电力设备与新能源行业深度报告：长时储能东风起，钒电需求待腾飞

标配 投资要点： ➢市场定位：钒电池本征安全、扩容高度灵活、边际成本随储能时长递减的特点决定其充分定位于大容量、长时储能市场。1）性能：与其他电化学储能路线相比，钒电池采用水基电解液，安全性能突出；电堆与反应物质相互独立，扩容简便且高度灵活；上游原材料高度自给，对外依存度低，无资源瓶颈。此外，由于钒电池一致性好、安全性高，其在大型储能电站等实际应用领域温控系统较锂电更为简单，占地面积与锂电相当。2）成本：钒电池循环寿命可达20000+次，远高于钠/锂电池，且其上游原材料价格相对稳定，全生命周期成本优势显著，约0.22~0.30元/KWh；钒电池扩容（即增加储能时长）仅需增加电解液端成本，电堆成本则相应摊薄，边际成本随储能时长增加而递减。 ➢长时储能领域：与其他长时储能路线相比，钒电池储能建设周期短，与风光装机高增适配性强，兼具应用场景、时间尺度及经济性等多重优势。1）需求端：碳中和背景下，风光等可再生能源发电渗透率快速提升，2022年我国风光发电在总发电量中占比达14.2%，新型电力系统消纳及调峰调频需求相应增加。2）政策端：国内储能政策密集出台，配储比例普遍为15~20%，配储时长从2小时提升至4小时，储能长时趋势日益明确；海外主要通过政府注资支持长时储能技术研发制造，财政扶持力度渐强。3）钒电池较其他长时储能路线综合优势突出：钒储能建设周期约0.5年，短于抽蓄（7~10年）、压缩空气（1.5年）、熔融盐储热（1.5~2.5年）、氢储能（2年）等路线，与风光装机增速适配性更强。与上述其他储能路线相比，钒电池可灵活应用于源网荷各侧，应用场景更为丰富；时间尺度更广，既可用于平抑电力系统短时波动，又可用于平衡电量的长期供需错配；此外，钒电池经济性优势已逐步显现，初始投资已处下降通道，储能电站LCOE约0.75~0.86元/KWh，仅次于抽蓄及压缩空气储能。 [table_product]相关研究 1.分时电价机制完善，储能市场持续景 气— —电 池 及 储 能 行 业 周 报（20230925-20231001） 2.光伏年末装机高峰将至，风电新增装机容量同比高增——新能源电力行业周报（2023/09/22-2023/09/24）3.电力现货市场规则发布，独立储能将迎发展机遇期——电池及储能行业周报（2023/09/18-2023/09/24） ➢市场空间：截止2023年6月底，我国储能项目累计装机达70.2GW，其中新型储能装机占比达30.0%，液流电池在新型储能中的装机占比约0.8%。随着政策导向重视安全、储能规划趋于长时，钒电池将加速渗透新型储能市场，我们预计2023/2024/2025年钒电池装机需求分别为1.6/5.0/13.1GWh。 ➢钒电池产业链已基本形成，电解液环节的一体化布局、商业模式创新以及电堆环节的国产替代为钒电池降本的主要路径。1）钒资源及电解液环节：国内布局企业众多，当前国内钒产品产能约17.84万吨/年，随着储能领域用钒需求提升，钒供需或将趋紧；该环节降本主要包括一体化布局（上游钒企向下布局电解液或下游电解液企业向上谋求与钒企合作，降本空间约25.8%）、材料优化（通过使用添加剂或改变支撑电解质来提升电解液浓度）、电解液租赁（可降低初始投资成本约34.5%）三大路径。2）电堆环节：电极与双极板国产化进程较快，隔膜环节国产化率仍待提升，大连物化所开发的多孔离子隔膜可降低隔膜总成本约40%。 ➢投资建议：储能电站安全性要求提升叠加长时储能发展趋势，钒电池有望凭借优异的安全性能与全生命周期成本优势在储能市场中取得较快发展。目前钒电池产业链基本形成，市场需求亟待释放，我们建议关注已经在钒电池领域率先布局拥有先发优势的企业，建议关注：钒钛股份、河钢股份、永泰能源等。 ➢风险提示：全钒液流电池产业化进程不及预期的风险；下游市场发展不及预期的风险。 正文目录 1.后来者居上，国内钒电池产业化进程加速....................................5 1.1.钒电池行业已步入产业化推广阶段..............................................................51.2.技术日益成熟，国内钒电池项目加速落地...................................................5 2.电化学储能路线之争：安全为核，钒电池“错位竞争”优势显著....6 2.1.优势：本征安全，边际成本随储能时长递减................................................72.2.劣势：定位长时储能市场，钒电池“避短扬长”...........................................102.3.乘政策东风，高安全性的钒电池发展适逢其时..........................................12 3.长时储能路线之争：灵活适用源网荷各侧，综合优势突出.........12 3.1.可再生能源发展叠加政策推动，长时储能大势所趋...................................123.2.钒电池vs其他长时储能路线：有望率先对抽蓄形成替代..........................163.3.渗透率加速提升，2025年钒电池需求量预计达13.1GWh........................26 4.钒电池产业链：上游资源及电解液制造端布局企业众多，电堆环节国产替代加速.................................................................................27 4.1.产业链基本形成，市场需求待释放............................................................274.1.1.钒矿及电解液：国内布局企业众多，储能用钒需求提升，钒供需将趋紧284.1.2.电堆环节：国产替代进程加速................................................................314.2.电解液和电堆的有效降本是钒电池实现大规模商业化运用的核心.............344.2.1.电解液：一体化布局、材料优化、商业租赁新模式为三大降本路径.......344.2.2.电堆：国产替代为降本关键....................................................................35 5.钒电池产业链相关企业..............................................................36 5.1.钒资源及电解液企业.................................................................................375.1.1.钒钛股份：世界主要钒制品供应商，业务拓展至钒电解液制造..............375.1.2.河钢股份：钒电池产业布局涉及钒矿资源、电解液及电池模组制造.......375.1.3.永泰能源：转型储能、布局全产业链，积极打造第二增长极..................385.1.4.银峰新能源：产业链布局完备，电解液产能领先...................................395.2.电堆及电池模组企业.................................................................................405.2.1.大连融科：全球领先的钒电池储能系统服务商.......................................405.2.2.北京普能：国内最早布局商业化大容量储能技术的钒电池储能公司.......40 6.投资建议...................................................................................41 7.风险提示...................................................................................41 图表目录 图1全钒液流电池发展历史沿革...................................................................................................5图2全钒液流电池结构及反应原理...............................................................................................6图3融科储能VPower系列钒电池产品........................................................................................8图4宁德时代EnerC锂电池储能系统..........................................................................................8图5 2022年全球锂资源分布（%）...............................................................................................8图6 2022年全球钒资源分布（%）...............................................................................................8图7 2019-2023H1我国碳酸锂/五氧化二钒净进口（万吨）..........................................................9图8 2020-2023.7碳酸锂/五氧化二钒价格走势（万元/吨）..........................................................9图9储能系统空冷结构示意图....................................................................................................11图10储能系统液冷结构示意图..................................................................................................11图11 2021年底国内累计储能项目装机构成（%）.....................................................................12图12 2021年底国内累计电化学储能项目装机构成（%）..........................................................12图13 2015-2022年全球发电量及构成（万吉瓦时，%）............................................................13图14 2015-2022年我国发电量及构成（万吉瓦时，%）......