工作原理：钒液流电池是利用不同价态的钒离子溶液作为正负极活性物质的一种新型储能和高效转换装置。活性物质分别储存在各自的电解液储罐中，以离子交换膜作为电池组的隔膜，将正负极分开。电解液通过外部泵注入电池堆，流经电极表面并发生电化学反应，在不同储罐和半电池的闭合回路中循环，并通过集流体收集并传导电流，使溶液中储存的化学能转化为电能。这一可逆反应过程使钒液流电池能够顺利完成反复的充电和放电过程。

钒液流电池具有高功率、大容量、高安全性、长寿命等优点。通过增加电极的数量和面积可以有效提高功率，通过增加电解液的体积可以提高钒液流电池的容量。因此，钒液流电池可以达到很高的工作功率和容量。与采用非水系电解液的锂电池不同，钒液流电池采用的是钒离子水溶液作为电解液，大大降低了发生过热、燃烧、爆炸的可能性，更加安全。另外，由于钒液流电池的正负极活性物质只分别存在于正负极电解液中，不像其他电池在充放电过程中会有电极结构的变化（造成容量衰减），因此电池的使用寿命很长。

钒液流电池存在体积大、成本高、对温度要求高等缺点。钒液流电池质量体积大，因此其比能量、比功率远低于其他电池体系，不适用于电动汽车等场景。与锂电池相比，钒液流电池最大的缺点是成本，主要来自于电解液和电池堆，降低二者的成本是行业共识。另外，钒液流电池对环境温度要求严格，正极电解液中的五价钒在高温（45℃以上）下易析出堵塞流道，而电解液在低温（电解液凝固点以下）下易凝固，因此一般工作温度要求在0~45℃之间，这限制了钒液流电池的应用。

全钒液流电池储能系统初期投资成本随着储能时长的增加而不断降低。据张华敏在《全钒液流电池技术进展、不同储能时长系统价格分析及前景》一文中分析，以兆瓦级全钒液流电池储能系统为例，当V2O5价格为10万元/吨时，钒液流电池所用电解液价格约为1500元/kWh，不含电解液的电池储能系统市场价格为6000元/kW。 当储能时长为1小时时，储能系统初始投资成本为7500元/kWh，但当储能时长延长至4小时时，不含电解质部分的价格摊销为1500元/kWh，全钒液流电池储能系统总价格为3000元/kWh。因此，全钒液流电池储能系统工作时间越长，每度电价格越便宜。

钒液流电池全寿命成本较低。由于全钒液流电池电解液可回收利用，其残值率很高。以储能时间为4小时的钒液流电池储能系统为例，废金属残值估算为300元/kW，折合75元/kWh，电解液残值约为原来的70%，即1050元/kWh，总残值为1125元/kWh，实际成本为1875元/kWh。而对于储能时间为10小时的系统，废金属残值折合为30元/kWh，总残值为1080元/kWh，实际成本仅为1020元/kWh。因此，对于全钒液流电池储能系统而言，储能时间越长，其全寿命成本越低。

钒液流电池是大规模、长期储能最有前景的发展方向之一。适合长期、大规模部署的储能形式主要有抽水蓄能、压缩空气储能和钒液流电池。其中抽水蓄能作为目前最为成熟可靠的储能技术，是我国目前投资建设较多的储能形式。抽水蓄能的主要局限性在于项目建设选址要求高、建设周期长。压缩空气储能也是成熟的技术，但系统能量转换效率低、项目选址也受到限制。相比于这两种储能技术，钒液流电池的储能极限低于抽水蓄能，但具有系统安全性高、项目建设周期短、选址灵活等优势。随着技术的进步，钒液流电池的经济性优势将逐步加强，未来有望成为大规模、长期储能的重要技术路线之一。

全钒液流电池发展现状

钒液流电池储能目前市场规模较小。据中国储能网统计，截至2021年，全球储能累计装机规模已达205.3GW，其中抽水蓄能占比最高，达86.4%，电化学储能累计装机规模为21.1GW，占比10.3%。在电化学储能系统中，锂离子电池是最主流的技术路线，占比达93.9%，液流电池装机规模仅为0.26GW，占比1.2%。大规模储能时代的到来给钒液流电池带来了巨大的发展机遇，其高功率、大容量、长寿命、高安全的特性，可以满足大规模长周期储能项目的需求，也符合当下低碳发展的要求。

政策支持将推动钒液流电池商业化。2016年12月，钒液流电池储能产业化技术正式纳入国家《能源技术创新“十三五”规划》并推广实施。在“十四五”新能源发电占比持续提升的背景下，钒电池行业有望迎来全面发展的新阶段。2021年7月，国家发改委、工信部印发的《关于加快推进新能源储能发展的指导意见》明确提出坚持储能技术多元化，实现液流电池长效储能技术商业化早期发展。

我国已初步形成完整的钒液流电池产业链。我国在钒液流电池领域处于世界前列。技术方面，我国已解决了液流电池关键材料、高性能电池电堆、大规模储能系统集成等关键科学与工程问题，取得了一系列技术突破，完成了从实验室基础研究到产业应用的发展历程。我国已形成初步完整的钒液流电池产业链，在电池电堆、双极板、隔膜、电极、电解液等相关领域均有相应的企业从事细分行业的产品研发和生产。

全钒液流电池目前正在各国进行百兆瓦级示范。经过十多年的发展，全钒液流电池储能系统的技术可行性和商业适用性得到了认可。我国的钒液流电池已在智能电网、通信基站、偏远地区供电等项目中得到应用。目前，镇海电网友好型风电场储能项目、国家电投海阳储能示范项目已进入并网阶段。同时，襄阳全钒液流电池一体化电站等项目正在建设中。美国、澳大利亚、日本等国家均已部署钒液流电池储能项目。2022年4月，住友电气工业公司建设的全钒液流电池储能系统在日本北海道岛正式投入使用。

需求分析

全球钒消费量保持平稳增长，2021年突破12万吨。据国际钒技术委员会（IVT）统计，2017年以来全球钒消费量逐年增加，2019年突破10万吨。2021年全球钒消费量达12.04万吨，同比增长9.7%，创五年来最高增速。

中国是全球最大的钒消费国，数据显示，2020年中国钒消费量占全球钒消费总量的60%，位居第一，欧洲和北美分别占12%和10%。自2016年以来，中国钒消费量逐年增加，2020年钒消费量达6.56万吨，同比增长22.6%，为近5年来最高增幅。2020年全球其他地区钒消费量为4.42万吨，同比下降8.9%。受新冠疫情影响，2020年中国以外地区钒消费量下降，全球钒消费进一步向中国集中。

钒目前主要用于钢铁行业，占消费量的90%以上。数据显示，2020年全球约92.7%的钒用于钢铁行业，主要为钒铁、钒氮等合金产品；约3.5%的钒用于化工和催化剂领域，产品包括氧化钒、钒酸铵、硫酸氧钒等；钛合金领域用钒占比约2.1%，储能领域钒消费占比为1.7%。由于2020年中国粗钢产量增加，海外粗钢产量减少，国内用于钢铁行业的钒消费占比更高，达到96.6%，而用于钛合金、化工/催化剂和储能领域的消费占比仅为1.4%、1.8%和0.2%。 钢铁行业是当前钒消费的主导力量。（报告来源：未来智库）

钢铁行业钒消费量预测

我国钢铁行业钒的使用主要集中在螺纹钢筋产品上。钒在钢铁工业中主要作为合金添加剂使用，以钒铁、氧化钒铁、钒氮合金等形态存在。根据世界钢铁协会的数据，2021年全球粗钢产量19.52亿吨，同比增长3.8%。钢铁产量的持续增长是钒消费量增长的重要动力。我国钢铁行业钒的使用主要集中在螺纹钢筋上。根据《“十三五”钒行业市场分析及发展趋势预测》（丁瑞锋撰稿）一文的数据，2020年，钢筋用钒占国内钢铁行业用钒量的70%。

钢铁中钒消费强度持续提升，支撑钒消费稳步增长。数据显示，2018年以来，我国钢铁中钒消费强度持续上升，2020年达到57g/t(金属量)，首次超过全球平均水平。我国钢铁中钒消费强度的提升，主要受到螺纹钢新国标的影响。2018年11月1日，螺纹钢新国标(GB/T 1499.2-2018)正式实施，要求每吨螺纹钢钒铁含量提高0.02‰-0.03‰以提高性能。与北美、欧洲等发达国家相比，我国钢铁中钒消费强度仍有提升空间，未来有望继续支撑钒消费平稳增长。

预计钢铁行业钒消费量将保持小幅增长趋势。考虑到中钢协提出2025年全国粗钢产量将降至10亿吨以下，我们预计未来我国粗钢产量将小幅下降，全球粗钢产量将保持小幅增长趋势。另一方面，2018年螺纹钢新国标出台后，我国钢铁用钒量相应增加。我们预计2025年国内钢铁行业用钒量为6.55万吨，对应钢中钒消费强度为66g/t。 预计2025年全球钢铁行业用钒量为12.45万吨，对应2021年至2025年复合年增长率为3.4%。展望2030年，我们预计国内钢铁行业用钒量为6.59万吨，单位钒消耗量的增加将被粗钢产量的下降所抵消。预计全球钢铁行业用钒量为13.67万吨，2025年至2030年复合年增长率为1.9%。

储能行业钒消费量预测

2021年全球储能市场累计装机规模已超过200GW。据中关村储能产业技术联盟（CNESA）统计，截至2021年底，全球已投运储能项目累计装机规模达203.5GW，同比增长6.5%，2016-2021年复合年增长率为3.5%。从国内储能装机规模来看，2021年中国储能累计装机规模达43.4GW，同比增长21.9%，占全球累计装机规模的21.3%，2016-2021年复合年增长率为12.3%，增速明显快于全球平均水平。

预计2026年中国新能源储能市场累计装机规模将超过40GW。据中关村储能技术联盟统计，2021年中国新能源储能累计装机规模达5.73GW，同比增长74.5%。未来以锂离子电池、钠离子电池、全钒液流电池为代表的新能源储能市场有望继续保持快速增长。根据中关村储能技术联盟保守情景预测，2026年中国新能源储能市场累计装机规模有望达48.51GW，2021-2026年CAGR达53.3%。

预计至2030年，中国钒液流电池累计装机规模有望达到24GW。据统计，2021年中国钒液流电池装机规模新增0.13GW。2022年，中国将有大量钒液流电池储能项目开工，预计年新增装机规模达0.6GW。未来在政府补贴持续投入、产业链成熟发展、规模经济降本等因素影响下，钒液流电池渗透率有望逐步提升。预计2025年中国钒电池新增装机规模将达2.3GW，2030年将达4.5GW，2022-2030年累计将达24GW。

未来10年全球全钒液流电池装机量预计年均增长40%。根据预测数据，到2031年，全球全钒液流电池装机量将达到32.8GWh，2022-2031年年均复合增长率为41%。亚太地区2031年装机量将达到14.5GWh，年均复合增长率为37.4%，北美地区为5.8GWh，西欧地区为9.3GWh。

预计2030年全球全钒液流电池钒消耗量将超过10万吨。受益于储能行业的蓬勃发展，预计新型储能市场规模仍将保持较高增速，全钒液流电池渗透率也将快速上升。 基于钒液流电池在新能源储能市场不同渗透率假设，我们测算在乐观/中性/悲观情景下，2030年国内新增钒液流电池装机量分别为14.5/11.6/10.5 GWh，海外新增钒液流电池装机量分别为18.4/14.7/13.3 GWh。由此测算2030年全球钒储能行业用钒量分别为12.9万/10.3万/9.3万吨。乐观情景下，受益于钒液流电池需求，到2030年全球钒需求量预计将增长一倍。

预计到2030年储能领域用钒占比将提升至40%以上。我们预测到2025年钢铁行业仍为全球钒消费结构主体，占全球钒消费比重约77.1%，储能领域占比为17.3%。随着新增储能装置规模的不断扩大和钒液流电池渗透率的提升，我们预计到2030年全球钒消费结构中储能领域用钒占比将上升至41.3%，钢铁领域用钒占比将下降至54.8%，钒合金和催化剂占比分别为1.3%和2.6%。 储能领域用钒的快速增长将对钒的消费结构产生重要影响，未来有望成为钢铁行业以外最主要的钒消费领域。

供应分析

全球钒资源概况

全球钒资源主要分布在中国、俄罗斯、南非和澳大利亚。根据美国地质调查局（USGS）数据，2021年全球已探明钒储量约2400万吨（金属量）。其中，中国钒储量高达950万吨，占比39%，其次是澳大利亚、俄罗斯、南非，储量占比分别为25%、21%、14%。中国是全球钒资源储量最多的国家。

我国钒矿资源及产能主要集中在四川攀枝花、河北承德、辽宁朝阳等地。据《2020年钒产业年度评估》（陈东辉等）一文分析，四川攀枝花矿区钒钛磁铁矿探明储量近百亿吨，居全国第一位，河北承德、辽宁朝阳钒钛磁铁矿储量分别位居全国第二、第三位。我国主要钒产业及产区基本形成：1）四川主产区（10万吨氧化钒产能区），是我国乃至世界最大的钒产品产区； 2）河北主产区（4万吨氧化钒产能区域）是中国、世界第二大钒产品产区；3）辽宁主产区是全球钒资源、钒提取技术、钒产品最齐全的特色产区。

全球钒产量概况及发展趋势

中国是全球最大的钒生产国，占产量的2/3。根据美国地质调查局的数据，全球钒产量自2018年以来呈上升趋势，2021年全球钒总产量为11万吨。其中，中国产量排名第一，2021年总钒产量为7.3万吨，占全球产量的67.4%。其次是俄罗斯、南非和巴西，产量分别为1.95万吨、9100吨和6700吨，占比分别为18%、8%和6%。

全球主要钒生产商总产能约为10万金属吨，行业集中度较高。根据《钒行业“十三五”市场分析及发展趋势预测》（丁瑞锋等）数据，全球钒生产商主要分布在中国、俄罗斯、南非等国家。其中鞍钢集团攀枝花钢铁有限公司为全球最大钒生产商，产能约为2.24万金属吨。俄罗斯耶夫拉兹集团和中国河钢集团成钢公司分别为全球第二、第三大钒公司，产能分别为1.74万、1.57万金属吨。 全球主要钒公司产能合计为10.48万金属吨，2020年总产量为9.34万金属吨，占全球钒总产量的80%以上，行业集中度较高。

全球钒产量主要来源于钒渣提炼，供给增长受限。据《全球钒产业发展报告2020》（吴优）一文分析，2020年全球钒产量中约13.8%来自钒钛磁铁矿直接提钒，约74.8%来自钒钛磁铁矿经钢铁冶金加工获得的钒渣，其余来自含钒副产物（含钒燃料油灰、废化工催化剂等）和含钒石煤的二次回收。在中国，钒产量主要来源于钒渣，占比高达87%，而钒钛磁铁矿直接提钒仅占0.3%。可见，现有钒市场的产能扩张受到钢铁产能的制约。

未来石煤提钒产量有望小幅增长。石煤是除钒钛磁铁矿之外另一重要的含钒矿产资源，其矿物成分以石英为主，包括碳质、高岭石和云母矿物，矿石成分及钒的赋存形态较为复杂。传统的石煤提钒工艺是将含钒石煤与氯化钠混合后经高温焙烧实现钒的提取。由于提钒过程中易产生大量含HCl和氯气的废气，且钒的提取率较低，在国家环保力度加大的背景下，该工艺的发展面临诸多限制。由于环保处理成本较高，石煤提钒的成本也高于钒渣提钒，使得该工艺对钒价的敏感度更高。 根据文章“分析和发展趋势在第13个五年计划中对钒市场的预测”（由Ding 撰写），从2016年到2020年，我所在国家的石煤生产逐渐恢复，而钒的产量达到了12,480吨（在2020年的V2O5）中达到了一项，一些国内企业仍在使用石煤（例如西部采矿）建立钒提取项目，预计从石煤中提取钒的产量将在未来略有增加。

世界上新的钒生产项目的数量相对较少，迄今为止，供应方的增长尚未开始建设新矿山，并且没有重大的扩张项目或恢复项目的整体供应。一方面，近年来，企业一方面，从新的钒提取项目和石煤提取能力来看，随着液体流量电池的钒消费量的预期增加，国内钒生产能力的扩大显示出恢复的迹象。

价格分析

钒的价格受到许多因素的影响，包括政策环境，经济环境和应用领域。政策和其他因素。钒的价格继续下降到2015年，并在2016年开始反弹。受到全球经济衰退的影响，钢铁行业继续迟钝，导致钒工业的严重挫折。 此外，由于成本，环境保护和采矿事故，基于石油的钒提取企业和与加工相关的钒企业经历了大规模的关闭和生产的削减，而相关的企业的运营速度却不到20％。钒电池和由于钒产量的不断减少，钒的价格开始巩固和反弹而导致的钒供应短缺，并迅速恢复到2013年的水平，并在2016年底超过80,000元/吨。

从2017年到2018年，受到新的国内钢筋标准的影响，钒的价格在2017年急剧上涨，这需要全面消除“不合格的钢铁”，这导致了国内钒股的持续下降。 2017年，中国对钒的进口的禁令进一步加剧了该行业的供应与需求之间的矛盾，这使钒的价格一直上升，因为下游采购的抵抗力以及竞争元素的替代者（例如尼古尔和锰）的替代品再次上涨。 在2018年颁布了新的国家钢制标准之后，钒供应的短缺加剧了，再加​​上中间交易者的猜测，钒的价格飙升了，在2018年底爆发了历史高峰，价格在500,000 Yuan/ton的价格上均在2019年的价格下降。为了恢复和扩展钒工业，再加上尼伯族在高强度微合同钢筋的生产和应用中，钒工业遭受了严重的过度供应，而钒的价格急剧下降。 尽管国内消费量在2020年继续上升，因为海外价格下降而导致的进口量首次成为钒的净值，而国内的钒价格在2021年之后下跌，而在家中的经济恢复后，全球范围开始了。 21受到中国钢铁行业的生产限制政策的影响，对钢钒的需求下降了，钒的价格在短期内下降。

钒的价格与供应的不平衡是高度的。由环境保护政策造成的，钒工业的供应短缺，大约一年内，钒的价格上涨了400％以上。

流动电池中使用的钒的数量正在迅速增长，而供应方面的增长速度缓慢，并且钒的价格可能会根据上述预测数据升高。钢铁行业的增长放缓导致钒矿石供应的增长有限，由于环境保护和成本等因素，从石煤中提取钒的未来扩张空间受到限制。 基于以下假设：在过去的10年中，在气流电池安装的乐观情况下，过去10年的供应增长率可以持续下去，预计全球气泡式供应差距将在2025年达到30,000吨，并且差距将在2030年扩大到96,000吨，到2030年的96,000吨。供应量的增长可能会导致供应量的增长，这可能会刺激了瓦纳德（Parad）的刺激范围。

钒价格上涨的限制之一：的替代效果是同一家族的相邻元素。引起了钒的价格，从2017年到2019年，九片对钒的替代作用变得突出，因为曼力盆地的进口量超过30％，因为钒价格下降了。 如果未来由于钒用于储能的增加而将来的价格上涨，则尼伯族对钒的替代效应可能会再次出现，从而抑制了钒的价格。

钒价格上涨的第二个限制是，由于钒价格上涨，钒流动电池对钒价格的敏感性。储能时间为4小时，钒流量电池储能系统的总价格为3,000元/千瓦时，其中含钒的电解质的成本为1,500元/千瓦时，占50％，货物原料的成本为800 yuan/kWh，占27％。 如果钒的价格在2018年上升到500,000元/吨的历史，钒原料的成本将增加到4,000元/千瓦时，导致该系统成本上升到7,000元/千瓦时，而钒原料的比例以成本的速度增加了，那么范围均超过50％。流量电池的速率可能不会像预期的那样增加，从而抑制了钒价格的上涨（报告来源：未来的智囊团）

关键公司分析

赫斯特

公司资料：Hebei Iron＆Steel Co.，Ltd。位于Hebei省。这是由 Iron＆Steel Co.， Iron＆Steel Co.和 Vanad Titan Co的合并。钒钢冶炼和钒产品的生产，并拥有世界上第一个“有效的钒提取和清洁生产线的亚糖盐法”。 主要的气钒产品包括五氧化氢盐（片剂，粉末），氧化钒，野牛，硝酸盐，氮化氢，钒铝合金等准备系统。

收入和净利润：2021年，钢铁价格同比上涨，钢铁行业的总体运作良好，该公司的收入为146.3亿元人民币，同比增长39.0％，净利润可归因于母公司的26.9亿次降低，这是26.9亿YUAN的次数均提高了58.3％的竞争。 INED导致公司产品的盈利能力下降。

收入和利润结构：钢铁业务是公司收入和利润的主要来源，目前，钢铁业务分别占公司收入和毛利的93.9％

2018年之后，该公司的钒产品毛利率持续下降，受到钒价格迅速上涨的影响，该公司的化学业务毛利率从2016年的18.5％增加到2018年的49.7％。2018年之后，的价格逐渐下降，逐渐下降到2021年，钢铁业务毛利率为11.1％，钒产品的毛利率明显高于2022年第一季度的钢铁产品。

自2019年以来，公司的钢铁产量一直在下降，钒产品的产量显着增加。受环境保护的限制和容量降低，公司的生产力钢和粗钢生产逐年下降，产量为2531万吨和2568万吨。增加了熔融铁的钒含量和每个系统的钒回收率，并通过深入的技术研究进行过程，该公司目前的生产能力大大增加。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如果您需要使用相关信息，请参阅原始报告。）

选定的报告来源：[未来智囊团]