如同當下的高溫天氣一樣，火熱行情之下，釩市場的未來趨勢走向和對釩電池商業化成本所帶來的影響備受關注。

 

 

一.   釩產業格局

 

1、釩的資源：

 

 釩是一種銀白色的金屬，在地殼中的豐度約為0.02%，比銅、鎳、鋅、鉻等都高。按地殼中元素豐度排列居13位。釩在自然界的分布很分散，不能形成單獨的釩礦床，通常以含釩礦物或類質同象的形式存在，存在于65種礦物中。

 

 釩目前的主要來源是南非、中國、俄羅斯、新西蘭、澳大利亞的磁鐵礦，以及廢催化劑、石油殘渣、磷礦和石煤等。具備潛在供應能力的還有巴西、智利、芬蘭等地的磁鐵礦，加拿大艾伯塔和澳大利亞昆士蘭含釩豐富的油頁巖。

 

 根據美國地質調查局(USGS)不完全統計，2015年全球釩資源量已超6300萬噸，全球釩儲量約1500萬噸，中國占全球總量的34%，居世界第一。目前國際市場上主要的釩供應國為中國、南非和俄羅斯。

 

 

中國是釩資源比較豐富的國家，國家統計局數據，2015年釩礦基礎儲量為887.3萬噸，四川553.8萬噸，且集中分布在四川的攀枝花市、河北承德市。據了解，攀鋼集團的釩產品產量占到全國的50%以上。

 

2、釩的供應：

 

從全球來看，世界釩產品原料主要來自釩鈦磁鐵礦，且近年來的比例逐步上升。據統計 2015 年世界約71%的釩來自于鋼鐵冶金工業加工釩鈦磁鐵礦得到的富釩鋼渣，約 17%的釩產量直接來自于含釩原礦生產，約 12%的釩是由回收的含釩副產品及石煤礦物生產。

 

根據國際釩技術委員會（VANITEC）統計， 2016 年全球釩產品產量為76530噸（釩含量），同比下降了 9.3%。

 

 

中國釩的供應主要來源與三種途徑：

 

第一類是釩渣提釩，釩渣（國內含五氧化二釩品位在12-18%不等）是以釩鈦磁鐵礦為原料煉鋼時的一種副產品。代表性的廠家是攀鋼、承鋼、承德建龍、四川川威等鋼廠，目前以該方式供應的釩產品占總產量的將近90%。

 

第二類是通過石煤提釩，污染嚴重、成本高。從石煤中提取釩的工藝相對來說還比較落后，已具規模的焙燒-浸出工藝存在比較嚴重的大氣和水污染，沒有達到綠色工藝的要求。代表性的廠家是陜西五洲、華源礦業等。

 

第三類是從石油殘渣和含釩廢催化劑中提釩，進行綜合回收利用。代表性的廠家是從石油飛灰或爐渣中提釩的大連博融和從含釩廢催化劑中提釩的遼寧虹京集團。

 

目前， 世界釩生產企業主要集中在南非、 俄羅斯、 巴西、 新西蘭和中國。 截止到 2015 年底，全球釩生產能力25.16 萬噸（折V2O5），其中中國攀鋼集團產能4 萬噸，承鋼集團產能 2.2 萬噸，除此以外，建龍鋼鐵、德勝鋼鐵、 川威鋼鐵等也是主要的釩制品生產企業。

 

3、釩的消費：

 

釩是一種重要的合金元素，可以細化晶粒，在煉鋼中用作合金添加劑，主要用于鋼鐵工業。含釩的高強度合金鋼廣泛應用于輸油/氣管道、建筑、橋梁、鋼軌等生產建設中。含釩高強度合金鋼主要有：高強度低合金HSLA鋼、建筑用螺紋鋼筋、高碳鋼線材、鋼軌、工具和模具鋼等。含釩鋼具有強度高，韌性大，耐磨性好等優良特性，因而廣泛應用于機械、汽車、造船、鐵路、航空、橋梁、電子技術、國防工業等行業，其用量約占釩消耗量的90%。鋼鐵行業的用量在釩的用途中占最大比重，鋼鐵行業的需求直接影響到釩市場行情。

 

釩在鈦合金中可以作為穩定劑和強化劑，使鈦合金具有很好的延展性和可塑性，大約有5%的釩用于生產航天工業所需的鈦合金。例如飛機發動機、宇航船艙骨架、導彈、蒸汽輪機葉片、火箭發動機殼等方面。此外含釩合金還應用于磁性材料、硬質合金、超導材料及核反應堆材料等領域。

 

釩在化學工業中也體現出重要的作用，在釩的應用比例中約占4%。主要用作制造硫酸和硫化橡膠的催化劑，顏料、緩蝕劑、顯影劑、干燥劑等。

 

此外，釩還可以用于生產全釩液流氧化還原電池，用于儲能領域。近年來，釩在電池領域的應用前景被普遍看好，有望為釩行業帶來成倍的需求空間。

 

 

由于釩主要應用于鋼鐵領域，中國是世界最大的鋼鐵生產和消費國，因此中國也是世界最大的釩消費國。據統計，2016年全球釩消費量為82299噸（V），其中中國消費35685噸（V），占全世界的43.36%。2017年預計全球釩消費量將有望增長到88495噸（V）。

 

 

二.   釩產業供需失衡及價格飆升原因分析

 

1、供給側

 

（1）、前幾年持續的價格低迷導致部分釩企業退出生產領域。自2008年經濟危機以來，釩市場一路下滑，到2015年底，釩價格進入谷底，國內98%片狀五氧化二釩價格一度跌破3萬元/噸。低迷的價格造成幾乎所有的釩企業出現虧損，因此大量的釩企業退出生產領域，造成供應減少。

 

比較具有代表性的是南非Highveld破產導致全球市場減少了約2萬噸五氧化二釩的供應，澳大利亞Windmurra因融資及成本原因，一直無法投產，其他國際礦山除了巴西的Largo外，并沒有一家實現礦山投運生產。同時，中國國內眾多的中小生產企業因成本原因退出了釩的生產領域。

 

（2）、中國近幾年環保監管力度不斷加大造成眾多中小企業關停。除了地方不斷加碼的環保要求外，國家自2016年以來更是開展了四輪中央環保督查行動。眾多中小生產企業因環保壓力，不得不主動或被動關停，特別是石煤提釩企業。

 

（3）、原料供應持續下降，產品社會庫存不斷降低。受到最近幾年釩產品和鋼材價格低迷的影響，南非Highveld破產導致無釩渣供應，俄羅斯釩渣產量也出現一定程度削減。為了響應國家的去產能政策， 2016年攀鋼集團先后關停了西昌新鋼業、成都鋼釩等下屬子公司，導致釩渣產量下降約21%。承德釩鈦2016年度釩產品產量 1.44 萬噸，銷量 1.18 萬噸，釩渣產量比 2014 年下降了 30.5%。黑龍江建龍由于得不到俄羅斯的釩渣供應，導致市場減少了7000噸五氧化二釩供應。與此同時，在市場低迷階段積累的產品社會庫存，隨著時間推移，不斷消耗并減少。

 

（4）、中國全面禁止釩渣進口成為引燃釩價格飆升的導火索。環保部在2017年7月18日向WTO提交禁止進口洋垃圾的文件顯示，中國將禁止4類24種固體廢料的進口，其中就包括了冶煉鋼鐵等所產生的含釩浮渣，熔渣，五氧化二釩。此政策實施預計將每年至少減少3萬噸釩渣供應，對應將減少5000噸以上的五氧化二釩供應。這一政策公布，瞬間引燃本已脆弱的市場，價格聞風而動，在不到一個月的時間價格翻倍飆升。 

 

 

2、需求側

 

 （1）、鋼鐵行業：作為釩應用最大的消費領域，鋼鐵行業一直保持高位運行，產量仍在增長。

 

 7月28日召開的中國鋼鐵工業協會五屆六次常務理事（擴大）會議傳出信息，2016年鋼材價格單邊上揚，去年我國退出鋼鐵產能超過6500萬噸，但全年粗鋼產量增長了1.2%。

 

 2017年1-6月份我國粗鋼、生鐵和鋼材產量分別為41975萬噸、36256萬噸和55155萬噸，同比分別增長4.6%、3.4%和1.1%。其中6月份粗鋼、生鐵和鋼材產量分別為7323萬噸、6168萬噸和9757萬噸，同比分別增長5.7%、2.2%和0.7%。6月份粗鋼、生鐵和鋼材日均產量分別為244.1萬噸、205.6萬噸和325.23萬噸，較5月份日均產量分別增長4.72%、3.25%和5.26%，粗鋼日均產量創下歷史新高。

 

數據顯示，上半年中鋼協會員鋼鐵企業利潤總額532.42億元，較上年同期增加418.44億元，同比增幅高達367.12%。從利潤總額構成看，上半年主營業務利潤為428.19億元，同比增長746.23%，利潤結構得到了顯著改善。

 

作為釩消耗量較大的品種螺紋鋼，6月份產量達到1885萬噸，價格突破3700元/噸，社會庫存降低至420萬噸，噸鋼盈利超過1000元/噸。

 

（2）、國家開展打擊地條鋼行動，替換的鋼材產品對釩合金的需求增加。

 

地條鋼是用中頻爐把廢鋼鐵熔化，再倒入簡易鑄鐵模具內冷卻而成。其間，既不進行任何分析化驗，也無溫度等質量控制，用這種方法煉出的鋼，產品直徑、抗拉強度等均難以符合國家標準，大部分產品存在脆斷的情況，質量存在嚴重隱患。

 

鋼鐵的冶煉是在熔化的狀態下，對其由在成分含量進行提純和調整的過程。通過對爐內鋼水進行控制溫度、排除雜質、調整成分等過程的操作，使之達到冶煉所需要的范圍。在達到這個范圍時，方可出鋼進行澆注。但是在冶金行業，使用廢鋼鐵為原料的冶煉工藝中一般不使用感應爐為冶煉設備，由于設備本身的條件所限，無法較理想的完成上述三項任務。

 

由于地條鋼”生產銷售存在嚴重的環境污染和質量安全隱患，黨中央、國務院三令五申堅決打擊“地條鋼”非法生產，并要求于今年6月30日前徹底取締。7月29日，國務院總理李克強作出批示強調，徹底取締“地條鋼”，化解過剩產能要堅定不移推進，防止死灰復燃。據估算，全國“地條鋼”產能不少于1.2億噸，產量不少于7000萬噸/年。

 

（3）、國家即將淘汰鋼筋生產“穿水工藝”，帶動釩需求大幅增加

 

 釩作為鋼鐵行業的“味精”在鋼中起到細化晶粒，從而提高強度的作用。三級螺紋鋼20MnSiVNb 20MnSiVNb是典型的低碳微合金高強度建筑工程結構用鋼，其屈服強度高于400MPa，是典型的HRB400三級螺紋鋼，用途極為廣泛。三級螺紋鋼筋是在20MnSi鋼基礎上添加微合金元素釩或鈮而來。三級螺紋鋼具有強度高，性能穩定，安全儲備量大，抗震性能好，節省鋼材，施工方便等優越性，因此其更適用于高層，大跨度和抗震建筑結構用鋼。

 

然而，由于部分螺紋鋼生產企業通過“穿水”工藝提高螺紋鋼的強度，從而減少了合金的加入量。根據國標GB1499-2007要求，HRB400 螺紋鋼中Mn含量要在1.6%左右，同時根據需要鋼中可以添加V、Nb、Ti等合金以提高強度。部分企業通過“穿水”工藝直接將Q235的鋼材變為 HRB400使用，這類鋼材容易導致螺紋鋼表面生銹嚴重，“穿水”后螺紋鋼強度提高，但韌性下降。

 

今年5月，國家質檢局開展嚴查螺紋鋼質量行動，提出對鋼鐵企業的生產工藝、煉鋼和軋鋼設備務必檢查到位，對違法違規者，要立即辦理撤銷工業產品生產許可證書手續。并于 2017 年 6 月 30日前完成建筑用熱軋鋼筋生產許可獲證企業全面排查，并向總局報送工作總結，總結中要逐家說明企業檢查情況、發現問題和處理情況。此前國家鐵路局也發布公告稱高鐵工程必須用不穿水螺紋鋼。由此看來，國家即將淘汰鋼筋生產過程中的“穿水工藝”，中小鋼廠不得不采取通過加釩的方式來生產螺紋鋼，未來釩需求增加。

 

如果鋼鐵企業合金化過程中將提高釩的用量0.002%-0.005%，預計將提升釩的總需求達11%。

 

（4）、航空工業用釩穩步增加，全釩液流電池有望成為釩應用熱點

 

美國航空巨頭波音公司2017年6月20日發布市場展望年度報告，預計未來20年間全球需要新增41030架飛機，年均復合增長率為3.7%，總價值超過6萬億美元。全球新飛機交付量中，57%將用于航空業發展，43%將用于替換老舊飛機。新型飛機為節省燃油消耗將越來越多地使用諸如含釩鈦合金材料、復合材料和碳纖維材料等。

 

全釩液流儲能電池具有壽命長、規模大、安全可靠、生命周期性價比高、快速響應、深度充放及環境友好等突出優勢，已經成為世界范圍內實現大規模儲能的首選技術之一，應用于可再生能源（風能、太陽能等）并網發電、電網調峰儲能、智能微網、離網電力供應、備用電源等領域。由于可再生能源具有間歇性、不穩定性、不可調控等自然屬性，導致其并網、消納和利用等方面存在眾多困難和挑戰。通過引入全釩液流電池儲能技術，將可以有效提高電力系統運行穩定性、調整頻率、補償負荷波動、降低供電成本、提高電力設備利用率等，促進可再生能源的并網和使用。全釩液流電池技術將在可再生能源系統設計、規劃、調度、控制等方面帶來重大變革，推動可再生能源發展，在構建能源互聯網的進程中發揮重要作用。

 

2016年大連融科儲能獲得200MW/800MWh儲能調峰電站項目是全釩液流電池技術應用的標志性事件。該項目預計將增加五氧化二釩的消費達到8000噸。有分析認為，全釩液流電池技術如果在儲能市場能夠全面走向商業化，未來對導致釩的需求出現成倍增長。

 

由上可見，在市場和政策的共同作用下，釩產業格局已經發生根本性改變，供需失衡已經由過去的供大于求狀況轉向目前的供應短缺局面，這是目前釩價格上漲的主要原因。同時，國家的行政干預打亂了市場正常的運行規律，加劇了市場的波動和預期，造成短時間市場價格的暴漲。

 

三.   全釩液流電池商業化成本面臨重大挑戰

 

1、釩價飆升對釩電池成本的影響

 

（1）釩是構成釩電池的核心基礎材料

 

釩電池，是一種活性物質呈循環流動液態的氧化還原電池。釩電池將存儲在電解液中的能量轉換為電能，通過兩個不同類型的、被一層隔膜隔開的釩離子之間交換電子來實現。電解液是由硫酸和釩混合而成的，酸性和傳統的鉛酸電池一樣。由于這個電化學反應是可逆的，所以VRB電池既可以充電，也可以放電。充放電時隨著兩種釩離子濃度的變化，電能和化學能能相互轉換。

 

因此，釩電解液、隔膜、電極是釩電池的核心材料。釩作為物質基礎，以釩電解液形式存在，釩電解液的性能將直接影響到電池系統的工作效率、使用壽命、運行工況等。為保障釩電解液性能，滿足釩電池長時間苛刻的質量要求，從工業級98%片狀五氧化二釩到電解液是一個比較復雜而且成本高昂的生產過程。

 

（2）釩價格波動對釩電池成本帶來的影響

 

大多數釩電池廠家使用的釩電解液濃度為1.5-1.7 mol/L，以1.6 mol/L計算，每立方釩電解液將消耗五氧化二釩為145.61公斤。

 

根據儲能應用領域的實際需求，釩電池儲能系統容量時間可以從2小時到12小時甚至24小時不等，平均每kWh使用電解液60-80升，以70升計算。

 

備注：暫不考慮到從工業級98%片狀五氧化二釩加工成釩電解液的損耗成本

 

由此可見，釩價格的波動直接影響到全釩液流電池的成本。以2016年年初五氧化二釩3萬元/噸計，目前20萬元/噸五氧化二釩的價格已經給釩電池成本增加了1732.76元/kWh，電池成本增幅43.32%。如果僅以7月份五氧化二釩漲幅10萬元/噸來計算，則釩電池成本增加了1019.27元/kWh，單月成本增幅達到25.48%！

 

（3）釩電池在儲能市場的競爭成本狀況

 

目前儲能技術多種多樣，主要分為物理儲能（如抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等）、化學儲能（如鉛酸電池、氧化還原液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池）和電磁儲能（如超導電磁儲能、超級電容器儲能等）三大類。根據各種儲能技術的特點，飛輪儲能、超導電磁儲能和超級電容器儲能適合于需要提供短時較大的脈沖功率場合，如應對電壓暫降和瞬時停電、提高用戶的用電質量，抑制電力系統低頻振蕩、提高系統穩定性等；而抽水儲能、壓縮空氣儲能和電化學電池儲能適合于系統調峰、大型應急電源、可再生能源并入等大規模、大容量的應用場合。

 

作為目前最成熟的液流電池，全釩液流電池循環壽命長、響應快速、成本較低和部署靈活，可廣泛用于電網調峰、新能源并網、離網電力供應等領域。然而其缺點在于能量密度低，使用溫度有局限性，復雜的系統結構和與之對應的高昂制造成本等。目前釩電池的成本要遠高于鉛酸/鉛碳電池、鋰電池、鋅溴等儲能電池，這也制約了釩電池快速實現商業化的進程。

 

 

2、高釩價下釩電池應對之路

 

（1）、探索適合的釩電池技術應用場景，合理進行差異化市場定位

 

2017年普遍被認為是儲能元年，在國家一系列政策的鼓勵和扶持下，各種不同的儲能技術百花齊放，蓬勃發展。然而，不同的儲能技術都有各自的優缺點，目前還沒有任何一種技術可以取代其他所有儲能技術。各種儲能技術相互競爭、相互依存，甚至相互補充的狀態將長期存在。

 

因此，在高釩價的背景下，探索適合的釩電池應用場景，充分發揮釩電池技術自身的特點和優勢，顯得尤為重要。釩電池具有突出的壽命長、規模大、安全可靠、生命周期性價比高、快速響應、深度充放及環境友好等突出優勢，釩電池商業化開發首先要充分發掘出適合這些特點的剛性需求。在完成剛性需求的基礎上，根據釩電池成本狀況，徐圖而進，嘗試在競爭性或可替代性的應用領域嘗試與其他儲能技術進行競爭乃至擴大市場份額。

 

（2）、通過技術創新和技術改進，不斷優化并降低釩電池成本

 

釩雖然在釩電池的系統成本中占有很高比例，但是釩電池仍然存在較大的成本下降空間。隔膜、電極、雙極板等電池功能材料可以通過技術突破和規?；慨a，持續不斷地降低成本。同樣，釩電解液的能量密度提高、配方優化，也會在一定程度上降低成本。

 

與此同時，釩電池的系統設計、集成與制造水平的改進和提升也會顯著打來成本的下降。在這方面，大連融科已經建成年產300MW全釩液流電池系統生產線，成本得到了很好地控制。

 

同樣，通過電池性能的改進，效率的提升，也可以提高全釩液流電池在儲能市場的綜合競爭能力。

 

（3）、積極探索新型儲能商業化模式

 

目前，儲能商業化實踐在不斷鋪開。在商業化應用方面，在用戶側通過峰谷電價差實現套利、在電網側探索試行容量電價、在發電側推動建立靈活電源補償機制等模式的實踐逐漸增多。

 

從現有項目看，儲能系統的資產一般掌握在儲能廠商或系統集成商的手中，收入就是為用戶節約的部分電費。由于投資回收期較長，廠商或集成商的風險較大，同時還要支付項目的先期投入，壓力也不小。近期，投融資機構對儲能產業的滲透不斷加強，從關注逐步向合作轉化；由投融資機構參與的儲能電站建設模式不斷涌現。

 

（4）、合理引入金融創新工具

 

釩電池儲能系統由于初期投入大，回報期長等，在商業化推進過程中具有一定的難度。通過金融租賃方式，用戶就不必一次性負債或者動用自己的資金來投資。在這一模式中，金融租賃機構將是儲能電站的所有權人和出租方，電站的使用者作為承租人向金融機構支付租金和利息，租賃期滿，電站的所有權可以轉移給出租人。

 

與光伏等行業類似，儲能也是重資產的行業，前期投資較大，但建成后收益是明確可預測的，這就可以做一些融資性的安排，例如資產證券化。

 

此外，通過BOT、BOO、BOOT、BLT、PPP等方式，可以引入多樣化資本，共同推動儲能項目的獲取與實施。

 

（5）、建立釩價預警機制，合理預期項目成本

 

由于釩是一種稀有金屬，其價格經常波動，這對釩電池商業化開發帶來了挑戰。儲能項目都有明確的項目周期和項目預算，無法承擔釩價格劇烈波動所帶來的影響。因此建立釩價格預警機制，合理確定儲能項目成本非常重要。

 

建立預警機制后，可以在釩價低迷時，加大釩的原料采購并合理建立庫存。在釩價高位時，減少或暫停采購。同時提高儲能項目預算，保障項目能夠順利得以實施。

 

（6）、發揮產業鏈協同效應，鎖定釩原料供應

 

需要與釩原料企業建立緊密的合作伙伴關系，通過長期合同、參股或交叉持股等方式深度融合，建立風險共擔、利潤共享機制，鎖定釩原料供應，促進雙方共同發展。

 

四.  探討與展望

 

釩市場經歷了多年低迷之后，產業結構逐漸失衡，有效供給大幅減少，市場面臨短缺局面。自2016年以來，釩價格逐漸上漲，釩價值重新回歸并得到一定程度的修復。當前，國內釩市場在經歷了7月份因國家禁止釩渣進口政策刺激的飆漲之后，價格走勢逐漸放緩，各方對此持觀望態度。

 

受到高價格刺激的影響，部分釩產能有望能夠恢復，等到復產后的產能釋放到市場后，釩的供應緊張情況將得到緩解，價格將重新回歸于理性，當然這一切都需要有一定的時間。同時，還需要密切關注來自于環保和鋼鐵等方面國家政策的變化和影響。

 

在目前高釩價的背景下，全釩液流電池商業化進程將面臨嚴峻的成本挑戰。部分釩電池項目將不得不推遲實施，部分潛在新項目將不得不讓步與其他儲能技術。釩電池商業化開發進程將延緩，應用領域將變窄，市場份額將減少。

 

從產業上下游角度來看，在目前釩價格情況下，釩礦山企業獲得了非常高的盈利水平，而釩電池則面臨巨大的成本壓力。然而，釩企業和釩電池企業從來不是一種博弈關系，相反，兩者是上下游相互依存的關系。只有釩電池發展成功，才會有望為釩行業帶來巨大的釩需求，促進釩行業的健康快速發展。同樣，只有釩行業獲得合理的盈利水平，釩資源的大規模開采與供應才能成為現實。

 

作為具有革新性的儲能技術，全釩液流電池儲能技術自問世以來就收到儲能領域的高度關注。2000年開始，日本住友電工開始進行釩電池的示范和驗證工作。然而2005年釩價格的暴漲，導致住友電工不得不停止釩電池的繼續開發。2008年經濟危機之后，由于缺乏有效需求也沒有新的應用開發，釩價格開始持續大跌。因此住友電工在2011年釩價格回落才重新開始進行釩電池的開發工作，并先后在橫濱和北海道建設了1MW/5MWh和15MW/60MWh全釩液流電池儲能系統。大連融科更是在2016年獲得了200MW/800MWh全釩液流電池儲能調峰電站項目，目前正在有序實施。

 

因此，釩行業與釩電池行業作為上下游關系，兩者相互依存，在釩市場的波動面前，需要協同協作、共同發展，一個良性健康的市場最終將會使所有上下游參與者獲得受益。