分上中下游环节具体来看。
上游原材料供应商中,拥有钒矿资源的 V2O5 生产企业随行业放量受益价值大且有望 最先受益、持续受益,自有钒矿铸就资源壁垒,竞争格局稳定。原材料环节涉及电堆及电 解液的制备原材料,包含 V2O5、离子交换膜、电极、双极板等。由于电解液在钒电池的 成本结构中占比保守估计为 40%(最高可达 80%),是比例最高的部分,而 V2O5 又占 电解液成本的 70.6%,推算得 V2O5 原材料至少占全钒液流电池成本的 28.2%,远高于 其他环节。参考锂电池行业盈利格局,自有矿产为 V2O5 制备企业铸就资源壁垒,新玩家 很难介入该环节,行业竞争格局稳定,且钒价有望在储能用钒量持续走强的预期下率先上 涨,部分 V2O5 制备企业已开始进一步布局电解液生产环节,放大自有矿成本优势。因此 预计拥有钒矿资源的 V2O5 制备企业在钒电池渗透率提升的过程中将是受益最大且受益 最快、持续受益的强势环节。
上游原材料环节成本占比仅次于 V2O5 的是隔膜,高于 10%。隔膜材料主要采用全氟 隔膜材料,之后可能转向非氟传导膜。目前,国内东岳集团和江苏科润等企业已具备自主 生产全氟磺酸树脂膜的能力,但液流电池用的高质量 Nafion 膜仍需进口且价格昂贵,并 且 Nafion 膜的离子选择性差强人意。另一条路线是采用非氟离子传导膜,即非离子交换 性隔膜,该技术是我国自主发展的方向,以中国科学院大连化学物理研究所为代表的科研 团队已经取得了重要成果,待取得突破性成果后大连融科或将再导入隔膜业务,实现业务 涵盖上游价值比重最高的两大环节。

其余材料如电极和双极板环节国内企业也有布局。电极主要为石墨毡,国内主要生产 企业为江油润生和嘉兴纳科新材料。双极板分为碳塑复合双极板和石墨双极板两种路线, 前者国内主要是嘉兴纳科新材料在生产,后者上海弘枫有供应。
中游环节涉及电解液、电堆制备、控制系统、电池制造和其他设备附件等。电解液是 钒电池的关键材料之一,直接影响钒电池的储电能力,价值量占比高达 40%-80%,也是 钒供应商持续加速布局的环节。电解液制造分为两个步骤,首先是核心前驱体的生产,即化学品(五氧化二钒、偏钒酸铵等),目前拥有相关技术和量产能力的基本为大型钒提 炼及加工企业。然后是将前驱体转化为电解液,目前掌握钒电解液制造的全球龙头企业是 大连融科,国际市场占有率 80%。电堆端技术壁垒较高,具有技术积累和资本优势的行 业龙头将保持长期竞争力。代表性企业是大连融科、北京普能,另有多家公司开展了相关 布局,包括国网英大、上海电气、易成新能等。控制系统包括 PCS、BMS、EMS 等,所 需硬件装置是电力电子行业的基本元件,可通过与相关企业合作定制生产。PCS 环节主要 厂商包括固德威,科华数据等;EMS 环节主要包括中电兴发等。但是专门提供钒电池控制 系统的企业较少,主要由相关企业自研自用或外协加工生产。但对于主要从事储能电控技 术研发而尚未涉足钒电池的企业,较容易转型,为钒电池的控制系统提供解决方案服务, 主要厂商如固德威等。未来一旦市场需求放量,可能会有更多的电控企业转型入场。

国内钒电池生产与系统集成环节的 top2 为大连融科和北京普能。大连融科成立于 2008 年,由中国科学院大连化学物理研究所和大连博融控股集团有限公司共同出资组建。 而 2006 年中科院大连化物所就建成了 10kw 钒电池项目,是国内钒电池领域当之无愧 的技术先驱。北京普能成立于 2007 年,并于 2009 年收购 VRB Power System,获得 其核心技术、设备与专利。这两家公司的成立意味着国内钒电池行业出现了具备技术和资 金的探路人,国内钒电池行业正式迈入商业化初期阶段。两家公司至今经过十多年的发展 已在钒液流电池领域取得了一定的技术积累和知识产权,并已有多个实际投产或即将投运 的储能运行项目,如大连融科国家电投瓦房店驼山网源友好型风电场示范项目 10MW /40MWh 储电站,绿动中钒、北京普能今年年底即将投入运行在湖北省襄阳市的 100MW /500MWh 全钒液流电池集成电站项目等。但最具有重大意义的还是 10 月 30 日并网的 大连热电、大连融科液流电池储能调峰电站国家示范项目一期,这是国内首个 100MW 级 钒电池储能项目被批复并网,也是迄今为止全球功率最大、容量最大的液流电池储能调峰 电站,是国内钒电池行业由商业化初期迈向产业化阶段的重要一步。截止到 2022年 10 月, 根据各企业官网披露,大连融科含在建的钒电池装机容量为 559MWh,北京普能含在建 的钒电池装机容量为 600MWh。
钒电池产业链下游终端主要包括各类储能用户,包括发电侧、电网侧、用电侧,未来 主要的应用场景预计将是电网侧。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。据我们不完全统计,2021-2022 年 国内并网、在建与规划的钒 电池储能电站项目装机量高达 1.5GW。