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钒价暴涨,全钒液流储能电池商业化开发面临严峻挑战

中国储能网讯:受诸多因素影响,进入7月份以后,仅仅一个月的时间, 98%片状五氧化二钒价格从7月初的9.3-9.5万/吨迅速飙升到19-20万/吨,钒的市场价格实现了成倍增长。与2016年年初相比,钒的市场价格更是上涨了6-7倍,创造了2008年经济危机以来最高价格水平。

如同当下的高温天气一样,火热行情之下,钒市场的未来趋势走向和对钒电池商业化成本所带来的影响备受关注。

一. 钒产业格局

1、钒的资源:

钒是一种银白色的金属,在地壳中的丰度约为0.02%,比铜、镍、锌、铬等都高。按地壳中元素丰度排列居13位。钒在自然界的分布很分散,不能形成单独的钒矿床,通常以含钒矿物或类质同象的形式存在,存在于65种矿物中。

钒目前的主要来源是南非、中国、俄罗斯、新西兰、澳大利亚的磁铁矿,以及废催化剂、石油残渣、磷矿和石煤等。具备潜在供应能力的还有巴西、智利、芬兰等地的磁铁矿,加拿大艾伯塔和澳大利亚昆士兰含钒丰富的油页岩。

根据美国地质调查局(USGS)不完全统计,2015年全球钒资源量已超6300万吨,全球钒储量约1500万吨,中国占全球总量的34%,居世界第一。目前国际市场上主要的钒供应国为中国、南非和俄罗斯。

中国是钒资源比较丰富的国家,国家统计局数据,2015年钒矿基础储量为887.3万吨,四川553.8万吨,且集中分布在四川的攀枝花市、河北承德市。据了解,攀钢集团的钒产品产量占到全国的50%以上。

2、钒的供应:

从全球来看,世界钒产品原料主要来自钒钛磁铁矿,且近年来的比例逐步上升。据统计 2015 年世界约71%的钒来自于钢铁冶金工业加工钒钛磁铁矿得到的富钒钢渣,约 17%的钒产量直接来自于含钒原矿生产,约 12%的钒是由回收的含钒副产品及石煤矿物生产。

根据国际钒技术委员会(VANITEC)统计, 2016 年全球钒产品产量为76530吨(钒含量),同比下降了 9.3%。

中国钒的供应主要来源与三种途径:

第一类是钒渣提钒,钒渣(国内含五氧化二钒品位在12-18%不等)是以钒钛磁铁矿为原料炼钢时的一种副产品。代表性的厂家是攀钢、承钢、承德建龙、四川川威等钢厂,目前以该方式供应的钒产品占总产量的将近90%。

第二类是通过石煤提钒,污染严重、成本高。从石煤中提取钒的工艺相对来说还比较落后,已具规模的焙烧-浸出工艺存在比较严重的大气和水污染,没有达到绿色工艺的要求。代表性的厂家是陕西五洲、华源矿业等。

第三类是从石油残渣和含钒废催化剂中提钒,进行综合回收利用。代表性的厂家是从石油飞灰或炉渣中提钒的大连博融和从含钒废催化剂中提钒的辽宁虹京集团。

目前, 世界钒生产企业主要集中在南非、 俄罗斯、 巴西、 新西兰和中国。 截止到 2015 年底,全球钒生产能力25.16 万吨(折V2O5),其中中国攀钢集团产能4 万吨,承钢集团产能 2.2 万吨,除此以外,建龙钢铁、德胜钢铁、 川威钢铁等也是主要的钒制品生产企业。

3、钒的消费:

钒是一种重要的合金元素,可以细化晶粒,在炼钢中用作合金添加剂,主要用于钢铁工业。含钒的高强度合金钢广泛应用于输油/气管道、建筑、桥梁、钢轨等生产建设中。含钒高强度合金钢主要有:高强度低合金HSLA钢、建筑用螺纹钢筋、高碳钢线材、钢轨、工具和模具钢等。含钒钢具有强度高,韧性大,耐磨性好等优良特性,因而广泛应用于机械、汽车、造船、铁路、航空、桥梁、电子技术、国防工业等行业,其用量约占钒消耗量的90%。钢铁行业的用量在钒的用途中占最大比重,钢铁行业的需求直接影响到钒市场行情。

钒在钛合金中可以作为稳定剂和强化剂,使钛合金具有很好的延展性和可塑性,大约有5%的钒用于生产航天工业所需的钛合金。例如飞机发动机、宇航船舱骨架、导弹、蒸汽轮机叶片、火箭发动机壳等方面。此外含钒合金还应用于磁性材料、硬质合金、超导材料及核反应堆材料等领域。

钒在化学工业中也体现出重要的作用,在钒的应用比例中约占4%。主要用作制造硫酸和硫化橡胶的催化剂,颜料、缓蚀剂、显影剂、干燥剂等。

此外,钒还可以用于生产全钒液流氧化还原电池,用于储能领域。近年来,钒在电池领域的应用前景被普遍看好,有望为钒行业带来成倍的需求空间。

由于钒主要应用于钢铁领域,中国是世界最大的钢铁生产和消费国,因此中国也是世界最大的钒消费国。据统计,2016年全球钒消费量为82299吨(V),其中中国消费35685吨(V),占全世界的43.36%。2017年预计全球钒消费量将有望增长到88495吨(V)。

二. 钒产业供需失衡及价格飙升原因分析

1、供给侧

(1)、前几年持续的价格低迷导致部分钒企业退出生产领域。自2008年经济危机以来,钒市场一路下滑,到2015年底,钒价格进入谷底,国内98%片状五氧化二钒价格一度跌破3万元/吨。低迷的价格造成几乎所有的钒企业出现亏损,因此大量的钒企业退出生产领域,造成供应减少。

比较具有代表性的是南非Highveld破产导致全球市场减少了约2万吨五氧化二钒的供应,澳大利亚Windmurra因融资及成本原因,一直无法投产,其他国际矿山除了巴西的Largo外,并没有一家实现矿山投运生产。同时,中国国内众多的中小生产企业因成本原因退出了钒的生产领域。

(2)、中国近几年环保监管力度不断加大造成众多中小企业关停。除了地方不断加码的环保要求外,国家自2016年以来更是开展了四轮中央环保督查行动。众多中小生产企业因环保压力,不得不主动或被动关停,特别是石煤提钒企业。

(3)、原料供应持续下降,产品社会库存不断降低。受到最近几年钒产品和钢材价格低迷的影响,南非Highveld破产导致无钒渣供应,俄罗斯钒渣产量也出现一定程度削减。为了响应国家的去产能政策, 2016年攀钢集团先后关停了西昌新钢业、成都钢钒等下属子公司,导致钒渣产量下降约21%。承德钒钛2016年度钒产品产量 1.44 万吨,销量 1.18 万吨,钒渣产量比 2014 年下降了 30.5%。黑龙江建龙由于得不到俄罗斯的钒渣供应,导致市场减少了7000吨五氧化二钒供应。与此同时,在市场低迷阶段积累的产品社会库存,随着时间推移,不断消耗并减少。

(4)、中国全面禁止钒渣进口成为引燃钒价格飙升的导火索。环保部在2017年7月18日向WTO提交禁止进口洋垃圾的文件显示,中国将禁止4类24种固体废料的进口,其中就包括了冶炼钢铁等所产生的含钒浮渣,熔渣,五氧化二钒。此政策实施预计将每年至少减少3万吨钒渣供应,对应将减少5000吨以上的五氧化二钒供应。这一政策公布,瞬间引燃本已脆弱的市场,价格闻风而动,在不到一个月的时间价格翻倍飙升。

2、需求侧

(1)、钢铁行业:作为钒应用最大的消费领域,钢铁行业一直保持高位运行,产量仍在增长。

7月28日召开的中国钢铁工业协会五届六次常务理事(扩大)会议传出信息,2016年钢材价格单边上扬,去年我国退出钢铁产能超过6500万吨,但全年粗钢产量增长了1.2%。

2017年1-6月份我国粗钢、生铁和钢材产量分别为41975万吨、36256万吨和55155万吨,同比分别增长4.6%、3.4%和1.1%。其中6月份粗钢、生铁和钢材产量分别为7323万吨、6168万吨和9757万吨,同比分别增长5.7%、2.2%和0.7%。6月份粗钢、生铁和钢材日均产量分别为244.1万吨、205.6万吨和325.23万吨,较5月份日均产量分别增长4.72%、3.25%和5.26%,粗钢日均产量创下历史新高。

数据显示,上半年中钢协会员钢铁企业利润总额532.42亿元,较上年同期增加418.44亿元,同比增幅高达367.12%。从利润总额构成看,上半年主营业务利润为428.19亿元,同比增长746.23%,利润结构得到了显著改善。

作为钒消耗量较大的品种螺纹钢,6月份产量达到1885万吨,价格突破3700元/吨,社会库存降低至420万吨,吨钢盈利超过1000元/吨。

(2)、国家开展打击地条钢行动,替换的钢材产品对钒合金的需求增加。

地条钢是用中频炉把废钢铁熔化,再倒入简易铸铁模具内冷却而成。其间,既不进行任何分析化验,也无温度等质量控制,用这种方法炼出的钢,产品直径、抗拉强度等均难以符合国家标准,大部分产品存在脆断的情况,质量存在严重隐患。

钢铁的冶炼是在熔化的状态下,对其由在成分含量进行提纯和调整的过程。通过对炉内钢水进行控制温度、排除杂质、调整成分等过程的操作,使之达到冶炼所需要的范围。在达到这个范围时,方可出钢进行浇注。但是在冶金行业,使用废钢铁为原料的冶炼工艺中一般不使用感应炉为冶炼设备,由于设备本身的条件所限,无法较理想的完成上述三项任务。

由于地条钢”生产销售存在严重的环境污染和质量安全隐患,党中央、国务院三

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