2023釩液流電池優勢、產業鏈及相關企業分析報告.pdf

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1、2023 年深度行業分析研究報告 內容目錄內容目錄儲能市場高速增長，新型儲能蓬勃發展儲能市場高速增長，新型儲能蓬勃發展.5 5新型儲能方式介紹.5政策+經濟性雙輪驅動，儲能迎來爆發式增長.5釩電池兼具靈活與安全，是儲能的可靠手段釩電池兼具靈活與安全，是儲能的可靠手段.1010釩電池基本結構與特性.10釩電池高安全、長壽命、靈活性高，是長時儲能的有效方式.12政策持續加碼，釩電池產業化進程加速.142026 年液流電池新增裝機量有望達到 19.6GWh.15產業鏈：電堆與電解液是核心組成部分產業鏈：電堆與電解液是核心組成部分.1717釩資源：國內儲量豐富，釩產能充足.17離子膜：國產替代正當時.

2、19電極：碳素類材料為主流路線，國內企業配套能力強.21雙極板：電堆重要結構件.22電堆：釩電池核心功率單元.23電解液：核心能源單元，殘值高回收價值大.24釩電池產業鏈企業梳理釩電池產業鏈企業梳理.27270WsVXZQYhZNAaQ9R7NtRmMoMoNfQqQpQiNtRoQ6MoOzQvPtQtPwMtRqM圖表圖表目錄目錄圖1：儲能技術分類.5圖2：全球新型儲能累計裝機規模（GW）.6圖3：全球新型儲能新增裝機規模（GW）.6圖4：2022 年底全球儲能市場累計裝機規模（GW、%）.6圖5：2023 年 7 月全國各地代理電價峰谷價差（元/kWh）.8圖6：2022 年全球戶用儲能

3、新增裝機分布情況.8圖7：德國電價指數 KWK-Preis（EUR/MWh）.9圖8：美國主要州際交易所電力加權平均價格（USD/MWh）.9圖9：全釩液流電池結構示意圖.10圖10：釩電池發展歷程.10圖11：全球液流電池累計裝機規模（MW）.11圖12：國內液流電池累計裝機規模（MW）.11圖13：釩電池電堆結構圖.11圖14：1MW/4MWh 釩電池系統成本構成.12圖15：釩液流電池儲能系統輸出功率與儲能容量可以獨立設計.13圖16：不同儲能時長下全釩液流電池儲能系統價格（元/Wh）.14圖17：釩電池產業鏈示意圖.17圖18：2022 年全球釩資源儲量分布（折金屬釩，萬噸）.17圖1

4、9：2022 年全球釩資源產量分布（折金屬釩，萬噸）.17圖20：國內金屬釩主要生產方式.18圖21：2021 年各家企業金屬釩產能（折五氧化二釩，萬噸）.18圖22：2021 年全球釩資源的消費結構.18圖23：2022 年全球釩資源的消費結構.18圖24：五氧化二釩售價（萬元/噸）.19圖25：液流電池電堆結構圖.23圖26：大連 200 MW/800 MWh 儲能示范電站模塊化結構示意圖.23表1：儲能電池細分應用領域介紹.6表2：部分省份強制配儲政策.7表3：全球新型儲能市場裝機情況（GWh）.9表4：釩電池系統主要組成結構及各組分的功能.11表5：幾種電化學儲能技術對比.12表6：三

5、種長時儲能技術的特性對比.13表7：國內外釩液流電池相關政策.14表8：2023 年初以來釩液流儲能項目簽約情況（截至 2023 年 7 月 21 日）.15表9：全球液流電池新增裝機規模預測.16表10：不同五氧化二釩價格對應的電解液成本測算.19表11：離子膜的性能要求.19表12：釩電池離子膜的分類.20表13：國內外部分企業全氟磺酸膜性能對比.20表14：國內部分全氟磺酸膜生產企業情況.21表15：不同釩電池電極材料對比.21表16：部分國內電極材料生產企業情況.22表17：雙極板材料對比.22表18：部分國內企業雙極板布局情況.23表19：部分國內企業釩電池電堆布局情況.24表20：

6、不同支撐電解質的釩電池性能對比.25表21：不同儲能時長釩電池實際投資成本情況.25表22：部分釩電池電解液企業情況.26表23：釩電池產業鏈部分公司情況梳理.27儲能市場高速增長，新型儲能蓬勃發展儲能市場高速增長，新型儲能蓬勃發展新型儲能方式介紹新型儲能方式介紹新型儲能具有選址靈活、響應快速等優勢。新型儲能具有選址靈活、響應快速等優勢。按照存儲介質的不同，儲能技術可劃分為電儲能、熱儲能、化學儲能等。新型儲能則是指除抽水蓄能以外的儲能技術，主要包括鋰電池儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、液流電池、氫（氨）儲能等。相對于抽水蓄能，新型儲能具有建設周期短、選址靈活、響應快速、調節能力強等優勢，能夠為電

7、力系統提供多時間尺度、全過程的調控能力。圖1：儲能技術分類資料來源：派能科技招股說明書，謝小榮等.新型電力系統中儲能應用功能的綜述與展望J.中國電機工程學報（2023），國信證券經濟研究所整理政策政策+經濟性雙輪驅動，儲能迎來爆發式增長經濟性雙輪驅動，儲能迎來爆發式增長全球全球新型新型儲能市場規模持續增長儲能市場規模持續增長。新型儲能近年來呈現高速發展態勢，根據 CNESA數據，2022 年全球新型儲能累計裝機量達到 45.8GW，同比增長超 80%；新增新型儲能裝機量為 20.4GW，同比增長超 99%。截止 2022 年末，全球新型儲能項目中94%為鋰離子電池儲能項目、0.6%為液流電池儲

8、能項目。根據應用場景不同，儲能可以分為電源側儲能、電網側儲能、用戶側儲能等。根據 CESA 數據，2021 年全球電化學儲能中電源側/電源側輔助服務/電網側/分布式及微網/用戶側等場景裝機規模占比分別為 30.9/32.1/26.6/4.2/6.2%。圖2：全球新型儲能累計裝機規模（GW）圖3：全球新型儲能新增裝機規模（GW）資料來源：CNESA，國信證券經濟研究所整理資料來源：CESA，國信證券經濟研究所整理圖4：2022 年底全球儲能市場累計裝機規模（GW、%）資料來源：CNESA，國信證券經濟研究所整理；注：鈉系電池主要為鈉硫電池表1：儲能電池細分應用領域介紹領域領域系統帶電量系統帶電量

9、作用作用主流電池產品主流電池產品電源側發電電網側：MWh 以上；獨立儲能:MWh 以上；工商業儲能:0.2-10MWh調峰調頻、可再生能源并網、輔助動態運行等100/200/280Ah電網側100KWh 以下緊急備電20/50Ah/100Ah用戶側0.5-20KWh峰谷價差套利、電力自發自用等50/100Ah資料來源：高工鋰電，國信證券經濟研究所整理表前儲能（電源側儲能（含輔助服務）表前儲能（電源側儲能（含輔助服務）+電網側儲能）：政策引領行業快速發展電網側儲能）：政策引領行業快速發展中國中國：強制配儲政策刺激表前儲能市場發展強制配儲政策刺激表前儲能市場發展，商業模式演變優化儲能經濟性商業模式

10、演變優化儲能經濟性。根據 CNESA 數據，2022 年國內電化學儲能新增裝機規模為 7.3GW/15.9GWh，同比+200%/+280%；其中新增表前儲能裝機占比超 92%。儲能配置優化新能源發電靈活性儲能配置優化新能源發電靈活性，強制配儲政策加快國內表前儲能發展強制配儲政策加快國內表前儲能發展。從電源側來看，配置儲能能夠有效減少廢光廢風率、平滑輸出功率曲線，提高新能源項目經濟效益；從電網側來看，儲能產品能夠有效參與電力市場輔助服務（包括調頻調峰、無功調節等）。20212021 年以來年以來，國家在儲能政策上持續加碼國家在儲能政策上持續加碼。2021 年 8 月發改委、能源局發布關于鼓勵可

11、再生能源發電企業自建或購買調峰能力增加并網規模的通知，鼓勵發電企業自建儲能或調峰能力增加并網規模，超過電網企業保障性并網以外的規模初期按照功率 15%的掛鉤比例（時長 4 小時以上）配建調峰能力，按照 20%以上掛鉤比例進行配建的優先并網，國家強制配儲政策正式推出。隨后各地方政府分別推出相應配儲政策，國內表前儲能市場進入快速發展期。表2：部分省份強制配儲政策省份省份強制配儲要求強制配儲要求主要內容主要內容陜西10%20%、2h新增集中式光伏發電項目，陜北、關中地區和延安市按照 10%配儲；榆林市按照 20%配儲河南10%20%I 類區新能源項目配儲比例 10%、時長為 2h；類區配儲比例 15

12、%、時長為 2h；類區配儲比例20%、時長為 2h山東10%、2h風電、光伏項目配 10%、2h 儲能貴州10%2021 年新增光伏項目,在消納受限區域需配 10%儲能寧夏10%、2h新能源項目儲能配置比例不低于 10%、連續儲能時長 2 小時以上福建10%2021 年提出要優先落地一批 30 萬千瓦集中光伏試點項目,儲能配置比例不低于 10%廣西15%20%、2h光伏配儲比例 15%、時長為 2h；風電配儲比例 20%、時長為 2h河北10%20%、4h冀北電網區城圍場、豐寧兩縣壩上地區所有風電、光伏發電項目按照 20%、4 小時，其他區域按照 15%、4 小時配置儲能裝置；河北南網區域所有

13、光伏發電項目按照 10%、4 小時配置儲能裝置(或20%、2 小時)配置儲能裝置。安徽10%、1h儲能電站配置比例不低于 10%、連續儲能時長 1 小時內蒙古15%、4h新增負荷所配置的新能源項目配建儲能比例不低于新能源配置規模的 15%（4 小時）甘肅5%+、2h河西 5 市配置 10%以上、2h 儲能；其他地區配置 5%以上、2h 配套儲能設施海南10%每個申報光伏平價上網項目規模不得超過 10 萬千瓦，且需配套建設 10%的儲能裝置。青海10%、2h新建新能源項目，儲能容量原則上不低于新能源項目裝機量的 10%，儲能時長 2 小時以上。江西10%、1h2021 年新增光伏發電競爭優選的的

14、項目，可自愿選擇光儲一體化的建設模式，配置儲能標準不低于光伏電站裝機規模的 10%容量/1 小時，儲能電站原則上不晚于光伏電站同步建成。天津10%20%單體超過 50MW 項目,光伏配儲 10%、風電儲能 15%湖南10%、2h光伏項目配儲 5%、2h,風電項目配儲 15%、2h；新增項目配建儲能電站應與主體工程同步投產使用,存量項目(指 2021 年前取得指標的項目)應于 2022 年底前落實配建儲能容量資料來源：各省發改委、能源局官網，北極星儲能網，國信證券經濟研究所整理商業模式優化，增益儲能項目經濟性。商業模式優化，增益儲能項目經濟性。在強配政策背景下，各地方政府紛紛提出政策補貼優化儲能

15、項目經濟性。同時，共享儲能等商業模式的提出，通過服務多個發電項目的模式，減少新能源項目初始建設資本開支、提高資源利用效率，優化配儲經濟性。美國美國：補貼激勵行業發展補貼激勵行業發展。根據 CNESA 數據，2022 年美國新型儲能新增裝機規模達到近 4.9GW，同比+39%；其中表前儲能裝機占比超 90%。聯邦政策和地方政策對行業發展具有積極影響。2022 年 8 月，美國正式發布 IRA 法案，針對儲能提出延長 ITC 稅收抵免有效時間且放寬抵免要求：1 1）抵免有效期延長：）抵免有效期延長：此前版本 2022年抵免比例開始滑坡，現行版本 2033 年之后再滑坡。2 2）抵免力度增加：）抵免

16、力度增加：稅收抵免由基礎抵免+額外抵免構成，其中基礎抵免額度由過去最高的 26%提升至 30%、結合額外抵免后最高可抵免稅收的 70%。3 3）獨立儲能納入）獨立儲能納入 ITCITC 補貼范圍。補貼范圍。用戶側儲能：剛需用戶側儲能：剛需+電價高企助推發展電價高企助推發展國內峰谷價差拉動工商業儲能發展。國內峰谷價差拉動工商業儲能發展。據中關村儲能產業技術聯盟統計，2023 年 7月全國各地代理電價峰谷價差均值為 0.76 元/KWh，高于 2022 全年價差 0.70/kWh，與 2023 年 6 月價差相比略有上漲；已有 18 個地區峰谷價差達到工商業儲能實現經濟性的門檻價差 0.70 元/

17、kWh。隨著部分區域的尖峰電價機制建立，給工商業儲能帶來了更大應用空間。圖5：2023 年 7 月全國各地代理電價峰谷價差（元/kWh）資料來源：中關村儲能產業技術聯盟，國信證券經濟研究所整理戶儲市場高速增長，美國戶儲市場高速增長，美國&歐洲引領發展。歐洲引領發展。根據 EV Tank 數據，2022 年全球戶用儲能新增裝機量為 15.6GWh，同比+136%；其中歐洲占比高達 36%以上。圖6：2022 年全球戶用儲能新增裝機分布情況資料來源：EV Tank，國信證券經濟研究所整理電價偏高電價偏高+用電穩定性推動戶儲市場發展用電穩定性推動戶儲市場發展：1 1）災害頻發下用電穩定性需求推動戶災

18、害頻發下用電穩定性需求推動戶儲發展儲發展。美國的電力設施相對老舊且各州電網相對獨立，相互之間難以調度協同，在颶風、暴風雪等自然災害頻發影響下，居民會遇到用電中斷等問題。戶儲能夠有效保障居民用電的穩定性。2 2）居民用電偏高居民用電偏高，戶儲經濟性明顯戶儲經濟性明顯。近年來通貨膨脹影響下能源價格持續居高不下，海外居民電價高、上網電價低，政策給予稅收優惠及資金補貼下戶儲具有較高經濟性。圖7：德國電價指數 KWK-Preis（EUR/MWh）圖8：美國主要州際交易所電力加權平均價格（USD/MWh）資料來源：EIA，國信證券經濟研究所整理資料來源：EEX，國信證券經濟研究所整理我們預計我們預計 20

19、232023 年全球新型儲能裝機有望達到年全球新型儲能裝機有望達到 133GWh133GWh，20262026 年全球新型儲能新增年全球新型儲能新增裝機量有望達到裝機量有望達到 810GWh810GWh，2023-20262023-2026 年均復合增速達到年均復合增速達到 82%82%。分地區來看，2026 年美國/歐洲/中國新增裝機量分別為 197/185/310GWh；分應用場 景 來 看，表 前 儲 能/工 商 業 儲 能/戶 用 儲 能 2026 年 新 增 裝 機 分 別 為548/75/187GWh。表3：全球新型儲能市場裝機情況（GWh）20212021202220222023

20、E2023E2024E2024E2025E2025E2026E2026E美國表前儲能9103271120169戶用儲能125101621工商業儲能001357小計11123884141197YOY16%211%120%69%39%歐洲表前儲能3410224259戶用儲能26153669104工商業儲能11481522小計5102867126185YOY100%171%137%89%47%中國工商業儲能025112131表前儲能41441103186279小計51646115207310YOY224%189%150%80%50%其他地區（日本、韓國、澳大利亞等）戶用儲能2410234362工商業

21、儲能01261015表前儲能1110183242小計35214785119YOY114%294%120%80%40%全球戶用儲能5112970128187工商業儲能2412285075表前儲能172993215381548合計合計2344133312559810YOYYOY93%204%134%79%45%資料來源：WoodMackenzie，ACP，Delta-EE，EASE，SPE，CNESA，GGII，國信證券經濟研究所整理與預測釩電池兼具靈活與安全，是儲能的可靠手段釩電池兼具靈活與安全，是儲能的可靠手段釩電池基本結構與特性釩電池基本結構與特性全釩液流電池全釩液流電池（簡稱釩電池簡稱釩電

22、池）是以釩為活性物質呈循環流動液態的電池是以釩為活性物質呈循環流動液態的電池。釩電池工作原理為使用外接泵把電解液壓入電堆體內，在機械動力作用下電解液在不同的儲液罐和半電池的閉合回路中循環流動、流過電極表面并發生電化學反應，隨后雙電極板收集和傳導電流，從而使得儲存在溶液中的化學能轉換成電能。圖9：全釩液流電池結構示意圖資料來源：融科儲能官網，國信證券經濟研究所整理釩電池最早由 A.Pellegri 等人于 1978 年提出，1988 年開啟工程化發展，目前日本、中國、澳大利亞、加拿大、美國等處于全球技術第一梯隊。當前下游需求未打開，釩電池裝機規模較小，截至 2022 年底全球液流電池（以釩液流電

23、池為主）累計裝機規模為 274.2MW，在全球新型儲能中占比 0.6%。其中中國液流電池累計裝機為 157.2MW，在國內新型儲能中占比 1.2%。圖10：釩電池發展歷程資料來源：張華民,液流電池技術,化學工業出版社,(2015.1)，國信證券經濟研究所整理圖11：全球液流電池累計裝機規模（MW）圖12：國內液流電池累計裝機規模（MW）資料來源：CNESA，國信證券經濟研究所整理資料來源：CNESA，國信證券經濟研究所整理釩電池系統主要由功率單元釩電池系統主要由功率單元、能量單元能量單元、電解液輸送系統電解液輸送系統、電池管理系統電池管理系統、儲能儲能逆變器等組成逆變器等組成，其中功率單元和能

24、量單元是核心構件。其中功率單元和能量單元是核心構件。功率單元功率單元-電堆電堆主要由離子膜、電極、密封墊、電極框、雙極板等構成。電堆是系統的重要部件，是發生電化學反應的主要場所，其數量和大小影響了釩電池功率。能量單元能量單元-電解液電解液是不同價態的釩離子水溶液（正極為+4/+5 價，負極為+2/+3 價），其分別存儲在正負極儲液罐中。電解液的體積和濃度決定了釩電池的儲能容量。表4：釩電池系統主要組成結構及各組分的功能組成組成主要部件主要部件功能功能功率單元電堆（包括電極、離子膜、電極框、密封墊、雙極板、集流板、導流板、緊固件、端板等）發生電化學反應的主要場所，決定了電池的功率大小能量單元電解

25、液、儲液罐存儲反應所需的活性物質（釩離子），決定了電池的儲能容量電解液輸送系統循環泵、管路、閥門等系統運行時，負責將電解液從儲液罐輸送到電堆，反應后再使電解液從電堆回流至儲液罐中電池管理系統傳感器（監測溫度、壓力、電壓、電流、漏液等）、電動閥門、單向閥門、電力開關實現各電堆、設備儀表、儲能標準單元運行狀態參數的監測、分布式控制及聯鎖保護，保證系統正常運行儲能逆變器電子元器件（IGBT、電容、電感、電抗等）、機柜、機箱將系統儲存的直流電轉換為交流電資料來源：姜鵬等.電解液輸送系統對全釩液流電池儲能系統性能影響.電源技術（2023），張華民,液流電池技術,化學工業出版社,(2015.1)，國信證券

26、經濟研究所整理圖13：釩電池電堆結構圖資料來源：張華民.全釩液流電池技術最新研究進展.儲能科學與技術（2013），國信證券經濟研究所整理釩電池中電解液與電堆的成本占比較高釩電池中電解液與電堆的成本占比較高。電解液一次成本占總成本的 35%，其中五氧化二釩占電解液成本 60%左右（V2O5按 13 萬元/噸計算）。電堆成本占總成本的 35%，而電堆成本中 55%來自于離子傳導膜。其他裝置（如管路與控制系統、循環泵等）占總成本的 30%。圖14：1MW/4MWh 釩電池系統成本構成資料來源：張華民等.全釩液流電池技術最新研究進展.儲能科學與技術（2013），張華民.全釩液流電池的技術進展、不同儲能

27、時長系統的價格分析及展望.儲能科學與技術（2022），國信證券經濟研究所整理釩電池高安全、長壽命、靈活性高，是長時儲能的有效方式釩電池高安全、長壽命、靈活性高，是長時儲能的有效方式釩電池安全穩定，契合儲能電站對安全性的高要求。釩電池安全穩定，契合儲能電站對安全性的高要求。據 CNESA 不完全統計，2022年全球共發生了 18 起儲能安全事故，百兆瓦級的事故項目數明顯多于往年。2022年，國家能源局在防止電力生產事故的二十五項重點要求(2022 年版)(征求意見稿)中提出中大型電化學儲能電站禁用三元鋰電池和鈉硫電池，對儲能電站安全性進行更高要求。鋰離子電池內部短路、熱失控進而導致有機電解液分解

28、、氣化、燃燒，是鋰電電站起火爆炸的主要原因。而釩電池的電解液是水溶液，具有本征安全性；同時循環流動的工作方式還能幫助電池系統快速散熱，安全性高。表5：幾種電化學儲能技術對比性能指標性能指標鉛碳電池鉛碳電池磷酸鐵鋰電池磷酸鐵鋰電池液流電池液流電池鈉硫電池鈉硫電池全釩液流電池全釩液流電池鋅溴液流電池鋅溴液流電池功率上限十兆瓦級兆瓦級百兆瓦級百兆瓦級十兆瓦級能量密度（Wh/kg）306013020015507585100250循環壽命（次）500（鉛酸電池）3000（鉛碳電池）25005000160002500500020004500服役壽命（年）5515155儲能系統效率75%85%85%90%7

29、5%85%70%80%80%容量衰減后不可恢復衰減后不可恢復可在線再生可在線再生衰減后不可恢復電池一致性良好較差好好好安全性好安全性可接受，但鉛會污染土壤和水源一般需要單體監控，安全性能已有較大突破好比較好存在溴蒸汽泄露風險中不可過充電；鈉、硫的滲漏存在潛在安全隱患工作溫度（）充電：045放電：-2055充電:045放電:-20555402050300350深度充放電能力不能深度充放電適宜 15%85%SOC 使用，深度充放電影響壽命在 0100%SOC 使用，深度充放電對壽命無影響在 0100%SOC 使用，深度充放電對壽命無影響適宜 15%85%SOC 使用，深度充放電嚴重影響壽命資料來源

30、：中能建東北院蔡世超儲能在電力系統中的應用主題報告（2020.09），李先峰等.能源革命中的電化學儲能技術.中國科學院院刊（2019），國信證券經濟研究所整理釩電池安裝靈活釩電池安裝靈活、建設周期短建設周期短、壽命長壽命長，有望成為有效的長時儲能方式有望成為有效的長時儲能方式。長時儲能一般是指可以持續充放電 4 小時以上的儲能技術，包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、重力儲能、液流電池儲能等。長時儲能側重于解決峰谷時期供需匹配等經濟性問題，能夠提升新能源消納能力。與抽水蓄能、壓縮空氣儲能等長時儲能技術相比，釩電池不受地理和地質條件約束、選址靈活，且項目建設周期短、對環境影響較小，在長時儲能領域前景廣闊

31、。表6：三種長時儲能技術的特性對比項目項目抽水蓄能抽水蓄能壓縮空氣儲能壓縮空氣儲能全釩液流電池全釩液流電池能量轉換效率（%）7020-5075響應時間分鐘小時分鐘小時毫秒秒建設周期（年）7.010.01.50.5適合規模100MW10GW10MW1GW100kW500MW適合儲能時間小時級周級520h310h壽命（年）303020功率-容量靈活性無無有選址及限制受限受限不受限技術進步空間小有大資料來源：嚴川偉.大規模長時儲能與全釩液流電池產業發展.太陽能（2022），國信證券經濟研究所整理釩電池功率與容量單元相互獨立釩電池功率與容量單元相互獨立，成本能夠伴隨儲能時長而有效攤銷成本能夠伴隨儲能時

32、長而有效攤銷，與長時儲與長時儲能具有較高契合度。能具有較高契合度。釩電池輸出功率由電堆決定，儲能容量由電解液決定，兩者互相獨立；功率可以通過增加電堆數量來提升、容量可以通過提升電解液濃度與體積來實現。同時，在功率不變的情況下，增加儲能時長能夠攤銷功率單元成本，從而使得單 Wh 明顯下降。圖15：釩液流電池儲能系統輸出功率與儲能容量可以獨立設計資料來源：張華民.全釩液流電池的技術進展、不同儲能時長系統的價格分析及展望.儲能科學與技術（2022），國信證券經濟研究所整理圖16：不同儲能時長下全釩液流電池儲能系統價格（元/Wh）資料來源：張華民.全釩液流電池的技術進展、不同儲能時長系統的價格分析及展

33、望.儲能科學與技術（2022），國信證券經濟研究所整理；注：此為 2021Q3 融科儲能系統數據，以 V2O5價格 10 萬元/噸來計算當前當前釩電池商業化應用釩電池商業化應用面臨一些障礙面臨一些障礙：1）電池合適的工作溫區在 5-40，相對較窄；2）能量密度低，體積較大；3）初始投資額高，根據融科儲能數據，釩電池系統初始投資成本在 2.1-7.5 元/Wh，顯著高于磷酸鐵鋰電池（1.0-1.5 元/Wh）。未來伴隨優化電解液配方未來伴隨優化電解液配方、改進電堆材料等方式出現改進電堆材料等方式出現，釩電池電化學性能有望進釩電池電化學性能有望進一步優化一步優化；同時伴隨儲能時長的增加和規模效應的

34、增益同時伴隨儲能時長的增加和規模效應的增益，釩電池的經濟性有望改釩電池的經濟性有望改善。善。政策持續加碼，釩電池產業化進程加速政策持續加碼，釩電池產業化進程加速各國政府積極推出政策，支持釩電池行業發展。各國政府積極推出政策，支持釩電池行業發展。釩電池憑借靈活性、安全性等優勢，在長時儲能領域有望成為重要的儲能方式，故而獲得各國政府政策的積極支持。中國從總體規劃、實施細節、安全規范等多方面積極推出細則，加快釩電池產業化進程。表7：國內外釩液流電池相關政策政策名稱政策名稱日期日期發布發布主體主體政策要點政策要點全釩液流電池儲能電站安全衛士技術規則(征求意見稿)2019 年 3 月中國能源局從設計、管

35、理、運行等方面設定詳細的安全技術規則，促進全釩液流電池的規范化。儲能大挑戰計劃2020 年 1 月美國能源部加速液流電池、鈉系二次電池在內的下一代儲能技術的開發、商業化和應用。關于加快推動新型儲能發展的指導意見2021 年 7 月中國發改委、能源局到 2025 年，實現新型儲能從商業化初期向規?；l展轉變。到2030 年，實現新型儲能全面市場化發展。長時儲能攻關計劃2021 年 7 月美國能源部資助開發液流電池。爭取在未來十年實現超過 10 小時時長的電網規模儲能系統儲能成本降低 90%?！笆奈濉毙滦蛢δ馨l展實施方案2022 年 1 月中國發改委、能源局開展液流電池關鍵核心技術、裝備和集成優

36、化設計研究。加快液流電池重大技術創新示范。REPowerEU 計劃2022 年 5 月歐盟委員會為部署液流電池在內的電池儲能項目提供了稅收抵免的重要支持。工業和信息化部等六部門關于推動能源電子產業發展的指導意見2023 年 1 月中國工信部等六部門發展低成本、高能量密度、安全環保的全釩、鉻鐵、鋅溴液流電池。促進電堆關鍵部件產業化。資料來源：工信部官網，美國能源部官網，歐盟委員會官網，國信證券經濟研究所整理國內廠商釩電池國內廠商釩電池積極積極布局布局，項目招標量逐步提升項目招標量逐步提升。中國的液流電池研究起步較早，已經涌現出大連融科、北京普能等主攻釩液流電池的企業。據不完全統計，2023年初至

37、 7 月中旬，國內已簽約釩液流儲能項目 15 個，合計裝機功率達 3.6GW；國內已招標釩液流電池系統項目 8 個，合計招標功率超過 109MW。表8：2023 年初以來釩液流儲能項目簽約情況（截至 2023 年 7 月 21 日）簽約時間簽約時間地點地點項目名稱項目名稱簽約投資企業簽約投資企業功率功率(MW)(MW)容量容量(MWh)(MWh)投資額投資額（億元億元）2023-01-05甘肅省西昌市電網側百兆瓦級全釩液流電池儲能示范項目上海電氣、華能集團100-2023-02-20浙江杭州臨平浙江大有實業 0.5MW/5MWh 全釩液流儲能項目大有實業、意豐歌服飾0.52.5-2023-02

38、-24河南省開封市杞縣中核匯能杞縣 100MW/200MWh 獨立共享儲能項目中核集團100200-2023-02-24河南省開封尉氏縣中電建尉氏獨立共享儲能項目一期中國電建100200-2023-03-02河北豐寧1GW 全釩液流儲能電池生產暨共享儲能電站項目河北地礦集團、新新釩鈦1000-2023-03-21寧夏中衛市沙坡頭區1.2GW 全釩液流電池項目國家電投1200-15.02023-05-10湖北長陽土家族自治縣湖北長陽土家族自治縣龍坪鎮70MW/280MWh全釩液流化學儲能項目法電優能、國家電投70280-2023-05-10湖北洪湖曹市鎮中節能洪湖曹市鎮 100MW/200MWh

39、 全釩液流儲能項目中節能、華潤電力100200-2023-05-10湖北省棗陽市湖北棗陽 100MW/200MWh 全釩液流儲能電站項目棗陽新能源、華潤電力100200-2023-05-10湖北省棗陽市中釩棗陽市 100MW/215MWh 全釩液流混合鈦酸鋰儲能電站試點示范項目中釩儲能、睿能世紀、綠礬新能源100205-2023-06-30湖南省懷化市鶴城高新區全釩液流儲能項目普能世紀、華電新能源4.02023-07-03四川省內江市內江 100MW/400MWh 全釩液流儲能示范電站項目國家電投10040015.02023-07-04甘肅省蘭州榆中縣榆中縣300MW/1200MWh全釩液流獨

40、立共享儲能電站開封時代新能源300120016.02023-07-05甘肅省慶陽市240MW/960MWh 全釩液流共享儲能電站項目寰泰集團240960-2023-07-06四川省攀枝花市100MW/500MWh 全釩液流儲能示范電站項目國家電投10050016.0合計合計36113611資料來源：北極星儲能網，釩電池，國信證券經濟研究所整理 注：部分項目未披露容量和投資額等信息。20262026 年液流電池新增裝機量有望達到年液流電池新增裝機量有望達到 19.6GWh19.6GWh隨著全球能源轉型，可再生能源的滲透率提升帶動新型儲能的發展，特別是可再生能源大基地的建設帶動長時儲能的應用，我們

41、預計 2023 年全球液流電池行業進入規?；l展的元年，2023 年全球新增裝機有望達到 1.7GWh，2026 年全球液流電池新增裝機量有望達到 19.6GWh，2023-2026 年均復合增速達到 125%。表9：全球液流電池新增裝機規模預測202120212022202220232023E E20242024E E20252025E E20262026E E國內新增表前與工商業儲能(GW)2718416789液流電池占比（%）1.2%1.5%2.0%3.0%4.0%5.0%國內新增液流電池儲能(GW)0.00.10.41.22.74.4其他國家新增表前與工商業儲能(GW)58214062

42、77液流電池占比（%）0.5%0.2%0.3%0.4%0.5%0.6%其他國家新增液流電池儲能(GW)0.00.00.10.20.30.5全球新增液流電池儲能(GW)0.10.10.41.43.04.9YoY133%253%222%114%64%儲能小時數（h）4.04.04.04.04.04.0全球新增液流電池儲能(GWh)0.20.51.75.611.919.6YoY133%253%222%114%64%資料來源：WoodMackenzie，ACP，Delta-EE，EASE，SPE，CNESA，GGII，國信證券經濟研究所整理與預測產業鏈：電堆與電解液是核心組成部分產業鏈：電堆與電解液是

43、核心組成部分圖17：釩電池產業鏈示意圖資料來源：各公司官網，國信證券經濟研究所整理釩資源：釩資源：國內儲量豐富，釩產能充足國內儲量豐富，釩產能充足中國釩資源儲量豐富中國釩資源儲量豐富，可實現自給自足可實現自給自足。根據美國地質調查局數據，2022 年中國釩資源（折金屬釩）儲量約 950 萬噸，占全球釩總儲量的 36.5%，位列全球第一。2022 年中國金屬釩產量約為 7 萬噸，同比-0.4%；占全球總產量的 70%，位列全球第一。國內具有豐富的釩資源儲量和生產能力，能夠支撐下游各種應用場景的持續發展。圖18：2022 年全球釩資源儲量分布（折金屬釩，萬噸）圖19：2022 年全球釩資源產量分布

44、（折金屬釩，萬噸）資料來源：美國地質調查局（USGS），國信證券經濟研究所整理資料來源：美國地質調查局（USGS），國信證券經濟研究所整理金屬釩的主要生產方式包括金屬釩的主要生產方式包括：1）釩鈦磁鐵礦經鋼鐵冶金加工得到釩渣提釩，其是目前最主要的生產方式，約貢獻了國內 85-90%左右的釩產量；2）含釩副產品及含釩石煤生產；3）直接來自于釩鈦磁鐵礦。國內國內釩生產行業市場釩生產行業市場集中度相對較高集中度相對較高。2021 年國內五氧化二釩產能約 17.14 萬噸（折合金屬釩產能為 9.6 萬噸），其中釩鈦股份、河鋼股份、成渝釩鈦分別以4.0/2.2/2.0 萬噸的年產能排名前三，CR3 為

45、47.8%。圖20：國內金屬釩主要生產方式圖21：2021 年各家企業金屬釩產能（折五氧化二釩，萬噸）資料來源：中商產業研究院，國信證券經濟研究所整理資料來源：釩鈦股份公告、河鋼股份公告、華經產業研究院，國信證券經濟研究所整理釩目前主要應用在鋼鐵領域釩目前主要應用在鋼鐵領域，釩電池的持續放量有望帶來釩需求的可觀增量釩電池的持續放量有望帶來釩需求的可觀增量。釩的主要應用領域包括鋼鐵、化工、鈦合金及釩電池儲能等，其中鋼鐵領域用釩占比超過 80%。2022 年在國內釩電池蓬勃發展，其在國內消耗約 9000 噸五氧化二釩，同比+80%以上，在國內釩資源消費比例達到 8.2%，同比+4pct。我們假設

46、2026 年全球釩液流電池裝機達到 19.6GWh，對應五氧化二釩需求約為 15.7 萬噸（折金屬釩 8.8 萬噸），為釩需求帶來可觀增量。圖22：2021 年全球釩資源的消費結構圖23：2022 年全球釩資源的消費結構資料來源：釩鈦股份楊雄飛中國釩市場供需及展望主題報告(2023.03)，國信證券經濟研究所整理資料來源：釩鈦股份楊雄飛中國釩市場供需及展望主題報告(2023.03)，國信證券經濟研究所整理五氧化二釩價格對于釩電池電解液成本影響顯著五氧化二釩價格對于釩電池電解液成本影響顯著。根據大連融科數據，1GWh 釩電池對應電解液需要 8000 噸的五氧化二釩。如果五氧化二釩價格增加 1 萬

47、元/噸，那么電解液成本將增加 0.08 元/Wh。圖24：五氧化二釩售價（萬元/噸）資料來源：百川盈孚，國信證券經濟研究所整理表10：不同五氧化二釩價格對應的電解液成本測算五氧化二釩價格五氧化二釩價格（萬元（萬元/噸）噸）五氧化二釩單位用量五氧化二釩單位用量（kg/kWhkg/kWh）五氧化二釩成本五氧化二釩成本（元元/Wh/Wh）硫酸成本（元硫酸成本（元/Wh/Wh）電解液成本（元電解液成本（元/Wh/Wh）五氧化二釩成本在總成五氧化二釩成本在總成本中占比本中占比980.720.71.4242.90%1080.80.71.553.30%1180.880.71.5855.70%1280.960

48、.71.6657.80%1381.040.71.7459.80%1481.120.71.8261.50%1581.20.71.963.20%資料來源：張華民.全釩液流電池的技術進展、不同儲能時長系統的價格分析及展望.儲能科學與技術（2022），國信證券經濟研究所整理與測算離子膜：國產替代正當時離子膜：國產替代正當時離子膜是電堆的核心部件離子膜是電堆的核心部件，其性能影響了釩電池的容量穩定性與壽命其性能影響了釩電池的容量穩定性與壽命。釩電池中離子膜主要起著阻止正負極活性物質互混、傳導氫離子的作用。離子膜需要具備：1）良好的導電性，2）較優的機械性能，3）高離子選擇性，4）良好化學穩定性等。離子膜

49、的性能將會直接影響釩電池的穩定性、壽命等。表11：離子膜的性能要求性質性質描述描述高離子導電性膜需要通過離子的轉移來完成電流回路，高離子導電性的膜能夠最小化電壓效率損失。高離子選擇性隔膜必須對支撐電解質的電荷平衡離子具有滲透性才能完成電流回路，但必須防止活性釩離子在溶液中擴散、防止電池自放電。因此，理想的膜應該表現出活性物質的低滲透率，以減少電池自放電、并保證較高的庫倫效率。良好化學穩定性離子膜處在強氧化性的釩溶液體系中，因此需要良好的化學穩定性來保證電池的循環壽命。機械性斷裂強度主要取決于離子膜的內在結構，尤其是其聚合程度。合適的范圍內，高聚合程度能夠提高其機械性能，但如果超過離子膜最大承受

50、限度，則會導致膜失去其柔性而變得脆斷，從而失去離子交換能力。資料來源：中科儲能官網，趙盈盈.全釩液流電池用全氟磺酸復合膜的制備與性能研究D.中國科學技術大學,2022，國信證券經濟研究所整理離子膜根據原理差異通?？梢苑譃殡x子交換膜和多孔離子傳導膜離子膜根據原理差異通?？梢苑譃殡x子交換膜和多孔離子傳導膜。離子交換膜是通過離子交換基團的選擇性傳導氫離子，而多孔離子傳導膜是利用膜孔徑實現氫離子的篩分和傳導。表12：釩電池離子膜的分類類型類型離子交換膜離子交換膜多孔離子傳導膜多孔離子傳導膜全氟磺酸膜全氟磺酸膜部分氟化膜部分氟化膜非氟化膜非氟化膜原理帶有負電荷的離子交換基團通過靜電作用吸附氫離子膜孔徑介

51、于氫離子和釩離子之間，利用孔徑篩分原理結構由碳氟主鏈和帶有磺酸基團的醚支鏈構成磺酸基、羧基和季銨基等“接枝”在部分氟化物基體中磺酸基等離子交換基團分布在聚芳香族主鏈中由分離層和支撐層構成，分離層通常為聚乙烯、聚丙烯等高分子材料優點離子導電性好，氧化穩定性優異成本較低離子選擇性高材料來源廣泛且廉價穩定性好，成本低缺點離子選擇性不足，釩離子滲透率高，工藝復雜，成本高穩定性差氧化穩定性不足導電性差離子電導率較低、釩離子滲透率較高資料來源：張華民,液流電池技術,化學工業出版社,(2015.1)，國信證券經濟研究所整理全氟磺酸膜是目前釩電池中最常用的離子膜全氟磺酸膜是目前釩電池中最常用的離子膜，但目前主

52、要依賴進口但目前主要依賴進口。PSVE 單體（全氟磺?；蚁┗眩┡c四氟乙烯共聚制成全氟磺酸樹脂，樹脂熔融擠出或流延之后即可得到全氟磺酸膜。全氟磺酸膜憑借其良好的導電性以及出色的穩定性，成為目前在釩電池產業化應用最廣泛的離子膜。全氟磺酸膜行業的核心壁壘在于：全氟磺酸膜行業的核心壁壘在于：1）PSVE 單體（全氟磺?；蚁┗眩┲苽浞磻獥l件苛刻（需無水、惰性氣體保護等條件）且專利保護完全；2）四氟乙烯易爆炸、運輸難度大，生產全氟磺酸樹脂的企業多需要具有四氟乙烯自供能力；3）聚合復雜度高，全氟磺酸樹脂需要 PSVE 單體、四氟乙烯、六氟丙烯等進行多元聚合，反應條件控制難度大；4）成膜技術要求高、工

53、序繁瑣，部分環節專利被海外企業把控。據高工氫電統計，2021 年中國液流電池國產膜占比為23.1%，進口膜占比為76.9%。而科慕（原杜邦）的 Nafion 膜在國內市場份額高達 75%。表13：國內外部分企業全氟磺酸膜性能對比指標指標美國科慕美國科慕 Nafion-212Nafion-212蘇州科潤蘇州科潤 N-21N-21厚度（m）50.851厚度一致性（m）22克重（g/cm2)100102拉伸強度(MPa)橫縱向32橫縱向30電導率（S/cm）0.10.1刺穿強度（gf）550650溶脹率（23）104資料來源：蘇州科潤官網，阿里巴巴 1688 網，國信證券經濟研究所整理國內企業加速全

54、氟磺酸膜國產化國內企業加速全氟磺酸膜國產化，并且積極進行其他離子膜探索并且積極進行其他離子膜探索。國內企業全氟磺酸膜的性能持續提升，有望憑借性價比優勢加速進口替代。目前，蘇州科潤、東岳未來氫能等在國產化方面進展領先，億華通旗下上海神力、國潤儲能等均積極加快產品研發與布局。而中國科學院大連化物所等也持續加快在多孔離子傳導膜等領域研究，現已完成電池系統可靠性驗證。表14：國內部分全氟磺酸膜生產企業情況企業企業主營業務主營業務釩電池產品布局釩電池產品布局全氟磺酸膜布局全氟磺酸膜布局蘇州科潤蘇州科潤成立于 2019 年，由國家萬人計劃專家楊大偉創辦，擁有近10 年的全氟離子膜與質子交換膜研發制造經驗。

55、公司主營產品包括全氟磺酸膜、全氟磺酸離子交換樹脂、全氟磺酸離子交換溶液。公司在國產全氟磺酸膜市場占有率超 90%。全氟磺酸膜公司現有產能 30 萬平質子交換膜產能，在建產能 100 萬平有望2023 年內投產，后續產能規劃擴張至 500 萬平以上。東岳未來氫能（東岳集團）公司成立于 2017 年，依托于東岳集團氟硅材料產業園區和完整的“氟、硅、膜、氫”產業鏈實現快速發展。公司產品包括氫燃料電池質子膜、水電解制氫膜、液流電池膜、膨體聚四氟乙烯、全氟磺酸離子交換樹脂、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE，F40 等產品。全氟磺酸膜東岳未來氫能150萬平米質子交換膜生產線一期工程（50 萬平）已于 202

56、0 年 11 月正式投產。國潤儲能國潤儲能成立于 2020 年 6 月，是一家專注于全釩液流電池裝備制造與液流電池、電解水制氫和氫燃料電池核心隔膜材料生產的企業。公司兩大核心產品為全釩液流儲能電池產品和全氟離子膜。釩液流電池全氟磺酸膜公司擁有年產 10 萬平全氟磺酸膜產線。資料來源：各公司官網，國信證券經濟研究所整理電極：碳素類材料為主流路線，國內企業配套能力強電極：碳素類材料為主流路線，國內企業配套能力強電極電極主要為活性物質提供反應場所主要為活性物質提供反應場所，是電堆的重要組成部分是電堆的重要組成部分。與鋰離子電池不同，釩電池的電極不含活性物質，只為活性物質提供電化學反應場所，其自身也并

57、不參與反應。電極通常具備電導率高、機械性能好、耐強酸腐蝕、化學穩定性好等性能，主要電極材料包括金屬類電極、碳素類電極等。碳素類電極碳氈碳素類電極碳氈/石墨氈是目前釩電池電極主流方案石墨氈是目前釩電池電極主流方案。金屬電極雖然導電性好、機械性能好，但是部分金屬電極電化學可逆性差、且整體成本較高，故而并未實現大規模應用。碳素類電極，特別是碳氈/石墨氈，憑借制備工藝成熟、導電性能優、化學穩定性強以及成本低，成為目前釩電池主要電極材料。碳紙較碳氈/石墨氈厚度更薄，可使得電堆各部件更加緊湊，更利于實現小型化、從而提升電池功率密度；其有望成為下一代電極材料。表15：不同釩電池電極材料對比電極類型電極類型金

58、屬類電極金屬類電極碳素類電極碳素類電極(三維三維)碳素類電極碳素類電極(二維二維)材料金/鉛/鈦/鈦基鉑/鈦基氧化鉑碳氈/石墨氈碳紙優點導電率高；力學性能好價格低廉；電化學性能較好化學穩定性好導電性好；厚度薄(100400um)電池重量和體積小缺點成本高；易形成鈍化膜易氧化脫落；厚度厚(28mm)需表面修飾與改性制備工藝復雜資料來源：張華民,液流電池技術,化學工業出版社,(2015.1)，丁玉龍等,儲能技術與應用,化學工業出版社,(2018.7)，國信證券經濟研究所整理電極主要依托國內企業生產電極主要依托國內企業生產。碳氈/石墨氈均為碳纖維材料，二者是燒制溫度不同的產品，石墨氈燒制溫度更高、含

59、碳量更高。國內主要的碳氈/石墨氈生產企業包括江油潤生、遼寧金谷、江蘇普向等。而碳紙由于制備工藝復雜，生產企業多以日本東麗、加拿大 Ballard、德國 SGL、美國 AvCarb 等國外企業為主。表16：部分國內電極材料生產企業情況企業企業主營業務主營業務產品布局產品布局電極材料布局電極材料布局遼寧金谷公司成立于 2010 年，主要生產 PAN 基氧化絲系列碳氈、石墨氈、粘膠基系列碳氈、石墨氈產品，廣泛應用于熱處理、硬質合金、光伏太陽能等行業。電極（石墨氈）產品應用于大連融科 200MW/800MWh 示范項目及其為美國UET 提供的電堆等項目；另外，與國內上海電氣、國網南瑞、大力電工、朝陽華

60、鼎、湖南德沃普等企業也存在電極石墨氈的合作。江蘇普向公司主要產品有各種規格碳氈、碳纖維布、碳纖維復合材料等。電極（碳氈）碳氈產品原料在預氧化爐的高溫環境中，最高活化溫度達到 1300，比表面積可達 10003000m2/g。江油潤生公司主要生產儲能碳材料及高溫真空爐用熱場碳材料。電極（石墨氈）2016 年公司自主設計大型連續石墨化高溫爐，該條生產線為國內首條儲能石墨氈連續化生產線，年處理能力 200噸。資料來源：各公司官網，國信證券經濟研究所整理雙極板：電堆重要結構件雙極板：電堆重要結構件雙極板雙極板是釩電池電堆的重要結構件是釩電池電堆的重要結構件，主要功能為隔離正負極電解液、匯集電流和支撐電

61、極等。雙極板通常需具備高導電性、高機械強度、耐腐蝕等性能，目前主要包含石墨雙極板、金屬雙極板、碳塑復合雙極板等技術路線。表17：雙極板材料對比雙極板類型雙極板類型材料材料優點優點缺點缺點石墨雙極板無孔石墨板導電性良好；耐腐蝕；化學穩定性好易碎，加工難度高；價格貴柔性石墨板導電性良好；耐腐蝕；加工簡單；價格低廉致密度差；需改性使用碳塑復合雙極板導電碳粉與樹脂復合體加工簡單；成本低；機械強度高電阻大金屬雙極板貴金屬導電性好；耐腐蝕；加工簡單價格昂貴；鈦表面會形成鈍化層（鉑、金、鈦等）鉛、不銹鋼導電性好；加工簡單；價格低廉耐腐蝕性差資料來源：張華民,液流電池技術,化學工業出版社,(2015.1)，丁

62、玉龍等,儲能技術與應用,化學工業出版社,(2018.7)，國信證券經濟研究所整理小型電堆多使用小型電堆多使用改性石墨雙極板改性石墨雙極板，大功率電堆多使用碳塑復合雙極板大功率電堆多使用碳塑復合雙極板。改性石墨雙極板導電性好、耐腐蝕、價格低廉且技術成熟，但是裝配時易碎，只適合用于小型電堆。碳塑雙極板電導率高、強度高，主要用于大功率電堆中。石墨雙極板的主要生產企業包括華熔科技、上海弘楓、開封時代等；碳塑雙極板主要生產企業為嘉興納科等。此外，中國科學院大連化物所也開發出新一代高導電、高韌性、可焊接的碳塑復合雙極板，并實現批量化生產。表18：部分國內企業雙極板布局情況企業企業主營業務主營業務釩電池布局

63、釩電池布局釩電池雙極釩電池雙極板板產能布局產能布局華熔科技生產銷售光伏石墨舟/燃料電池石墨雙極板/石墨散熱膜等推出大面積超薄石墨雙極板，活性面積超 800 cm，適合固定發電站用電堆及液流電池2022 年公司雙極板出貨超 300 萬片，被廣泛應用于氫能源汽車/無人機、固定或備用電源等領域上海弘楓生產 POCO 石墨、EDM 專用石墨等各類石墨制品等適用于各種液流電池電堆及燃料電池電堆具有年產 150 萬件的雙極板生產線易成新能從事光伏電池片/組件、鋰電池/鋰電負極、石墨電極及接頭生產銷售子公司開封炭素研發的石墨雙極板項目目前已經完成中試嘉興納科生產銷售特種碳纖維材料及制品，產品應用于民用及工業

64、電熱、電磁屏蔽、燃料電池/液流電池電極。資料來源：各公司官網，國信證券經濟研究所整理電堆：釩電池核心功率單元電堆：釩電池核心功率單元電堆的數量與大小決定了釩電池的功率水平。電堆的數量與大小決定了釩電池的功率水平。單電池主要由離子膜、電極、密封墊、電極框、雙極板等組成。電堆則是將多個單電池采用壓濾機的方式疊合緊固，而后通過焊接等工序制備而成。大功率的釩電池可以通過增加電堆數量或者增大電堆電極的面積來實現功率提升。電堆制造企業往往需要將各類耗材、電子元器件等裝配到一起，特別是大功率電堆，對于疊合裝配的技術和工藝經驗要求更高，行業具有較高的壁壘。圖25：液流電池電堆結構圖圖26：大連 200 MW/

65、800 MWh 儲能示范電站模塊化結構示意圖資料來源：張華民.全釩液流電池技術最新研究進展.儲能科學與技術（2013），國信證券經濟研究所整理資料來源：張華民.全釩液流電池的技術進展、不同儲能時長系統的價格分析及展望.儲能科學與技術（2022），國信證券經濟研究所整理電堆降本的主要手段電堆降本的主要手段：1）通過優化電極材料性能等方式，提升電堆功率密度；2）優化電堆組裝工藝，如依托激光焊接技術將離子膜與電極框直接密封、減少密封墊使用來降低成本。目前釩電池系統企業多進行電堆自產目前釩電池系統企業多進行電堆自產。釩電池系統主要由電堆、電解液、儲液罐、電池管理系統、逆變器等組成；電解液和電堆是核心構

66、件。電池管理系統、逆變器等產品多由鋰電儲能產業鏈中相關企業直接提供。因此，國內目前多數釩液流電池企業在產業化初期，多采用電堆自產的方式來控制成本和優化功率性能。目前國內領先的電堆生產企業包括融科儲能、北京普能、上海電氣等。表19：部分國內企業釩電池電堆布局情況企業企業主營業務主營業務釩電池產品布局釩電池產品布局釩電池產能布局釩電池產能布局融科儲能從事釩液流電池研發、產業化和應用10kW 系列電堆500kW 儲能系統目前擁有年產 300MW 電堆生產線和系統集成自動化裝配線北京普能從事釩液流電池研發、產業化及應用75kW 系列電堆200/250/500/1000kW 儲能系統襄陽基地已建成 10

67、0MW 釩電池產能，后續計劃擴張至 GW 級別產能。此外，公司與河鋼釩鈦、河北建投綠能簽約共同建設年產 300MW 釩電池項目。上海電氣主營業務包括新能源，高效清潔能源，工業裝備和現代服務業等領域2.5/5/10/25/32/50kW 系列電堆5/50/125/250/500kW 儲能系統合肥 1GWh 釩電池生產基地在 2020 年 10 月投產，并預計 2023年內新建 1GWh 產能；鹽城基地正在進行 3GWh 產能建設。偉力得從事全釩液流儲能系統設計、研發、生產、銷售以及服務5kW-32kW 電堆，在研 64kW 電堆100/250/500kW 儲能系統寧夏基地規劃產能 1GW，一期

68、200MW 電堆生產線預計 2023 年內投產。此外在四川、新疆（100MW 產能）、甘肅等地也有基地布局。公司與協鑫集成、中核鈦白等均設有合資公司，從事儲能等項目開發。星辰新能公司成立于 2021 年，依托中南大學全面覆蓋釩電池電解液、電堆及核心部件、儲能系統等產品的研發、制造、生產。55/65kW 系列電堆10-100/100-350/1000/1500kW 儲能系統湖北基地設計年產 3GW 釩電池電堆及系統生產線，在2023-2025 年每年投產 1GW。常州基地規劃產能 3GW，2023 年 8月投產一期 300MW 產線，2023 年底投產二期 700MW 量產線。易成新能從事單晶硅

69、電池片、光伏組件、鋰離子電池、鋰電負極材料的生產與銷售以及全釩液流儲能電站項目。規劃年產 300MW 釩液流電池電堆和儲能系統生產線大力電工從事電機軟起動、電氣成套設備、電力電子設備、粉塵綜合治理設備、釩電池儲能系統等業務1/5/10/25kW 電堆50/125/250kW 儲能系統2023 年 2 月年產 2GWh 全釩液流儲能電站電堆、電氣控制系統、輸送系統、集成輔助系統、產線裝備等生產制造項目正式開工德泰儲能公司系永泰能源與海德股份合資設立，主要從事釩液流電池全產業鏈儲能業務。2023 年 3 月公司 32kW 電堆測試成功2023 年 6 月，1000MW 全釩液流儲能裝備制造基地(一

70、期)正式開工。一期工程擬建設年產 300MW 釩電池電堆及系統產線，預計 2024 下半年投產。國網英大從事金融業務、碳資產業務、電力裝備業務。電力裝備業務方面，形成了全釩液流電池儲能系統商業化運行落地能力。31.5kW 電堆50/100/250kW 儲能系統資料來源：各公司官網，國信證券經濟研究所整理電解液：核心能源單元，殘值高回收價值大電解液：核心能源單元，殘值高回收價值大電解液釩離子濃度決定了釩電池系統的能量密度電解液釩離子濃度決定了釩電池系統的能量密度。電解液是不同價態的釩離子水溶液（正極為+4/+5 價，負極為+2/+3 價），其分別存儲在正負極儲液罐中。電解液常見支撐電解質包括：鹽

71、酸、硫酸、鹽酸-硫酸混酸。理論上 1kWh 釩電池需要5.6kg 的 V2O5，但由于電解液實際利用率僅在 70%左右，故而實際生產中 1kWh 釩電池往往需要 8kg 的 V2O5。電解液的制備方式包括電解液的制備方式包括：1 1）物理法物理法：將高純 VOSO4直接溶解于硫酸溶液，該方法操作簡單，但是 VOSO4成本高、且電解液釩離子濃度較低，使得電池能量密度較差。2 2）化學還原法：）化學還原法：使用還原劑將 V2O5還原成易溶于水的 VOSO4或混合價態的釩離子，再溶解于酸中。該方法操作及設備簡單，但是操作較復雜且容易引入雜質元素。3 3）電解法：）電解法：將 VOSO4或 V2O5在

72、酸溶液中進行電解還原得到低價的釩離子溶液，該方法工藝簡單、且具有產業化可行性，但是設備復雜。目前電解法與化學還原法是主流的電解液制備方式。電解液發展趨勢：電解液發展趨勢：1）高濃度電解液能夠提升能量密度。2）高穩定性電解液能夠避免電池使用中較快產生沉淀，提高電池效率；同時減少系統的熱管理負荷，降低成本。3）高活性的電解液能夠提高傳質速度，提高電解液利用率。電解液性能改善方式主要包括電解液性能改善方式主要包括：1）優化支撐電解質組分，通過添加鹽酸等方式提高釩離子溶解度；2）增加添加劑，優化電解液穩定性或提升電解液電化學活性。表20：不同支撐電解質的釩電池性能對比硫酸硫酸鹽酸鹽酸硫酸硫酸-鹽酸混酸

73、鹽酸混酸釩離子溶解度（mol/L）1.51.852.53.0能量密度（Wh/Kg）1550比傳統硫酸體系高 20%-工作溫區（）540-2065-550資料來源：朱兆武等.全釩液流電池提高電解液濃度的研究與應用現狀.儲能科學與技術（2022），液流儲能公司官網，國信證券經濟研究所整理電解液殘值高，可回收利用。電解液殘值高，可回收利用。釩電池電解液反應過程中無明顯損耗，電解液的殘值可以做到原有的 70%。我們假設儲能時長為 4h 的釩電池系統初始建設成本為 3元/Wh，其中電解液成本為 1.5 元/Wh、其他零部件成本為 1.5 元/Wh（折合 6 元/W）；那么使用后回收電解液殘值為 1.05

74、 元/Wh，其他金屬假設殘值為 0.075 元/Wh（折合 0.3 元/W）的話，那么 4h 的釩電池系統實際投資成本為 1.875 元/Wh，名義初始投資成本下降 38%。同時更高儲能時長的系統實際單 Wh 投資成本下降幅度更大。由此企業可以通過電解液租賃等商業模式降低初始投資成本，以此降低電池系統投資成本。表21：不同儲能時長釩電池實際投資成本情況儲能時長儲能時長4h4h6h6h8h8h10h10h名義投資成本（元/kWh）3000250022502100其中：電解液成本（元/kWh）1500150015001500其中：其他系統成本（元/kWh）15001000750600其中：其他系統

75、成本（元/kW）6000600060006000電解液殘值（元/kWh）1050105010501050系統金屬殘值（元/kW）300300300300系統金屬殘值（元/kWh）755037.530實際投資成本（元/kWh）187514001162.51020較名義投資成本下降38%44%48%51%資料來源：張華民.全釩液流電池的技術進展、不同儲能時長系統的價格分析及展望.儲能科學與技術（2022），國信證券經濟研究所整理國內生產電解液的主要企業包括大連博融、湖南銀峰、星明能源、湖南銀鋒、河鋼股份等。表22：部分釩電池電解液企業情況企業企業主營業務主營業務釩電池電解液產能布局釩電池電解液產能

76、布局湖南銀峰電堆、電解液、電池管理系統和關鍵材料已投資 20 億元在江西宜春建設年產 6.6 萬立方釩電解液項目。星明能源（川威集團）釩電解液和釩電池等擁有年產 2000 立方釩電解液，在建年產 3500 立方米釩電解液生產線。規劃至2028 年，釩電解液年產能達到 7 萬立方以上。大連博融（融科儲能）從事釩液流電池技術研發、產業化和市場應用公司已有 GWh 級釩電池電解液產能。2022 年 10 月融科儲能與釩鈦股份成立合資公司建設年產 2000 立方釩電解液產線，項目正在試生產過程。2023 至 2024 年合資公司將根據需求，投資建設年產 6 萬立方釩電解液項目（對應 1GWh 釩電池需

77、求）。河鋼股份鋼鐵產品、釩鈦鋼鐵冶煉和釩產品生產、銷售等2022 年 7 月已建成年產 1000 噸釩電解液產線，預計 2022-2025 年分三期建設 5萬立方電解液產線和 300MW 釩電池裝備產線。釩鈦股份生產銷售五氧化二釩、高釩鐵、釩氮合金等釩產品以及鈦白粉、鈦渣等鈦產品與大連融科成立合資公司建設電解液產能興欣釩科技從事原料提釩、釩產品加工、釩電解液生產銷售等已建成年產 2000 立方釩電解液的產能，2023 年 2 月開工建設年產 3500 立方釩電解液項目資料來源：各公司官網，國信證券經濟研究所整理釩電池產業鏈企業梳理釩電池產業鏈企業梳理表23：釩電池產業鏈部分公司情況梳理企業企業

78、切入環節切入環節主營業務主營業務釩電池釩電池產業鏈產業鏈布局布局釩鈦股份（000629.SZ）五氧化二釩、電解液公司主要生產銷售以五氧化二釩、高釩鐵、釩氮合金、釩鋁合金為代表的釩系列產品，和以鈦白粉、鈦渣等為代表的鈦系列產品。公司年產釩制品（以 V2O5計）4.3 萬噸。2022 年 10 月融科儲能與釩鈦股份成立合資公司建設年產 2000 立方釩電解液產線，項目正在試生產過程。2023 至 2024 年合資公司將根據需求，投資建設年產 6 萬立方釩電解液項目（對應 1GWh 釩電池需求）。河鋼股份（000709.SZ）五氧化二釩，電解液鋼鐵產品、釩鈦鋼鐵冶煉和釩產品生產、銷售等2022年7月

79、已建成年產1000噸釩電解液產線，預計2022-2025年分三期建設 5 萬立方電解液產線和 300MW 釩電池裝備產線。東岳未來氫能（00189.HK）全氟磺酸膜公司成立于 2017 年，依托于東岳集團氟硅材料產業園區和完整的“氟、硅、膜、氫”產業鏈實現快速發展。公司產品包括氫燃料電池質子膜、水電解制氫膜、液流電池膜、膨體聚四氟乙烯、全氟磺酸離子交換樹脂、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE，F40 等產品。公司已開發 175 微米厚的全氟磺酸膜，采用更高交換容量的磺酸樹脂，在質子傳導方面取得較大程度的提升。東岳未來氫能150 萬平米質子交換膜生產線一期工程（50 萬平）已于 2020年 11 月

80、正式投產。蘇州科潤全氟磺酸膜蘇州科潤成立于 2019 年，由國家萬人計劃專家楊大偉創辦，擁有近 10 年的全氟離子膜與質子交換膜研發制造經驗。公司主營產品包括全氟磺酸膜、全氟磺酸離子交換樹脂、全氟磺酸離子交換溶液。公司在國產全氟磺酸膜市場占有率超 90%。公司現有產能 30 萬平質子交換膜產能，在建產能 100 萬平有望 2023 年內投產，后續產能規劃擴張至 500 萬平以上。華熔科技雙極板生產銷售光伏石墨舟/燃料電池石墨雙極板/石墨散熱膜等2022 年公司雙極板出貨超 300 萬片，被廣泛應用于氫能源汽車/無人機、固定或備用電源等領域上海弘楓雙極板生產 POCO 石墨、EDM 專用石墨等各

81、類石墨制品等具有年產 150 萬件的雙極板生產線江油潤生電極公司主要生產儲能碳材料及高溫真空爐用熱場碳材料。2016 年公司自主設計大型連續石墨化高溫爐，該條生產線為國內首條儲能石墨氈連續化生產線，年處理能力 200 噸。湖南銀峰電解液、電堆從事電堆、電解液、電池管理系統和關鍵材料生產、銷售公司產品覆蓋釩電池、電解液、10/15/250KW 電堆產品，計劃投資 20 億元在江西宜春建設年產 6.6 萬立方釩電解液項目。融科儲能電解液、電堆、系統公司由大連融科儲能集團和中國科學院大連化學物理研究所共同組建，專注于全釩液流儲能電池生產、工程建設和儲能方案服務，是全球領先的全釩液流電池儲能系統服務商

82、。公司實現了釩電池全產業鏈開發，產品包括 10KW UPowerr、500KW TPower 以及 500KW VPower 系列全釩液流電池儲能單元以及相應電池模塊。公司已擁有年產 1GWh 的釩電解液生產線，300MW 電堆生產和系統裝配線。截至 2023 年 2 月，公司全釩液流電池儲能裝機量位列行業第一。上海電氣（601727.SH）電堆、系統主營業務包括新能源，高效清潔能源，工業裝備和現代服務業四大塊。其中新能源部板塊涉足核能、風電等領域。公司已開發 50kW 級高性能電堆和 500kW 級智能化儲能模塊，并實施多個 MW 級以上的液流電池示范項目。公司合肥 1GWh釩電池生產基地在

83、 2020 年 10 月投產，并預計 2023 年內新建1GWh 產能；鹽城基地正在進行 3GWh 產能建設。國網英大（600517.SH）電堆、系統公司主要從事“金融+制造”雙主業，涵蓋信托、證券、期貨、保理、碳資產和電力設備。公司子公司武漢南瑞已全面掌握釩電池改性選型技術，具備釩電池本體設計、材料研制、系統集成能力，成功研發高功率釩電池電堆和 250 千瓦/500 千瓦時儲能系統，申請發明、實用新型專利共 70 項，授權 40 余項。易成新能（300080.SZ）電堆、雙極板從事單晶硅電池片、光伏組件、鋰離子電池、鋰電負極材料的生產與銷售以及全釩液流儲能電站項目。規劃年產 300MW 釩液

84、流電池電堆和儲能系統生產線德泰儲能電堆、系統公司系永泰能源(600157.SH）與海德股份（00567.SZ）合資設立，主要從事釩液流電池全產業鏈儲能業務。2023 年 3 月公司 32kW 電堆測試成功。2023 年 6 月，1000MW全釩液流儲能裝備制造基地(一期)正式開工。一期工程擬建設年產 300MW 釩電池電堆及系統產線，預計 2024 下半年投產。北京普能電堆、系統公司主要從事釩電池儲能系統的研發、制造，并提供與新能源配套的大規模儲能技術解決方案。2009 年 1 月，公司實現對加拿大 VRBPower System 公司的資產收購。公司襄陽基地已建成 100MW 釩電池產能，后續計劃擴張至 GW級別產能。此外，公司與河鋼釩鈦、河北建投綠能簽約共同建設年產 300MW 釩電池項目。資料來源：各公司公告，各公司官網，國信證券經濟研究所整理