全钒液流电池行业深度报告：安全稳定、寿命长，钒电池长时储能空间广阔

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。GuidehouseInsights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，建议关注河钢股份。
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。

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