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1、釩產業(yè)概述
(1)行業(yè)概述
2021 年,全球釩產量(以 V2O5計,下同)21 萬噸左右,其中中國大陸產量約 13.64萬噸,占全球產量比例約 65%。全球約 88%的釩產量來自于釩鈦磁鐵礦,約 12%的釩由含釩二次資源(含釩燃油灰渣、廢化學催化劑等)及含釩石煤生產。目前,全球釩的生產國家主要有中國、俄羅斯、南非、巴西等。根據(jù)美國地質調查局最新的統(tǒng)計資料,全球釩的資源估計為 6,300 萬噸(金屬釩),其中僅有 1,300 多萬噸是可開采儲量,有3,800 多萬噸為未來可開采的保有儲量。
全球大約 90%的釩以釩合金的形式消費于鋼鐵行業(yè)中,大約 5%以釩鋁中間合金的形式用于鈦合金,其余大約 5%應用于化工及其他行業(yè)。國內 95%以上的釩產品應用在鋼鐵領域,約 3%應用在鈦合金及化工行業(yè),其余約 2%應用在釩儲能領域。
(2)細分產品
①氧化釩
氧化釩是指釩元素與氧元素結合形成的氧化物及混合相。氧化釩產品主要包括三氧化二釩、五氧化二釩等,其中三氧化二釩主要用于制備釩合金,五氧化二釩按照其制備方式、純度和物理性質區(qū)別,可用于制備釩合金、釩電池電解液、催化劑和化工原料等。
②釩合金
釩合金是以釩為基礎加入其他元素組成的合金,作為添加劑可增強合金產品的抗腐蝕性、可塑性和延展性。釩合金產品包括釩氮合金、釩鋁合金、釩鐵等。
③釩電池電解液
釩電池電解液是釩液流電池的主要原材料。釩電池正極電解液由含有五價和四價釩離子的硫酸溶液組成,負極電解液是由含有二價和三價釩離子的硫酸溶液組成。未來,隨著新型儲能需求快速提升,釩電池電解液有望為釩行業(yè)整體需求提升打開空間。
(3)市場供需格局
釩產品主要用于鋼鐵行業(yè),一定程度受到鋼鐵行業(yè)周期性影響。2019-2021 年,全球粗鋼產量分別為 18.70 億噸、18.64 億噸、19.51 億噸,其中 2020 年受疫情影響,產量較 2019 年下降,2021 年有所回升,粗鋼產量增加也帶動了釩產品需求增加,未來隨著鋼鐵產業(yè)結構優(yōu)化,釩單位添加量將保持上升趨勢,預計長期趨勢向好。
近年來,隨著中國鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展和我國鋼鐵品種結構的調整,釩在我國的消耗總量上也有著結構性的增加。按地區(qū)來看,中國已經成為全球最大的釩消費國,但從噸鋼的消耗水平來看,我國鋼鐵產品中釩的應用水平還比較低,低于世界平均水平,與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有一定差距。
2021 年 8 月 5 日,國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》(發(fā)改能源規(guī)〔2021〕1051 號),意見指出,到 2025 年,實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?;l(fā)展轉變,新型儲能裝機規(guī)模達 3,000 萬千瓦以上,同時堅持儲能技術多元化發(fā)展,實現(xiàn)液流電池等長時儲能技術進入商業(yè)化發(fā)展初期。隨著該行業(yè)政策的深入實施,將為適合大規(guī)模儲能、安全性高的全釩液流電池的發(fā)展帶來重大機遇。
整體而言,在需求方面,鋼鐵領域釩合金消費整體穩(wěn)定。在非鋼領域,全釩液流電池儲能迎來由示范項目向商業(yè)化發(fā)展的關鍵機遇期,預計釩的需求保持穩(wěn)定增長。在供給方面,全球范圍內,釩產業(yè)近年未出現(xiàn)大規(guī)模新增產能,整體供應水平基本平穩(wěn)定;我國國內部分釩企業(yè)于報告期內陸續(xù)投產,釩產業(yè)產能小幅增長,市場供需結構整體平穩(wěn)。
(4)行業(yè)發(fā)展趨勢
①開發(fā)清潔生產新工藝,提高資源綜合利用率
隨著國家在“雙碳”時代對環(huán)保要求的不斷提高,政府部門及行業(yè)協(xié)會通過制定環(huán)保標準、推行清潔生產、控制污染物排放、建立市場準入機制,對有色金屬冶煉行業(yè)執(zhí)行更加明確且嚴格的評價標準,對企業(yè)規(guī)模、環(huán)保指標提出更加明確的要求。同時國家嚴格執(zhí)行審批程序,把釩資源作為國家戰(zhàn)略性資源對待,防止無序開采導致的資源浪費和環(huán)境污染。
我國大約 80%的釩產量來源于釩鈦磁鐵礦資源。釩鈦磁鐵礦為我國重大特色多金屬礦產資源,儲量巨大,且為釩、鈦、鐵、鉻等多金屬共生,資源綜合利用價值很高。此前長期一段時間,我國釩鈦磁鐵礦開發(fā)采用粗放型發(fā)展方式。盡管近些年來在釩鈦磁鐵礦資源綜合利用及“三廢”的綜合利用等方面取得了很大進展,但資源浪費現(xiàn)象和生態(tài)環(huán)境問題仍然存在,因此針對我國釩鈦磁鐵礦綜合利用過程中存在的釩、鈦、鉻產業(yè)資源利用率低、環(huán)境污染嚴重、產業(yè)關聯(lián)度低等突出問題,國家不斷完善政策層面引導力度,加強技術開發(fā)力度,構建復雜難處理資源的高效綜合利用與污染控制一體化的循環(huán)經濟集成技術體系,從源頭解決環(huán)境污染問題。
近年來,行業(yè)頭部企業(yè)重點研發(fā)釩、鈦、鉻等資源高效循環(huán)利用的清潔生產技術、提釩尾渣資源化/高值化利用的關鍵技術,以及構建鋼鐵冶金-釩化工-鈦化工-鉻化工的重化工系統(tǒng)生態(tài)產業(yè)網絡,大幅度提高資源和能源利用率。力爭從生產源頭削減廢棄物,全部實現(xiàn)資源化利用,最終實現(xiàn)釩鈦磁鐵礦加工的產業(yè)結構優(yōu)化升級與環(huán)境質量總體提升。
②加強指標、性能更佳的釩系列產品及產業(yè)化生產技術開發(fā)
我國釩合金產品生產起步較晚,經過多年的科技創(chuàng)新與投入,開發(fā)了具有自主知識產權的系列釩合金生產技術及裝備,整體產能及技術經濟指標達到國際領先水平。但是,我國釩合金系列產品生產還存在產品品種相對單一、現(xiàn)有工藝及裝備單位產品能耗高、功能性釩材料生產技術及裝備亟待開發(fā)等問題,未來開發(fā)指標、性能更佳的釩系列產品及產業(yè)化生產技術,提升生產工藝自動化水平、提升產品附加值已非常必要。
③釩電池儲能需求為產業(yè)帶來新的發(fā)展機遇
2022 年 6 月,國家能源局發(fā)布《防止電力生產事故的二十五項重點要求(2022 年版)(征求意見稿)》,基于安全性考慮,提出中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池,不宜選用梯次利用動力電池。政策端對安全性加大重視,未來大型儲能項目更傾向于安全性更高,且已開始初步規(guī)?;l(fā)展的釩電池技術路徑。國家政策層面正不斷加大對低成本釩電解液制備、關鍵材料研究、電池結構設計研究等關鍵性技術的支持,為釩電池儲能及其配套關鍵材料創(chuàng)造新的發(fā)展機遇和市場。