安全稳定、寿命长，钒电池长时储能空间广阔——全钒液流电池行业深度报告

要点：

全钒液流电池具备安全性高、扩容性强、循环寿命长、全生命周期成本低等优点，是目前商业化较为成熟的液流电池，在长时储能领域大有可为。

优点1:
安全性高、易扩容。锂电池易发生内部短路而导致自燃，2011-2022 年 4月，全球34起储能电站爆炸事件中锂电池占32起。而全钒液流电池电解质离子存在于水溶液中，不会发生热失控、燃烧和爆炸;同时，电堆、电解液相独立，可通过增大电堆功率和电解液来提高储电量，可扩展于百兆瓦级储能电站。
优点2:
循环寿命长、易回收，全生命周期成本低。钒电池寿命长，循环次数可达 10000-20000 次;由于钒在电解液仅发生价态变化，基本可以完全回收。钒电池全生命周期成本在 0.3-0.4 元/Wh，已经低于锂电池(0.5 元/Wh)。

优点3:
钒资源自主可控。截至 2021 年底，中国钒资源储量占全球 39%，产量占全球 68%，均处全球第一。而锂资源中国储量占比仅 7%，资源集中于智利 (41%)、澳大利亚(25%)、阿根廷(10%)。

缺点 1:
初装成本高为最大缺点。目前钒电池项目投资成本集中在 3.8-6.0 元/Wh，是目前锂电池储能电站的投资成本(约 1.8 元/Wh)的 2 倍以上。
缺点 2:
钒电池高速增长或拉动钒价上涨。假设 2026 年钒电池在新型储能中占比 20%，在保守和理想两种情形下，V2O5 的消耗量约 11.6 万吨和 18.5 万吨(4 小时储能时长)。而 2021 年中国 V2O5 产量约 13.1 万吨;若钒资源开发力度不及预期，钒电池大规模应用将拉动钒价上涨，进一步抬升电解液成本。
缺点3:
能量密度低、能量转换效率低于锂电池。全钒液流电池能量密度较低，仅为 12-40Wh/kg，低于锂电池的80-300Wh/kg。钒电池需要用泵来维持电解液的流动，因此其损耗较大，能量转化效率为70-75%，低于锂电池(90%)。

钒电池在长时储能潜力巨大。麦肯锡预计2025年全球长时储能(8小时以上) 累计装机量将达到 30-40GW，2040 年将达到 1.5-2.5TW(是目前全球储能系统装机量的8-15倍)。全钒液流电池示范项目运行多年、产业链逐步成型、全生命周期成本低，是目前商业化较为成熟的液流电池，预计将在长时储能应用广泛。Guidehouse Insights 预计到2031年，全球钒电池每年新增装机量将达到32.8GWh(2022年预计约1.6GWh)，2022-2031年复合增长率41%。
补贴和鼓励资源开发，技术驱动降本，钒电池有望高速增长。政策方面可通过补贴来降低初装成本，提高拥有钒钛磁铁矿的钢铁公司产能、加强钒资源开发来扩大钒供给。技术进步及国产材料替代还将进一步降低钒电池成本。2021 年钒电池在国内新型储能中装机占比不到 1%，目前已有多个钒电池项目在建，我们预计2026年中国钒电池年新增装机量达 3.0GW 和 4.7GW(假设钒电池在新型储能中占比 20%，保守和理想情况)，2021-2026 年复合增长率分别为 42%和 56%。

投资建议:我们认为钒电池在储能领域空间广阔，首次给予钒行业“增持”评级。推荐拥有丰富钒资源且逐步布局钒电池产业链的 $攀钢钒钛(sz000629)$ ，建议关注 $河钢股份(sz000709)$ 。

风险分析:资源开发不及预期导致钒价上涨风险，技术更新带来的降本不及预期。