紀要​|釩行業全解析以及新能源領域應用展望

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釩行業全解析以及新能源領域應用展望

主講人:趙武壯—中國有色金屬工 業協會政策研究室副主任、釩鈦領域專家

長期從事我國有色金屬行業,參與工業的戰略發展研究工作,先後參與編制了國有色金屬工業八五、九五、十五等相應的發展規劃,同時參與眾多我國工程院國家重大諮詢專案

二、

10

句話概括核心要點

1、工藝:中國是世界釩市場最大生產國家,佔世界總產量的2/3,其中釩的主要來源有鋼鐵提釩、石煤提釩與催化劑回收三種方式,以鋼鐵提釩為主要來源

2、價格:釩價格方面主要看供給端,其價格波動大,從歷史角度看,其最高可達50萬/噸,最低為2。8萬/噸,我國大部分時間波動在10-12萬之間。

3、價格展望:從未來角度看,釩價格走勢主要取決於釩液流電池,我國在釩液電池已經具備工業化基礎,未來可期。

4、核心看點:釩電池執行的重點及根本用途在於供電、輸配電方面,而非風電、光伏等的發電端

5、從需求端看,國家政策公佈儲能電池中釩液流電池是首選,給予了釩價格在需求端的有力支撐。

6、成本:釩液電池目前儲能成本在2。5-3。5元/WH,高於鋰電和三元,但是隨著工業化放量,下降空間大。

7、前沿:大連融科是國內釩液流電池製造的龍頭,全世界投入執行的釩電池儲能電池的專案基本上都屬於大連融科,同時大連融科還佈局世界上第一套併網執行的5MW級液流電池儲能系統,至今為止執行十年且仍在執行中

8、替代:不同電池競爭中,各有各的用途,鋰離子電池只是在某個時間某個領域取得成功,雖然目前暫時領先,會被其他取代。

9、供應彈性:石煤提釩符合我國戰略發展需求,為提升釩產量主要彈性渠道

10、          發展空間:釩電池至少兩三年內有極大的發展空間,釩液在釩液流電池成本中佔比30%-40%

三、

行業簡介

世界釩市場規模並不大,其中90%以上的釩都用於鋼鐵生產,2021年中國釩的產量是13。91萬噸,13。91萬噸是指五氧化二釩。我國的產量佔全球總產量的64。9%大概是2/3,世界釩的生產國家第一是中國,其次是南非,俄羅斯,主要就是這幾個國家。釩的產量是隨鋼鐵生產而決定的,主要的釩的生產過程就是在鋼鐵的生產過程中,在高爐鍊鐵之後,在鐵水進轉爐吹煉之前過程叫鋼鐵的提釩,這是目前世界釩的生產的主要來源,釩的生產與鋼鐵生產是密切相關的,而且利用高釩含量的鐵精礦生產鋼鐵的過程中提釩是到目前為止全世界釩的主要來源,主要集中在陝西、湖南、湖北的三角,即漢中三角區。這個是石煤提釩,在中國的生產規模也不算小,而且中國石煤提釩的工藝也在不斷的進步,也是世界釩生產中的一個重要組成部分,除外釩的生產還有從石化催化劑進行釩的回收,這個主要是在美國、歐盟的發達國家,他們在石油石化的催化劑提釩、回收釩,也是一個重要來源,所以到目前為止全球的釩的市場規模,以五氧化二釩為例,大概是20萬噸左右。絕大部分是鋼鐵提釩,大概有15-18萬噸,其餘是石煤提釩,還有催化劑回收釩,這大概就是目前全球釩供應端的情況。

從釩的供需來說,從價格上可以做一個大概的判斷。從2015年以來,世界釩市場的釩價起伏波動,波動的範圍很大,2018年一月份到十月份,釩價在實際上漲。中國市場的五氧化二釩的價格最高突破50萬每噸,但是最低點也很低,相差巨大,最低點是2015年中期,國內市場五氧化二釩是每噸2。8萬元。到2。8萬元的時候國內石煤批釩,企業全部都停產,大概只有攀鋼、還有河北鋼鐵還在生產,因為它是復產的,剩下的其他企業就已經全部停產了。最近有漲價還有回跌,大概到這個九月份,大概9月19號國內市場的價格是11。9萬元,或者12萬元左右,國內市場釩價大部分時間是在10萬到12萬之間,因釩的價格就是靠市場供給。釩液流電池決定未來釩的走勢,就是釩市場價格走勢的的方向,中國釩液流電池的研發大概在2012年的時候就已經取得突破,中科院大連化學物理在國內釩電池研發方面是絕對處於領先地位,但是釩電池的概念和研發的初始不是我中國的,是國外的,中科院大連所依據國外的技術研究的基本成果開始了釩電池工程化研究,中國的技術研究跟國外,例如美國、日本、德國是差距很大的,但是我國的工程化研究並不是,中國特別是改革開放以來經常在工程化方面,不是在技術研究方面,做一些超前佈局,所以呢在釩電池的工程化方面應該說還是走在世界的前列,不是理論研究,我們的理論研究是落後的,但是我們的工程化是超前的。

大概是五六年前在發展委開會時有專門談到釩電池的工程化問題,當時國家電網在張家口張北實驗站經過長期執行論證,最後對於釩電池工程化得到了確認。從那個時候起,在國家財政的安排下,釩電池的示範執行就陸續正式開場了。

這裡要澄清一個概念:釩電池的執行實際上重點是在電網端,就是在供電、輸配電這個方面,並不在發電端(比如風電和光伏)。對於發電端而言,除非是建立自己的分散式電網,否則的話在發電端的應用是有限的。所以可以明確,釩電池的推廣應用主要是在電網端,就是輸配電方面,是釩電池最根本的用途。

目前來講,全球最大的釩液流電池儲能電站是遼寧的大連液流電池儲能調峰電站,宜興的那個工廠也已經併入遼寧電網了,而且正在開始商業執行。同時,從大的需求的方面來說,大概是今年的九月份,中國惠能釋出了1GWH功耗的全釩液能電池的儲能系統(1GWH屬於很高的功耗了)。

總體上來看,在國家政策支援下,釩電池的運營前景很好。因為國家最近公佈的儲能電池中,釩液流電池首選;而且排斥了三元材料鋰電池作為儲能電池使用進入國家電網,不允許參與到發電、儲電系統。釩液流電池的發展前景好,也是最近大家都炒作的重點領域。

四、

投資者提問

1、目前有哪些釩電池專案?釩電池專案的主要應用是哪些領域?

答:從2018年以來的,目前全世界投入執行的釩電池專案基本都是大連融科推進的。大連融科目前不止在大連有專案。實際上呢,最早的應該是臥牛山5MW的系統,大概是2012年這個12月投入執行的,是世界上第一套併網執行的5MW級液流電池儲能系統,已經10年了還在執行,總體情況不錯。其他執行的專案比如還有:2019年,黃鶴上游,在青海有一個6MW級的這個風電儲能專案在投入;湖北昭陽的一個3MW光伏專案在投入。但是到目前為止,中國的這個儲能電池只能在電網端有意義。在發電端,不管光伏,還是風能,意義都不大,只在電網端有意義。因為眾所周知,中國整體的電網情況,國家電網和南方電網佔據主要市場份額,其他地方電網佔比不多,僅是這個國家電網和這個南方電網的補充,除非我們中國分散式電網有重大的發展,否則的話液流電池,這個作為儲能系統來說,只能是在這個輸配電端推廣。

2、目前釩液流電池成本高嗎?運營成本大概是多少?

答:目前全釩液流電池的成本還是比較高的,我初始執行的投資成本在2。5-3。5元/WH之間,這肯定是高於鋰電池的1。4-1。8元/WH的價格。就目前來講,因為成本更低的三元儲能電池現在國內已經建了很多,目前的運營成本大概是在0。8元/WH左右。所以相比而言,目前全釩液流電池的運營成本是較高的,但是隨著它的規模化生產實現,成本也會降低。

3、為什麼釩液流電池的應用場景是在電網側比較好,在發電側不一定合適?

答:因為發電側本身並沒有這個很深的儲能要求,因為它不符合發電側供電的平衡問題。發電側只需要對電力的供給,不負責電網平衡的問題。而電網側需要安全穩定的執行,首先是關心供電和用電的平衡問題,儲能在這個中間是一個很大的方向;在過去,這個問題不明顯,但是隨著光伏風電加入電網執行以後,由於風電和光伏的供電是很不穩定的,從整個電網平衡來說需要儲能來保持電網的穩定,這個問題更為重要。在抽水驅動方面在短期內無法大量發展的情況下,只能依靠儲能電池。

4、目前用液流電池這種方式去儲能的話,佔比比較低。從全球整個裝機量角度來看,初始儲能佔比86%;液流電池,佔比1。2%,所以說它的成本也比較高,如果規模化執行可能下降會比較多。我國石煤提釩目前的環保要求是不是很高,石煤提釩在我國的佔比是什麼水平?如果後面釩的需求提升,石煤提釩的佔比會不會也相應提升?

答:石煤提釩的生產成本是高於這個鋼鐵提釩的。但是,國家從戰略發展這個角度考慮,很多行業專家對此已經做很多深刻的思考:鋼鐵提釩只能在鋼鐵生產過程中提釩,不能根據市場需求的變化來增加或者減少這個產量,只能在根據鋼廠生產的變化,來提高自己的產量。所以鋼鐵提釩的保障供給能力是很弱的,不具備建立彈性供應鏈的能力。但是到今天為止,不管是國內還是國外,90%的釩都來自鋼鐵提釩。石煤提釩,是中國特有的。而美國的廢催化劑再利用的提釩,佔比都很小,美國的廢催化劑提釩只有1000噸。所以在這個供應鏈中,具備現實可能的只有石煤提釩,有足夠的彈性供應。因為中國有不少石煤提釩的企業,像陝西的五洲礦業,從90年代末期到本世紀一直在堅持生產。其中也有個別年份的停止生產,在這20年時間吧,盈利的時間很少。大連融科生產的電池是用的釩液,攀鋼的電池是釩鈦,五洲礦業也仍然堅持。在這目前條件下,中國的石煤提釩大概有十幾個企業。但是五年內盈利的大概只有河南的一家。

5、全球石煤提釩的產量,截止到去年,以五氧化二釩來計算的話是1。2萬噸,這個資料您覺得靠譜嗎?去年石墨提釩的實際產量大概是什麼水平?

答:我認為1。2萬噸這個資料應該是指產能。去年的國內總產能大概20萬噸。因為中國的產量是13。91萬噸,佔了全球的64。9%。全球產量應該就是20萬噸了。石墨提釩產量大概佔1。4%左右,產量只有幾千噸。

6、最近比較火的釩電池和鈉電池,目前在整個儲能電站的運用的比重是怎麼樣的?未來會如何發展?

答:首先鈉電池沒有產業化。提到鈉電池的發展方向,而實際上不管是寧德時代,還是江車科技的鈉電池發展方向都不是儲能,而是替代鋰電池。因為鋰離子只是一個過渡,其次釩電池微乎其微,我們現在才有第一個執行的大連的專案。

7、如果把整個產業鏈分成兩塊,一個是釩電池產業、一個是上游的做資源品的產業,那麼就是如何看待未來,比如說兩到三年或者三到五年的這個釩的這個價格?

答:因為中國政府已經把三元材料的鋰電池排除到儲能電池的範圍之外了,而且實際上釩電池的在儲能應用取決於國家電網的態度,至少國家電網目前持支援態度。就等於國家電網已經排除了鈉流電池、三元材料電池作為這個儲能電池方式。這樣就給釩電池至少是兩三年內極大的發展空間。實際上到今天為止,國內能生產鈉流變電池的企業只有大連融科一家,在這個情況下,就給了大連融科極好的機會。

8、對釩電池的成本在做拆分的話,按照當前的這個釩價來算,目前在整個釩電池的成本佔比是什麼水平?

答:這個問題我很難回答。大連融科跟攀鋼釩鈦簽了五億元的大單。我認為,釩電池的短期內很難下降。釩液流電池最根本的一個成本是釩液,成本佔比百分之三十到四十。因為不論是攀高釩鈦的提釩還是承鋼的釩液,還是五洲礦業的,總是有成本的,今天為止就是12萬。五洲礦業的五氧化二釩也是虧損的。他總是要希望能掙錢吧,總是希望他有個正常的執行吧,所以這些企業不可能把釩價講的太低。大概釩液生產成本應該不低於8萬到10萬,所以它的生產成本佔比百分之三四十的。但是未來他如果真的規模化生產,我認為成本能降到6萬。

9、1GWH的釩液流電池對拉動釩的需求量大概有多少?

答:我還沒有對這個問題做很深的研究,但是不會太多,因為釩液流價格肯定是在10萬以上的。

10、我們測算認為,基本上每1GWH的耗用五氧化二釩大概在7000噸左右,趙主任怎麼看這個資料?

答:資料基本上能對得上,用五氧化二釩去計算,比如說按7000噸/GWH,和10萬元每噸或者12萬元每噸的釩液流成本計算的話,光是五氧化二釩在整個釩液的成本佔比概在25%左右,基本上和您剛才提到的整個釩液佔整個成本在30-40%之間這個水平是能匹配的上。

11、從政策的角度,其實在整個釩的領域,可以說在2018或者2020年之前它的主要需求還是在於鋼鐵的行業之中不斷變化。然後您剛才也提到,發改委在2016年左右驗證了它這個工程化,再之後它的需求逐漸逐漸轉移到了儲能電池的這一塊。那對於釩電池目前在儲能領域以及其他領域的應用中,在政策的維度,目前有哪些相應的規劃呢?有沒有一些定定量的資料去說明,或者比如說一個比較長的規劃,比如說到二五年或者到三零年的這樣子一個政策規劃?

答:作為儲能電池,國內爭論還是很大的,包括磷酸鐵鋰、釩液流,大電容等,它涉及到了各方面的利益。我個人認為,各方爭取這其中的利益很正常。但是從這個國家這個層面上,不同的儲能電池各有各的用處。包括三元材料鋰電池、氫原料電池、釩液流電池。實際上,在儲能電池這方面,也就是我們國內講的化學物理電池方面,有無數多的這個路徑,像現在的鋰離子電池不過是其中一種。而且,他只是在某些領域某個時間取得了成功,這個在行業內都說得很明白,鋰離子電池僅是新能源電池的一個過渡產品,只是化學物理電池的一種一個過渡電池。隨著新技術革命和產業變革的進步,會不斷出現新的替代電池,像鋰離子電池跟氫燃料電池的競爭中,他只是佔了先。我們90年代初期在討論平板顯示器的時候,大家都贊成離子型平板顯示器,當時國內就沒有贊成液晶平板顯示器。但是事實證明,透過市場檢驗,液晶充當顯示器還是成了主流。家裡的電視、手機。平板電腦用的全是液晶。但是無論如何講,液晶的技術性能確實是不如等離子型的顯示器。所以這個市場競爭中最後取得勝利不一定是因為技術,還有可能是其他的各方面的條件。實際上鋰離子電池,到目前為止不過就是佔了一個先機。

12、現在已經投入的釩液流電池的示範專案,除了大連融科做的,還有沒有別的?這些專案的產能水平一般是什麼情況?

答:大連融科肯定是國內釩液流電池製造的龍頭,這個實際上到目前為止實際應用的也就他一家,包括中國和全世界就這一家企業。大連融科是中科院大連化學物理所於2018年成立的孵化企業。全世界投入執行的釩電池儲能電池的專案基本上都是大連融科的。大連融科,其實不止目前在大連的這個專案,實際上最早的應該是臥牛山那邊5MW車用系統。大概是2012年12月投入執行的,這是當時世界上第一套併網執行的5MW級液流電池的儲能系統,到今天已經十年還在執行。