有色金属钒行业研究报告:储能领域消费扩容,钒价或率先受益
(报告出品方:中信证券)
钒行业概况
钒元素的基本信息:钒是银白色金属,元素符号为 V,原子序数为 23,原子量为 50.94。钒的熔沸点很高,熔点为 1890 ℃,沸点为 3380 ℃,密度为 6.110 g/cm。它是一种延展 性过渡金属,具有天然的耐腐蚀性和对碱、酸和盐水的稳定性。
钒在自然界中存在形式:根据金属百科网站信息,钒在地壳中分布广泛,含量为 0.02%, 超过铜、镍、锌、锡、钴、铅和其他金属。自然界中,钒很少形成独立的矿物,主要与其 他矿物形成共生矿或复合矿。目前发现的含钒矿物有 70 多种,典型代表如钒钛磁铁矿、 钾钒铀矿等,此外还有大量的钒赋存于铝土矿和含碳物质中(如石油、煤)。世界上除美国从钾钒铀矿中提钒外,其他主要产钒国家(约 70%)都从钒钛磁铁矿中提取钒。现在已 探明的钒资源储量的 98%赋存于钒钛磁铁矿中,五氧化二钒(V2O5)含量可达 1.8%。
钒的应用领域:钒常以钒铁、钒化合物和金属钒的形式广泛应用于钢铁、航天、化工 和储能等行业。钢铁行业是钒下游主要的应用领域,含钒钢具有强度高、韧性大、耐磨性 好等优点,广泛应用于机械、汽车、造船、铁路、航空、桥梁、电子技术、国防工业等行业。钢铁行业也是钒消费占比最高的领域。钒在航空工业中的应用主要是以钛-铝-钒合金 的形式用于飞机发动机等领域;在化工领域钒主要用作制造硫酸和硫化橡胶的催化剂等。近年来钒液流电池成为钒的新应用领域,在储能行业快速发展的前景下,未来有望成为钒消费最重要的增长点之一。
钒的产业链:钒的生产主要来自钒钛磁铁矿直接提取和钒渣提钒。钒产业链可分为两 大部分:1)获得钒渣:钒钛磁铁矿经过高炉或电炉冶炼获得含钒铁水,再通过吹炼将其 中的钒选择性氧化获得钒渣;2)钒渣提钒:目前从钒渣提钒产业化技术分为钠化焙烧(加入碳酸钠)、钙化焙烧(加入石灰石)等工艺,将碳酸钠或石灰石加入钒渣粉进行混料、 焙烧、浸出、过滤、调节 PH、沉淀、催化或还原等过程可获得 V2O5和三氧化二钒(V2O3)。钒产品分为初级产品、二级产品和三级产品。初级产品包括钒矿、钒渣等,二级产品包括 V2O5 和 V2O3,三级产品包括钒铁、钒氮合金、钒酸盐、钒钛铝合金、钒离子溶液等,分 别应用于钢铁、化工、航天、储能等应用领域。
钒在钒液流电池中的应用分析
钒液流电池的原理及优缺点
钒液流电池结构及工作原理:钒液流电池是将不同价态的钒离子溶液分别作为正负极 的活性物质的新型储能和高效转化装置。活性物质分别储存在各自的电解液储罐中,采用 离子交换膜作为电池组的隔膜将正极和负极隔开,通过外接泵将电解液注入电池堆体内, 流过电极表面并发生电化学反应,在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动,通过 集流体收集和传导电流,使存储在溶液中的化学能转化为电能。这个可逆的反应过程使钒 液流电池顺利完成反复的充放电过程。
钒液流电池具有功率大、容量大、安全性高、寿命长等优点。通过增加电极的数量和 面积可以有效提高功率,通过增加电解液的体积可以增加钒液流电池的容量,因此钒液流 电池可以达到很高的工作功率和容量。与使用非水电解液的锂电池不同,钒液流电池采用 钒离子水溶液作为电解液,大大降低发生过热、燃烧、爆炸的可能性,安全性更好。此外, 由于钒液流电池正负活性物质分别只存在于正极和负极电解液中,不像其他电池存在充放 电过程中电极结构的变化(导致容量衰减),因此电池使用寿命长。
钒液流电池存在体积庞大、成本高、对温度要求高等缺点。钒液流电池的质量和体积 庞大,因此其比能量和比功率远低于其他电池系统,导致其不适用于电动汽车等场景。与 锂电池相比,钒液流电池最大的劣势是成本,主要来自电解液和电堆,降低两者成本是业 内共识。此外,钒液流电池对环境温度的要求苛刻,正极电解液中的五价钒在高温下(高 于 45℃)易析出沉淀、堵塞流道,在低温下(低于电解液的冰点)电解液凝固,因此一般 的运行温度都要求在 0~45℃之间,限制了钒液流电池的应用。
全钒液流电池储能系统的初次投资成本随储能时长的增加而不断降低。根据张华民在 《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》一文的分析,以兆瓦 级全钒液流电池储能系统为例,在 V2O5 价格为 10 万元/吨时,钒液流电池所用电解液价 格约为 1500 元/kWh,除电解液外的电池储能系统市场价格为 6000 元/kW。当储能时长为 1 小时的情况下,储能系统的初次投资成本为 7500 元/kWh,但当储能时长延长到 4 小时 后,不包括电解液部分的价格则被分摊为 1500 元/kWh,此时全钒液流电池储能系统的总 价格为 3000 元/kWh。因此,全钒液流电池储能系统工作时间越长,单位 kWh 价格越便 宜。
钒液流电池全生命周期成本更低。由于全钒液流电池的电解液可再生循环使用,因此 其残值很高。同样以储能时长为 4 小时的钒液流电池储能系统为例,其中废金属的残值估 值为 300 元/kW,折合为 75 元/kWh,电解液残值约为原有的 70%即 1050 元/kWh,合计 残值为 1125 元/kWh,实际成本为 1875 元/kWh。而对于储能时长为 10小时的系统来说, 废金属残值折合为 30 元/kWh,合计残值为 1080 元/kWh,实际成本仅为 1020 元/kWh。因此对于全钒液流电池储能系统来说,储能时间越长,其全生命周期成本越低。
钒液流电池是大规模长时储能最具前景的发展方向之一。适合长时间、大规模的储能 形式主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和钒液流电池三类。其中抽水蓄能作为最成熟可靠 的储能技术,是国内重点投资建设的储能形式。抽水储能的主要限制是项目的建设选址要求较高且建设周期较长。压缩空气储能也属于成熟技术,但系统的能量转换效率偏低且项 目选址也受限。与这两种储能技术相比,钒液流电池的储能上限低于抽水蓄能,但有着系 统安全性高、项目建设周期短、选址灵活等优点,且随着技术进步,钒液流电池的经济性 优势将逐渐强化,未来有望成为大规模长时储能的重要技术路线之一。
钒液流电池发展现状
钒液流电池储能当前市场规模较小。根据中国储能网的统计,截至 2021 年全球储能 累计装机规模达 205.3GW,其中抽水蓄能占比最高,达到 86.4%,电化学储能累计装机 为 21.1GW,占比 10.3%。在电化学储能系统中,锂离子电池是最主流的技术路线,占比 达到 93.9%,液流电池装机量仅有 0.26GW,占比为 1.2%。规模储能时代的到来给钒液 流电池带来了巨大的发展机遇,其大功率、大容量、长寿命、高安全性等特点能够满足大 规模长周期储能项目的需求以及目前低碳发展的要求。
政策支持将推动钒液流电池的商业化进程。2016 年 12 月,钒液流电池储能产业化技术被正式列入国家《能源技术创新“十三五”规划》并推广实施。“十四五”期间新能源 发电占比持续提升背景下,钒电池行业有望迎来全面发展的新阶段。2021 年 7 月,发改 委、工信部发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中明确提出要坚持储能技术 多元化,实现液流电池长时储能技术进入商业化发展初期。
我国已初步形成完整的钒液流电池产业链。我国在钒液流电池领域走在世界前列,在 技术方面,目前国内解决了液流电池关键材料、高性能电堆和大规模储能系统集成等关键 科学和工程问题,取得了一系列技术突破,完成了从实验室基础研究到产业化应用的发展 过程。我国已形成了初步完整的钒液流电池产业链,电池堆、双极板、隔膜、电极、电解 液等相关领域都有相应企业从事细分产业的产品研发和生产。
全钒液流电池目前正在各国进行百兆瓦级的示范。经过十几年的发展,全钒液流电池 储能系统的技术可行性、商业应用性已经得到认可。我国钒液流电池已实现在智能电网、 通信基站、偏远地区供电等项目中的应用。目前已有镇海网源友好型风电场储能项目、国家电投海阳储能示范项目进入并网阶段,同时襄阳全钒液流电池集成电站等工程项目处于 建设中。美国、澳大利亚、日本等国家均布局了钒液流电池储能项目。2022 年 4 月,由 住友电工建设的全钒液流电池储能系统在日本北海道岛正式上线。
需求分析
全球钒消费量保持稳定增长,2021 年突破 12 万吨。根据国际钒技术委员会(Vanitec) 统计,自 2017 年起全球钒消费量逐年增加,于 2019 年突破 10 万吨。2021 年全球钒消费量达到 12.04 万吨,同比增长 9.7%,增速创五年以来新高。
中国是全球最大的钒消费国家。根据 Vanitec 数据,2020 年中国钒消费量占全球钒消 费总量的 60%,位居首位,欧洲和北美消费占比分别为 12%和 10%。2016 年起,中国钒 消费量逐年增长,2020 年钒消费量达到 6.56 万吨,同比增长 22.6%,增速创近五年新高。2020 年全球其他地区钒消费量为 4.42 万吨,同比下降 8.9%。受新冠疫情影响,2020 年 中国以外地区钒消费量均下降,全球钒消费进一步向中国集中。
钒目前主要用于钢铁行业,消费占比超过 90%。根据 Vanitec 数据,2020 年全球约 92.7%的钒被用于钢铁行业,主要为钒铁和钒氮等合金类产品;约 3.5%的钒用于化工和催 化剂领域,产品包括氧化钒、钒酸铵、硫酸氧钒等;用于钛合金领域的钒占比约为 2.1%, 用于储能领域的钒消费占比为 1.7%。由于 2020年中国粗钢产量上升而海外粗钢产量下降, 国内用于钢铁行业的钒消费占比更高,达到 96.6%,用于钛合金、化工/催化剂和储能领域 的消费占比仅为 1.4%、1.8%和 0.2%。钢铁领域是当前钒消费的主导力量。(报告来源:报告研究所)
钢铁行业用钒量预测
我国钢铁行业用钒主要集中在螺纹钢筋产品中。钒在钢铁工业中主要用作合金添加剂, 以钒铁、氧化钒铁、钒氮合金等形式存在。根据国际钢铁协会数据,2021 年全球粗钢产 量为 19.52 亿吨,同比增长 3.8%,钢铁产量的持续增长是钒消费量增加的重要推动力。我国钢铁领域用钒主要集中在螺纹钢筋中,根据《“十三五”钒行业市场分析及发展趋势 预测》(丁瑞锋著)一文数据,2020年钢筋用钒占国内钢铁行业用钒量的比例达到 70%。
钒在钢中的消费强度不断提升,支撑钒消费量稳定增加。根据 Vanitec 数据,2018 年 以来我国钒在钢中的消费强度不断上升,2020 年达到 57g/t(金属量),首次超过全球平均值。我国钒在钢中消费强度的提升主要受到螺纹钢新国标的影响。2018 年 11 月 1 日,螺 纹钢新国标(GB/T 1499.2-2018)正式实施,要求每吨螺纹钢增加钒铁含量 0.02‰-0.03‰ 以提高性能。与北美和欧洲等发达国家相比,我国钢中钒的消费强度仍有一定的提升空间, 未来有望继续支撑钒消费量的稳定增长。
预计钢铁行业钒用量将保持小幅增长态势。考虑到中钢协提出到 2025 年全国粗钢产 量将降至 10 亿吨以下,我们预计未来我国粗钢产量将小幅下滑,全球粗钢产量将保持小 幅增长态势。另一方面,2018 年螺纹钢新国标出台后,我国钢材中用钒量相应提高。我 们预计 2025年国内钢铁行业用钒量将达到 6.55 万吨,对应钒在钢中的消费强度为 66g/t。预计 2025年全球钢铁行业用钒量将增至 12.45 万吨,对应 2021-2025 年 CAGR 为 3.4%。展望 2030 年,我们预计国内钢铁行业用钒量为 6.59 万吨,单位用钒量提升被粗钢产量下 滑抵消,预计全球钢铁行业用钒量将增至 13.67 万吨,2025-2030 年 CAGR 为 1.9%。
储能行业用钒量预测
2021 年全球储能市场累计装机规模已超过 200GW。根据中关村储能产业技术联盟 (CNESA)的统计,截至 2021 年底,全球已投运储能项目的累计装机规模达 203.5GW, 同比增长 6.5%,2016-2021 年 CAGR 为 3.5%。从国内储能装机情况来看,2021 年中国 储能累计装机规模达到 43.4GW,同比增长 21.9%,占全球累计装机规模的 21.3%, 2016-2021 年 CAGR 为 12.3%,增速明显快于全球平均水平。
预计到 2026 年中国新型储能市场累计装机规模有望超过 40GW。根据 CNESA 的统 计,2021 年中国新型储能累计装机量达到 5.73GW,同比增长 74.5%。未来以锂离子电 池、钠离子电池、钒液流电池为代表的新型储能市场预计将继续保持高速增长,根据 CNESA 保守场景下的预测,2026 年中国新型储能市场累计装机规模有望达到 48.51GW, 2021-2026 年 CAGR 为 53.3%。
预计到 2030 年中国钒液流电池累计装机规模有望达到 24GW。根据 EVTank 的统计, 2021 年中国钒液流电池新增装机量 0.13GW,2022 年国内大量的钒液流电池储能项目开 工建设,预计全年新增装机量将达到 0.6GW。未来在政府补贴的持续投入、产业链成熟化 发展和规模效应降本等多种因素的影响下,钒液流电池的渗透率有望逐步提升。EVTank 预计 2025年中国钒电池新增装机规模将达到 2.3GW,2030年新增装机规模将达到 4.5GW, 2022-2030 年累计新增装机量将达到 24GW。
未来 10年全球钒液流电池装机容量 CAGR 有望达到 40%。根据 Guidehouse Insights 预测数据,到 2031 年,全球钒液流电池装机容量将达到 32.8GWh,2022-2031 年的 CAGR 达到 41%,其中亚太地区 2031 年装机量将达到 14.5GWh,CAGR 为 37.4%,北美地区 达到 5.8GWh,西欧达到 9.3GWh。
预计 2030年全球钒液流电池用钒量将超过 10 万吨。受益于储能行业的蓬勃发展,预计新型储能市场规模将继续保持高增长率,同时钒液流电池的渗透率也将快速上升。基于 钒液流电池在新型储能市场不同渗透率的假设,我们预计在乐观/中性/悲观场景下,2030年国内新增钒液流电池装机量为 14.5/11.6/10.5 GWh,海外新增钒液流电池装机量为 18.4/14.7/13.3 GWh,由此计算出 2030年全球钒储能行业用钒量将达到 12.9/10.3/9.3 万 吨。乐观场景下,受益于钒液流电池的需求拉动,到 2030 年全球钒需求量有望翻一番。
预计 2030 年储能领域用钒量占比将增至 40%以上。我们预测到 2025 年,全球钒消 费结构的主体仍为钢铁行业,约占全球钒消费总量的 77.1%,储能领域占比达到 17.3%。随着新型储能装机规模的不断扩大和钒液流电池渗透率提升,我们预计到 2030 年储能领 域用钒量占全球钒消费结构的比例将有望上升至 41.3%,钢铁领域用钒量占比将下降到 54.8%,钒合金领域和催化剂领域占比为 1.3%和 2.6%。储能领域用钒量的快速增长将对 钒的消费结构产生重要影响,未来有望成为钢铁行业之外钒最重要的消费领域。
供应分析
全球钒资源概况
全球钒矿资源主要分布于中国、俄罗斯、南非和澳大利亚。根据美国地质调查局(USGS) 数据,2021年全球已探明的钒矿储量约 2400 万吨(金属量)。其中中国钒矿储量高达 950 万吨,占比为 39%,其次为澳大利亚、俄罗斯、南非,储量占比分别为 25%、21%、14%。中国是全球钒资源储量最高的国家。
我国钒矿资源及产能主要集中在四川攀枝花、河北承德、辽宁朝阳等地。根据《钒产业 2020年年度评价》(陈东辉等)一文分析,四川攀枝花矿区钒钛磁铁矿的探明储量近百 亿吨,居国内首位,河北承德地区和辽宁朝阳地区钒钛磁铁矿储量居全国第二、三位。中 国主要钒产业及产区基本定型:1)四川主产区(10 万吨氧化钒产能区)是国内及世界第 一大钒系产品产区;2)河北主产区(4 万吨氧化钒产能区)是国内及世界第二大钒系产品 产区;3)辽宁主产区是世界钒资源、钒提取工艺及钒系产品最全的特色产区。
全球钒产量概况及发展趋势
中国是全球最大的钒生产国,产量占比达到 2/3。根据 USGS 数据显示,自 2018 年 以来全球钒产量呈上升趋势,2021年世界钒总产量为 11.0 万吨。其中,中国产量位居首 位,2021 年中国钒总产量为 7.3 万吨,占全球产量的 67.4%。其次为俄罗斯、南非和巴西, 产量分别为 1.95 万吨、0.91 万吨、0.67 万吨,占比分别为 18%、8%、6%。
全球主要钒生产企业合计产能约 10 万金属吨,行业集中度高。根据《“十三五”钒行 业市场分析及发展趋势预测》(丁瑞锋等)数据,全球钒生产企业主要分布在中国、俄罗 斯和南非等国,其中鞍钢集团攀钢有限公司是全球最大的钒生产企业,其产能约为 2.24 万金属吨。俄罗斯 Evraz 集团和中国河钢集团承钢公司是全球第二和第三大钒企,其产能 分别为 1.74 和 1.57 万金属吨。全球主要钒企合计产能为 10.48 万金属吨,2020 年合计产 量为 9.34 万金属吨,占全球钒总产量的比例超过 80%,行业集中度较高。
全球钒生产主要来自钒渣提钒,供应增长存在限制。根据《2020年全球钒工业发展 报告》(吴优)一文分析,2020 年全球约 13.8%的钒产量来自于钒钛磁铁矿直接提钒,约 74.8%来自钒钛磁铁矿经钢铁冶金加工得到的钒渣,剩余部分则来自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。在中国,钒的生产主要来自钒渣,占 比高达 87%,钒钛磁铁矿直接提钒占比仅有 0.3%。由此可见,现有钒市场的产能扩张受 到钢铁产能的制约。
石煤提钒产量未来有望小幅增加。石煤是除钒钛磁铁矿外另一重要含钒矿物资源,矿 物组成以石英为主,包含炭质、高岭石和云母类矿物等,矿石组成和钒的赋存形态较为复 杂。传统的石煤提钒工艺是将含钒石煤与氯化钠混合高温焙烧,进而实现钒的提取。由于 在提钒过程中易产生大量含 HCl 和氯气的废气,且钒的提取率偏低,在国家环保力度不断 加大的背景下,该工艺的发展面临诸多限制。由于环保处理费用较高,石煤提钒成本也高 于钒渣提钒,使得该工艺对钒价的敏感性较高。根据《“十三五”钒市场分析及发展趋势 预测》一文(丁瑞锋著),2016-2020 年我国石煤提钒产量逐渐回升,2020 年钒产量达到 12480 吨(以 V2O5 计)。产量增长主要得益于石煤提钒企业环保达标并陆续投产。目前国 内有部分企业还在建设石煤提钒项目,如西部矿业等,未来石煤提钒产量有望小幅增加。
全球新增钒生产项目数量较少,供给端增量有限。截至目前,中国以外的钒市场暂未 启动新矿山建设,也没有正在进行的重大扩建项目或复产项目。总体来看,中国以外的钒供应增量有限,未来全球钒新增供应预计主要来自中国。中国市场未来钒新增供应一方面 来自原有钒生产企业的增产,另一方面来自近年来新建的提钒项目和石煤提钒产能的释放。随着液流电池领域用钒量预期提升,国内钒产能扩张有复苏态势。
价格分析
钒的价格受政策环境、经济环境、应用领域等多方面因素的影响。受 2008 年世界金融危机及 2011 年欧债危机的持续影响,钒价格持波动下降,在 2015 年下降到最低点。自 2016 年,钒价格触底盘整回升。2017 年之后,钒价格在政策及其他因素的影响下前后出 现了两次大幅震荡(2017 年及 2018-2019 年)。钒价格持续走低至 2015 年,2016 年开始盘整回升。受全球经济下行的影响,钢铁产业持续低迷,导致钒产业严重受挫,加上石煤类提钒企业与加工型涉钒企业受成本、环保、 矿难等因素影响出现大面积停产、减产,2015年相关企业开工率不足 20%,钒供应端不 断出清,行业在 2015 年底跌至谷底。2016 年下半年开始,由于钢铁市场的回暖、钒野柳 电池需求增长以及钒产量持续缩减导致钒供给不足,钒价格开始盘整回升,并快速回升到 2013 年的水平,2016 年底突破了 8 万元/吨。
2017 年至 2018 年,受国内螺纹钢新标实施的影响,钒价格大幅升高。2017 年,国 家要求全面取缔“地条钢”,使国内钒库存持续下降。加上国家严格实施的生态环保法规, 钒产业大规模复产和扩产受限,供需失衡的差距被进一步放大。2017 年中国禁止钒渣进 口进一步激化行业供需矛盾,带动钒价格一路攀升。随后受下游抵制采购及铌、锰等竞争 元素的替代,钒价格回落。但钢铁市场的刚性需求使钒价格再次持续升高。2018 年钢筋 新国标颁布后,钒供给不足状况加剧,加上中间贸易商的炒作,钒价格失控暴涨,2018 年末突破历史最高点,价格逼近 50 万元/吨(以 V2O5计)。2019 年至 2021 年,钒价因供过于求出现大幅下跌。2019 年,高钒价导致钒产业无 序复产、扩产,加上铌元素在高强度微合金化螺纹钢生产应用中的替代,钒行业出现严重 的供给过剩,钒价格大幅降低。2020 年新冠疫情的爆发导致海外钢铁产量大幅下降,钒消费量同步下滑。2020 年国内钒消费量虽然保持上升,但由于海外钒价走低导致进口量 大增,中国首次成为钒净进口国,国内钒价格震荡下降。2021 年之后,随着海内外经济复苏,钒价格开始回升。2020 年末以来,随着全球经济在疫情后逐步复苏,钒价格开始缓慢上升。2021 年末,受中国钢铁行业限产政策的影 响,钢铁用钒需求降低,钒价格短期出现下跌,而后随着部分区域钢厂限产政策放开,钒 消费量上升带动价格重新回升。
钒价格随供需失衡具有高弹性特征。截至 2021 年,全球钒产品的产销量约 12 万吨, 市场规模较小,加上下游需求高度集中于钢铁领域以及行业集中度较高等特点,钒价在历 史上呈现高波动状态。2017-2018 年,由于钢铁行业用钒量快速增长以及环保政策导致供 给收缩,钒行业出现供应短缺,钒价在 1 年左右的时间涨幅超过 400%。
液流电池用钒量快速增长,供应端增长缓慢,钒价或再次出现大涨行情。根据上文预 测数据,随着钒液流电池的应用推广和渗透率提升,至 2025年全球液流电池用钒量或将 超过 3 万吨,到 2030 年则有望超过 10 万吨。钒液流电池的发展将带动钒消费量快速增长。从供应端来看,钢铁行业增速放缓导致钒渣供应量增长有限,石煤提钒则受制于环保和成 本等因素未来扩产空间有限,预计未来钒供应将保持缓慢增长态势。基于过去 10 年行业 5%的供应增速得以延续的假设,在钒液流电池装量增长的乐观场景下,预计 2025 年全球 钒供应缺口将达到 3.0 万吨,2030 年缺口将扩大至 9.6 万吨。供需增速的错配或使得钒行业再次出现供不应求的行情,刺激钒价大幅上涨。
钒价上涨的制约之一:铌铁的替代效应。钒和铌是同族的相邻元素,两者的理化性质 有很多相近之处,均为钢铁微合金化应用的主要元素。钒和铌在许多钢种中可以互相替代 或协同使用。2018 年中国钢筋新国标推行后造成钒价暴涨,铌对钒的替代作用凸显, 2017-2019年国内铌铁的进口量连续三年超过 30%。2020 年随着钒价跌至低位,铌铁进 口量大幅降低。若未来由于储能用钒量增长导致钒价上涨,铌对钒的替代效应或将再次出现,对钒价形成压制。
钒价上涨的制约之二:钒液流电池推广对钒价的敏感性。2018-2019 年,由于钒价暴 涨,全球钒液流电池产业化进程基本处于停滞状态,钒液流电池的应用推广对钒价的敏感 性较高。基于当前钒价 10 万元/吨(以 V2O5 计)和储能时长为 4h 的假设,钒液流电池储能系统的总价格为 3000 元/kWh,其中含钒电解液的成本为 1500 元/kWh,占比为 50%, 钒的原料成本为 800 元/kWh,占比为 27%。若钒价涨至 2018 年历史高位 50 万元/吨,钒的原料成本将增至 4000 元/kWh,导致系统成本上升至约 7000 元/kWh,钒原料在成本中 的比重将增至 50%以上。成本较高是当前钒液流电池应用推广的主要障碍之一,若钒价大 幅上涨,或造成液流电池装机渗透率提升不及预期,进而压制钒价上涨空间。(报告来源:报告研究所)
重点公司分析
河钢股份
公司简介:河北钢铁股份有限公司位于河北省石家庄市,是由原唐钢股份、邯郸钢铁 和承德钒钛三家上市公司合并组建的特大型钢铁企业,具备年产 3000 万吨的精品钢材生产能力。公司在钒钛钢铁冶炼和钒产品生产方面处于世界领先地位,拥有世界首条“亚熔盐法高效提钒清洁生产线”。公司拥有钒产品年产能 2.2 万吨,位居全球第三,主要钒产品 有五氧化二钒(片剂、粉剂)、氧化钒、钒铁、氮化钒铁、钒铝合金等。公司成功研发了 99.9%能源级氧化钒、钒电池电解液、金属钒、钛合金粉末等一系列高端钒钛产品,形成了完整的产品研发制备体系。
营收及净利润:2021 年,钢材价格同比大幅上涨,钢铁行业整体运行态势良好,公司实现营收 1496.3 亿元,同比增长 39.0%,归母净利润为 26.9 亿元,同比增长 58.3%。2022 年第一季度,受市场需求持续下降的影响,钢材综合售价下滑,致使公司产品盈利 水平下降,公司实现归母净利润 3.12 亿元,同比下降 35.27%。
收入及利润结构:钢铁业务是公司收入和利润的主要来源。2021 年,钢铁业务占公司营收和毛利的比例分别为 93.0%和 93.9%。目前公司钒产品收入和利润占比较低,2021年营收占比和毛利占比分别为 1.1%和 2.5%。
2018 年后公司钒产品毛利率持续下降。2018 年以前,受钒价快速上涨的影响,公司 化工业务毛利率从 2016 年的 18.5%上涨到 2018 年的 49.7%。2018 年后,钒价有所回落, 带动公司相关毛利率逐渐走低,2021 年降为 23.9%。公司钢铁业务毛利率多年保持稳定, 2021年钢铁业务毛利率为 11.1%,钒产品毛利率水平显著高于钢铁产品。2022 年第一季 度,公司销售毛利率和销售净利率分别为 10.3%和 1.2%。
公司钢铁产量不断下滑,2019 年起钒产品产量大幅增长。受环保限产和压减产能的 影响,公司生铁和粗钢产量逐年下滑,2021 年产量分别为 2531 万吨、2568 万吨。2019 年,公司钒产品产量为 1.66 万吨,同比增长 73.5%,主要原因为公司通过深入开展技术 攻关提高了铁水含钒率及各系统、各工序钒收得率,实现产量大幅增长。公司目前已形成 钒产品年产能 2.2 万吨,2021 年钒产品产量为 1.76 万吨。
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