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2022-10-全钒液流电池储能专题:海阔天空,不同“钒”响-安信证券

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文档介绍
2022年09月08日行业深度分析电力设备证毒研究报告全饥液流电池储能专题:海阔天空,不同“钒”响■全帆液流电池具备本征安全、长寿命、灵活、资源自主可控、绿色环保等领先大市-A多方面优势,主要适用于大规樸、中长时储能场景。全钒液流电池利用正、负极电解液中钒离子价态的变化来实现电能的储存和释放,相较于锂电池储能,其优势主要体现在)安全性:钒离子水系电解液体系具有本征安全性,基本不存在起火爆炸风险;)长寿命:全钒液流电池中电极不参与反应,同时反应过程不涉及相变,循环寿命可达20000次,且生命周期中容量衰减后可完全恢复;3)灵活性:全钒液流电池功率单元与能量单元相互独立,可根电力设备及新能源(中信一沪深300据不同应用场景灵活设计系统功率与储能时长,储能时长越长则全钒液流电14%池的单位投资成本越低;4)责源自主可控:中国为钒资源生产与消赏大国,7%0%钒产量约占全球23,上游资源相对可控;5)绿色环保:全钒液流电池电解-7%-14%液可循环利用,全生命周期内对环境的影响较小。考虑到当前技术水平下全-21%钒液流电池的能量密度、转换效率、初始投资较鲤电池仍有一定差距,我们-28%认为全钒液流电池主要适用于大规模、长周期的储能场景。2021-092022-012022-05■储能市场爆发已至,全帆液流电池发展提速。目前储能在电力系统中主要用于解决短时间、小范围的供需不平衡,而随着新能源逐步成为电力系统的1M3M12M主体,储能系统需要配套的储能时长亦将随之提升。我们认为全钒液流电池12.4113.61-1648.50-4.83在中长时储能的场景中具备较强的比较优势,未来应用前景向好。与此同时,近年来海内外锂电池储能安全事故频发,随着储能行业安全标准趋严,全钒王哲宇分析师液流电池本征安全的优势将进一步凸显。从经济性角度出发,我们测算当前SAC执业证书编号:S1450521120005wangzy9@essence.com.cn4全钒液流电池储能系统的全生命周期度电成本或已低于锂电池储能,而当储能时长超过4h之后全钒液流电池的度电成本优势将更为明显。综上,未来全钒液流电池有望成为一类重要的储能装机形式,若按服10%30%的装机比例测算,则2025/2030年国内全钒液流电池储能装机空间或超10/90GWh。■全帆液流电池储能方兴未艾,产业链各环节迎发展良机。)上游资源:当前钒资源供需两端均主要来自钢铁行业,全钒液流电池有望成为未来重要的需求增量,国内头部钒资源企业正积极布局相关领域;)中游制造集成:全钒液流电池储能系统主要包括功率单元(电堆)与能量单元(电解液)两大部分,当前产业链生态初步建立,头部全钒液流电池集成商一体化程度较高;3)下游应用:短期内全钒液流电池的主要应用场景为大规模电网侧/发电侧项目,投资主体为大型发电)电网企业,长期来看全钒液流电池储能在大型工商业用户侧场景中亦有广阔的发展空间。■投责建议:现阶段具备成熟全钒液流电池储能产品/方案的厂商相对较少,建议优先关注大连融科、北京普能等起步较早、技术领先、项目经验丰富、一体化程度高的全钒液流电池储能集成商。此外攀钢钒钛、河钢股份等产能领先的钒资源企业亦有望充分受益下游需求增长。■风险提示:储能市场发展不及预期、技术选代风险、原材料价格上涨、市内容目录1.全饥液流电池:潜力巨大的长时情能形式…51.1.全钒液流电池是目前技术成熟度最高的液流电池技术.…51.2.全钒液流电池具备安全、长寿、灵活等多方面优势…61.2.2.长寿命、低衰减…71.2.4。资源储量丰富且自主可控91.2.5。绿色环保、资源可循环利用.913.全钒液流电池主要适用于大规模、长周期的储能场景.…102.1.全球储能行业步入规模化发展阶段..122.1.1.国内:各环节发展模式日益清晰,大型项目招标提速122.1.2.海外:能源价格持续上涨加速储能渗透.1322.全钒液流电池大规模发展的条件已较为成熟…142.2.1.长时储能常求显现142.22.行业规范逐步确立,全钒液流电池安全优势凸显.162.2.3.中长时储能场景中全钒液流电池已具备较好的经济性…172.3.未来全钒液流电池将成为重要的储能装机形式…20233.1.上游资源:全钒液流电池将明显拉动钒资源需求233.2.中游制造集成:行业发展初期一体化龙头占据先机…263.2.1.能量单元:电解液开发与制备存在较高壁垒..263.2.2.功率单元:离子交换膜、电极以及双极板为核心部件…273.2.3.辅助单元:零部件标准化程度较高,核心在于系统设计与集成.283.3.下游应用:短期内由大型发电电网企业主导,工商业用户侧潜在空间较大…293.4.全钒液流电池产业链迈向规模化发展,助力成本进一步下行305.风险提示….33图表目录图1:液流电池结构示意图图2:全钒液流电池反应方程式图3:锂离子电池存在多种热失控诱因…6图4:全钒液流电池一般在常温常压下运行.….6图5:全钒液流电池更高的安全性使其可以采取更为紧密的排布方式…7图6:全钒液流电池可基本实现容量零衰减…….8图7:全钒液流电池增加输出功率只需要增加电推数量…8图8:全钒液流电池增加储能容量只需要增加电解液.8图9:全球钒资源分布图.9图10:2021年全球钒储量分布情况.图11:2021年全球锂储量分布情况.9图12:全钒液流电池全生命周期内环境影响优于锂离子电池…10图13:多种储能技术互补是长期的发展趋势.11图14:全球发电量结构预测…12图15:风电、光伏LCOE变化情况($/kWh)12图16:全球新增储能装机规模情况(GWh)12图17:全球累计风电光伏装机规模(GW)及储能渗透率..12图18:国内电化学储能新增装机规模情况(GW)…13图19:2022上半年储能项目招标不完全统计..13图20:全球电化学储能新增装机情况(GW.14图21:海外电化学储能装机结构(按装机功率).…14图22:欧洲部分国家日前电价情况(欧元JMWh)14图23:欧盟消费者电价指数情况(2015=100)14图24:电力系统中不同时间维度的储能需求15图25:全钒液流电池在长时储能场景中具备比较优势…15图26:现阶段国内新能源发电侧储能商业模式尚未完全建立…….18图27:现阶段国内抽水蓄能价格形成机制…18图28:2021年起上游锂资源价格大幅上涨(万元吨).….19图30:不同储能时长下全钒液流电池与锂电池储能度电成本对比(元Kh)…20图31:2021年全球累计新型储能装机枸成情况20图32:2021年中国累计新型储能装机构成情况.20图33:全钒液流电池储能产业链概况.23图35:2020年国内五氧化二钒产量构成…24图36:2018年螺纹纲新标准实施后钒价快速冲顶回落.…24图37:中国主要钒矿资源、产业及产品分布…25图38:钒电解液实物图27图39:全钒液流电池电推结构示意图.…28图40:全钒液流电池整体系统构造图41:锂电池成本随产能规模扩大而快速下降…31图42:不同时长全钒液流电池储能成本下降预测(Sh).31图43:技术进步与规模扩张共同助力全钒液流电池成本下降……31图44:攀钢钒钛钒产品销量及收入情况…32图45:河纲股份钒产品收入情况…32衣1:不同技术路线液流电池商业化阶段.…6表2:部分锂电池、全钒液流电池储能电站占地面积对比…7表4:《“十四五”新型储能发展实施方案》中各环节储能发展模式的表述…3表5:近年全球主要储能安全事故…16表6:近年部分国家储能安全相关的行业标准及指导政策表7:全钒液流电池及锂电池储能度电成本测算19表8:那分已投运全钒液流电池储能电站项目21表9:2021-2022年国内部分大型全钒液流储能电站项目..21衣10:国内全钒液流电池储能装机空间测算2223表12:2020年全球主要钒生产企业产能情况(折五氧化二钒)……25
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