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电力及公用事业行业:液流电池行业综述-230321(16页).pdf

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电力及公用事业行业:液流电池行业综述-230321(16页).pdf

1、 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 产业研究报告 2023 年 03 月 21 日 电力及公用事业电力及公用事业 液流电池行业综述液流电池行业综述 液流电池是储能行业的一条新分支,对比传统锂电液流电池是储能行业的一条新分支,对比传统锂电具有更具有更长充放电时间长充放电时间、更、更长寿命和更高安全性长寿命和更高安全性。液流电池是一种流动电池技术,它使用液体作为电解质来存储和释放电能。液流电池的电解质可以被循环使用,并且能够进行大规模储能,因此被认为是一种有潜力的可再生能源储存技术。液流电池技术正在不断发展,其中最著名的是钒液流电池、铁铬液流电池、锌铁液流电池等。液流电池技术在可再

2、生能源、电网备用电力和电动汽车等领域具有广阔的应用前景。液流电池具有长循环寿命、高安全性、较小容量衰减以及高能量效率等优点,液流电池具有长循环寿命、高安全性、较小容量衰减以及高能量效率等优点,在大规模长时储能方面更具有优势在大规模长时储能方面更具有优势。液流电池产业是一个相对新兴的领域,但近年来已经取得了一些进展,处于产业化初期,储能系统是液流电池最主要的应用领域之一。目前液流电池市场规模较小,但预计未来几年将有稳定增长。风险提示:风险提示:技术发展不及预期,执行相关政策带来的不确定风险,商业模式形成不达预期,国际政治局势变化。作者作者 分析师分析师 于夕朦于夕朦 执业证书编号:S107052

3、0030003 邮箱: 相关研究相关研究 P.2 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 内容目录内容目录 1.发展背景.3 2.发展历史.3 3.液流电池分类.4 4.工作原理.5 5.产业链及主要相关公司.6 6.示范项目介绍及进程.7 7.液流电池的优势及应用场景.8 7.1 液流电池的优势.8 7.2 应用场景.10 7.2.1 新能源大型电站配储.10 7.2.2 电网侧共享储能电站.10 8.市场空间及发展预期.10 8.1 主要市场驱动力.10 8.2 主要市场挑战.11 8.2.1 初始投资昂贵.11 8.2.2 能量密度低.13 8.3 市场预期.13 8.3.1

4、液流电池市场预期.13 8.3.2 材料端分析.13 8.3.3 区域分析.13 8.3.4 钒矿储量/产量分析.14 9.风险提示.15 图表目录图表目录 图表 1:液流电池发展历程.4 图表 2:液流电池各技术路线对比.4 图表 3:液流电池工作原理.5 图表 4:液流电池电堆结构.6 图表 5:液流电池产业链.7 图表 6:液流电池相关公司.7 图表 7:全钒液流电池示范项目.8 图表 8:其他液流电池示范项目.8 图表 9:碳酸锂价格走势.9 图表 10:全钒液流电池度电成本.11 图表 B1:液流电池融资租赁商业模式.12 图表 11:液流电池市场预期.13 图表 12:五氧化二钒对

5、比碳酸锂价格走势.14 图表 13:全钒液流电池行业预期.15 fYaVeUbZbU8XaYaYaQdN9PoMrRnPpMkPnNsRkPsQsRbRqRuMwMoPnPxNoMqP P.3 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 1.发展背景发展背景 在“碳达峰、碳中和”的能源转型背景下,预计至 2030 年,新能源装机规模将达到全国总装机规模的 50%,至 2060 年,新能源装机占比将超过 80%,在电力消费方面,可再生能源将成为主力军。然而可再生能源天生具有随机性、间歇性与波动性的特征,为电网安全运行带来巨大压力。为了促进可再生能源利用率并增强电网的稳定性,大规模长时储能成

6、为解决新能源利用问题的重要技术路径。目前行业中广泛应用于储能领域的技术路线为锂离子电池储能,随着近年来各类锂电储能项目的落地,该技术路线的各种缺陷也逐渐暴露了出来。由于电池自身特性以及锂矿在我国分布稀少的客观原因,锂离子电池储能成本呈现出了边际成本递增的趋势,若试图在电网大规模使用,项目所需的大量全尺寸电池成本会非常昂贵,商业模式不明确的问题普遍存在。同时锂电自身也面临着安全性、电芯容量衰减、多电芯管理复杂等问题,进一步限制了其在储能行业的应用。液流电池具有长循环寿命、高安全性、较小容量衰减以及高能量效率等优点,在大规模长时储能方面更具有优势。工程方面,液流电池还具备了功率容量解耦、设备易维护

7、、电解液可补充等特性,使其与电力行业储能应用有着天然的契合性。虽然目前液流电池技术仍处于商业化初期,成本仍高于锂离子电池,但是对比锂资源,钒矿在我国储量丰富,且已在钢铁冶炼行业被成熟应用,若全钒液流电池产业大规模发展,则有望实现规模效应(边际成本递减)。同时液流电池还拥有锌铁、锌溴、全铁等多种技术路线,未来可以很大程度上避免当前锂电储能被“原材料卡脖子”的问题,更有利于储能技术在能源领域的大规模铺开。“十四五”新型储能发展实施方案提出,百兆瓦级液流电池技术将成为“十四五”新型储能发展的核心技术,并作为攻关的重点方向。2.发展发展历史历史 液流电池的演化历程可以分为三个阶段:1971-1988

8、的实验室阶段,1988-2001 的工业化研发期,2001 年至今的商业化发展期。实验室阶段:液流电池的历史可以追溯到 1971 年,当时日本科学家 Miyake 和 Ashimura 首次提出将正负极活性物质溶解在电解液中,通过氧化还原反应,实现电能和化学能的有效转换,这一概念为现代液流电池的发展提供了重要理论基础。1974 年美国科学家 Thaller 首次提出 Fe-Cr 双液流电池,是具有实际意义的液流电池详细模型。全钒液流电池的概念于 1978 年被意大利科学家 Pellegri 首次提出。1984 年,UNSW 通过不断试验发现,5 价钒离子可以稳定存在于硫酸介质,为钒电池的工业化

9、提供基础。1988年,该研究团队开始建设 1kW 级全钒液流电池堆,标志着全钒液流电池进入工业化研发期。工业化研发期:日本的钒电池项目发展较早,日本住友电工集团 1989 年开始建设60kW 级钒电池电站。国内的钒电池研制开始于 1995 年,由中国工程物理研究院电子工程研究研制,并成功研制了 500W 和 1000W 的电池样机。商业化发展期:2001 年后,全钒液流电池开始了商业化尝试。日本的 250kW/500kWh项目投入运营,美国建设完成了 250kW/2MWh 的全钒液流电池。2005 年,SEI 建立了 P.4 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 4MW/6MWh

10、全钒液流电池储能系统,是当时全球最大的钒电池示范项目。2009 年中国普能公司对于全球最大钒电池公司进行收购。近年来,国家发改委及国家能源局发布多条政策,促进全钒液流电池初期发展。图表1:液流电池发展历程 资料来源:长城证券产业金融研究院 3.液流电池分类液流电池分类 按照电解质不同形态,液流电池可分为四类:水系液流电池、非水系液流电池、混合液流电池和半固态液流电池。其中水系液流电池已经取得了一定进步,最具代表性的是目前发展较为完善的全钒液流电池和铁/铬液流电池。按照运行原理可分为三类:氧化还原、混合、无膜。根据反应活性物质分可分为:全钒液流电池、铁铬液流电池、锌溴液流电池、全铁液流电池、多硫

11、化钠溴液流电池等。各技术路线性能及商业化进程对比如下。图表2:液流电池各技术路线对比 资料来源:CNESA,长城证券产业金融研究院 经过技术迭代,目前全钒液流电池和锌溴液流电池发展速度较快,主要源于其正负极电解液不存在交叉污染问题。其中全钒液流电池正在逐步实现商业化,其发展已经进入工程应用和商业扩张阶段;锌溴液流电池也进入应用示范阶段,而其他类别液流电池 P.5 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 现阶段应用案例仍然较少。(1)铁铬:铁铬液流电池的主要优势在于其原材料价格较低、供应稳定来源充足,有利于大容量长时间储能电池大的工业化使用。尽管铁铬液流电池具有出色的性能,但其技术上仍

12、有不少挑战,例如负极材料的析氢反应比较严重,铬离子的电解活性不够理想,必须结合催化剂才能有效改善电池的效率和功率密度,且这种改善存在难度,目前该工艺处于工程化示范阶段,尚未进入实际的工业化推广。在解决了传统的析氢和反应活性的问题后,铁铬液流电池可能也具有良好发展前景。(2)全钒:全钒液流电池是目前应用范围最广、商业化程度最高、装机容量占比最大的液流电池技术路线,具有完善的产业配套,能够有效防止析氢反应和离子电解活性的降低,已经达到商业化应用的水平。(3)锌基:锌基液流电池在国内的商业化发展相对落后,其技术发展和产业链在国外的成熟度较高,但随着技术的不断进步和产业链的完善,已逐渐显现出较高能量效

13、率和低材料成本的优势。其后续的商业化推广主要依赖于技术突破、降本增效、精准定位场景应用,具有广阔前景。(4)锌空和全铁液流电池在国外均进入商业化应用,但国内仍处于研发阶段,有待于进一步的商业化发展。总体来看,液流电池整体具有较好发展前景,且国内外对于其关注度正在逐渐增加,装机量快速增长。目前阶段钒电池在国内的商业化推广进程较快,其他技术仍暂时落后国外。4.工作原理工作原理 液流电池是指含有可溶解的电活性物质的电解质流过电池堆/反应器,产生氧化还原反应从而将化学能转化为电能的技术,且具有可充电的特性。其正极和负极的电解液通常置于电堆外部,储存于两个外部储罐中,在送液泵的推动下流经电堆。在电解液通

14、过电堆进行循环时,其中电荷放电反应发生在惰性电极表面。采用隔膜将电池的正、负极电解液分隔,外部连接负载和电源,以此来实现电池的有效运行。具体的运行原理如下图所示。图表3:液流电池工作原理 P.6 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 资料来源:新型储能技术及产业研究报告,长城证券产业金融研究院 能量额定值独立(功率、能量解耦),存储容量由使用的电解液量决定,额定功率由电池堆的活性面积决定。工程结构方面,整体液流电池系统主要包括电堆、电解质溶液及其储供单元以及控制管理单元等部分,共同为整个系统提供能量。作为液流电池的关键组成部分,电堆的结构示意图如下。其中主要包括隔膜、双极板、集流板

15、、电极、电极框、紧固件和端板。通过橡胶或焊接的方式,各个零件被紧密结合,端板的起到压合的作用,而紧固件则是将各个元件紧固为一体。典型的电堆则是由一系列电池组成,这些电池通过双极电极与相邻电池链接,双极电极在一侧充当阳极,另一侧充当阴极。图表4:液流电池电堆结构 资料来源:新型储能技术及产业研究报告,长城证券产业金融研究院 5.产业链及主要相关公司产业链及主要相关公司 P.7 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 液流电池在国内起步较晚,生产厂家有限,目前仍处于产业化发展初期,仍有待于解决技术难题和完善产业链。全钒液流电池作为目前液流电池行业中成熟度相对领先的技术路线,其产业链图如下

16、所示。上游主要包括五氧化二钒、双极板、离子交换膜、电极、碳毡等,相关公司为钒钛股份、河钢股份等。中游包括电解液、电堆、循环模块、控制系统等,主要相关公司为湖南银峰、北京普能、大连融科等。下游主要应用场景涉及电网侧、用户侧、发电侧、新能源配套等领域。图表5:液流电池产业链 资料来源:长城证券产业金融研究院 液流电池相关公司信息如下所示。图表6:液流电池相关公司 资料来源:各公司官网、长城证券产业金融研究院 6.示范项目介绍及进程示范项目介绍及进程 由于钒化合物具有多种价态和高度的安全性,使得全钒液流电池成为目前技术最成熟的液流电池体系,目前国内部分项目进展较快,国家能源局批准的首个百兆瓦级别大型

17、电化学储能示范项目“200MW/800MWh 大连液流电池储能调峰电站国家示范项目”一期已经完成并网,其他全钒液流电池示范项目也在积极推进中。近期钒电池示范项目 P.8 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 如下表所示。图表7:全钒液流电池示范项目 资料来源:中国电力网,北极星储能网,长时储能网等,长城证券产业金融研究院 除全钒液流电池外,铁铬液流电池示范项目也已取得较大突破。国家电投集团在内蒙古霍林河的铁铬液流电池 1MW/6MWh 储能示范项目,打破了全球同类型储能系统的最高容量记录,为可再生能源发展做出重要贡献。同时,这也标志着全球首套 MW 级铁铬液流电池储能示范项目的完成

18、建设。而其他液流电池项目现阶段仍多处于kWMW 级别的项目示范阶段。铁基和锌基等体系的液流电池面临的工艺问题和研发问题仍然较多,且相较于全钒液流电池的技术更为复杂,仍需较长时间研发示范。图表8:其他液流电池示范项目 资料来源:北极星储能网,长时储能网等,长城证券产业金融研究院 7.液流电池的优势及应用场景液流电池的优势及应用场景 7.1 液流电池的优势液流电池的优势 锂离子电池作为目前储能系统使用最广泛的电池,在长时储能的应用方面具有局限性,其主要缺陷存在于三个方面。(1)安全问题:锂离子电池的原材料为活性金属与有机溶剂,提升储电容量将面临较大 P.9 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告

19、末页声明 的安全性风险。根据统计,2022 年上半年全球新增的锂电池储能电站事故超过 10 起,事故电站主要采用的是三元锂和磷酸铁锂电池。(2)寿命问题:锂离子电池的循环次数仅约 6000 次。对于电动车的动力电池是足够的,但储能电站的寿命为 20 年以上,远高于锂离子电池的使用寿命,且储能应用场景下每日充放电频繁,进一步降低了电池寿命。根据现投产的锂电储能项目运维情况来看,大部分储能电站 1-2 年内就会出现容量衰退。(3)机制缺陷:锂离子电池充放电过程是通过锂离子在电极材料中的氧化还原反应来实现的,过程中由于材料限制会产生析锂,形成晶枝,这一过程不仅会影响电池性能,导致循环寿命下降,甚者会

20、导致电池内部结构遭到破坏,引发严重的安全问题。(4)原材料短缺:锂离子电池原材料为碳酸锂以及镍、钴、锰等稀有金属,其主要原材料金属锂在地理位置上分布不均,70%的锂矿集中在南美。我国锂资源储备量占比较少,仅占全球 6%,且主要分布于西部盐湖地带,开采提纯难度大,且伴随着环保等诸多问题,相对成本较高。目前我国锂离子电池产业 80%的锂矿依赖进口,面临严重的“卡脖子”风险。随着新能源汽车、储能行业迅猛发展,碳酸锂的价格已从 2021 年初不足 6万元/吨的价格暴涨至现在的 46 万元/吨,涨幅超过 700%。2022 年 3 月份价格升至 51万元/吨,第一季度碳酸锂价格涨幅便超过 130%。3-

21、4 月份碳酸锂价格稍下降至 46 万元/吨后再次攀升,11 月份达最高峰 57 万元/吨,约 2021 年初价格的 910 倍。图表9:碳酸锂价格走势 资料来源:Wind,长城证券产业金融研究院 相较于锂电储能所面临的困境,液流电池的可扩展性、高安全性和较长使用寿命可以很好的解决这些问题,其主要优势为如下。(1)性能优良:使用寿命长:液流电池的电极为惰性电极,不参加反应,电极和双极板等材料稳定性好,较少涉及更换问题。氧化还原反应过程中不涉及相变,循环寿命通常可以达到 P.10 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 15000-20000 次。安全性能高:相较于锂离子电池,液流电池的

22、正负极以电解液形式存储于电池外部,大部分技术路线使用水系电解液,不涉及易燃易爆的有机物,不会出现锂离子电池所面临的安全问题。同时液流电池不存在热量堆积问题,其热量可以随电解液由内部转移到外部,而锂电池的不安全性大多数体现在其热量无法散出。(2)环境友好:液流电池所使用水系溶剂的毒性很低,运行过程中封闭循环,无污染物排放。其电解液可循环利用、残值高、回收简单,回收利用后除了用于后续液流电池项目以外,还可以流入钢铁、石油、化工等诸多领域,经济价值更高。在避免资源浪费的同时保护了生态环境。(3)可扩展性:液流电池增加容量的方式简单,可以直接通过提高电解液浓度和增大储罐容量来实现,通过增加电堆的数量和

23、功率来增加系统功率,可根据项目需求进行改建、扩建。(4)灵活性高:液流电池具有较高的灵活性,其能量单元与功率单元相互分离,电堆控制系统的输出功率,而电解液决定着储能容量,因此可根据实际情况进行灵活调整,以满足不同应用场景的系统功率和储能时长。另外由于液流电池较好的安全性,场站布置受消防安全标准影响更小,有可能实现更加灵活紧凑的施工布局,从而在项目层面上实现更高的能量密度。(5)原材料自主:全球 39%的钒储量位于中国,位列全球第一,不会出现锂矿所面临的被“卡脖子”的风险。钒作为一种提升钢材性能的添加剂广泛应用于钢铁行业,冶炼技术成熟,我国钒产量占全球总产量的 68%,在原材料及冶炼加工两个方面

24、具有较强的自主权。7.2 应用场景应用场景 7.2.1 新新能源大能源大型电站配储型电站配储 2021 年至今,全国共有 25 个省份发布了新能源配储政策,多省政府要求风光电站需配置 10%-20%甚至 20%以上的储能设施,并且供电时长超过 4 小时。光伏或风电电站设计寿命通常为 25 年左右,所以相较于锂离子电池较短的循环寿命,液流电池的使用寿命更加契合电站配储的要求。7.2.2 电网侧共享储能电站电网侧共享储能电站 液流电池的另一个主要应用场景是电网侧的大型共享储能电站,如当前的抽水蓄能的独立储能电站。液流电池的特性与抽水蓄能较为接近,可以作为抽水蓄能在电网侧共享储能电站的补充替代方式。

25、8.市场空间及发展预期市场空间及发展预期 8.1 主要市场驱动力主要市场驱动力 液流电池市场的驱动力主要来自于电力公用事业对于储能的日益增长的需求以及其固有优势。由于全球对于可再生能源的需求不断增加,受其随机性、间歇性、波动性影响,在发用电供需不平衡或停电的情况下,液流电池储能可作为备用电源。而电力公用 P.11 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 事业是液流电池的主要应用领域,适用于兆瓦级功率小时级、日间乃至跨季节应用场景。公用事业组织持续加强电网基础设施,以满足日益增长的电气化需求,大力投资电网建设,带动液流电池需求增长。随着各国绿色能源目标的制定,液流电池的需求增长趋势将在

26、全球范围内持续下去。受益于碳中和和能源转型,清洁能源的占比快速提升,光伏和风电的并网量也在逐渐增加,尤其是在新能源的占比份额达到 15%-20%后,4 小时以上的长时储能将成为刚需。目前国内风光电占比较高的西北地区,长时储能已成为真实需求,而海外如美国加州等地区已经使用 6-8 小时的储能系统。能够同时满足长时储能和大容量储能的新型技术路线中包括液流电池、压缩空气和重力储能等多种方式。综合来看,基于液流电池的特殊性能和设备发展,是三条路线中最接近大规模商业化的技术,并且其关键设备均已实现国产化。8.2 主要市场主要市场挑战挑战 8.2.1 初始投资昂贵初始投资昂贵 液流电池技术商业化面临巨大挑

27、战,其中最主要的问题是初始投入过高,2022 年液流电池的市场平均投入成本约 3 元/Wh,而锂电池储能的市场平均成本为 1.8 元/Wh。比如虽然全钒液流电池已经形成了较为完整的产业链,但由于其主要活性物质钒价格昂贵,电解液成本占总成本的 30%50%,导致其成本居高不下。液流电池仍处于商业化初期,还未大批量开展,所以前期投入成本较高。但通过长期的商业化推广、规模效应以及产业链和技术的完善,可以实现降本增效。同时,液流电池性能衰减慢,电解液可循环使用,可以分摊初始投入成本,并且长时储能也可降低液流电池的度电成本。图表10:全钒液流电池度电成本 资料来源:张华民全钒液流电池的技术进展、长城证券

28、产业金融研究院 P.12 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 拓展拓展 1:液流电池项目初始投资高的问题主要由昂贵的电解液造成。然而相比于锂离子电池(电解液完全封装于电芯当中,回收困难),液流电池的电解液易更换、易维护、易回收,相对独立于整个储能系统。因此单独针对液流电池电解液的商业模式已成为行业热点话题,其中最受关注的便是电解液融资租赁这一金融模式:即液流电池投资方与租赁公司订立租赁合同,先由租赁公司出资购买电解液,然后将电解液出租给项目投资方,同时收取租金,以此降低项目前期投资压力,优化项目现金流。电解液融资租赁目前已得到行业租赁公司的广泛关注,然而这一模式的推广仍有较大阻力

29、,主要原因是电解液中的钒元素具有较强的金融属性。不同于传统电气设备,钒矿价格具有波动性、不确定性,残值难以准确估算,会给租赁公司带来额外的风险。针对租赁公司这一顾虑,我们提出如下新型商业模式:图表 B1:液流电池融资租赁商业模式 资料来源:长城证券产业金融研究院 该商业模式基于传统的融资租赁模式进行拓展,项目投资方与租赁公司签订协议时,可额外签订一份回购条款。回购条款允许租赁公司在合同到期之后根据市场环境,以灵活的价格与采购量回购电解液,具体条款可由双方协商,主动权掌握在租赁公司这一方。若租赁公司选择到期回购电解液,则可同时在市场上利用期货衍生品对冲价格风险,具体策略依据市场价格预期变化:1)

30、钒价格大涨时,直接出售现货,赚取高额利润。2)钒价格平稳/小幅震荡时,卖出看涨期权,赚取期权费。3)钒价格下跌时,提前买入看跌期权,对冲下跌风险。这种“租赁协议+回购协议+期权对冲”的组合,极大得拓展了融资租赁双方面对原材料市场价格波动时的主观能动性。液流电池项目方通过融资租赁改善项目现金流,同时通过回购协议充分回收电解液价值,极大提升项目回报率。租赁公司通过回购协议与期权的组合,将项目方变成了电解液“仓库”,同时主动参与市场价格波动,保留价格上涨空间的同时,也以获得期权费,对冲波动性。该模式本质上引入了第三方市场参与者,分散了项目的整体风险。P.13 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告

31、末页声明 8.2.2 能量密度低能量密度低 液流电池的另一个缺点在于能量密度较低,占地面积大,所以其储能电站的选址通常在空旷郊区,但基于其较高的安全性和良好的散热性,可以采取更加紧密的排布方式,而锂离子电池储能集装箱会具有更严格的安全间距要求。但对于储能电站来说,相比于能量密度,电站的循环寿命和供电时长更为重要。8.3 市场市场预期预期 8.3.1 液流电池市场预期液流电池市场预期 液流电池在储能领域的应用将保持较好的发展趋势,根据 precedence research 数据,其 2022 年全球液流电池市场规模约 3.17 亿美元,预计 2030 年将达到 18.34 亿美元,2022 年

32、至 2030 年预测期内 CAGR 为 24.53%。图表11:液流电池市场预期 资料来源:Precedence research,Flow Batteries Market,长城证券产业金融研究院 8.3.2 材料端分析材料端分析 根据液流电池的不同种类,上游原材料市场可分为钒、铁、锌溴、氢溴等。根据precedence research 的预测数据,钒的市场规模将于 2030 年达到 8.197 亿美元,2022-2030 年 CAGR 为 22.4%,而锌溴未来七年 CAGR 为 24.1%,目前已占据全球液流电池市场份额的 23.1%。受益于钒电池的发展优势,预计全钒液流电池的市场将迅

33、速增长,尤其是面对大型储能电站的应用。此外,由于钒价格较高、资源有限,将推动锌溴电池和铁铬电池的进一步发展。8.3.3 区域区域分析分析 2021 年美国液流电池市场规模达 6300 万美元,占据全球市场 20.6%;而中国作为世界第二大经济体,其复合年增长率也相当可观。预计到 2030 年,液流市场规模将达到 1.62 亿美元。2022-2030 年,预计日本、加拿大和德国的市场空间将分别以 19.6%、21.3%和 21.4%的 CAGR 增长,2030 年欧洲其他地区的市场空间将达到 2.138 亿美元。澳大利亚是早期应用液流电池的国家之一,而中国是目前安装液流电池数量最多、容量最高的国

34、家。P.14 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 8.3.4 钒矿储量钒矿储量/产量分析产量分析 钒电池的原材料主要来自钒渣,钒资源主要集中于中国、澳洲、俄罗斯和南非。其中中国的钒资源储量占全球总资源 39%,产量位居全球第一,占 68%。从全球来看,2021 年底可开发的资源储量为 2400 万吨,全球 2021 年产量约 11 万吨,其中 90%的钒资源用于钢铁行业。目前 1GWh 的钒电池所需钒金属用量不超过 0.5 万吨,且电解液可循环使用。中国作为钒资源大国,生产消费占居高位,钒资源丰富。根据 USGS,2021 年底,中国的钒储量超过 950 万吨,占全球总储量的 4

35、0%,同时中国的钒产量超过 7.3 万吨,超过全球总产量的 2/3。尤其是相较于锂资源,钒电池的发展将更加具有优势。2021 年,国内锂资源仅占全球储量的 7%,而产量占比不到 15%,且锂电池高度依赖海外矿产资源。从钒电池和锂电池的原材料价格角度出发,2021 年开始,锂电池的原材料碳酸锂价格快速上升,由不到 6 万元/吨最高增长至约 57 万元/吨,价格增长约 10 倍。而钒电池原材料无氧化二钒的价格则一直处于稳定状态,2021 年至今始终处于 7 万元/吨至 14 万元/吨内波动。现阶段碳酸锂价格已远超五氧化二钒价格,钒电池在成本端的优势逐渐显现。2017 年至今价格走势对比:图表12:

36、五氧化二钒对比碳酸锂价格走势 资料来源:Wind,长城证券产业金融研究院 综合来看,中国在钒资源的储能和产量方面均有较强的掌控能力。目前阶段钒电池的发展仍可以实现自主可控,因此认为钒资源储备量可充分支撑全钒液流电池的大规模商业化发展。原材料端五氧化二钒的价格远低于碳酸锂价格,钒电池降本增效有望实现。钒电池市场空间测算如图:根据全钒液流电池的技术进展,钒电池 2023-2025 年新增装机功率保守情况下 P.15 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 预计新增 0.8、1.3、1.9GW。2022 年,在国家首次 GWh 全钒液流电池储能项目的投标价格中,五家中标候选人投标的平均单价

37、约 3.1 元/Wh。由此得出 2023-2025 年,钒电池市场空间保守情况下分别为 115.5、156、187.5 亿元。图表13:全钒液流电池行业预期 资料来源:张华民全钒液流电池的技术进展,长城证券产业金融研究院 9.风险提示风险提示 风险因素:技术革新不及预期,项目发展情况不及预期,成本下降不及预期,商业模式形成不达预期 P.16 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 免责声明免责声明 长城证券股份有限公司(以下简称长城证券)具备中国证监会批准的证券投资咨询业务资格。本报告由长城证券向专业投资者客户及风险承受能力为稳健型、积极型、激进型的普通投资者客户(以下统称客户)提供

38、,除非另有说明,所有本报告的版权属于长城证券。未经长城证券事先书面授权许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制和发布,亦不得作为诉讼、仲裁、传媒及任何单位或个人引用的证明或依据,不得用于未经允许的其它任何用途。如引用、刊发,需注明出处为长城证券研究院,且不得对本报告进行有悖原意的引用、删节和修改。本报告是基于本公司认为可靠的已公开信息,但本公司不保证信息的准确性或完整性。本报告所载的资料、工具、意见及推测只提供给客户作参考之用,并非作为或被视为出售或购买证券或其他投资标的的邀请或向他人作出邀请。在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。在任何情况下,本公司不对任

39、何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。长城证券在法律允许的情况下可参与、投资或持有本报告涉及的证券或进行证券交易,或向本报告涉及的公司提供或争取提供包括投资银行业务在内的服务或业务支持。长城证券可能与本报告涉及的公司之间存在业务关系,并无需事先或在获得业务关系后通知客户。长城证券版权所有并保留一切权利。特别声明特别声明 证券期货投资者适当性管理办法、证券经营机构投资者适当性管理实施指引(试行)已于 2017 年 7 月 1 日 起正式实施。因本研究报告涉及股票相关内容,仅面向长城证券客户中的专业投资者及风险承受能力为稳健型、积极型、激进型的普通投资者。若您并非上述类型的投资者

40、,请取消阅读,请勿收藏、接收或使用本研究报告中的任何信息。因此受限于访问权限的设置,若给您造成不便,烦请见谅!感谢您给予的理解与配合。分析师声明分析师声明 本报告署名分析师在此声明:本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力,在执业过程中恪守独立诚信、勤勉尽职、谨慎客观、公平公正的原则,独立、客观地出具本报告。本报告反映了本人的研究观点,不曾因,不因,也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接接收到任何形式的报酬。投资评级说明投资评级说明 公司评级公司评级 行业评级行业评级 买入 预期未来 6 个月内股价相对行业指数涨幅 15%以上 强于大市 预期未来 6 个

41、月内行业整体表现战胜市场 增持 预期未来 6 个月内股价相对行业指数涨幅介于 5%15%之间 中性 预期未来 6 个月内行业整体表现与市场同步 持有 预期未来 6 个月内股价相对行业指数涨幅介于-5%5%之间 弱于大市 预期未来 6 个月内行业整体表现弱于市场 卖出 预期未来 6 个月内股价相对行业指数跌幅 5%以上 长城证券产业金融研究院长城证券产业金融研究院 深圳深圳 北京北京 地址:深圳市福田区福田街道金田路 2026 号能源大厦南塔楼 16 层 邮编:518033 传真:86- 地址:北京市西城区西直门外大街 112 号阳光大厦 8 层 邮编:100044 传真:86-10-88366686 上海上海 地址:上海市浦东新区世博馆路 200 号 A 座 8 层 邮编:200126 传真: 网址:http:/

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