在上篇文章锂电储能正内卷，液流电池遇春风中主要分析了液流电池的优缺点并重点对全钒液流电池的发展情况做了说明。从目前来看，全钒液流电池在4小时及以上的储能场景下具备优势。上篇中也提到，全钒液流电池储能系统的成本构成为：全钒电解液40%，电池堆35%，其它25%。本文主要从电解液和电池堆入手做拆解分析，只抓住主要供需就可以了。
1、电解液
理论上1kWh电解液需要5.6kg五氧化二钒（V2O5）,电解液利用率按照70%计算，则实际需要的V2O5大约
8kg。这样1MWh需要kg（8吨）V2O5，1GWh就需要吨V2O5。目前按照10-11万元/吨的成本计算，1kWh的电解液成本约为元，这样反推出来V2O5占电解液的成本比例约为53.3%-58.7%，所以电解液这部分主要分析V2O5。
钒是一种拥有高熔点和高沸点的银灰色金属，具备无磁性和质地坚硬的特点。在自然条件下，钒与其他各类矿物共生存在，钒的主要来源包括钒钛磁铁矿、石煤、原油、沥青等，其中钒钛磁铁矿中的储量约占全球钒储量的98%。全球每年探明的钒矿储量一直处于稳定增长的状态，根据USGS统计，截至年，全球钒资源储量合计超过万吨（折金属钒），其中已认定的钒资源中符合当前采掘生产要求的部分约为万吨。截至年底，可开采钒资源分布及钒矿产量分布如下图：
简单总结一下就是中国占比大，基本上是自主可控的。
具体到国内，国内钒资源广泛分布于19个省市(区)，主要集中在四川攀枝花地区和河北承德地区。我国钒矿资源主要有两种形式，即钒钛磁铁矿和含钒石煤，其中钒钛磁铁矿中钒资源占总储量的53%，含钒石煤中钒资源占总储量的47%。虽然储量比例是这样，但我国大约80%的钒产量来源于钒钛磁铁矿资源。下面以钒钛磁铁矿为例，看看从钒矿中提钒的工艺。借用智研咨询的这页材料：
截至年全球钒生产企业合计产能28.3万吨/年（折五氧化二钒）。其中，海外的瑞士嘉能可公司、巴西Largo资源公司及南非布什维尔德矿业公司均采用钒钛磁铁矿直接提钒工艺；国内的鞍钢、河钢等企业以及海外的俄罗斯Evraz等企业则采用钒钛磁铁矿钒渣提钒工艺，这种方式下，钒渣其实相当于炼钢的副产品。
下面分析五氧化二钒的供需情况，首先看看供应方面:
根据钒钛股份年报，年全球钒产量（以V2O5计）22.4万吨左右，较年增长约5%；国内产量约14.2万吨，较年增长约2.9%。
综合多方面信息，年国内外产能及产量数据大致如下：
国内钒产业产区分布见下图：
上图主要了解两个地方就可以，一个是以四川攀枝花为中心的10万吨产能区，一个是以河北承德为中心的4万吨产能区，截至年底，国内V2O5的产能约为17万吨，这两个地方就占了14万吨。
进口方面：我们已经在年底禁止包括钒渣在内的24种固体废物进口，所以钒原料方面进口主要就看五氧化二钒。从海关网站获得V2O5进出口数据如下：
从上表可见，除年（受疫情影响）外，国内一直是五氧化二钒（V2O5）的净出口国。
下表是目前已知V2O5的新增在建产能情况：
根据上面两个例子算了下，万吨产能的投资额大约8亿，建设周期1-2年。
供给方面说到这里，有两个要点，一是国内目前产能约17万吨/年，考虑新增产能，到年时产能可达21.4万吨/年；二是我国基本是V2O5的净出口国。
下面看看V2O5的需求情况：
借用智研咨询整理的钒产业链图谱：
从上图可以看出，钒主要是应用在钢铁、航空航天、储能等领域，其中钢铁占比超过90%，具体消费结构如下图：
结合上图消费结构，本文重点分析影响较大的钢铁领域应用和新形势下储能行业的需求增量。
首先看钢铁行业。因为钢铁消耗了90%以上的钒产品，所以其市场周期基本和钢铁周期保持一致。近年来，随着中国钢铁工业快速发展和我国钢铁品种结构的调整，钒在我国的消耗总量上也有着结构性的增加。按地区来看，中国已经成为全球最大的钒消费国，但从吨钢的消耗水平来看，我国钢铁产品中钒的应用水平还比较低，低于世界平均水平，与工业发达国家相比仍有一定差距。
下表结合国内粗钢产量，看看两者的关系（下表粗钢产量来自统计局数据，V2O5消耗量来自网络，后者不一定准确，但作为相对比较应该差不多）：
从上表也能看出，随着地产和建筑业下行，粗钢产量受到明显影响，在年达到顶点后，这两年呈下降趋势，每万吨粗钢大约对应约1.2吨V2O5。
接下来看储能领域的需求量。国家曾经在规划中提出一个目标是在年电化学储能达到30GW，保守估计全钒液流占比15%，则为4.5GW，按照4小时储能时长计算，约为18GWh，对应的V2O5需求量为14.4万吨（18GWh*吨/GWh）。根据前面分析，以年消耗量12万吨作为基数，在存量消耗不变的基础上，从-这三年内平均每年新增消耗约5万吨，现有产能17万吨基本够了，但考虑到消耗不可能按照年度平均且有一定的生产周期和安全库存，另外新增产能也需要1-2年才能投产，大概率在-会出现V2O5阶段性供应不足的情况。
当然，上面的估算取决于电化学储能发展以及全钒液流占比，根据年已经发生的情况以及电网平衡性要求，应该是大概率事件。考虑到国内多数区域储能时长要求可能会在未来几年进一步提高，全钒液流占比也可能进一步提高，此外，国外的需求暂未考虑，算是一个变量。
最后，综合看看由此可能带来的V2O5价格变化以及毛利预估：
V2O5目前价格不算便宜，下图根据海关数据，以出口价格为例，统计了年到年4月份的出口价格：
可见和碳酸锂一样，V2O5也不便宜，在年也曾经达到45万/吨的高位，目前主要在10-15万/吨波动。
根据钒钛股份年报提供的产品销量和收入数据计算，全年平均售价约11.83万/吨，毛利率为32.08%。如果按照12万/吨的价格，这样算下来15万吨对应收入为亿，毛利约57亿。不过价格太高下游需求肯定受影响，真有一天像年那样到40万/吨以上，在没有其它方面技术进步的情况下，全钒液流电池也就失去竞争力了。
说完了V2O5，看看电解液自身，这部分技术含量需求还是很高的，其实电解液相当于电量容器，不管是浓度还是利用率，都有较大的提升空间，期待进一步的技术突破。当前国内全钒液流电解液产能集中度较高，大连博融现有市场份额占到80%，其余厂商包括湖南汇锋、四川星明等，涉及的上市公司比较少。
2、电池堆
电池堆核心材料包括隔膜、电极和双极板，以及紧固件等辅材，其中隔膜在电池堆的成本占比达50%以上，所以电池堆部分主要分析隔膜，也叫质子交换膜。质子交换膜处于有机氟化工产业链末端，其上游是有机氟化工的单体材料，下游是基于质子交换膜的氯碱工业、燃料电池、电解水、储能电池等应用领域。
隔膜在液流电池中是用来分隔单电池内的正负极电解液，理想的隔膜材料应满足较高的离子选择性、导电性、化学稳定性和机械强度等。行业起步时，全钒液流电池使用的膜材料主要是美国科慕生产的全氟磺酸离子交换膜（Nafion），Nafion薄膜在电解液中的稳定性好，但成本较高，且存在钒离子渗透率较高等问题。
目前，国内部分企业已实现液流电池用全氟磺酸膜的技术突破，产品性能与进口相当，造价仅为进口产品的1/3。据高工氢电统计，截至年，国内市场仍以科慕的全氟磺酸树脂膜为主要应用产品，其出货量市场占有率为77%；而国产的液流电池质子交换膜市场占有率为23%。出货量靠前的企业为科润新材料和东岳未来。此外，上海神力、中科院大连化物所、国润储能、聚能世纪等都自主创新开发了低成本膜材料。
由于氟化膜价格较高，近几年多孔离子传导膜、非氟化膜的研发也不断增多。中科院大连化物研发多孔离子传导膜，并不断进行技术迭代，已制备出具备较高离子选择性和电解液的容量保持率的多孔膜。中科院徐铜文教授、杨正金教授团队设计了一类新型离子膜，该膜是具有贯通亚纳米离子通道的微孔框架结构，能够实现膜内近似无摩擦的离子传导，使用此膜组装的液流电池，电流密度可达mA/cm2，相关成果发表于国际学术顶刊《Nature》[4]。非氟类质子交换膜的生产成本较现有氟化膜有望实现较大程度下降，但化学稳定性能还有待改进，距离实现产业化还需要一定的时间。
根据当前的实际情况，1MW钒电池的电堆约需要质子交换膜的面积为平方米，按照前面V2O5消耗量估算依据，在年全钒液流电池为4.5GW，则对应需求量约为.5万平方米。假设年国产质子交换膜单价降至元/平方米（现在杜邦生产的隔膜价格在元/平方米以上），对应市场规模约75亿。
质子交换膜比较有技术含量，在其下游应用中，不管是氢燃料电池、电解水还是储能电池，都比较有潜力。因为本文主要是讲液流电池，所以介绍得比较简单，网上有很多相关资料集中介绍这个领域，也很容易搜到，可以自己找找看。
3、总结
接下来主要
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