2024年中国全钒液流电池产业链图谱研究分析

中商情报网讯：储能是实现“碳中和”目标的重要支撑技术之一，储能产业的发展与成熟对于加快构建以新能源为主的电力系统具有重要意义。近年来在国家和地方政府政策支持下，我国储能产业（特别是电化学储能）发展迅速，产业链布局不断完善。其中，全钒液流电池凭借其可独立调节功率和容量等优势，成为“双碳”战略下国家电力系统长时储能领域首选的电化学储能技术路线。

一、产业链

钒电池产业化进程加速，产业链已基本形成。钒电池产业链上游包括钒矿、含钒固废等钒原料供给以及离子交换膜、双极板、电极等电堆材料生产；中游包括电解液制备、电池模组装配及循环泵、储液罐等控制系统；下游为可再生能源储能、电网调频、备用电源预计电动汽车等各类储能应用市场。

数据来源：中商产业研究院整理

数据来源：中商产业研究院整理

二、上游分析

目前中国钒矿产量与储量都相对丰富。在能源结构转型时期，钒作为钒电池的基础和关键材料，占据钒电池成本的40%左右，拥有钒资源，意味着掌握了钒电池产业发展的主动权，这是我国与西方国家在液流电池路线选择上我国更推崇钒电池体系的原因。

（一）钒矿原料

1.全球钒资源分布情况

截至2022年末，全球钒储量（折金属钒）超过2600万吨，其中钒矿金属钒储量（已认定的钒资源中符合当前采掘和生产要求的部分）约为2557万吨，主要分布在中国、澳大利亚、俄罗斯以及南非等地区，其中，中国钒资源（折金属钒）储量约为950万吨，储量全球第一，占全球钒总储量的37.2%，其次是澳大利亚、俄罗斯，分别占比28.9%、19.6%，前三国家钒矿资源储量合计占比为85.7%，钒资源分布较为集中。

数据来源：USGS，中商产业研究院整理

2.中国钒矿储量分布情况

数据显示，2022年中国钒矿储量（折V₂O₅）为734.39万吨，分布于15个省（市），主要集中分布在四川、甘肃、广西，其中，四川省攀枝花地区钒资源保有储量0.14亿吨，占全国的62.2%、全球的11.6%，居国内第一、世界第三，是全球规模最大的钒产品综合生产基地。钒产品以钒钛磁铁矿为原料的主要产品分布在四川和河北；以石煤为原料的主要产区在陕西、河南、甘肃、湖北和湖南等地。

数据来源：中国人民共和国自然资源部，中商产业研究院整理

3.中国大型钒矿情况

我国钒矿的查明资源量主要分布于四川、湖南、贵州、湖北、河南和陕西，这6个省查明的资源量约占全国的80%。另一方面，我国现已发现钒矿床、矿点、矿化点470余处（主要为伴生矿），包括大型（V₂O₅>100万吨）及以上矿床17个，这17个大型钒矿的查明资源总量占全国总量的60%以上。

数据来源：中华人民共和国自然资源部，中商产业研究院整理

4.钒产品来源构成情况

在自然界中钒很难以单一体存在，主要与其他矿物形成生矿或复合矿。全球约73%的钒来自于钒钛磁铁矿经钢铁冶炼处理得到的副产品钒渣，约13.1%的钒产量直接来源于钒钛磁铁矿，约13.9%的钒由二次回收的含钒副产品（含钒燃油灰渣、废化学催化剂等）及石煤钒矿生产。

中国约88.71%的钒来自钒渣原料提取，约7.75%的钒由含钒石煤生产，其余少量的钒来自废催化剂等固废回收或者直接来源于钒钛磁铁矿。

5.五氧化二钒历史价格分析

五氧化二钒是电解液的主要组成部分。2024年以来，五氧化二钒价格一路下探，已迫近7万元/吨，相较于2023年2月高点的142000元/吨，已近腰斩。全球钒资源定价以厂商定价模式为主，我国作为全球最大钒资源产销国，钒产品受钒原料价格和钢厂招标量及钢材价格两方面影响，供需错配问题成为五氧化二钒行情下跌的主要因素。五氧化二钒价格暴跌的市场局面，显然有利于钒电池厂商降本。

（注释：表中所示价格为每个月第一天的收盘价。）

6.钒资源企业在储能领域的业务布局情况

目前钒矿在钢铁领域的应用占比达到90%以上，储能领域的占比还不到5%，但最新发布的《中国钒钛产业发展报告（2024）》指出，预期3—5年钒在储能领域的应用将超越在钢铁领域的应用。

数据来源：ESCN，中商产业研究院整理

7.钒资源上游主要企业产能情况

2023年国内钒产品产能合计约17.84万吨/年，产能位居前列的是钒钛股份与河钢股份，攀钢钒钛目前具备4.4万吨钒制品产能（折五氧化二钒，下同），河钢股份钒制品产能为2.2万吨左右。川威钢铁拥有2万吨钒产品产能，此外建龙重工、德胜也具备万吨以上的钒制品产能。整体来看，我国钒产品生产行业市场集中度较高。

（二）电堆材料

钒电池的功率单元由一定数量和规格的电堆串并联构成，电堆是发生电化学反应的场所，其主要结构包括离子膜、电极、双极板、铜级流板、液流框及端板等，其中离子交换膜、电极以及双极板为核心部件。

1.离子交换膜

离子膜是电堆的重要组成部分，其性能影响了钒电池的容量稳定性与寿命。全氟磺酸膜凭借其良好的导电性以及出色的稳定性成为目前钒电池产业化应用最广泛的离子膜，但主要依赖进口。目前商业领域主要用于液流电池的是科慕公司所生产的Nafion质子交换薄膜，其产品厚度极低、电阻较低，但价格较贵（NR212约2000~2700元/m2），尤其是其昂贵的价格限制了液流电池的进一步发展。

尽管低厚度隔膜技术仍主要为国外企业所掌握，但国内企业在隔膜领域的国产替代已在加速进行中，苏州科润、东岳未来氢能、国润储能等企业在国产化方面进展领先。

2.电极

电极主要为活性物质提供反应场所，是电堆的重要组成部分。主要的电极材料包括金属类电极、碳素类电极等。目前，碳素类电极碳毡、石墨毡凭借制备工艺成熟、导电性能优异、化学稳定性强以及成本低等优势成为钒电池电极主流方案。

钒电池电极基本可实现国产化，国内主要的碳毡/石墨毡生产企业包括江油润生、辽宁金谷、江苏普向等。其中润生石墨毡为国内石墨毡生产领先企业，已建成国内首条储能石墨毡连续化产线，客户包括国内几乎所有液流电池企业，国内市占率达50%。

3.双极板

双极板是钒电池电堆的重要结构件，主要功能为隔离正负电极液、汇集电流和支撑电极等。目前主流的双极板包括石墨双极板、金属双极板、碳素复合双极板等。其中，小型电堆多使用改性石墨双极板。大功率电堆多使用碳素复合双极板。

石墨双极板的主要生产企业包括华熔科技、上海弘枫、开封时代等；碳素双极板主要生产企业为嘉兴纳科、大连化物所等。

三、中游分析

（一）钒电池成本结构占比情况

钒电池的成本主要包括三个部分：电堆成本、电解质成本以及周边设备成本，其主要组成部件包括离子交换膜、电极材料、双极板材料、集流体、活性电解液及电解液缸、催化剂等。数据显示，钒电解液是钒电池系统中的核心材料之一，在系统成本占比中达40%以上，而电堆成本占钒电池总成本的35%左右，其中主要成本源于离子交换膜的成本。电堆和电解液成本合计占比达到75%左右，其他构件成本占比25%左右。

数据来源：IRENA，中商产业研究院整理

（二）电解液——能量单元

电解液是钒电池的核心材料，直接影响能量单元的性能与成本。因此对电解液的开发和制备能力，是全钒液流电池厂商重要的核心竞争力之一。

国内生产电解液的主要企业包括中核华原钛白股份有限公司、湖南汇锋高新能源有限公司、龙佰集团股份有限公司等，其中大连融科储能为全球最大钒电解液生产企业，全球市占率达80%。

（三）电堆——功率单元

电堆制造企业往往需要将各类耗材、电子元器件等装配到一起，特别是大功率电堆，对于叠合装配的技术和工艺经验要求更高，行业具有较高的壁垒。

国内多数钒电池企业在产业化初期，多采用电堆自产的方式来控制成本和优化功率性能。目前国内领先的电堆生产企业包括融科储能、上海电气、伟力得等。

（四）钒电池

从技术成熟度角度出发，钒电池是目前技术较为成熟、产业化程度最高的电化学储能。当前我国大力发展风电光伏等绿色能源，随着风能、太阳能等清洁能源的大幅利用，其发电不稳定性的缺点也逐步显现，通过开发新材料和优化系统设计,提高能量密度和效率，钒电池在大规模、长时间储能应用中具有独特优势,未来有望在可再生能源并网和电网调峰等领域发挥重要作用。

1.中国储能项目累计装机分布情况

截止到2023年底，我国储能装机继续保持高速增长，新增投运储能装机容量36.7GW。

数据来源：中国能源研究会储能专委会，中商产业研究院

其中新增新型储能投运装机21.5GW，居世界第一位，约为2022年同期水平300%，而液流电池储能项目累计装机规模占比仅为0.6%。目前液流电池在储能市场的渗透率仍然较低，随着政策对储能安全重视度提升及储能规划趋向于长时，钒电池或将在新型储能市场中加速渗透。

数据来源：中国能源研究会储能专委会，中商产业研究院

2.钒电池装机规模情况

数据显示，在政府补贴的持续投入、产业链成熟化发展和规模效益降本等多重因素影响下，钒电池凭借其优异特性由政策导向向市场导向过渡，其市场渗透率逐步提升。2023年中国钒电池新增装机量约为1.56GW。随着近几年对钒电池需求的上升，预计未来钒电池新增装机量将大幅提升。

数据来源：Mysteel，中商产业研究院整理

四、下游分析

1.中国全社会用电量情况

《中国电力发展报告2024》显示，自2013年以来，电力需求稳步增长，全社会用电量10年平均增速约5.6%。2023年，中国全社会用电量92241亿千瓦时，同比增长6.7%。为确保电力供应的持续和高质量增长，满足社会日益增长的用电需求，我们必须着眼于新能源发电量的稳定增长。而面对光伏和风电等新能源发电存在昼夜和季节性的波动性，钒电池储能设备将成为支持新能源发电、确保电力系统稳定运行的重要力量，满足社会对可持续和高质量电力供应的需求。

数据来源：国家能源局，中商产业研究院整理

2.国内部分钒电池储能项目情况

目前钒电池产业链下游应用的投资主体主要是电网以及发电企业，包括大唐电力、国投电力、中广核电力、国家能源集团、华电国际等，主要原因是当前全钒液流电池初始投资成本较高，行业整体又由新能源发电侧强制配储要求推进，而电网和大型电力企业有足够财力和动机进行应用。

3.液流电池招标情况

数据显示，2023年1-11月，公开的液流电池招投标数量为69个，招标容量达8.2GW，是2022年液流电池招标容量27倍，且2023年液流电池项目招投标仍以全钒液流电池为主。

数据来源：GGII，中商产业研究院整理

更多资料请参考中商产业研究院发布的《中国全钒液流电池行业市场前景及投资机会研究报告》，同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业情报、行业研究报告、行业白皮书、行业地位证明、可行性研究报告、产业规划、产业链招商图谱、产业招商指引、产业链招商考察&推介会、“十五五”规划等咨询服务。