钒电池产业链研究:电解液和质子交换膜有望充分受益

类别:行业 机构:光大证券股份有限公司 研究员:王招华/方驭涛 日期:2022-09-26

  本篇报告系统梳理了全钒液流电池全产业链的发展及上下游公司情况。

      成本构成:电解液成本占比50%以上。全钒液流电池主要包括电解液、电堆、电控系统三大部分,随着充放电时长的增加,钒电池储能系统的电解液成本占比提升。4 小时储能系统中电解液成本占比达到50%,时长越长,电解液占比越高。

      电解液:2025 年钒电池拉动五氧化二钒增量市场规模约61-129 亿元。1GWh钒电池对五氧化二钒的单位用量约为8000 吨。现在国内生产电解液的企业主要包括钒钛股份、河钢股份、湖南银峰等。我们预计2025 年钒电池拉动的五氧化二钒需求分别为6.1 万吨(悲观)和12.9 万吨(乐观),假设五氧化二钒价格稳定在10 万元/吨,对应市场规模分别为61 亿元和129 亿元。

      质子交换膜:2025 年钒电池拉动的市场规模约30-64 亿元。质子交换膜的作用是允许氢离子通过的同时阻止正负极电解液不同价态的钒离子的混合,需要具备很高的化学稳定性及离子选择性,目前使用的主要是全氟磺酸树脂膜。质子交换膜国内仅有东岳集团、苏州科润等具备量产能力。我们预计2025 年钒电池对质子交换膜的需求分别为152 万(悲观)和320 万平方米(乐观),假设2025年质子交换膜单价降至2000 元/m2,对应市场规模分别为30 亿元和64 亿元。

      电极和双极板:碳材料为主要技术路线。电极是提供离子和电子交换的场所,但不参与氧化还原反应,目前主要是用碳素电极,主要材料为碳毡和石墨毡,生产企业包括辽宁金谷、江苏普向等。双极板是为了物理上隔绝双极板两侧的电解液互相渗透,在支撑整个电堆结构的同时串联单个电池,使电路流通。双极板的主要材料为碳/石墨材料、石墨基复合材料和金属双极板,复合材料使用的更多,目前生产石墨双极板的主要企业有易成新能等。

      降本:技术进步和国产材料替代仍是重点。目前全钒液流电池最大的缺点为初装成本较高,但行业仍处于产业发展的初期,后续降本空间仍较大。降本空间主要体现在电解液和电堆这两个成本占比较高的部分,电解液方面可通过提高效率和租赁等方式降本,电堆方面可通过结构设计的优化和国产材料替代进行降本。

      投资建议:基于成本、技术、市值弹性角度,我们看好:1)在钒资源及生产方面有优势且逐步布局钒电池相关产业链的企业,推荐钒钛股份,关注河钢股份、中核钛白、永泰能源等;2)在电堆的结构设计上有一定生产壁垒的环节,如质子交换膜等,建议关注东岳集团等。3)从市值弹性角度,推荐钒钛股份,关注河钢股份、东岳集团等。

      风险分析:资源开发不及预期导致钒价上行风险,技术更新带来的降本不及预期。