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1、敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券1/322023 年年 12 月月 04 日日证券研究报告证券研究报告|产业专题报告产业专题报告工业味精增效工业味精增效+绿色价值凸显,钒需求迎来快速增长绿色价值凸显,钒需求迎来快速增长钒专题报告钒专题报告有色金属有色金属投资评级:投资评级:推荐推荐(首次首次)分析师:张锦分析师:张锦分析师登记编码:S0890521080001电话:邮箱:销售服务电话:销售服务电话:行业走势图(行业走势图(2023 年 12 月 1 日)资料来源:wind,华宝证券研究创新部相关研究报告相关研究报告投资要点投资要点钒是一种重要的
2、稀有金属元素钒是一种重要的稀有金属元素,被称为被称为“现代工业的味精现代工业的味精”:钒是一种重要的稀有金属元素,上游主要为含钒矿产(钒矿、石煤)、钒渣以及含钒固废,其可以生成主要的中间产品,下游广泛应用在钢铁、冶金、化工、储能、颜料、环保、医药等国民经济的诸多重要领域,被称为“现代工业的味精”。供给端供给端,国内含钒矿物自然资源储量丰富国内含钒矿物自然资源储量丰富,钒钛磁铁矿钒渣提钒路线具备较大的生产制造成本优势,但其供给存在区域性,对全国性布局钒深加工有一定物流成本约束。石煤提钒供给尽管有资源优势,但生产成本劣势仍然是制约其供给大幅释放的主要因素,未来如在工艺技术、清洁生产上有重大突破,将
3、能对其供给占比提升形成支撑。需求端需求端,钒下游应用广泛钒下游应用广泛。随着钒元素的物理特性进一步被挖掘,作为最具有环保和绿色价值的合金元素,广泛应用在钢铁、高端金属材料、化工、能源、医疗等领域。作为“工业味精”,钒是钢铁、高端金属材料的添加剂,能够增强其理化性能。在能源结构转型时期,钒作为长时储能电池的重要基础材料之一,其绿色价值凸显。预计到 2025 年五氧化二钒需求达到 232824.5 吨,2022 年到 2025 年复合增速为 19.3%。投资建议投资建议:我们预测 2024 年环比新增 3.29 万吨,考虑到目前总体产能、低成本的钒渣提钒产能及新增产能,预计供需边际有所改善,但总体
4、仍然偏宽松,五氧化二钒价格预计见底回升。2025 年需求环比新增 3.43 万吨,预计供需有较大边际改善,供需趋向紧平衡,五氧化二钒价格同比上涨。在五氧化二钒价格从 2024 年见底回升的带动下,提钒企业盈利将从 24 年逐步好转。关注一级市场和二级市场相关投资机会。风险提示:风险提示:钢铁消费强度和钒电池储能装机不达预期,导致钒系列产品需求仍然偏弱。此外文中提及的上市公司旨在说明行业发展情况,不构成推荐覆盖。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券2/32内容目录内容目录1.钒元素介绍钒元素介绍.42.钒产业链及产品系分析钒产业链及产品系分析.43.钒资源状况:中国钒资源储
5、量丰富,是全球第一大产钒国钒资源状况:中国钒资源储量丰富,是全球第一大产钒国.54.钒产品的提取工艺:火法优势明显,钒渣提钒投资强度低于石煤提钒钒产品的提取工艺:火法优势明显,钒渣提钒投资强度低于石煤提钒.95.供给:钒钛磁铁供给:钒钛磁铁-钒渣提钒成本优势大,但存在区域性;石煤提钒仍需工艺技术突破钒渣提钒成本优势大,但存在区域性;石煤提钒仍需工艺技术突破.146.需求:工业味精增效、绿色价值凸显,中长期钒系产品需求迎来快速增长需求:工业味精增效、绿色价值凸显,中长期钒系产品需求迎来快速增长.196.1.钢材高强化、耐性提升的带动钒作为合金添加剂需求增长,三年复合增长 2.9%.206.2.钛
6、合金受益于民用和军用航空增长,钒需求三年复合增长 15%.236.3.储能:政策刺激+全生命周期成本优势驱动钒电池装机快速增长,钒产品绿色价值属性凸显.246.4.整体需求:工业味精增效+绿色价值凸显,未来三年钒系产品需求复合增长 19.3%.297.钒系产品市场和供需格局展望钒系产品市场和供需格局展望.308.投资建议投资建议.319.风险提示风险提示.31图表目录图表目录图 1:钒产业链.4图 2:钒系列产品.4图 3:全球钒资源下游消费占比.5图 4:中国钒资源下游消费占比.5图 5:全球钒储量.6图 6:全球主要钒生产商及分布图.6图 7:钒资源来源占比.6图 8:全球主要国家钒矿产量
7、.6图 9:中国钒矿储量(万金属吨).8图 10:中国石煤储量(亿吨).8图 11:中国大陆主要钒资源、产业及产品分布.8图 12:钒系列产品生产技术路线.10图 13:钠法提钒工艺.11图 14:钙法提钒.12图 15:亚熔盐提钒.13图 16:国内前十企业五氧化二钒产能.15图 17:全国 23 家五氧化二钒企业产量.15图 18:全国 23 家钒铁企业产量.15图 19:全国 37 家钒氮合金企业产量.15图 20:钒钛铁精粉价格与进口铁精粉价格对比.16图 21:中国石煤矿含五氧化二钒量.17图 22:国内前十企业五氧化二钒产能.18图 23:攀钢集团五氧化二钒产能利用率.18图 24
8、:钒钛股份、河钢股份的钒产业毛利率.19图 25:钒产品成本对比.19图 26:中国和日本特钢占比.20图 27:全球铌产量.21图 28:中国铌铁进出口情况.21oXiW9UuYmZuZdYvXvXmV8OdN6MsQnNtRmPiNmNtRfQqQsM8OqRmONZpOuNuOtQvM产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券3/32图 29:铌铁和钒铁价格.21图 30:钒电池结构示意图.25图 31:全钒液流电池成本构成.26图 32:锂电池储能装机价格.26图 33:电力装机容量.27图 34:火电、水电、风电、太阳能发电占比.27图 35:长时储能对新能源发电的调
9、节作用.27图 36:四川五氧化二钒价格.30图 37:四川五氧化二钒年度平均价格.30图 38:2023 年五氧化二钒企业开工率.31图 39:钒钛股份钒产品细分成本.31表 1:钒系列产品下游消费领域.4表 2:2021 年全球自有资源型钒生产企业概况.7表 3:火法、湿法提钒工艺对比.13表 4:国内部分提钒项目对比.14表 5:我国钒钛磁铁矿资源分布.15表 6:提钒转炉的钒渣供给能力.16表 7:钒钛磁铁-钒渣工艺成本大幅低于石煤提钒.18表 8:钒系列产品供给影响分析.19表 9:全球钢铁行业对钒的消费强度.20表 10:日本国内钢铁产品订单情况.22表 11:钢铁行业的钒需求量预
10、测表.23表 12:钛合金元素成分.23表 13:金属材料的钒需求量预测表.24表 14:钒电池全生命周期成本.25表 15:长时储能对比.28表 16:钒电池的钒需求量预测表.29表 17:五氧化二钒需求测算表.29产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券4/32钒被称为“工业味精”,在钢铁、航空航天、高端制造、化工等领域发挥着重要作用。随着钒电池在储能领域的商业应用拓展,其“绿色价值”也逐步凸显。本报告通过对影响钒产业链供需的主要因素分析,研判未来投资机会。1.钒元素介绍钒元素介绍钒是一种重要的稀有金属元素,元素符号 V,原子序数 23,常见化合价为+5、+4、+3、+2
11、,是一种银白色、可延展的金属。钒属于高熔点金属,熔点和沸点分别为 1,887和 3,337,常与铌、钽、钨、钼等元素并称为难熔金属。钒在自然界中,通常以化合物的形态出现,被提取为金属钒后,会在表面形成一层氧化膜,从而阻止进一步氧化。2.钒产业链及产品系分析钒产业链及产品系分析从产业链看,钒制品上游主要为含钒矿产(钒矿、石煤)、钒渣以及含钒固废,其可以生成主要的中间产品,如五氧化二钒、三氧化二钒等氧化钒,并进一步深加工为钒铁、钒氮合金、钒铝合金等钒产品。通常认为,钒产品为五氧化二钒、三氧化二钒、50 钒铁、80 钒铁、钒氮合金、钒铝合金等。广泛应用在钢铁、冶金、化工、储能、颜料、环保、医药等国民
12、经济的诸多重要领域,被称为“现代工业的味精”。图 1:钒产业链图 2:钒系列产品资料来源:钒产业 2021 年年度评价(陈东辉)、华宝证券研究创新部资料来源:钒钛股份年报、华宝证券研究创新部表 1:钒系列产品下游消费领域下游行业下游行业钒的主要用途钒的主要用途钢铁钒作为合金添加剂,可细化钢的晶粒和组织,增强钢强度、韧性、硬度、抗震性、耐磨性、耐腐蚀性等,尤其在强度方面提升显著,只要在每吨钢添加少量钒,即可大幅提升其强度。钒通常用于生产高强钢和特种钢(如高速钢、工具钢、特种合金钢等),广泛应用于建筑、管道、轨道交通、机械、电力输送等下游行业。高端金属材料添加钒的钛合金、铝合金,是航空、国防重要材
13、料,被用于飞机发动机、宇宙船舱骨架、导弹、火箭发动机壳等领域。化工钒有多价态的性能,是工业上最重要的氧化催化剂系列之一,广泛应用于硫酸、有机化工原料合成、烟气脱硫脱硝等领域。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券5/32下游行业下游行业钒的主要用途钒的主要用途储能钒作为电解质,通过钒离子价态变化,实现化学能和电能的转换,主要用于生产钒电池,钒电池具有储能容量和功率可调、大电流无损深度放电、操作维护简单、使用寿命长、绿色环保等突出优势,尤其适合作为太阳能和风能的储能电池。颜料在颜料领域,钒主要用于制备铋黄及钒锆蓝颜料。铋黄颜料色泽优良、耐腐蚀性强、无毒,广泛应用于黄色汽车外壳
14、涂装、高端塑料制品、高级油墨等场合;钒锆蓝颜料具有较高的热稳定性、较强的着色能力且能与其他陶瓷颜料混合制成复合色,广泛应用于陶瓷及搪瓷行业。纳米及医疗材料一维钒氧化物纳米材料体系中存在多种氧化态和配位多面体,使其在电子、电化学、磁学和光学等领域得到广泛应用;钒在细胞新陈代谢过程中起着重要的作用,钒化合物在降糖、抗癌及抗炎等方面具有较高药用价值。资料来源:2021 年全球钒工业发展报告(吴优,陈东辉,刘武汉等)、华宝证券研究创新部钒资源在工业领域应用广泛,被称为“现代工业的味精”。全球钒产品消费量的约 91.4%用于钢铁冶金,2.11%应用于钒钛、钒铝合金等金属材料,3.36%用于化学品,3.1
15、3%用于储能及其他领域。目前国内钒产品消费量的 91.45%用在钢铁,2.06%应用于钒钛、钒铝合金等金属材料,2.57%用于化学品,3.92%用于储能及其他领域。图 3:全球钒资源下游消费占比图 4:中国钒资源下游消费占比资料来源:钒产业 2021 年年度评价(陈东辉)、华宝证券研究创新部资料来源:钒产业 2021 年年度评价(陈东辉)、华宝证券研究创新部3.钒资源状况:中国钒资源储量丰富,是全球第一大产钒国钒资源状况:中国钒资源储量丰富,是全球第一大产钒国钒在自然界中分布较广泛,其丰度排名第 22 位,根据钒产业 2021 年年度评价(陈东辉)的数据,在大陆地壳中钒的平均丰度约为 60 p
16、pm;根据美国地质勘探局(USGS)统计含钒矿物种类繁多,约有 156 种,钒极少以单一矿物存在,常和金属如铁、钛、铀、钼、铜、铅、锌、铝等矿产共伴生,或与碳质矿、磷酸盐矿共生。作为矿产资源,工业钒矿原料主要来自以下 4 种矿产类型:钒钛磁铁矿、砂岩钒矿、页岩钒矿和钒酸盐型钒矿。储量较大的含钒矿物有钒钛磁铁矿、含钒磷酸盐页岩矿、铀钾钒矿、硫钒矿与铝土矿等;碳质的石煤、原油、沥青矿物中也含钒,其中石煤是我国独特的含钒矿产资源。世界绝大部分钒的供应来自开采的矿石(或炼钢炉渣),提取钒的矿产资源有两大类:一是钒钛磁铁矿、二是含钒的碳质页岩(俗称石煤、煤矸石)。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾
17、处免责声明华宝证券6/32全球钒资源主要集中在中国全球钒资源主要集中在中国、澳大利亚澳大利亚、俄罗斯俄罗斯、南非四国南非四国。根据 USGS 最新统计显示:截至 2022 年,全球钒(折金属钒)储量 6 300 万 t,其中钒矿储量(已认定的钒资源中符合当前采掘和生产相应要求的部分)约为 2600 万 t,全球 97%以上的钒矿储量集中在中国(36.53%)、澳大利亚(28.46%)、俄罗斯(19.23%)及南非(13.46%)等 4 个国家。全球钒资源主要来自于钒钛磁铁矿加工。全球钒资源主要来自于钒钛磁铁矿加工。据中国钢铁工业协会钒分会统计,2021 年全球约 13%的钒产量直接来自于钒钛磁
18、铁矿,以南非的布什维尔德矿业公司和嘉能可公司,以及巴西的 Largo 资源公司为代表;约 76%的钒来自于钒钛磁铁矿经钢铁冶金加工得到的钒渣,以中国企业为主;约 11%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)及含钒石煤生产。中国是全球第一大钒矿生产国中国是全球第一大钒矿生产国,全球占比全球占比 70%。根据 USGS 最新统计:2022 年全球钒产量10 万吨(以金属钒计),其中中国产量 7 万吨,巴西 0.62 万吨,俄罗斯 1.7 万吨,南非 0.91万吨。中国是全球第一大钒矿生产国,近三年占全球比重分别是 66.7%、67%、70%。鞍钢集团攀钢公司鞍钢集团攀钢公司、俄
19、罗斯俄罗斯 Evraz、河钢集团承钢河钢集团承钢、北京建龙占据全球钒资源供给的前四北京建龙占据全球钒资源供给的前四。以折五氧化二钒计,鞍钢集团攀钢公司钒产能为 4.4 万吨,2022 年产量为 4.69 万吨;俄罗斯Evraz 钒产能为 3.5 万吨,2021 年钒产量为 3.04 万吨。河钢集团承钢公司产能为 2.2 万吨,2022 年钒渣产量 15 万吨,折五氧化二钒约 1.8 万吨。北京建龙重工产能为 2.1 万吨,2021 年产量为 1.98 万吨。图 5:全球钒储量图 6:全球主要钒生产商及分布图资料来源:USGS,华宝证券研究创新部资料来源:2021 年全球钒工业发展报告(吴优,陈
20、东辉,刘武汉等),华宝证券研究创新部图 7:钒资源来源占比图 8:全球主要国家钒矿产量产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券7/32资料来源:2021 年全球钒工业发展报告(吴优,陈东辉,刘武汉等),华宝证券研究创新部资料来源:USGS,华宝证券研究创新部表 2:2021 年全球自有资源型钒生产企业概况名称名称产能产能(折折 V2O5)/t产品产品原料原料钒产品产量钒产品产量(折折 V2O5)/t鞍钢集团攀钢公司44 000FeV、VN、氧化钒、钒铝合金钒渣46900(2022 年)俄罗斯(Evnz)控股公司35000(钒渣折产)FeV、氧化钒、钒铝合金、催化剂钒渣、燃油灰
21、渣、废催化剂23720(钒产品)+10910(钒渣产品)(2021 年)承德钒钛25 000FeV、VN、氮化钒铁、氧化钒、钒铝合金钒渣约 18000(2022 年)北京建龙重工集团有限公司20 000VN、氧化钒钒渣19820(2021 年)奥地利 Treibacher Industrie AG(加工型企业)13000V2O3、V2O5 钒铁钒渣瑞士嘉能可 Glencore(Xstraa)12000FeV、氧化钒钒钛磁铁矿9299(2021 年)川威集团成渝钒钛科技有限公司18 000V2O5钒渣15306(2021 年)四川德胜集团钒钛有限公司16000(钒渣折产)钒渣、氧化钒(外加工)钒
22、渣Largo Resources Ltd.巴西Maracs Menchen Mine12000V2O3钒钛磁铁矿10319(2021 年)南非 Bushveld Vametco 包含Vanchem Vanadium Product(Pry)L.ad16 000VN、氧化钒、FeV 钒电解液、催化剂钒钛磁铁矿6412(2021 年)澳大利亚 Atlantic Vanadium PTYLad.12000(停产)FeV、氧化钒钒钛磁铁矿四川省达州钢铁集团有限责任公司9000钒渣、氧化钒(外加工)钒渣美国 AMG Vanadium L.LC、+U.S.Vanadium L.LC9000氧化钒、钒铝合金
23、、钒铁等废催化剂、燃油灰渣等6600(2021 年)陕西五洲矿业股份有限公司5000VN、氧化钒、钒铝合金、金属钒石煤(碳质页岩)德国、加拿大、日本、印度、中国台湾、泰国等8000氧化钒、钒铝合金、钒铁等矿渣、废催化剂、燃油灰渣等中国其他厂商30000V2O5、钒铝合金、钒渣、废催化剂、合计280000钒酸铵、VN、钒铁等富钒磷铁、石煤资料来源:2021 年全球钒工业发展报告(吴优,陈东辉,刘武汉等),华宝证券研究创新部四川省是我国钒矿储量第一大省四川省是我国钒矿储量第一大省。我国钒资源主要储存于钒钛磁铁矿和含钒石煤中,分布在四川、广西、甘肃和湖北等地,据国土资源部统计,其中四川省钒矿(金属钒
24、)储量为 497.73万吨,占全国储量的 63.26%。其次是广西储量 100.55 万吨,安徽储量 60.76 万吨,陕西储量49.01 万吨。我国的钒矿资源主要以钒钛磁铁矿为主我国的钒矿资源主要以钒钛磁铁矿为主,四川攀西和河北承德是主要产区四川攀西和河北承德是主要产区。根据根据全国钒钛磁铁矿资源综合利用白皮书(2020 年)发布的数据:我国已探明的钒钛磁铁矿储量约 100亿吨(不含超贫矿),远景储量在 300 亿吨以上。主要分布在四川攀西、河北承德、陕西汉中、辽宁朝阳、广东兴宁等地区。其中以四川攀西和河北承德为重要分布地,其中攀西地区已探明储量 95.35 亿吨,河北承德地区已探明储量 3
25、.65 亿吨。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券8/32石煤是除钒钛磁铁矿之外的另一重要含钒矿物资源。石煤本身是一种含碳少、发热值低的劣质无烟煤,又是一种低品位多金属共生矿。含钒石煤是一种含碳页岩矿,矿物以石英为主,包含炭质、高岭石和云母类矿物等,此外可能含有少量的白云石、石榴石和黄铁矿等。根据石煤资源综合利用技术及发展的数据,我国石煤储量达 618 亿吨,主要蕴藏在我国的江南六省(浙、赣、鄂、湘、桂、黔)和陕南-川北-豫西南这两条分布带上,其中南秦岭的石煤储量极为丰富。其中含量大于 0.5%的储量为 7707.5 万,是我国钒钛磁铁矿中五氧化二钒储量的 2.7 倍,因
26、此,近年来我国对石煤中钒资源提取、开发十分重视,从石煤中提钒是我国钒资源开发的重要发展方向。图 9:中国钒矿储量(万金属吨)图 10:中国石煤储量(亿吨)资料来源:国土资源部,华宝证券研究创新部资料来源:国土资源部,华宝证券研究创新部图 11:中国大陆主要钒资源、产业及产品分布资料来源:钒产业 2021 年年度评价(陈东辉),华宝证券研究创新部产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券9/324.钒产品的提取工艺:火法优势明显,钒渣提钒投资强度低于石钒产品的提取工艺:火法优势明显,钒渣提钒投资强度低于石煤提钒煤提钒钒系列产品的制造包括提钒(提取五氧化二钒)和制钒(制造钒深加工产
27、品)两大步骤,其中提钒技术针对不同的钒资源,主要采用火法和全湿法两大类为主,其中火法是指先通过火法焙烧+湿法转浸,包括钠法、钙法、亚熔盐法。全湿法是取消焙烧、完全采用酸浸工艺。制钒包括采用铝热法、电解法、直接氧化还原发生产钒铁、钒合金等。目前世界上主要的钒系列产品生产技术路线有数十种。我国含钒原料主要包括钒渣、高品位钒钛磁铁矿、石煤提钒等,钒渣提钒是目前国内钒系产品供给的主要来源。根据钒产业 2021 年年度评价报告(陈东辉)披露的数据,钒渣原料提钒产量占比88.71%,石煤提钒产量占比7.75%,废催化剂等固废回收提钒产量占比2.65%,直接由钒钛磁铁矿原料提钒产量占比 0.89%。针对不同
28、的原料,理论上可以采取不同的提钒工艺技术。钒渣提钒:钒钛磁铁高炉冶炼转炉提钒,获取钒渣,钒渣进一步通过火法+湿法制成五氧化二钒。其中钒渣作为高炉-转炉长流程钢厂的冶炼副产物,在以钒钛磁铁口为原料的钢厂,经过高炉冶炼成铁水后,在炼钢厂经专用提钒转炉吹炼,获得五氧化二钒含量 15%-25%的钒渣。由于钒渣来自于铁水炼钢过程,因此其供给受钢厂开工影响较大。但作为副产物其成本较低。高品位钒钛磁铁矿提钒:主要采取火法或湿法进行,但对钒含量要求较高,目前国内钒钛磁铁矿的含钒量基本在 2%以下,直接进行火法/湿法提钒,经济性较差。石煤提钒:主要采用火法+湿法制成五氧化二钒,也就是焙烧后浸出的方法,先破坏矿物
29、晶格,除去还原性矿物,使其中的低价钒氧化为易浸出的高价钒,然后进行酸浸。因其适应性强、浸出率高,且具有环保低耗的优点,已是石煤钒矿提钒的主要发展方向。废弃物提钒:主要是失活催化剂提钒。在硫酸制取以及石油工业中精炼脱硫都会用到催化剂。当催化剂失去活性后,工厂便不再利用,但在这些失活催化剂中存在钒等有价金属,其中钒以 V2O5 和 V2O4 形式存在。回收这些失活催化剂中的钒可以实现资源的循环利用,节约资源。废弃物提钒主要采取酸浸-碱溶法。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券10/32图 12:钒系列产品生产技术路线资料来源:攀钢钒钛 2019 年重大资产交易报告书,华宝证券
30、研究创新部不同的火法和湿法提钒工艺在辅材、能耗、环保、效率上存在千差万别:钠法提钒环境污染严重钠法提钒环境污染严重,国内各地已禁止采用国内各地已禁止采用:钠化焙烧法基本原理是在含钒矿物(钒渣或石煤)中加入 NaCl 或 NaHCO3 作为添加剂,通过高温焙烧-水浸-沉淀-焙烧得到 V2O5。也可用硫酸浸出焙烧产物。该工艺适用于石煤和低钒钢渣提钒中。钠化焙烧工艺具有操作简单、辅助材料易得、钒浸出率高、产品质量高等优点。然而 NaCl 和 Na2SO4 在焙烧过程中容易产生 Cl2、HCl、SO2 和 SO3 等有毒气体,造成环境污染。此外钠化焙烧工艺产生的提钒废水含有大量的铬,对其处理难度大,成
31、本高。在回转窑焙烧过程中易结圈,且提钒尾渣产量大,钠盐由于水溶性强导致其处理难度大。钠法提钒生产过程中产生氯气、氨气、废酸、废渣,对生态环境破坏严重,各地纷纷出台政策禁止采用钠化提钒。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券11/32图 13:钠法提钒工艺资料来源:转炉钒渣提钒技术研究现状及展望(邱玉超,石俊杰,余彬等,2021 年),华宝证券研究创新部攀钢采用升级版钙法提钒攀钢采用升级版钙法提钒,具备清洁生产效果具备清洁生产效果,但存在纯度稍低缺点但存在纯度稍低缺点:钙法提钒又称图拉法,由俄罗斯图拉钒厂开发。该工艺将钙盐作熔剂添加到含钒固废中造球、焙烧,使钒氧化成不溶于水的
32、钒酸钙盐,再加酸调 pH 值,除杂后再沉钒,煅烧沉淀得到 V2O5。此法较环保、利于综合回收利用,但对焙烧物有选择性,使用范围受限。钙化焙烧的最大优点是对转炉钒渣中 CaO 的含量无严格限制,原料适应性强,且采用碳酸钙等石灰类物质的生产成本更低。提钒尾渣不含钠盐,去除重金属离子后便可满足工业废水排放控制标准,实现提钒废水可循环使用。然而,钙化焙烧最大的缺点是所生产的 V2O5 产品纯度稍低,含有 CaO、MnO、MgO 等杂质导致其市场竞争力不强,这也是制约钙化焙烧工艺应用的最大原因。此外,钙化焙烧提钒废渣中会生产石膏,石膏的分解会产生 SO2 有害气体,进而产生一定的环境污染。基于钙化焙烧法
33、存在原料消耗大、尾渣产量高、资源利用率低和污染气体产生等问题,攀钢对图拉法工艺的整体装备和技术进行了升级改造,并最终提出了全新的氧化钒清洁生产工艺,其工艺与钙化焙烧基本原理一致,但是清洁生产工艺实现了提钒废水和废渣的循环利用。提钒尾渣中石膏用于水泥生产,脱出石膏后的低硫渣可返回高炉冶炼;沉钒废液经电解处理后可回收沉钒废液中的金属锰,电解废液可返回硫酸浸出步骤用于钙化焙烧熟料的溶出,整个过程无有害废弃物排放,钒的回收率大幅提高,目前氧化钒清洁生产工艺已于攀枝花钢铁集团西昌钒钛制品厂钒制品分公司成功应用。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券12/32图 14:钙法提钒资料来源
34、:转炉钒渣提钒技术研究现状及展望(邱玉超,石俊杰,余彬等,2021 年),华宝证券研究创新部河钢承钢开发亚熔盐提钒河钢承钢开发亚熔盐提钒,能耗低能耗低、环保环保:亚熔盐提钒由中科院与河钢承钢联合开发,并于 2017 年投入使用。该工艺将一定浓度的氢氧化钠溶液与钒渣充分混合,通过蒸汽加热进行钒渣氧化,物料水洗后得到可溶性钒酸钠溶液,再经冷却结晶即可得到钒酸钠晶体。亚熔盐体系为钒渣系统提供高化学活性和高活度负氧离子的碱金属离子化介质,具有蒸汽压低、流动性好等优良的物化性质,提钒过程具有较高的反应活度系数和反应活性,同时分离功能具有可调控性。该工艺可将传统钠化和钙化焙烧的温度由 800降低到 200
35、400,显著降低能耗,运行结果表明钒和铬的转化率分别稳定在 90%和 80%以上,且整个工艺从源头消除了有害窑气、铵沉废水和含铬尾渣的产生。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券13/32图 15:亚熔盐提钒资料来源:提钒工艺研究现状及进展(朱建岩,2022 年),华宝证券研究创新部湿法提钒取消焙烧工序湿法提钒取消焙烧工序,降低能耗降低能耗,但生产效率较低但生产效率较低:湿法提钒适用于钒渣和石煤,主要通过硫酸直接浸出,该工艺取消了氧化焙烧的过程,减少了焙烧设备投入,降低了能耗。硫酸直接浸出法成本较低,操作简单,设备要求低,浸出液循环利用,工艺过程无有害物质排放,是一种对环境
36、友好的提钒技术,钒的浸出率可达 97.9%。但湿法提钒的浸出时间相对较长,生产效率较低。酸浸-碱溶法提钒先用酸使含钒钢中的钒以 VO2+、VO2+的形态浸出,再加碱中和,在弱碱性条件下加入氧化剂使钒氧化成五价离子,并使其沉淀制成粗钒,粗钒经碱溶生成五价钒的钠盐,除去杂质硅后,再用铵盐二次沉钒得偏钒酸铵,偏钒酸铵经煅烧后可得到高纯V2O5。该工艺常用于低钒钢渣提钒。对比主要火法和湿法提钒工艺对比主要火法和湿法提钒工艺,从能耗从能耗、提取率提取率、环保环保、生产效率生产效率/成本角度来看成本角度来看,火法中火法中的升级版钙法和亚熔盐法具备较好的经济性。的升级版钙法和亚熔盐法具备较好的经济性。表 3
37、:火法、湿法提钒工艺对比工艺特征工艺特征钠法能耗高,提取率中等,污染物排放高,废弃物处置成本高,生产效率高、成本低钒钛磁铁矿、石煤钙法(攀钢升级工艺)能耗中等、提取率高,污染物排放低,废弃物处理容易,生产效率高、成本低钒钛磁铁矿亚熔盐法能耗低,提取率中等,污染物排放低,废弃物处置容易,生产效率高、成本低钒钛磁铁矿湿法能耗低,提取率高,污染物排放低,废弃物循环利用。生产效率低、成本相对高石煤、废弃物资料来源:提钒工艺研究现状及进展(朱建岩,2022 年)、华宝证券研究创新部从原料角度来看从原料角度来看,石煤提钒整体投资成本大于钒渣提钒石煤提钒整体投资成本大于钒渣提钒。从国内部分提钒项目环评公司的
38、信息来看,钒渣提钒项目的单位五氧化二钒的投资强度低于石煤提钒,其中成渝钒钛单位五氧化二钒投资强度为 2.02 万元/吨,宏发钒业为 1.092 万元/吨。石煤类提钒项目,肃北西矿提钒投资强度为 28.73 万元/吨,安陆曹程为 14.88 万元/吨,汇宏矿业为 21.65 万元/吨。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券14/32表 4:国内部分提钒项目对比国内部部分提钒项目国内部部分提钒项目单位五氧化二钒投单位五氧化二钒投资强度(万元资强度(万元/吨)吨)肃北西矿钒科石煤提钒项目火法+湿法。工艺采用脱碳+空白焙烧+浓硫酸浸出+氧化中和+离子交换+净化+沉钒+偏钒酸铵(产品
39、)。项目总投资为 23527.4 万元,环保投资共计 2300 万元,项目环保投资占总投资的 9.78%。项目建设包括焙烧车间、浸出车间、离子交换车间、净化沉钒车间各 1 座,扩建 5 座浓硫酸储罐,扩建废水处理站等配套工程;破碎筛分车间、脱碳发电车间、煤气发生站和渣库依托现有工程。项目年处理石煤钒矿石量约 21.96 万 t/a,石煤钒矿石入选品位 0.70%,工程年产偏钒酸铵约 1300t/a(B98%)。28.73安陆市曹程矿区石煤提钒项目选矿+火法+湿法。工艺:原矿石破碎(四段两闭路)、焙烧、磨矿、酸浸、浓密、洗涤浸出、液中和、浸出液还原、萃取、酸性铵盐沉钒、煅烧、氮化。项目总投资为
40、149424.49 万元,环保投资共计 14140.43 万元,环保投资占总投的 9.46%。项目年处理 99 万吨/年原矿,原矿 V2O5 平均品位 0.817%(焙烧矿 0.876%),回收率85.82%,年产氮化钒约 4462.87t。14.88敦煌汇宏矿业石煤提钒火法+湿法。工艺:石煤钒矿破碎、筛分脱碳(余热发电)立磨成型焙烧破碎磨矿浸出、过滤氧化中和陈化离子交换净化沉钒干燥煅烧五氧化二钒。项目投资:项目总投资为 64971.4 万元,环保投资共计 3990 万元,项目环保投资占总投资的 6.14%。项目年处理 4 5 万 t/a 石煤原矿,原矿入选 品位 0.93%,回收率 70.2
41、6%。年产 五氧化二钒产品 3 0 00 t/a(V 2 O 5 含量 98%)。21.65成渝钒钛钒渣提钒火法+湿法。工艺:回转窑、熔化炉及配套设施。项目投资 20200 万元,包括改建钒渣焙烧回转窑 1 座、五氧化二钒生产线三步法熔化炉 1 座及配套设施。项目改建完成后将原钒资源综合利用项目预留的 5000t/年 三氧化二钒及高钒化物、2000t/年 氮化钒生产线改建为5000t/年五氧化二钒生产线,合计钒渣焙烧回转窑 2 座、五氧化二钒生产线三步法熔化炉 2座及配套设施,产能达到年生产五氧化二钒 10000 吨。2.02德昌县宏发钒业钒渣提钒火法+湿法。采用“焙烧+酸浸+还原+萃取+反萃
42、取+氧化+铵沉+煅烧”工艺生产五氧化二钒。投资 5458 万元。项目建设年产 5000 吨五氧化二钒项目,项目产品以高钒渣为原料,。1.092攀钢西昌钒制品采用国内唯一的钙化焙烧工艺生产片钒,产品包括五氧化二钒、FeV50 和 FeV80。其中钙化焙烧工艺相较于普遍采用的钠化工艺而言具有环保成本低、质量优等工艺优势。从产能规模看,目前标的资产钒产品(折合五氧化二钒)初设产能约 1.8 万吨。公司固定资产 15 亿元资料来源:相关项目环境影响评价公示报告、钒钛股份收购西昌钒制品董事会预案、华宝证券研究创新部5.供给供给:钒钛磁铁钒钛磁铁-钒渣提钒成本优势大钒渣提钒成本优势大,但存在区域性但存在区
43、域性;石煤提石煤提钒仍需工艺技术突破钒仍需工艺技术突破根据百川统计截止 2023 年 10 月 30 日国内五氧化钒产能为 193360 吨。前十家企业合计产能 136100 吨,其中攀钢钒钛产能为 40000 吨,成渝钒钛产能为 20000 吨,北京建龙产能为19200 吨,河钢承钢为 18000 吨,德胜钒钛为 14500 吨。前十企业中陕西五洲矿业、淅川县玉典钒业为石煤提钒,其余均为钒钛磁铁矿钒渣提钒。根据钢联终端统计 2022 年全国 23 家五氧化二钒样本企业合计产量 10.89 万吨,同比减少4.28%。钒铁产量 3.6155 万吨,同比减少 9.5%;2022 年钒氮合金产量 5
44、.75 万吨,同比减少7.33%。整体来看,2020 年-2022 年,五氧化二钒、钒铁、钒氮合金产量均呈现持续减少态势。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券15/32图 16:国内前十企业五氧化二钒产能图 17:全国 23 家五氧化二钒企业产量资料来源:百川,华宝证券研究创新部资料来源:钢联终端,华宝证券研究创新部图 18:全国 23 家钒铁企业产量图 19:全国 37 家钒氮合金企业产量资料来源:钢联终端,华宝证券研究创新部资料来源:钢联终端,华宝证券研究创新部基于目前国内钒产品供给来源占比结构:钒渣原料提钒产量占比 88.71%,石煤提钒产量占比 7.75%,废催化
45、剂等固废回收提钒产量占比 2.65%,直接由钒钛磁铁矿原料提钒产量占比0.89%。我们将从资源的可获取性、提钒成本上进行分析梳理:国内一次资源国内一次资源-钒钛磁铁矿资源可获取性较好,但区域性特征明显钒钛磁铁矿资源可获取性较好,但区域性特征明显。根据全国钒钛磁铁矿资源综合利用白皮书(全国钒钛磁铁矿综合利用标准化技术委员会等,2020 年)披露:我国钒钛磁铁矿已探明储量约 100 亿吨,占全球比重约 25%,但主要集中在攀西和承德地区;经过几十年的实践探索,我钒钛磁铁矿综合开发利用已经实现了大规模工业化露天开采。其中攀钢集团、河钢承钢、北京建龙、龙佰集团、安宁股份、德盛钒钛均具有大规模开采能力。
46、攀钢年开采钒钛磁铁矿约 1900 万吨,安宁股份年产钒钛铁精矿 160 万吨。整体来看,国内钒钛磁铁矿资源可获取性较好,但区域性特征明显,资源主要集中在攀西和承德,对全国范围布局钒钛磁铁-钒渣提钒存在较大约束。表 5:我国钒钛磁铁矿资源分布矿区矿区储量(亿吨)储量(亿吨)五氧化二钒含量(五氧化二钒含量(%)四川攀枝花8.220.16-0.44六个矿段,攀钢开采其中三个矿段,一个停止开采,剩余两个尚未开采白马11.780.13-0.15五个矿段,攀钢开采其中两个,德胜钒钛开采一个,中禾开采一个,一个尚未开采产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券16/32矿区矿区储量(亿吨)储
47、量(亿吨)五氧化二钒含量(五氧化二钒含量(%)红格37.230.14-0.56北矿区攀枝花部分由龙佰集团开采,凉山部分由攀枝花丰源矿业开采。南矿区开采权 2023 年由四川省钒钛产业投资公司取得太和90.16-0.42重钢集团西昌矿业开采潘家田4.11安宁股份开采红格外围3.66尚未设置矿权河北承德3.650.2-0.5河钢承钢、承德建龙涉足开采陕西汉中洋县0.430.3-2.1陕西有色开采广东兴宁4.50.37辽宁朝阳属于超贫钒钛磁铁矿,资源量超 100 亿吨,新疆巴楚高钛型贫矿,资源量超 6 亿吨资料来源:全国钒钛磁铁矿资源综合利用白皮书(全国钒钛磁铁矿综合利用标准化技术委员会等,2020
48、 年)、华宝证券研究创新部钒钛磁铁矿冶炼经济性是影响二次资源钒渣长期供给的主要因素钒钛磁铁矿冶炼经济性是影响二次资源钒渣长期供给的主要因素;钒钛磁铁矿提钒主要借助高炉冶炼生成含钒铁水-提钒转炉吹炼生产钒渣,其中钒渣作为高炉-转炉长流程钢企的副产品,其产量与主产品铁水产量成正比。而铁水产量由受制于钢厂整体盈利性影响,目前国内钒钛磁铁矿相比同品味的进口铁精矿价格有优势。2022 年安宁股份对外销售 61%品味钒钛铁精矿平均价格为 527 元/吨,攀钢自产钒钛铁精矿价格为 263 元/吨,均大幅低于同品味的进口印度矿。因此对外购资源,还是利用自产资源的企业,用钒钛磁铁矿冶炼经济性更好。钒钛磁铁矿-钒
49、渣供给不受制约。图 20:钒钛铁精粉价格与进口铁精粉价格对比资料来源:安宁股份年报、攀钢集团科创票据募集说明书、华宝证券研究创新部短期提钒转炉产能是钒渣供给的进步释放的天花板短期提钒转炉产能是钒渣供给的进步释放的天花板。钒钛磁铁矿钒渣工艺的核心设备是提钒转炉,钒钛磁铁矿经烧结、加入高炉冶炼成含钒铁水,再兑入提钒转炉进行吹炼,生成五氧化二钒含量较高的钒渣和半钢。目前国内有七家企业拥有提钒转炉(按照提钒转炉吨钢渣量40kg/吨,考虑到提钒转炉冶炼周期小于普通转炉)测算 7 家企业理论钒渣产能 91.8 万吨,按照钒渣的五氧化二钒含量 15%-25%,取中位值,7 家企业理论的五氧化二钒产能为 18
50、.7 万吨。剔除 2023 年新建置换项目,理论产能在 15 万吨左右。表 6:提钒转炉的钒渣供给能力提钒转炉的钒渣供给能力提钒转炉的钒渣供给能力产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券17/32提钒转炉的钒渣供给能力提钒转炉的钒渣供给能力攀钢120 吨提钒转炉 2 座;200 吨提钒转炉 2 座。理论钒渣产能:28 万吨河钢承钢80 吨提钒转炉 1 座,120 吨提钒转炉 2 座,150 吨提钒转炉 1 座。理论钒渣产能:17 万吨北京建龙承德建龙:70 吨提钒转炉 1 座;建龙西林 180 吨提钒转炉 1 座。理论钒渣产能:12.2 万吨成渝钒钛120 吨提钒转炉 1 座
51、,100 吨提钒转炉 1 座(2023 年新建置换)。理论钒渣产能:10.8 万吨.德胜钒钛50 吨提钒转炉 1 座,120 吨提钒转炉 1 座(2023 年新建置换)。理论钒渣产能:9 万吨.昆钢股份50 吨提钒转炉 1 座,120 吨提钒转炉 1 座.。理论钒渣产能:9 万吨.陕钢汉中120 吨提钒转炉 1 座(2023 年新建置换)。理论钒渣产能:5.6 万吨.资料来源:全国钒钛磁铁矿资源综合利用白皮书(全国钒钛磁铁矿综合利用标准化技术委员会等,2020 年)、华宝证券研究创新部我国石煤矿储量十分巨大我国石煤矿储量十分巨大,且广泛分布在国内东南部省份且广泛分布在国内东南部省份,资源可获取
52、性较好资源可获取性较好。根据石煤资源综合利用技术及发展(朱军,刘欢,马莹等,2013 年)研究,国内石煤矿含五氧化二钒总量达到 11797 万吨。且分布在国内华东、华中、华南各省,其中湖南省石煤矿含五氧化二钒量达到 4045.8 万吨,江西为 2400 万吨,浙江为 2277.6 万吨。目前在石煤矿的采选上,包括水洗离心富集在内的一系列选矿技术已经成熟。整体来看,我国石煤矿储量十分巨大,且广泛分布在国内东南部省份,资源可获取性很好。图 21:中国石煤矿含五氧化二钒量资料来源:石煤资源综合利用技术及发展(朱军,刘欢,马莹等,2013 年)、华宝证券研究创新部提钒过程中的环境治理问题提钒过程中的环
53、境治理问题,对资源可获取性会一定影响对资源可获取性会一定影响。尽管目前有大量钒渣提钒技术,但其资源环境问题仍非常突出,生产过程中产生废气、废水、废酸、废酸等,依然存在含盐废水产生量大、含铵芒硝难处理、提钒尾渣钠高难利用、钒渣中铬利用率低、提钒尾渣利用率低等问题。这些突出的环境问题,对一些环保治理投入较少的企业,在环境整治过程中,往往会发生停产整顿,导致供给出现约束。整体来看提钒过程中的环境治理问题,对资源可获取性会一定影响。以进口提升资源获取被法律禁止以进口提升资源获取被法律禁止:钒产品生产的主要原材料为钒渣,此前部分来源于进口贸易。2017 年 8 月,环境保护部发布进口废物管理目录,将 4
54、 个品种钒渣从限制进口类可用作原料的固体废物目录调整列入禁止进口固体废物目录,自 2017 年 12 月 31 日起执行。从资源获取角度来看,是无法通过进口增加供给。大型提钒企业的开工情况大幅好于行业整体水平大型提钒企业的开工情况大幅好于行业整体水平。从百川统计的数据来看,2020 年-2022产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券18/32年全国五氧化二钒企业的开工率分别为 58.75%、57.86%、63.23%。而同期攀钢集团债券募集说明书披露的公司钒业务产能利用率分别为 106.25%、108.25%、117.25%。呈现出大型企业的开工情况大幅好于行业整体水平。图
55、 22:国内前十企业五氧化二钒产能图 23:攀钢集团五氧化二钒产能利用率资料来源:百川,华宝证券研究创新部资料来源:攀钢集团科创票据募集说明书(2023 年 4 月)、华宝证券研究创新部从成本竞争力角度来看,利用钒钛磁铁从成本竞争力角度来看,利用钒钛磁铁-钒渣工艺成本大幅低于石煤提钒。钒渣工艺成本大幅低于石煤提钒。按照攀钢集团科创票据募集说明书(2023 年 4 月)披露的 3359 元/吨粗钒渣采购价,假设石煤井工矿开采成本 300 元/吨,测算钛磁铁-钒渣工艺的主原料成本比石煤提钒低近 30000 元/吨。另外参照表,单位五氧化二钒投资强度测算,钒钛磁铁矿企业的折旧成本比石煤提钒企业的折旧
56、低 6500元/吨。整体来看,从成本竞争力角度来看,利用钒钛磁铁-钒渣工艺成本大幅低于石煤提钒。表 7:钒钛磁铁-钒渣工艺成本大幅低于石煤提钒钒钛磁铁钒钛磁铁-钒渣提钒钒渣提钒石煤提钒石煤提钒主原料成本采用 15%-25%粗钒渣,提取 98%品味的五氧化二钒。按照回收率 80%测算,每生产一吨五氧化二钒消耗 5-8.2 吨粗钒渣。按照攀钢集团科创票据募集说明书的数据:3359 元/吨粗钒渣采购价,主原料成本中位数为22170 元/吨。采用原矿五氧化二钒含量 0.82%的石煤(取肃北西矿、安陆曹程、汇宏三家平均值),提取 98%品味的五氧化二钒。按照回收率 80%测算,每生产一吨五氧化二钒消耗
57、149 吨左右石煤。目前国内井工矿煤炭开采成本 100 元/吨-600 元/吨,其中大型煤炭企业机械化、智能化水平高,成本较低。石煤企业规模较小,整体成本较高。假设取 350 元/吨的开采成本作为石煤价格测算,石煤提钒主原料成本达到52150元/吨。折旧以五氧化二钒投资强度 2 万元/吨测算(参照成渝钒钛),折旧 20 年,每吨折旧 1000 元/吨。以五氧化二钒投资强度 15 万元/吨测算(参照安陆曹程矿),折旧 20 年,每吨折旧 7500 元/吨。资料来源:攀钢集团科创票据募集说明书、相关企业的环境影响报告、华宝证券研究创新部测算大型钒渣提钒企业基于钒钛磁铁矿资源大型钒渣提钒企业基于钒钛
58、磁铁矿资源,构建的钒产业链一体化构建的钒产业链一体化,其成本优势明显其成本优势明显。2020年-2022年钒钛股份的钒业务毛利率分别是14.45%、30.5%、32.08%,钒产品成本分别为73624元/吨、80373 元/吨。同期河钢股份的钒业务毛利率是 33.65%、23.89%、21.57%,三年平均水平与钒钛股份接近。根据百川的调研数据,2021 年-2020 年行业五氧化二钒企业平均成本为110029 元/吨,121848 元/吨。整体来看,大型钒渣提钒企业基于钒钛磁铁矿资源,构建的钒产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券19/32产业链一体化,其成本优势明显。图
59、 24:钒钛股份、河钢股份的钒产业毛利率图 25:钒产品成本对比资料来源:钒钛股份年报、河钢股份年报、华宝证券研究创新部资料来源:钒钛股份年报、华宝证券研究创新部从资源的可获取性、提钒成本两维度来看,国内含钒矿物自然资源储量丰富,钒钛磁铁矿钒渣提钒路线具备较大的生产制造成本优势,但其供给存在区域性,对全国性布局钒深加工有一定物流成本约束。石煤提钒供给尽管有资源优势,但生产成本劣势仍然是制约其供给大幅释放的主要因素,未来如在工艺技术、清洁生产上有重大突破,将能对其供给占比提升形成支撑。表 8:钒系列产品供给影响分析供给影响供给影响资源可获得性钒渣自然资源-钒钛磁铁矿资源可获取性较好,但区域性特征
60、明显,对全国范围布局钒钛磁铁-钒渣提钒-深加工存在较大约束。二次资源钒渣长期供给取决于钒钛磁铁矿冶炼经济性。短期提钒转炉产能是钒渣供给的进步释放的天花板。以进口提升资源获取被法律禁止。石煤石煤矿储量十分巨大,且广泛分布在国内东南部省份,资源可获取性很好。环境治理影响 提钒过程中的环境治理问题,对资源可获取性会有阶段性影响。生产成本从成本竞争力角度来看,利用钒钛磁铁-钒渣工艺提钒的主原料、折旧成本大幅低于石煤提钒。大型钒渣提钒企业基于钒钛磁铁矿资源,构建的钒产业链一体化,其成本优势明显。资料来源:华宝证券研究创新部6.需求:工业味精增效、绿色价值凸显,中长期钒系产品需求迎需求:工业味精增效、绿色
61、价值凸显,中长期钒系产品需求迎来快速增长来快速增长随着钒元素的物理特性进一步被挖掘,作为最具有环保和绿色价值的合金元素,广泛应用在钢铁、高端金属材料、化工、能源、医疗等领域。作为“工业味精”,钒是钢铁、高端金属材料的添加剂,能够增强其理化性能。在能源结构转型时期,钒作为长时储能电池的重要基础材料之一,其绿色价值凸显。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券20/326.1.钢材高强化、耐性提升的带动钒作为合金添加剂需求增长,三年钢材高强化、耐性提升的带动钒作为合金添加剂需求增长,三年复合增长复合增长 2.9%钒在钢铁中的消费强度持续上升,但与欧美国家相比还存在差距。钒在钢铁中
62、的消费强度持续上升,但与欧美国家相比还存在差距。根据2021 年全球钒工业发展报告(吴优,陈东辉,刘武汉等)的数据,2021 年达到吨钢消费强度 0.060kg 的水平,相比 2016 年的 0.040kg 有较大提升,且已经超过世界平均水平,但与北美(0.089kg)、欧盟(0.076kg)等工业发达国家的相比,还有一定差距。作为钢铁生产过程中加入的合金添加剂,钒的消费强度低主要与钢结构有关。钢铁领域,钒绝大部分用作生产高强度低合金钢、高速钢、工具钢、不锈钢、弹簧钢、轴承钢等。相比欧美日等发达经济体,目前我国钢材结构中低端品种占比仍然较高,尽管在 2018 年 11 月以来国家实施新的螺纹钢
63、标准,同时加大高强度低合金的三级螺纹钢应用,带来钒的消费强度提升。但总体来看,我国高强钢、特钢占比仍然较低,以特钢为例低于日本近 3 个百分点。这也导致钒的消费强度与欧美日等国有差距。表 9:全球钢铁行业对钒的消费强度单位:单位:kg/吨吨北美北美欧盟欧盟独联体独联体非洲非洲印度印度中国中国全球全球2019 年0.0850.0660.0440.040.0340.0490.052020 年0.0880.0680.0430.040.0360.0570.0552021 年0.0890.0760.0450.040.0390.0610.059资料来源:2021 年全球钒工业发展报告(吴优,陈东辉,刘武汉
64、等)、华宝证券研究创新部图 26:中国和日本特钢占比资料来源:中国特钢协会、日本钢铁联盟、华宝证券研究创新部铌对钒的取决于价格比,但铌铁供给完全依赖进口,价格变数更大,难以大幅替代钒。铌对钒的取决于价格比,但铌铁供给完全依赖进口,价格变数更大,难以大幅替代钒。铌铁是钢铁的“味精”,在炼钢时参加适量的铌铁,也会大幅度进步钢材的强度、耐性、可焊性和耐腐蚀性。在相对性价比提升时,国内一些钢厂已在出产对强度、耐性有较高要求的钢种时逐步推行以铌代钒。以三级及以上级别的螺纹为例,加铌可一举两得:细化晶粒,沉淀强化及固定氮。细化相变后的铁素体晶粒,可在提高强度的同时提高钢的韧性及其他特殊性能,满足建筑物的持
65、久安全性要求。沉淀铌在提高强度的作用方面是钒的 2 倍。生产实践也证明,只要工艺设计、控制合理,铌微合金化工艺强化效果明显好于钒微合金化工艺,即所谓的 1 个铌等同于 2 个钒(采用钒铁微合金化工艺),因此要达到同样理化性能,在钢中只需要加入铌只需要 1/2 的钒量。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券21/32铌铌/钒价格比小于钒价格比小于 2,是铌代替钒的决定因素。,是铌代替钒的决定因素。从铌铁和钒铁的平均价格来看,2023 年以来国内钒铁价格呈现震荡下行态势,截止 11 月 29 日,2023 年中国钒铁平均价格为 12.35 万元/吨,同期巴西进口的铌铁平均价格为
66、 24.22 万元/吨。铌价在钒铁价格的 2 倍左右,目前用铌代钒的经济性已经缩窄。全球铌铁供给被巴西垄断全球铌铁供给被巴西垄断。从全球的金属铌的供给来看,主要集中在巴西和加拿大,根据USGS 披露的数据,2022 年巴西产量为 71000 金属吨,占全球的比重为 90%;加拿大产量 6500吨,占全球比重为 8.2%。整体来看全球金属铌供给被巴西垄断。我国铌铁消费对巴西出口依赖度很深我国铌铁消费对巴西出口依赖度很深。我国铌金属产量在全球占比很小,铌铁消费几乎完全依赖进口。从我国铌铁的进口数据来看,2018 年-2019 年,国内钒价高位时,刺激了钢企用铌代钒,拉动了铌铁进口。之后随着钒价的回
67、落,铌铁进口也呈现下降。2022 年我国进口铌铁33380 吨,其中从巴西进口 32912 吨,占比达到 99%。整体来看,我国的铌铁消费对巴西出口依赖度很深。整体来看,由于我国铌铁资源稀缺,对进口铌铁依赖性较大,且全球铌铁供给被巴西垄断。未来如铌供给的变数,将导致价格大幅波动,进而降低铌代钒的经济性。图 27:全球铌产量图 28:中国铌铁进出口情况资料来源:USGS,华宝证券研究创新部资料来源:海关总署,华宝证券研究创新部图 29:铌铁和钒铁价格资料来源:Wind,华宝证券研究创新部关于未来钢材品种结构关于未来钢材品种结构,我们认为高强度我们认为高强度、耐性的钢种需求维持增长耐性的钢种需求维
68、持增长,带来钢材对钒的消带来钢材对钒的消产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券22/32耗强度提升。耗强度提升。参考日本,经济进入中高速、工业增加值保持高位阶段,结构钢、不锈钢、高强钢等高强度、耐性品种需求保持增长。未来我国经济进入高质量、双碳低碳转型期,对此类钢的需求也将维持增长态势,由此钢材对钒的消耗强度提升将是必然趋势。上世纪 70 年代初,日本经济在完成快速工业化后,进入了中速发展阶段,GDP 增速由之前的 10%左右的下滑到 70 年中期的 4%左右,并持续到 90 年初期;同期日本工业增加值在国民经济的占比基本维持在 35%左右。同期日本国内钢材消费结构出现变化
69、,传统的热轧、冷轧、镀锌、镀锡、型钢等品种需求相对平稳,而 H 型钢、厚板、结构钢、高强钢等需求维持增长。其中结构钢由403 万吨增长到 704 万吨,高强钢由 78 万吨增长到 163 万吨;不锈钢由 99.3 万吨增长到 155.5 万吨。中国经济进入高质量发展期,绿色低碳转型,节能增效对结构性材料强度提出更高要求,带来高强钢需求增长;同时新能源和新能源车细分领域的增长,拉动特种钢需求上升。表 10:日本国内钢铁产品订单情况(千吨)(千吨)1986 年年1991 年年1996 年年2000 年年2005 年年轨道258281268216213钢板桩75646H 型钢3
70、3326585499047203924型钢388644659棒材7629107010061线材29003222284430132337厚板68258045683172509246热轧板卷620068798冷轧板卷639964089电工钢7059镀锡板7941084镀锌板21052607其他涂镀板59229898791981698180钢管43295652498342773896结构钢40345556465947337044不锈钢9931466
71、5易切削钢96257高强钢7751630其他918452171资料来源:日本钢铁联盟、华宝证券研究创新部钢铁行业未来钒消费测算。钢铁行业未来钒消费测算。假设:1、我们在 2023 年 11 月 23 日发布的减量发展的大背景下,钢铁行业存在的结构性机会对国内粗钢产量的预测:2025 年为 95750 万吨,2030 年为 92198 万吨。2、假设到2030 年,国内钢材的钒消耗强度为 0.08kg/吨,低于北美 2019 年、超过欧盟 2021 年。预计到 2025 年钢铁行业五氧化二钒消耗量 13849
72、6 吨,2022 年-2025 年复合增长率 2.9%。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券23/322030 年消耗量 142248 万吨。表 11:钢铁行业的钒需求量预测表2019 年年2020 年年2021 年年2022 年年2023 年年2024 年年2025 年年2030 年年吨钢钒消费强度(kg/吨)0.0490.0570.0610.0650.0690.0720.0750.08粗钢产量(万吨)9963490987009575092198钒需求量(吨)48826584569690710647181
73、373758折五氧化二钒(吨)9444026142248资料来源:上海钢联,华宝证券研究创新部测算6.2.钛合金受益于民用和军用航空增长,钒需求三年复合增长钛合金受益于民用和军用航空增长,钒需求三年复合增长 15%钒在高端金属材料应用是制造航空航天工业用的钛基合金,以 TC4 为主。主要是在航空航天用钛材中,加入一定量的钒合金(AlV)后,可增加金属材料的强度、耐磨性和耐腐蚀性等。钒和钛组成的金属合金可用于火箭飞机发动机、导弹、军舰的水翼、蒸汽涡轮机叶片、宇宙飞船舱骨架和引进器等。钒合金还应用于制造磁性材料、硬质合金、超导材料及
74、核聚变反应堆。表 12:钛合金元素成分元素元素/%TC4TC17TC21AI5.5-6.754.5-5.55.2-6.8C0.080.050.08Cr-3.5-4.510.9-2Fe0.30.250.15H0.0150.01250.015Mo-3.5-4.52.2-3.3N0.050.050.05Nb-1.7-2.3O0.20.08-0.130.15其他0.10.10.1其他总和0.40.30.4Sn-1.5-2.51.6-2.5Ti余量余量余量Zr-1.5-2.51.6-2.5V3.5-4.5-资料来源:材易通,华宝证券研究创新部随着新型军机占比提升、国产大飞机在民用航空市场的打开,TC4
75、钛合金需求持续走强,预计 2025 年 TC4 需求达到 27941 吨,相比 2021 年增长 75%,2030 年需求达到 41055 吨,相比 2021 年增长 157%。新型军机占比提升,带动 TC4 需求增长。由于钛合金的密度比钢小得多,而强度又和钢很接近,为了减轻飞机结构重量、提高机体寿命、满足耐高温耐腐蚀等方面要求,新型军机用钛量不断抬升。目前全球各种先进战机钛合金用量基本都达到了 20%以上,其中美国 F-22 战斗机用钛量更是达到了 41%,我国新型战斗机的代表歼-20 和歼-31钛合金用量也分别达到 20%和 25%。根据 World Air Force 统计,截至 201
76、8 年,我国军机结构中老旧型号的二代机仍占 40%,而最新的歼-20 数量不足 50 架,与美俄产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券24/32两大空军强国相比,我国新型军机数量占比差距巨大,未来升级换代需求明显,除了列装飞机数量的增加,单机用钛量的提升,都将大幅增加对于高端钛材的需求。基于对未来 5 年我国不同军用机型飞机交付数量的预测,假设不同机型钛用量占比,钛合金部件生产成材率 30%,并考虑飞机维护需求以及研发试验中产生的需求,预计 21 年国内军用航空市场对于钛材需求为 2992 吨。国产大飞机在民用航空市场的打开,C919 大飞机与 ARJ21 新支线飞机未来批
77、量生产,对钛合金的应用大幅度提高,将会有力地带动 TC4 钛合金需求市场的增长。我们在 2021 年 7 月 8 日发布的高端钛需求强劲,景气度持续印证报告,预测航天航空领域的钛合金(TC4)在 2025 年需求达到 27941 吨,之后维持在 8%的增速,2030 年达到 41055 吨,相比 2021 年分别增长 75%、157%。根据 TC4 合金总钒的占比为 3.5%-4.5%,假设取中位值 4%。测算 2025 年钒金属需求 1118吨,折五氧化二钒 1989 吨;2030 年钒金属需求 1642 吨,折五氧化二钒 2923 吨。其中 2022年-2025 年复合增长率 15%。按照
78、中国钢铁工业钒协会的披露的数据 2021 年国内五氧化二钒表观消费量 132600 吨,其中金属材料消耗 2.06%,为 2732 吨。假设除钛合金以外的金属材料需求整体稳在 1600 吨,则 2025 年金属材料对五氧化二钒的需求为 3589 吨,2030 年为 4523吨。表 13:金属材料的钒需求量预测表2021 年年2022 年年2023 年年2024 年年2025 年年2030 年年TC4 钛合金需求量(吨)94141054.5其中:钒需求(吨)638.96734.8845.04971.841117.641642.18折五氧化二钒(吨)11
79、37.3491307.944 1504.1712 1729.8751989.3992923.08其他金属1594.650016001600金属材料合计2732290834523资料来源:中国钢铁工业钒协会,华宝证券研究创新部测算6.3.储能:政策刺激储能:政策刺激+全生命周期成本优势驱动钒电池装机快速增长全生命周期成本优势驱动钒电池装机快速增长,钒产品绿色价值属性凸显钒产品绿色价值属性凸显钒系电池是钒在绿色能源的新领域,全钒液流电池(Vanadium redox battery,RVB)是一种正负极电解液全部是钒盐溶液的液流电池,以金属钒离子为活性物
80、质的液态氧化还原可再生电池;其中以+4、+5 价态的钒离子溶液为正极;以+2、+3 价态的钒离子溶液为负极。分别储存在各自的电解液储罐中。钒电池的发电原理:对电池充放电时,正负极电解液在离子交换膜两侧进行氧化还原反映,通过电堆外泵的作用,储液罐中的电解液不断送入正极室和负极室,以维持离子的浓度,实现对电池的充放电。主要依靠电解液中 H+在离子膜上的定向移动形成电流回路。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券25/32图 30:钒电池结构示意图资料来源:全钒液流电池技术研究进展(魏甲明,刘召波,陈宋璇等,2022 年)、华宝证券研究创新部全钒液流电池的发电原理决定了其具有高安
81、全性和长寿命的优势全钒液流电池的发电原理决定了其具有高安全性和长寿命的优势。区别于锂电池,液流电池的电解液和电堆是相互分离的,电解质离子存在于水溶剂中,不会发生热失控、过热、燃烧和爆炸,因此其是目前电化学储能技术路线中安全性较高的技术路线;同时,全钒液流电池支持频繁充放电,每天可实现数百次充放电,液态电解液也是的过充过放也不会造成爆炸和电池容量下降;此外,全钒液流电池使用寿命长,充放电循环次数在 10000 次以上,部分可达到2000 次以上,这是由于其正负极活性物质分别存放在正负极电解液中,充放电时也不会产生其他电池常有的物项变化,可深度放电而不损伤电池,使用较长时间也能保持较好的活性。较高
82、的初装成本是全钒液流电池发展的最大制约较高的初装成本是全钒液流电池发展的最大制约,但其全生命周期成本已低于锂电池但其全生命周期成本已低于锂电池。全钒液流电池系统的成本主要由电解液以及电堆等零部件构成,其中电解液占总成本比例中的40%,电堆占成本比重 35%。全钒液流电池的储能介质(电解质)和发电部件(电堆)在物理上是分开的,因此全钒液流电池系统的成本构成又可分为电解液成本和除电解液外的电池储能价格。以兆瓦级全钒液流电池储能系统为例,在 VO价格为 10 万元/吨时,钒液流电池所用电解液价格约为 1.5 元/Wh,除电解液外的电池储能系统市场价格为 6 元/Wh,合计 7.5 元/Wh,整体较锂
83、电池高(2023 年 Q3 锂电池储能系统均价为 1.05 元/wh,EPC 均价为 1.36 元/wh)。但从全生命周期来考虑,其成本已接近锂电装机招标价,全钒液流电池成本优势也在逐步显现。由于全钒液流电池的电解液可在线或离线再生循环使用,1kWh 电解液约需要 8kg 高纯度的V2O5,所以钒电解液的残值很高。电池系统运行 1520 年报废后,除电解液可循环利用外,电堆的电极和双极板(碳材料)及电极框(塑料)可作为燃料使用,燃烧后只产生 CO2 和 H2O,集流板为铜板,端板为铝合金板或铸铁板,紧固螺杆为钢材料,电池系统报废后,很容易回收循环利用。综合考虑残值后,储能时长分别为 4h、10
84、h 的全钒液流电池系统实际成本仅为 1875元/kWh、1020 元/kWh。表 14:钒电池全生命周期成本储能时长储能时长(小小时)时)系统价格系统价格(元元/KW)电解液价格(元电解液价格(元/KWH)合计成本合计成本(元元/kwh)系统残值(元系统残值(元/kw)电解液残值电解液残值按按70%计算(元计算(元/KWH)合计残值(元合计残值(元/KWH)考虑残值后合考虑残值后合计成本(元计成本(元/KWH)0030004075587501500225037.510501087.51162.5产业专题报告
85、产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券26/32储能时长储能时长(小小时)时)系统价格系统价格(元元/KW)电解液价格(元电解液价格(元/KWH)合计成本合计成本(元元/kwh)系统残值(元系统残值(元/kw)电解液残值电解液残值按按70%计算(元计算(元/KWH)合计残值(元合计残值(元/KWH)考虑残值后合考虑残值后合计成本(元计成本(元/KWH)00300资料来源:全钒液流电池的技术进展、不同储能时长系统的价格分析及展望(张华民,2022 年)、华宝证券研究创新部图 31:全钒液流电池成本构成图 32:锂电池储能装机价格资料来源:全钒液
86、流电池储能技术的产业格局、市场需求及发展前景(张华民,2022 年),华宝证券研究创新部资料来源:CNESA、华宝证券研究创新部双碳转型时期双碳转型时期,新旧电力系统转型升级下新旧电力系统转型升级下,能源的可控化和可储化成为发展的核心能源的可控化和可储化成为发展的核心。随着巴黎协定的生效,目前已有 110 多个缔约国和地区做出了各自的承诺。全球双碳和能源转型正火热发展中,以风光发电为主流的新型发电方式开始逐渐替代传统发电。相较传统模式,新型电力系统虽有环保、能源储量大等优点,但由于来源主要为太阳能、风能等自然能源,受地理位置、天气环境等影响,有资源波动不稳定等天然缺陷,风电和光电的出力时间以及
87、载量无法与用电时间及负荷形成匹配,较难 24 小时控制以实现供需平衡。风光电的不可控以及短周期波动不稳定性不仅会产生弃电弃光,同时也会对电网稳定和安全造成威胁。截止 2023 年10 月,国内风电装机容量达到 40400 万千瓦,占比 14.36%;太阳能装机容量 53576 万千瓦,占比 19.05%。截止 2023 年 10 月,国内风电发电量 6424.3 亿千瓦时,占比 8.76%,相比 2022年末增加 0.57 个百分点;太阳能发电 2435.7 亿千瓦时,占比 3.32%,相比 2022 年末增加 0.59个百分点。目前,从可商业化的角度来看,从网络系统技术出发的“虚拟电厂”+从
88、电能转化出发的“储能系统”是解决风光弃电的能源结构问题。新旧电力系统转型升级下,能源的可控化和可储化成为发展的核心。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券27/32图 33:电力装机容量图 34:火电、水电、风电、太阳能发电占比资料来源:Wind,华宝证券研究创新部资料来源:Wind,华宝证券研究创新部储能领域储能领域,各国大力发展以电池储能等为代表的长时间储能技术各国大力发展以电池储能等为代表的长时间储能技术,以提高电力系统调节能以提高电力系统调节能力和对新能源的消纳能力。力和对新能源的消纳能力。根据国家能源局新型电力系统蓝皮书(2023 年 6 月)披露的内容:美国国家
89、可再生能源实验室(NREL)预计,2050 年储能功率和储能容量将分别达到 2亿千瓦和 12 亿千瓦时以上,储能规模相较目前将增长约 10 倍。美国能源部已投入大量资金用于支持全钒液流电池、压缩空气储能等技术研发。2050 年,电网储能时长将以 4 小时、6 小时、8 小时为主,三类储能分别约占储能配置总量的 34%、25%和 19%。日本积极推动储能规模化发展,预计到 2030 年储能规模将比 2019 年增加 10 倍,商用和家用蓄电池市场规模将达到 2400 万千瓦时,车载蓄电池市场规模也将扩大到 1 亿千瓦时。我们认为长时储能在可再生能源大力发展的背景下,在增强储电能力、保障电力系统调
90、峰和稳定运行以及极端情况电力补充方面发挥着重要作用,未来建设长时储能系统的必要性将不断增加。图 35:长时储能对新能源发电的调节作用产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券28/32资料来源:前瞻产业研究院,华宝证券研究创新部全钒液流电池在长时储能领域中具有优势全钒液流电池在长时储能领域中具有优势,应用空间广阔应用空间广阔。相比其他长时储能,钒液流电池较为成熟、配置灵活、扩展性好、循环次数高、安全性高,适用于削峰填谷、系统调频、分布式等场景。但存在成本高、能量密度低。我们预计未来随着技术不断进步成本的逐渐下降,液流电池在长时储能领域应用空间巨大。表 15:长时储能对比储能分类
91、储能分类储能技术储能技术适用条件适用条件循环次数循环次数/运行运行寿命寿命优势、劣势优势、劣势适用场景适用场景机械储能抽水蓄统长时储能响应:分钟级50 年优势:技术成熟、运行成本低、储电量大、安全性高劣势:建设周期较长(6 年左右)、受自然条件限制沿河而建,新能源消纳、削峰填谷、系统调频、黑启动压缩空气储能长时储能响应:分钟级30 年优势:储能容量大、工作时间长、寿命长劣势:能效转换低,响应速度慢、建设周期长削峰填谷飞轮储能短时储能20 年优势:功率密度高、寿命长、环境友好劣势:储能容量过低,放电时短系统调频电化学储能锂离子电池1-4h,长时响应:百毫秒级8000 次优势:技术成熟,已进入商业
92、化阶段,能量密度大、响应速度快,环境适应性强、组态方式灵活劣势:成本高、锂资源受限、安全性低削峰填谷、系统调频、分布式储能、通信基站等、电动汽车等钠离子电池1-4h,长时响应:百毫秒3500 次优势:成本低(相对锂电池)、安全性高劣势:成本优势尚未显现,产业链及产能尚未建立削峰填谷、系统调频、分布式等液流电池长时储能响应:百毫秒2 万次以上优势:较为成熟、扩展性好、循环次数高、安全性高劣势:成本高、能量密度低削峰填谷、系统调频、分布式铅酸电池1-4h,长时响应:秒级2000 次优势:技术成熟、性价比高、维护方便劣势:能量密度低、低温性能差、循环寿命低削峰填谷、系统调频、分布式储能、通信基站等氢
93、储能氢储能长时储能响应:秒级10-15 年优势:超长储能具备竞争力劣势:技术链条长,成本高燃料电池、供热等电磁储能超级电容短时储能10 年左右优势:功率密度大、循环寿命长劣势:储能产量过低、自放电率高削峰填谷、系统调频资料来源:储能之家、储能与电力市场等,华宝证券研究创新部从应用来看从应用来看,全钒液流电池目前商业化较为成熟全钒液流电池目前商业化较为成熟。根据储能产业研究白皮书 2023(中关村储能联盟 CNESA)披露 2022 年国内新增投运液流电池装机规模 112.1MW,同比增长338%,新增规划在建液流电池规模 1.1GW/4.2Gwh,以全钒液流电池为主,规模实现突破,首个百兆瓦级
94、全钒液流电池项目在辽宁大连并网运行,规模 100Mw/400MWH;用户侧最大钒液流电池储能项目在安徽枞阳海螺水泥厂并网运行,规模 6MW/36MWH;首个吉瓦级全钒液流电池项目在新疆昌吉开工建设;中核汇能组织了国内首次吉瓦时级全钒液流电池储能集采。从政策来看从政策来看,政策支持是发展钒电池的重要推动力政策支持是发展钒电池的重要推动力。政策层面,为鼓励可再生能源发电企产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券29/32业市场化参与调峰资源建设,国家能源局 2021 年 8 月发文提出,超过电网企业保障性并网以外的规模初期按照功率 15%的挂钩比例配建调峰能力,按照 20%以上挂
95、钩比例进行配建的优先并网。政策刺激、叠加成本优势显现,未来钒电池在储能占比将进一步提升。根据中关村储能联盟 CNESA 发布的储能产业研究白皮书 2023预测:保守场景下,预计 2027 年新型储能累计装机规模达到 97GW,2023-2027 年复合年均增长率为 49.3%;理想场景下,预计 2027 年新型储能累计规模将达到到 138.4GW,2023-207 年复合年均增长率为60.3%。假设取中性场景,2027 年新型储能累计装机规模达到 110GW。则 2022 年-2027 年新增储能装机容量符合增速28%,2027年当年新增新型储能装机18.11GW。考虑到2027年-2030年
96、累计装机相比之前五年放缓,年新增符合增速取 5%,2030 年新型储能装机 29.59GW。根据 CNESA 的统计,2022 年钒电池储能装机占新型储能比重为 1.53%,考虑到 2023 年的装机规划,假设达 5%,之后稳步提升到 2025 年达到 15%,之后维持相对稳定。以此测算,以此测算,2025 年钒电池对五氧化二钒的需求未年钒电池对五氧化二钒的需求未 86937.6 吨。吨。2030 年达到年达到 142048 吨。吨。从需求来看,钒产品绿色价值属性大幅凸显。从需求来看,钒产品绿色价值属性大幅凸显。表 16:钒电池的钒需求量预测表2022 年年2023 年年2024 年年2025
97、 年年2027 年年2030 年年新型储能累计装机(GW)13.128.345.2863.39110194.00新型储能新增装机(GW)7.315.216.9818.1125.329.59钒液流电池占比1.53%5%10%15%15%15%钒系液流装机(GW)0.1120.761.6982.723.84.44五氧化二钒需求量(吨)3584243205433686937.607.78资料来源:中关村储能联盟,华宝证券研究创新部测算6.4.整体需求整体需求:工业味精增效工业味精增效+绿色价值凸显绿色价值凸显,未来三年钒系产品需求未来三年钒系产品需求复合增长复合增长 19.3%
98、其他领域:钒金属元素在化工领域作用主要是作为制造硫酸和硫化橡胶催化剂的原料使用,也可以作为抑制电厂发电过程中氧化亚氮生成的抑制剂使用,在其他化工钒制品中主要用于催化剂、陶瓷着色剂、显影剂、干燥剂等。据中钢协钒业分会统计,2021 年国内 V2O5 表观消费量约在 132600t 左右,化学品消费占比 2.06%,在加上除储能以外的其他领域,我们测算消耗约 3800 吨。随着国内化工行业发展进入稳定区,假设其他领域对钒消耗保持相对稳定。综合钢铁、金属材料、储能、其他领域对钒产品的需求展望,在传统材料领域,钒作为工业味精进一步增效理化性能;在新能源领域,钒作为能源金属绿色价值凸显。预计到 2025
99、 年五氧化二钒需求达到 232824.5 吨,2022 年到 2025 年复合增速为 19.3%。预计 2030 年五氧化二钒需求达到 292621.2 吨,2025 年到 2030 年复合增速为 4.8%。表 17:五氧化二钒需求测算表五氧化二钒需求(吨)五氧化二钒需求(吨)2022 年年2023 年年2024 年年2025 年年2030 年年钢铁126987.2134402.95.5142248.34金属材料2909.9443106.1713331.8753591.3994525.0801储能3584243205433686937.6142047.78其他380038
100、00380038003800合计137281.1165628.3198519.9232824.5292621.2资料来源:上海钢联,中国钢铁工业钒协会,中关村储能联盟,华宝证券研究创新部测算产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券30/327.钒系产品市场和供需格局展望钒系产品市场和供需格局展望国内五氧化二钒的价格在 2018 年创历史新高后,近年呈现震荡下行态势。2023 年以来,国内五氧化二钒价格整体呈现震荡下行态势。截止 11 月 30 日,四川五氧化二钒(98%,片)全年平均价为 109467 元/吨,相比 2022 年均值下跌 10.54%。从百川统计的五氧化二钒企
101、业开工率来看,2023 年 1-10 月平均值为 70%。整体反映了,目前供需偏弱,导致五氧化二钒市场下行。根据百川统计截止 2023 年 10 月 30 日国内五氧化钒产能为 193360 吨。按照提钒转炉企业测算的理论产能在 15 万吨左右,考虑到 2023 年提钒转炉新建,能够释放 3.7 万吨理论产能;再加上石煤提钒项目。预计未来 1-2 年新增产能能够达到 4 万吨左右。短期来看,钒钛磁铁矿-钒渣提钒企业还能保持在 25%左右的毛利率(按照钒钛股份披露的 2022 年的钒产品成本结构,原燃料为 71990 元/吨,其他成本为 8183 元/吨,按照全年均价109467 测算,毛利率在
102、 26.5%)。考虑到石煤提钒企业成本相比钒渣提钒高 3-4 万元,大部分石煤提钒企业已处在亏损阶段,这也是全行业整体低开工率的主要原因。我们基于对未来的五氧化二钒需求预测,2024 年环比新增 3.29 万吨,考虑到目前总体产能、低成本的钒渣提钒产能及新增产能,预计供需边际有所改善,但总体仍然偏宽松,五氧化二钒价格预计见底回升。2025 年需求环比新增 3.43 万吨,预计供需有较大边际改善,供需趋向紧平衡,五氧化二钒价格同比上涨。图 36:四川五氧化二钒价格图 37:四川五氧化二钒年度平均价格资料来源:钢联终端,华宝证券研究创新部资料来源:钢联终端,华宝证券研究创新部产业专题报告产业专题报
103、告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券31/32图 38:2023 年五氧化二钒企业开工率图 39:钒钛股份钒产品细分成本资料来源:百川、华宝证券研究创新部资料来源:钒钛股份年报、华宝证券研究创新部8.投资建议投资建议我们基于对未来的五氧化二钒需求预测,2024 年环比新增 3.29 万吨,考虑到目前总体产能、低成本的钒渣提钒产能及新增产能,预计供需边际有所改善,但总体仍然偏宽松,五氧化二钒价格预计见底回升;2025 年需求环比新增 3.43 万吨,预计供需有较大边际改善,供需趋向紧平衡,五氧化二钒价格同比上涨。在五氧化二钒价格从 2024 年见底回升的带动下,提钒企业盈利将从 24 年逐步好转
104、。关注一级市场和二级市场相关投资机会。9.风险提示风险提示钢铁消费强度和钒电池储能装机不达预期,导致钒系列产品需求仍然偏弱。此外文中提及的上市公司旨在说明行业发展情况,不构成推荐覆盖。产业专题报告产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券32/32分析师承诺分析师承诺本人承诺,以勤勉的职业态度,独立、客观地出具本报告,本报告清晰准确地反映本人的研究观点,结论不受任何第三方的授意或影响。本人不曾因,不因,也将不会因本报告中的具体建议或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。公司和行业评级标准公司和行业评级标准 公司评级报告发布日后的 6-12 个月内,公司股价相对同期市场基准(沪深 300 指数
105、)的表现为基准:买入:相对超出市场表现 15%以上;增持:相对超出市场表现 5%至 15%;中性:相对市场表现在-5%至 5%之间;卖出:相对弱于市场表现 5%以上。行业评级报告发布日后的 6-12 个月内,行业指数相对同期市场基准(沪深 300 指数)的表现为基准:推荐:行业基本面向好,行业指数将跑赢基准指数;中性:行业基本面稳定,行业指数跟随基准指数;回避:行业基本面向淡,行业指数将跑输基准指数。风险提示及免责声明风险提示及免责声明 华宝证券股份有限公司具有证券投资咨询业务资格。市场有风险,投资须谨慎。本报告所载的信息均来源于已公开信息,但本公司对这些信息的准确性及完整性不作任何保证。本报
106、告所载的任何建议、意见及推测仅反映本公司于本报告发布当日的独立判断。本公司不保证本报告所载的信息于本报告发布后不会发生任何更新,也不保证本公司做出的任何建议、意见及推测不会发生变化。在任何情况下,本报告所载的信息或所做出的任何建议、意见及推测并不构成所述证券买卖的出价或询价,也不构成对所述金融产品、产品发行或管理人作出任何形式的保证。在任何情况下,本公司不就本报告中的任何内容对任何投资做出任何形式的承诺或担保。投资者应自行决策,自担投资风险。本公司秉承公平原则对待投资者,但不排除本报告被他人非法转载、不当宣传、片面解读的可能,请投资者审慎识别、谨防上当受骗。本报告版权归本公司所有。未经本公司事先书面授权,任何组织或个人不得对本报告进行任何形式的发布、转载、复制。如合法引用、刊发,须注明本公司出处,且不得对本报告进行有悖原意的删节和修改。本报告对基金产品的研究分析不应被视为对所述基金产品的评价结果,本报告对所述基金产品的客观数据展示不应被视为对其排名打分的依据。任何个人或机构不得将我方基金产品研究成果作为基金产品评价结果予以公开宣传或不当引用。适当性申明适当性申明 根据证券投资者适当性管理有关法规,该研究报告仅适合专业机构投资者及与我司签订咨询服务协议的普通投资者,若您为非专业投资者及未与我司签订咨询服务协议的投资者,请勿阅读、转载本报告。