全球碳中和共識與地緣沖突加劇的背景下，各國越來越重視能源安全與能源轉型，推動能源革命、構建以新能源為主體的新型電力系統成為全球共識。然而，風能、太陽能等可再生新能源發電所固有的間歇性、波動性及不穩定性，需要配置相應的儲能才能實現大規模、可持續的開發利用。新型儲能作為建設新能源體系和新型電力系統的關鍵技術，因其響應快、配置靈活、建設周期短和規避傳統抽水蓄能的地理限制等優勢，為實現全球雙碳目標提供了重要支撐。釩被稱為“新型儲能金屬”，受到越來越多國家的重視，美國、加拿大、日本和歐洲等國家地區相繼將釩列入關鍵礦產清單。預計未來隨著全球“雙碳”目標推進，新型儲能產業快速發展，釩資源需求有望形成新的增長極，實現較快增長。

新型儲能市場快速發展，釩電池受到市場青睞

隨著全球碳中和目標持續推進，新型儲能市場快速發展。2023年，全球新增投運電力儲能項目裝機規模突破50GW，達到52GW，同比增長69.5%。其中，新型儲能新增投運規模創歷史新高，達到45.6GW，占比87.7%。新型儲能累計裝機規模由2016年的1.8GW增長到2023年的91.3GW，年均增速高達77.4%，2023年新型儲能市場份額占整個儲能市場的31.6%，相比2020年市場份額增加近3倍，抽水儲能累計裝機規模占比大幅下降，首次低于70%。中國、歐洲和美國引領全球新型儲能市場發展，新增裝機規模合計占全球市場的88%，中國占比接近50%。在能源危機、政策支持等因素影響下，未來新型儲能市場份額還將不斷擴大。

圖1：新型儲能市場裝機規模快速增長

資料來源：中國地質調查局

圖2：全球儲能市場份額

資料來源：中國地質調查局

長時儲能（持續放電4小時以上）是實現“雙碳”目標關鍵技術之一。目前長時儲能技術路線主要為抽水蓄能，受選制條件限制，抽水蓄能市場占比逐漸下降。全釩氧化還原液流電池（以下簡稱“釩電池”）作為新型儲能液流電池中一種，其電解液為釩離子的稀硫酸水溶液，以液體形態電解發電，不會發生熱失控、過熱、燃燒和爆炸，安全性大大提高。同時，釩電池因正負極都是釩，可通過周期性金屬釩離子電解液共混實現對可逆容量的恢復，循環次數可達到12000-18000次，約為鋰離子電池的2倍，使用壽命可達20年以上。隨著未來儲能安全性要求升級和儲能時長的增加，釩電池受益于高安全性和全生命周期成本低的特點，具有易擴容、能量轉換率高、環保和易回收等優勢，會越來越受到新型儲能市場的青睞。

表1：不同新型儲能技術的優缺點

數據來源：陳仁鳳、龍濤、陳其慎等《新型儲能金屬釩資源需求預測與供應分析》

全球釩資源儲量豐富但高度集中

——釩資源類型多樣，以巖漿型和沉積型為主

釩是一種重要的稀有金屬元素，自然界中釩資源豐富，在地殼中的豐度約為0.02%，比銅、鋅、鎳、鉻都高，按照地殼中金屬的總含量排在第22位。雖然地殼中含量多，但是沒有發現單獨的釩礦，釩主要以含釩礦物的形式存在，通常與鐵、鈦、鈾、鉬、銅、鉛、鋅、鋁等金屬礦以及碳質礦、磷礦共生，已發現含釩礦物65種。釩礦主要賦存在釩鈦磁鐵礦、含釩磷酸鹽頁巖礦、鈾鉀釩礦、硫釩礦與鋁土礦等；碳質的石煤、原油、瀝青礦物中也含有釩。

釩礦床按照成因主要分為巖漿型（70%）和沉積型（30%）。其中，巖漿型釩礦床是與巖漿型鐵礦相伴生的釩礦床，主要指鐵-鈦-釩氧化物礦床（即釩鈦磁鐵礦床），分布往往與全球大規模鎂鐵-超鎂鐵質大火成巖巖漿巖活動密切相關，主要分布在中國川西和承德、俄羅斯烏拉爾和科拉半島、南非布什維爾得、澳大利亞西部等地區。沉積型釩礦床包括黑色巖系（頁巖）型和砂巖型，黑色巖系釩礦床以富釩黑色碳質泥巖、碳酸鹽巖、硅質巖以及淺變質巖為特征，因類似于煤礦，又稱之為石煤，是我國獨特的含釩礦產資源，廣泛分布在我國湖南、湖北、貴州、江西和浙江等地區。砂巖型釩礦床較少，多作為砂巖型鈾礦氧化帶的伴生礦產出，主要分布于美國猶他州和科羅拉多州等地區。除此之外，還存在火山巖-侵入巖型、表生風化型等釩礦床，火山巖-侵入巖型是指與火山-侵入巖有關的玢巖型磁鐵礦相伴生的釩礦床，主要分布在挪威、芬蘭和巴西東部等地區。表生風化型釩礦床主要是指與風化型鋁土礦、鈦磁鐵礦相伴生的釩礦床，其資源量相對較少。

圖3：全球主要釩礦床及主要國家儲量分布

數據來源：楊立飛、李增華、歐陽永棚等《釩礦床研究進展與展望》

——全球釩資源豐富，分布高度集中

根據美國地質調查局不完全統計，截至2023年底，全球釩儲量超過6300萬噸（金屬量，下同），其中已認定的釩資源中符合當前采掘和生產要求的釩礦儲量約為1882萬噸，主要分布于澳大利亞、俄羅斯、中國和南非四國，其中澳大利亞850萬噸（占比45.2%）、俄羅斯500萬噸（占比26.6%）、中國440萬噸（占比23.4%）、南非75萬噸（占比4%），四國合計占全球的99.2%。另外，巴西和美國的釩礦儲量分別為12萬噸和4.5萬噸。由于釩通常作為伴生資源或者副產品回收，因此世界上已探明的該元素儲量并不能完全表明現有的資源供應情況。

圖4：全球釩資源儲量

資料來源：中國地質調查局

——釩資源生產原料廣泛，以煉鋼得到的釩渣為主

含釩原料主要包括釩渣、高品位釩鈦磁鐵礦、回收的含釩副產品、石煤等。目前，世界上98%釩產品的生產原料來自于釩鈦磁鐵礦（中國約為63%）。據統計，2022年全球約73%的釩來自于釩鈦磁鐵礦經鋼鐵冶金加工得到的釩渣（中國約為84.5%），以中國和俄羅斯企業為主；約13.1%的釩（15448噸）來自于釩鈦磁鐵礦直接提釩（中國為0.90%），以南非的布什維爾德礦業公司和Rhovan公司，以及巴西的Largo資源公司為代表；約13.9%的釩來自于二次回收的含釩副產品（含釩燃油灰渣、廢化學催化劑等）及石煤等，以美國、日本及韓國等企業為主。

圖5：釩資源來源占比

資料來源：中國地質調查局

圖6：2022年世界主要資源型釩生產企業及產量(折金屬釩－噸)分布

資料來源：陳仁鳳、龍濤、陳其慎等《新型儲能金屬釩資源需求預測與供應分析》

全球釩資源供需集中在中國

——釩資源供給集中在中國、俄羅斯、南非和巴西四國

近年來，全球釩資源供給整體呈現波動上漲的趨勢。2014-2023年，全球釩資源產量同比增長均在2.8%左右，其中2019年同比增速達21.9%；2021-2022年，全球釩產量受中國粗鋼產能政策限制及結構調整等因素影響略有下滑。根據USGS（2024）數據，2023年全球釩礦產量約為10.35萬噸，同比增長1.5%。

從釩資源產量分布來看，全球釩資源產量主要來自于中國、俄羅斯、南非和巴西四國，2014年至2023年，四國釩資源產量合計占全球總產量比例均在99%以上。澳大利亞作為全球釩資源最豐富的國家，由于該國釩資源需求下游鋼鐵行業薄弱，導致其釩資源產量相對較低。自2012年以來，中國釩資源產量占全球比重均在50%以上，作為全球最大的釩資源產量大國，全球釩資源產量受中國釩資源相關政策影響比較大。2016年，中國全面取締“地條鋼”環保政策禁止石煤提釩，許多企業因此關停，從而導致全球釩資源產量出現明顯下滑。

圖7：全球釩資源產量（“e”代表評估礦產量）

資料來源：中國地質調查局

從釩資源生產商來看，全球釩資源生產商主要集中在中國，排名前十大產能生產商中中國企業5家、南非2家、俄羅斯1家、奧地利1家、巴西1家，前十大生產商產能約占全球總產能的74.9%，前五大生產商產能占比約43.8%，生產集中度高。國外大約有20余家釩制品生產企業，除利用釩鈦磁鐵礦為原料生產的企業外，其余都是利用廢催化劑、石油殘渣等含釩廢物為原料，或者利用氧化釩深加工生產釩鐵、釩電解液、催化劑及其他釩功能材料等。2022年，全球釩產量超過6000噸/年（以V2O5計算）的企業有10家，中國鞍鋼集團攀鋼公司釩渣產量以49800噸（以V2O5計算）排名第一，俄羅斯EVRAZ集團的釩產能和產量均排第二，沒有因烏克蘭危機和國際制裁受到影響。此外，還有北京建龍、河鋼承德、德勝釩鈦和川威成渝釩鈦。

表2：2022年全球自有資源型釩生產企業概況

數據來源：陳仁鳳、龍濤、陳其慎等《新型儲能金屬釩資源需求預測與供應分析》

表3：2022年全球主要釩生產企業（非加工型）產量

數據來源：陳仁鳳,龍濤,陳其慎等《新型儲能金屬釩資源需求預測與供應分析》

注：南非Bushveld釩產品產量為Vametco及Vanchem產量之和。

——釩資源消費集中在鋼鐵行業

釩因其熔點（1887℃）和沸點（3337℃）高，常與鈮、鉭、鎢、鉬等元素并稱為難熔金屬，且具有延展性好、質堅硬、無磁性、耐鹽酸和硫酸等特性，廣泛應用在鋼鐵、冶金、化工、儲能、顏料、環保、醫藥等國民經濟的諸多重要領域，被稱為“現代工業的味精”。

據國際釩技術委員會（Vanitec）數據，自2016年起全球釩消費量逐年增加，2019年突破10萬噸，2021年達到頂峰12.04萬噸，2022年降至11.56萬噸，同比減少3.99%；中國釩消費量降至6.56萬噸，同比下降4.49%，主要受新冠疫情、中國粗鋼產能過剩限產及“能耗雙控”的影響導致鋼鐵產品減產波及釩消費減量。中國是全球最大的釩消費國，從2019年起，中國的釩消費占全球總消費超過50%，2020年更是達到60%。另外兩大釩消費區域為歐洲和北美地區。

從消費結構來說，釩作為一種重要的合金添加劑，能提高鋼鐵的硬度和抗拉強度。鋼鐵冶金為其主要下游應用領域。2022年，全球約88.83%的釩應用于鋼鐵冶金領域。

圖8：全國和中國釩消費量

資料來源：中國地質調查局

圖9：全球釩資源消費結構

資料來源：中國地質調查局

釩資源有望迎來鋼鐵冶金和釩電池儲能“二元消費”格局

——釩電池或將成為釩需求主要增長點

在“雙碳”背景下，世界各國為更好促進風能、太陽能等可再生能源開發利用，出臺了一系列新型儲能利好政策，支持釩電池產業的發展。2020年2月，澳大利亞援助澳大利亞釩業125萬美元資金，以促進釩電池全產業鏈一體化開發。2021年6月，美國能源部啟動長時儲能攻關計劃，以實現十年儲能成本降低90%目標。近年來，中國及各省份從總體規劃、實施細節、安全規范等多方面積極推出各類細則，加快釩電池產業化進程。2022年6月，國家發改委、國家能源局等九部委發布《“十四五”可再生能源發展規劃》，提出重點建設釩液流電池產業。截至2023年底全球液流電池（以釩液流電池為主）累計裝機規模為365.2MW，在全球新型儲能中占比0.4%。其中中國液流電池累計裝機為207MW，在國內新型儲能中占比0.6%。總體看，釩電池發展依舊處于早期階段。

表4：國內外釩電池相關政策

資料來源：國信證券

在全球各國利好政策推動下，釩電池產業化加速推進，近年來釩電池儲能對釩的消費持續上漲。根據Vanitec數據，2022年全球釩電池儲能用釩占比上升至4.37%，中國釩電池儲能用釩占比上升至6.66%，中國釩電池儲能用釩的消費增速大于全球增速。2020年，受中國螺紋鋼新標的應用、鋼筋產量進一步提升、儲能用釩停滯、減量等因素影響，中國鋼鐵領域用釩占比達到96.6%，釩電池儲能用釩占比出現大幅下降。未來隨著新型儲能裝機規模的不斷擴大和釩電池滲透率提升，釩電池儲能對釩需求占比將逐漸提升。據中信證劵預測，未來10年全球釩電池年均復合增長率有望達到40%，2025年和2030年全球釩電池的新增裝機量將達到9.6GWh和32.9GWh，基于單位用釩量7000噸/GWh(以V2O5計)，對應儲能領域用釩量將增長至3.7萬噸和12.9萬噸，中國儲能領域用釩量將增長至2.3萬噸和5.7萬噸。預計到2030年釩電池儲能對釩需求占全球釩消費結構的比例將有望上升至40%左右，屆時將形成以鋼鐵冶金和釩電池儲能為主導的需求“二元消費”格局。

圖10：釩在各應用領域消費占比

資料來源：中國地質調查局

——鋼鐵領域釩求穩步增長，但占比下降

鋼鐵冶金是釩消費的最主要領域。根據世界鋼鐵協會統計數據顯示，2022年，受中國鋼鐵產能減產影響，全球粗鋼產量減少至18.85億噸，同比下降3.93%；2023年全球粗鋼產量合計18.882億噸，同比基本持平。主要粗鋼生產國家有中國、印度、日本、美國、俄羅斯、韓國，產量占全球比例分別為53.97%、7.43%、4.61%、4.27%、4.01%、3.53%。借鑒發達國家鋼鐵需求變化的規律性經驗——人均鋼鐵消費量與人均GDP關系呈現“S”形理論模型，中國作為全球第一大鋼鐵生產國，正在由快速工業化進程轉向后工業化時期，人均鋼消費量將趨于穩定，但長期看鋼鐵需求呈現逐漸下降趨勢。印度、東南亞等地區國家人口眾多，正在逐漸步入快速工業化時期，未來將成為全球鋼鐵需求的主要增長點。世界鋼鐵協會預測，隨著全球經濟復蘇和基礎設施建設的推動，鋼鐵需求逐漸增長。

圖11：人均鋼材消費水平與人均GDP“S”形規律

資料來源：楊軼《簡析釩市場需求結構及未來發展趨勢》

釩在鋼鐵中消費強度存在地區差異。北美、歐盟等發達地區消費強度分別為0.089kg/Mt、0.078kg/Mt，中國消費強度約為0.056kg/Mt，印度、東南亞、非洲等地區消費強度遠不及世界平均值0.056kg/Mt。雖然中國釩在鋼鐵中消費強度接近于世界平均值，但是與北美、歐盟等發達地區仍存在0.022-0.33kg/Mt的差距。隨著中國鋼鐵工業綠色低碳轉型，高強鋼需求增長帶動其產量持續增長，釩在鋼鐵中的消費強度將出現結構性增加。印度、東南亞等地區新興國家逐漸步入工業化初期，城鎮化進程不斷加速，人均鋼消費量將快速增加，釩在鋼鐵中消費強度也將持續增加。

圖12：釩在鋼鐵中的消費強度

資料來源：陳仁鳳、龍濤、陳其慎等《新型儲能金屬釩資源需求預測與供應分析》

綜上所述，短期全球釩在鋼鐵領域消費量受中國影響出現下滑。長期來看，全球鋼鐵需求以及釩在鋼鐵中消費強度持續增長，釩在鋼鐵領域的需求仍將保持穩定增長。根據中信證券預測，2025年和2030年全球鋼鐵行業用釩量將分別增至12.45萬噸和13.67萬噸；中國單位用釩量提升被粗鋼產量下滑抵消，2025年和2030年中國鋼鐵行業用釩量將達到6.55萬噸和6.59萬噸。預計到2030年鋼鐵領域用釩量占比將下降到54.8%。

——釩產業轉型發展態勢初現

從產業鏈看，釩產業鏈上游原料主要為含釩礦產、釩渣以及含釩固廢；中游釩制品主要為五氧化二釩、三氧化二釩等氧化釩；下游應用領域包括鋼鐵冶金、儲能、鈦合金和化工等領域。近年來，隨著全球“碳達峰、碳中和”的推進，各國出臺各類政策支持新型儲能產業快速發展。釩作為新型儲能金屬的綠色價值越來越凸顯，在風能、太陽能等清潔新能源占比進入快車道發展的情況下，釩電池做為新型儲能的首選載體之一，將帶動釩產業實現由傳統鋼鐵冶金向新型儲能領域的快速發展轉型，打破主要在鋼鐵行業應用的釩產業格局。未來，釩電池儲能用釩占比將不斷增大，鋼鐵冶金釩需求占比將呈現下降趨勢。

圖13：釩產業鏈梳理

資料來源：中國地質調查局

我國釩資源開發利用建議

一是加強釩資源勘探開發，放開釩渣進口。釩作為一種重要的稀有金屬，主要以伴生資源形式產出，需要積極探索新的釩礦資源，加大釩礦的地質勘查力度，擴大釩礦資源儲量規模。同時，由于國內釩主要來源于釩鈦磁鐵礦煉鋼生產過程中的釩渣且目前國內仍禁止釩渣進口，釩鈦磁鐵礦冶煉經濟性及鋼鐵行業收縮可能影響釩渣長期供給。因此，可針對釩渣禁止進口政策作出調整，擴大國內釩資源獲取能力。

二是加強石煤中釩資源開發利用。石煤是我國特有的釩礦資源，在我國資源儲量豐富。目前，已查明資源量占全國總量的47%，且分布廣泛，在我國陜西、湖南、湖北、安徽、浙江、江西、貴州等省份均有分布，資源可獲取性好。由于石煤中釩主要以吸附、類質同象賦存在黏土礦物、有機質及硅酸鹽礦物中，分選難度大，一直未得到大規模有效利用。建議加大石煤中釩的分選和提取技術研究，解決石煤提釩工藝能耗高、成本高和環境污染等問題，提高石煤釩礦資源綜合利用水平。

三是加快推進釩資源循環利用。目前，我國釩資源回收利用份額占比較小。在工業生產過程中會產生大量的含釩廢棄物，如不能得到合理應用，對環境造成危害的同時，也會對釩資源造成浪費。未來隨著釩電池大規模列裝產生大量廢舊釩電池，加強釩電池電解液和電極釩資源回收，有利于釩液流電池的可持續發展和釩資源的持續穩定供應。

四是優化釩資源開發布局。我國是釩資源儲量和產量最大的國家，長期以來存在開采過量、一礦多采、大礦小開、采富棄貧等現象，生產商集中度不高。建議攀鋼集團、河鋼集團等大型釩資源生產商組成釩資源聯盟，加強釩資源生產規劃、產業政策和標準的引導，從全產業鏈視角推進釩產業合作，保障釩產業鏈安全和高質量發展。

作者 | 中國地質調查局國際礦業研究中心 陳志勇、朱清

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