钒专题报告：工业味精增效+绿色价值凸显，钒需求迎来快速增长

2023年12月04日 证券研究报告|产业专题报告 工业味精增效+绿色价值凸显，钒需求迎来快速增长 钒专题报告 有色金属 投资评级：推荐（首次） 投资要点 钒是一种重要的稀有金属元素,被称为“现代工业的味精”：钒是一种重要的稀有 金属元素，上游主要为含钒矿产（钒矿、石煤）、钒渣以及含钒固废，其可以生成 分析师：张锦 分析师登记编码：S0890521080001电话：021-20321304 邮箱：zhangjin@cnhbstock.com 销售服务电话： 021-20515355 行业走势图（2023年12月1日） 资料来源：wind，华宝证券研究创新部 相关研究报告 主要的中间产品，下游广泛应用在钢铁、冶金、化工、储能、颜料、环保、医药等国民经济的诸多重要领域，被称为“现代工业的味精”。 供给端，国内含钒矿物自然资源储量丰富，钒钛磁铁矿—钒渣提钒路线具备较大的生产制造成本优势，但其供给存在区域性，对全国性布局钒深加工有一定物流成本约束。石煤提钒供给尽管有资源优势，但生产成本劣势仍然是制约其供给大幅释放的主要因素，未来如在工艺技术、清洁生产上有重大突破，将能对其供给占比提升形成支撑。 需求端，钒下游应用广泛。随着钒元素的物理特性进一步被挖掘，作为最具有环保和绿色价值的合金元素，广泛应用在钢铁、高端金属材料、化工、能源、医疗等领域。作为“工业味精”，钒是钢铁、高端金属材料的添加剂，能够增强其理化性能。在能源结构转型时期，钒作为长时储能电池的重要基础材料之一，其绿色价值凸显。预计到2025年五氧化二钒需求达到232824.5吨，2022年到2025年复合增速为19.3%。 投资建议：我们预测2024年环比新增3.29万吨，考虑到目前总体产能、低成本的钒渣提钒产能及新增产能，预计供需边际有所改善，但总体仍然偏宽松，五氧化二钒价格预计见底回升。2025年需求环比新增3.43万吨，预计供需有较大边际改善，供需趋向紧平衡，五氧化二钒价格同比上涨。在五氧化二钒价格从2024年见 底回升的带动下，提钒企业盈利将从24年逐步好转。关注一级市场和二级市场相关投资机会。 风险提示：钢铁消费强度和钒电池储能装机不达预期，导致钒系列产品需求仍然偏弱。此外文中提及的上市公司旨在说明行业发展情况，不构成推荐覆盖。 内容目录 1.钒元素介绍4 2.钒产业链及产品系分析4 3.钒资源状况：中国钒资源储量丰富，是全球第一大产钒国5 4.钒产品的提取工艺：火法优势明显，钒渣提钒投资强度低于石煤提钒9 5.供给：钒钛磁铁-钒渣提钒成本优势大，但存在区域性；石煤提钒仍需工艺技术突破14 6.需求：工业味精增效、绿色价值凸显，中长期钒系产品需求迎来快速增长19 6.1.钢材高强化、耐性提升的带动钒作为合金添加剂需求增长，三年复合增长2.9%20 6.2.钛合金受益于民用和军用航空增长，钒需求三年复合增长15%23 6.3.储能：政策刺激+全生命周期成本优势驱动钒电池装机快速增长，钒产品绿色价值属性凸显24 6.4.整体需求：工业味精增效+绿色价值凸显，未来三年钒系产品需求复合增长19.3%29 7.钒系产品市场和供需格局展望30 8.投资建议31 9.风险提示31 图表目录 图1：钒产业链4 图2：钒系列产品4 图3：全球钒资源下游消费占比5 图4：中国钒资源下游消费占比5 图5：全球钒储量6 图6：全球主要钒生产商及分布图6 图7：钒资源来源占比6 图8：全球主要国家钒矿产量6 图9：中国钒矿储量（万金属吨）8 图10：中国石煤储量（亿吨）8 图11：中国大陆主要钒资源、产业及产品分布8 图12：钒系列产品生产技术路线10 图13：钠法提钒工艺11 图14：钙法提钒12 图15：亚熔盐提钒13 图16：国内前十企业五氧化二钒产能15 图17：全国23家五氧化二钒企业产量15 图18：全国23家钒铁企业产量15 图19：全国37家钒氮合金企业产量15 图20：钒钛铁精粉价格与进口铁精粉价格对比16 图21：中国石煤矿含五氧化二钒量17 图22：国内前十企业五氧化二钒产能18 图23：攀钢集团五氧化二钒产能利用率18 图24：钒钛股份、河钢股份的钒产业毛利率19 图25：钒产品成本对比19 图26：中国和日本特钢占比20 图27：全球铌产量21 图28：中国铌铁进出口情况21 图29：铌铁和钒铁价格21 图30：钒电池结构示意图25 图31：全钒液流电池成本构成26 图32：锂电池储能装机价格26 图33：电力装机容量27 图34：火电、水电、风电、太阳能发电占比27 图35：长时储能对新能源发电的调节作用27 图36：四川五氧化二钒价格30 图37：四川五氧化二钒年度平均价格30 图38：2023年五氧化二钒企业开工率31 图39：钒钛股份钒产品细分成本31 表1：钒系列产品下游消费领域4 表2：2021年全球自有资源型钒生产企业概况7 表3：火法、湿法提钒工艺对比13 表4：国内部分提钒项目对比14 表5：我国钒钛磁铁矿资源分布15 表6：提钒转炉的钒渣供给能力16 表7：钒钛磁铁--钒渣工艺成本大幅低于石煤提钒18 表8：钒系列产品供给影响分析19 表9：全球钢铁行业对钒的消费强度20 表10：日本国内钢铁产品订单情况22 表11：钢铁行业的钒需求量预测表23 表12：钛合金元素成分23 表13：金属材料的钒需求量预测表24 表14：钒电池全生命周期成本25 表15：长时储能对比28 表16：钒电池的钒需求量预测表29 表17：五氧化二钒需求测算表29 钒被称为“工业味精”，在钢铁、航空航天、高端制造、化工等领域发挥着重要作用。随着钒电池在储能领域的商业应用拓展，其“绿色价值”也逐步凸显。本报告通过对影响钒产业链供需的主要因素分析，研判未来投资机会。 1.钒元素介绍 钒是一种重要的稀有金属元素，元素符号V，原子序数23，常见化合价为+5、+4、+3、 +2，是一种银白色、可延展的金属。钒属于高熔点金属，熔点和沸点分别为1,887℃和3,337℃，常与铌、钽、钨、钼等元素并称为难熔金属。钒在自然界中，通常以化合物的形态出现，被提取为金属钒后，会在表面形成一层氧化膜，从而阻止进一步氧化。 2.钒产业链及产品系分析 从产业链看，钒制品上游主要为含钒矿产（钒矿、石煤）、钒渣以及含钒固废，其可以生成主要的中间产品，如五氧化二钒、三氧化二钒等氧化钒，并进一步深加工为钒铁、钒氮合金、钒铝合金等钒产品。通常认为，钒产品为五氧化二钒、三氧化二钒、50钒铁、80钒铁、钒氮合金、钒铝合金等。广泛应用在钢铁、冶金、化工、储能、颜料、环保、医药等国民经济的诸多重要领域，被称为“现代工业的味精”。 图1：钒产业链图2：钒系列产品 资料来源：《钒产业2021年年度评价》（陈东辉）、华宝证券研究创新部 资料来源：钒钛股份年报、华宝证券研究创新部 表1：钒系列产品下游消费领域 下游行业 钒的主要用途 钢铁 钒作为合金添加剂，可细化钢的晶粒和组织，增强钢强度、韧性、硬度、抗震性、耐磨性、耐腐蚀性等，尤其在强度方面提升显著，只要在每吨钢添加少量钒，即可大幅提升其强度。钒通常用于生产高强钢和特种钢（如高速钢、工具钢、特种合金钢等），广泛应用于建筑、管道、 轨道交通、机械、电力输送等下游行业。 高端金属材料 添加钒的钛合金、铝合金，是航空、国防重要材料，被用于飞机发动机、宇宙船舱骨架、导弹、 火箭发动机壳等领域。 化工 钒有多价态的性能，是工业上最重要的氧化催化剂系列之一，广泛应用于硫酸、有机化工原料合 成、烟气脱硫脱硝等领域。 下游行业 钒的主要用途 储能 钒作为电解质，通过钒离子价态变化，实现化学能和电能的转换，主要用于生产钒电池，钒电池具有储能容量和功率可调、大电流无损深度放电、操作维护简单、使用寿命长、绿色环保等突出 优势，尤其适合作为太阳能和风能的储能电池。 颜料 在颜料领域，钒主要用于制备铋黄及钒锆蓝颜料。铋黄颜料色泽优良、耐腐蚀性强、无毒，广泛应用于黄色汽车外壳涂装、高端塑料制品、高级油墨等场合；钒锆蓝颜料具有较高的热稳定性、较强的着色能力且能与其他陶瓷颜料混合制成复合色，广泛应用于陶瓷及搪瓷行业。 纳米及医疗材料 一维钒氧化物纳米材料体系中存在多种氧化态和配位多面体，使其在电子、电化学、磁学和光学等领域得到广泛应用；钒在细胞新陈代谢过程中起着重要的作用，钒化合物在降糖、抗癌及抗炎 等方面具有较高药用价值。 资料来源：《2021年全球钒工业发展报告》（吴优，陈东辉，刘武汉等）、华宝证券研究创新部 钒资源在工业领域应用广泛，被称为“现代工业的味精”。全球钒产品消费量的约91.4%用于钢铁冶金，2.11%应用于钒钛、钒铝合金等金属材料，3.36%用于化学品，3.13%用于储能及其他领域。目前国内钒产品消费量的91.45%用在钢铁，2.06%应用于钒钛、钒铝合金等金属材料，2.57%用于化学品，3.92%用于储能及其他领域。 图3：全球钒资源下游消费占比图4：中国钒资源下游消费占比 资料来源：《钒产业2021年年度评价》（陈东辉）、华宝证券研究创新部 资料来源：《钒产业2021年年度评价》（陈东辉）、华宝证券研究创新部 3.钒资源状况：中国钒资源储量丰富，是全球第一大产钒国 钒在自然界中分布较广泛，其丰度排名第22位，根据《钒产业2021年年度评价》（陈东辉）的数据，在大陆地壳中钒的平均丰度约为60ppm；根据美国地质勘探局(USGS)统计含钒矿物种类繁多，约有156种，钒极少以单一矿物存在，常和金属如铁、钛、铀、钼、铜、铅、锌、铝等矿产共伴生，或与碳质矿、磷酸盐矿共生。作为矿产资源，工业钒矿原料主要来自以下4种矿产类型:钒钛磁铁矿、砂岩钒矿、页岩钒矿和钒酸盐型钒矿。 储量较大的含钒矿物有钒钛磁铁矿、含钒磷酸盐页岩矿、铀钾钒矿、硫钒矿与铝土矿等；碳质的石煤、原油、沥青矿物中也含钒，其中石煤是我国独特的含钒矿产资源。世界绝大部分钒的供应来自开采的矿石（或炼钢炉渣），提取钒的矿产资源有两大类：一是钒钛磁铁矿、二是含钒的碳质页岩（俗称石煤、煤矸石）。 全球钒资源主要集中在中国、澳大利亚、俄罗斯、南非四国。根据USGS最新统计显示:截至2022年，全球钒(折金属钒)储量＞6300万t，其中钒矿储量(已认定的钒资源中符合当前采掘和生产相应要求的部分)约为2600万t，全球97%以上的钒矿储量集中在中国(36.53%)、澳大利亚(28.46%)、俄罗斯(19.23%)及南非(13.46%)等4个国家。 全球钒资源主要来自于钒钛磁铁矿加工。据中国钢铁工业协会钒分会统计，2021年全球约13%的钒产量直接来自于钒钛磁铁矿，以南非的布什维尔德矿业公司和嘉能可公司，以及巴西的Largo资源公司为代表；约76%的钒来自于钒钛磁铁矿经钢铁冶金加工得到的钒渣，以中国企业为主；约11%的钒由二次回收的含钒副产品（含钒燃油灰渣、废化学催化剂等）及含钒石煤生产。 中国是全球第一大钒矿生产国，全球占比70%。根据USGS最新统计:2022年全球钒产量10万吨（以金属钒计），其中中国产量7万吨，巴西0.62万吨，俄罗斯1.7万吨，南非0.91万吨。中国是全球第一大钒矿生产国，近三年占全球比重分别是66.7%、67%、70%。 鞍钢集团攀钢公司、俄罗斯Evraz、河钢集团承钢、北京建龙占据全球钒资源供给的前四。以折五氧化二钒计，鞍钢集团攀钢公司钒产能为4.4万吨，2022年产量为4.69万吨；俄罗斯 Evraz钒产能为3.5万吨，2021年钒产量为3.04万吨。河钢集团承钢公司产能为2.2万吨， 2022年钒渣产量15万吨，折五氧化二钒约1.8万吨。北京建龙重工产能为2.1万吨，2021年 产量为1.98万吨。 图5：全球钒储量图6：全球主要钒生产商及分布图 资料来源：USGS，华宝证券研究创新部资料来源：《2021年全球钒工业发展报告》（吴优，陈东辉， 刘武汉等），华宝证券研究创新部 图7：钒资源来源占比图8：全球主