吳 優(yōu),陳東輝,劉武漢,孫朝暉*,張邦緒,何 睿
(1.釩鈦資源綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,攀鋼集團(tuán)研究院有限公司,四川 攀枝花 617000;2.中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)釩業(yè)分會(huì),北京 100010;3.四川省釩鈦鋼鐵產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì),四川 成都 610031)
2021 年世界釩產(chǎn)業(yè)在全球疫情、通脹、經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇與調(diào)控的總體影響下,依舊保持住了整體發(fā)展態(tài)勢(shì),但脆弱性、分化性及不均衡性顯著。上半年,釩市場在各國財(cái)政政策刺激、經(jīng)濟(jì)通脹、中國鋼材產(chǎn)量激增、螺紋鋼產(chǎn)量走高及全球汽車產(chǎn)業(yè)鏈補(bǔ)貨等多重因素助推下,供需與價(jià)格整體穩(wěn)步上行。然而,下半年由于東南亞新興經(jīng)濟(jì)體遭遇新一輪疫情沖擊,特別是中國鋼鐵限產(chǎn)調(diào)控,以及建筑行業(yè)需求不旺等多重因素影響之下,全球釩市場受到同步波及、疲軟、承壓下行;此外,全球半導(dǎo)體供應(yīng)短缺也造成汽車制造業(yè)整體減產(chǎn),迫使該行業(yè)的合金與微合金化鋼需求減量,進(jìn)一步拉低了全球釩市場需求。
2.1.1 全球釩資源
據(jù)美國地質(zhì)勘探局不完全統(tǒng)計(jì)(表1),截至2021 年末,全球釩金屬儲(chǔ)量超過6 300 萬t,其中釩礦金屬釩儲(chǔ)量(已認(rèn)定的釩資源中符合當(dāng)前采掘和生產(chǎn)要求的部分)約為2 417 萬t。2021 全球主要釩生產(chǎn)商及產(chǎn)量分布見圖1。
圖1 2021 全球主要釩生產(chǎn)商及產(chǎn)量(t/a)分布Fig.1 Distribution of the major global vanadium producers and the respective output in 2021
表1 2021 年世界釩礦資源概況Table 1 Overview of world vanadium ore resources in 2021
2.1.2 中國釩資源
中國主要釩礦資源、產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品分布見圖2。由圖2 可見,中國在10 多個(gè)省市(區(qū))蘊(yùn)藏含釩礦物。其中,四川攀枝花地區(qū)是中國乃至世界釩礦產(chǎn)資源最富集地區(qū)之一。釩產(chǎn)品以釩鈦磁鐵礦為原料的主要產(chǎn)區(qū)分布在四川和河北;以石煤為原料的主要產(chǎn)區(qū)在陜西、河南、甘肅、湖北和湖南等地。
圖2 2021 年中國大陸主要釩礦資源、產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品分布Fig.2 Distribution of China's main vanadium ore,vanadium industry and vanadium products in 2021
2.2.1 全球釩產(chǎn)能
據(jù)統(tǒng)計(jì),2021 年全球約13%的釩產(chǎn)量直接來自于釩鈦磁鐵礦,以南非的布什維爾德礦業(yè)公司和嘉能可公司,以及巴西的Largo 資源公司為代表;約76%的釩來自于釩鈦磁鐵礦經(jīng)鋼鐵冶金加工得到的釩渣,以中國企業(yè)為主;約11%的釩由二次回收的含釩副產(chǎn)品(含釩燃油灰渣、廢化學(xué)催化劑等)及含釩石煤生產(chǎn)。全球主要釩生產(chǎn)企業(yè)概況見表2。
表2 2021 年全球自有資源型釩生產(chǎn)企業(yè)概況Table 2 Overview of the global vanadium producers(self-owned resource)in 2021
國外大約有20 余家釩制品生產(chǎn)企業(yè),除利用釩鈦磁鐵礦為原料生產(chǎn)的企業(yè)外,其余則是利用廢催化劑、石油殘?jiān)群C廢物為原料,或者利用氧化釩生產(chǎn)釩鐵。
2.2.2 全球釩產(chǎn)量
2021年,全球約有76%的釩來自中國、俄羅斯和新西蘭鋼廠的副產(chǎn)煉鋼釩渣。據(jù)國際釩技術(shù)委員會(huì)(Vanitec)統(tǒng)計(jì),2021 年全球釩總產(chǎn)量(折金屬釩)為115 677 t,同比增長5.72%,再創(chuàng)歷史新高。2021 年全球主要釩生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)量見表3。全球釩生產(chǎn)國家主要為中國、俄羅斯、南非和巴西,五氧化二釩產(chǎn)量在6 000 t/a 及以上的企業(yè)有11 家。
表3 2021 年全球主要釩生產(chǎn)企業(yè)(非加工型)產(chǎn)量Table 3 Output of the major global vanadium producers(non-processing enterprises)in 2021
國外釩生產(chǎn)企業(yè)釩產(chǎn)量增減略有不同,整體而言,2021 年國外釩產(chǎn)量40 347 t(金屬釩),與上年基本持平。如巴西largo 資源公司2021 年釩產(chǎn)量同比減少1 506 t。南非布什維爾德礦業(yè)公司(Bushveld Minerals)因上半年Vametco 工廠經(jīng)歷了35 天的停產(chǎn)維修,產(chǎn)量下降,導(dǎo)致該廠2021 年全年釩產(chǎn)量為3 592 t,同比下降1.1%。俄羅斯Evraz 受北美地區(qū)粗鋼產(chǎn)量增長的帶動(dòng),2021 年釩渣折釩產(chǎn)量同比增加525 t。
2021 年中國釩產(chǎn)品總產(chǎn)量為73 514 t(國內(nèi)釩產(chǎn)品總產(chǎn)量的自統(tǒng)計(jì)值為76 794 t,折金屬釩),增產(chǎn)4 439 t,同比增長6.43%;全球占比63.55%。中國釩生產(chǎn)企業(yè)攀鋼、建龍和川威的2021 年釩產(chǎn)量同比均有增長,其余大型釩供應(yīng)商因檢修或減產(chǎn)等因素對(duì)中國釩產(chǎn)量的貢獻(xiàn)度有所弱化,但因石煤提釩增產(chǎn)及一些釩企投產(chǎn)的對(duì)沖與加持,進(jìn)一步做大了2021 年的中國釩總量。
2.2.3 中國釩產(chǎn)量
2021 年上半年,受下游鋼廠需求旺盛的影響,釩企生產(chǎn)積極性高漲,釩產(chǎn)量處于高峰期。下半年,為積極響應(yīng)政府的粗鋼限產(chǎn)號(hào)召,螺紋鋼減產(chǎn)明顯,鋼廠需求走弱,釩企也隨之開啟限產(chǎn)、減產(chǎn)模式。據(jù)中鋼協(xié)釩業(yè)分會(huì)數(shù)據(jù),2021 年國內(nèi)釩渣總產(chǎn)量141.0 萬t(以10%標(biāo)準(zhǔn)釩渣計(jì)),其中攀鋼、建龍、承鋼、德勝、川威、達(dá)鋼和大安的釩渣產(chǎn)量合計(jì)139.4 萬t(以10%標(biāo)準(zhǔn)釩渣計(jì)),約占總產(chǎn)量的98.9%。中國釩產(chǎn)品產(chǎn)量詳見表4。
表4 2021 年中國釩產(chǎn)品產(chǎn)量Table 4 China’s production of vanadium products in 2021
中國部分釩企業(yè)投產(chǎn)導(dǎo)致2021 年中國五氧化二釩產(chǎn)能及產(chǎn)量進(jìn)一步雙增長。據(jù)中鋼協(xié)釩業(yè)分會(huì)數(shù)據(jù),2021 年中國五氧化二釩總產(chǎn)量13.97 萬t,較2020 年約增長2.53%。按供應(yīng)地區(qū)分類,國內(nèi)釩企業(yè)主要分布在四川、河北和黑龍江等省份。四川省作為中國的釩主產(chǎn)區(qū),共有26 家釩企(含停產(chǎn)、待建及在建),加工產(chǎn)能約14 萬t,主要集中在攀枝花市和涼山州(攀枝花地區(qū)產(chǎn)量47 000 t、西昌地區(qū)產(chǎn)量57 000 t)。按提釩原料分類,國內(nèi)氧化釩生產(chǎn)企業(yè)以釩渣和尾渣為主,其次是以石煤為原料??v觀國內(nèi)氧化釩生產(chǎn)企業(yè),以攀鋼、建龍和川威為首的自有釩原料企業(yè)的釩產(chǎn)量較上年有所提升,但也有企業(yè)的釩產(chǎn)量處于小幅減產(chǎn)狀態(tài),導(dǎo)致國內(nèi)氧化釩產(chǎn)量整體上漲幅度不大。
2021年,偏釩酸銨總產(chǎn)量12 191 t,較2020 年上漲23%,主要是在現(xiàn)有產(chǎn)量規(guī)?;A(chǔ)上,新增葫蘆島市新衡泰環(huán)??萍加邢薰纠脧U催化劑提釩,月產(chǎn)量約60~70 t 偏釩酸銨。受原料、市場、季節(jié)與當(dāng)?shù)卣叩挠绊?,偏釩酸銨產(chǎn)線開工率在35%左右,爐型以平窯和回轉(zhuǎn)窯為主。中國偏釩酸銨月度產(chǎn)量最低為646 t,最高月度產(chǎn)量為1 350 t。按供應(yīng)地區(qū)分類,中國偏釩酸銨產(chǎn)地主要集中在河南、陜西、湖北、湖南和江西。
目前,中國釩鐵產(chǎn)業(yè)以中釩鐵和高釩鐵產(chǎn)品為主。2021 年釩鐵總產(chǎn)量與2020 年相比,增產(chǎn)9.8%。釩氮合金作為第一大釩合金品種,以推板窯為主要生產(chǎn)裝備,產(chǎn)地主要集中在西北、中南和西南地區(qū)。2021 年釩氮合金總產(chǎn)量較2020 年下滑4.2%。隨著我國鋼筋與合金鋼產(chǎn)量、品種的變化,釩合金品種的產(chǎn)量也將出現(xiàn)更加明顯的分化。
2021 年全球釩消費(fèi)量(折金屬釩)為120 375 t,同比增長約16.73%,連續(xù)5 年呈上漲態(tài)勢(shì),繼續(xù)成為國際釩技術(shù)委員會(huì)有記錄以來的最高點(diǎn),整體呈現(xiàn)積極態(tài)勢(shì)。
2.3.1 主要應(yīng)用領(lǐng)域
全球繼續(xù)受新冠疫情影響,各國采取了不同的舉措提振經(jīng)濟(jì)。2021 年上半年國際釩用量在鋼鐵領(lǐng)域有所增長,尤其在第二季度達(dá)到最高。下半年,鋼鐵領(lǐng)域用釩開始走弱,全球釩用量52 875 t,環(huán)比減少4 800 t,但由于鈦金屬、化工、催化劑及儲(chǔ)能領(lǐng)域的釩需求增量支撐,2021 年全年釩需求相較2020 年仍呈上升態(tài)勢(shì)。
就2021 年全球釩在下游市場消費(fèi)情況占比來看,釩鐵和釩氮等合金類產(chǎn)品約占92.05%,較2020年同期下滑0.6%,主要系中國壓減粗鋼產(chǎn)能所致;氧化釩產(chǎn)品(用于鈦等有色金屬)約占2.11%,較2020 年同期下滑0.01%;氧化釩、釩酸銨、硫酸氧釩等用于化工、催化劑領(lǐng)域和儲(chǔ)能領(lǐng)域分別約占3.37%和2.47%,較2020 年同期分別下滑0.15%和上漲0.76%。
據(jù)世界鋼鐵協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2021 年全球粗鋼產(chǎn)量19.51 億t,同比提高3.7%;中國粗鋼產(chǎn)量10.33 億t,同比下降3%,中國占全球粗鋼總產(chǎn)量的份額由2020 年的56%下降至2021 年的53%,基本與2019 年中國在全球粗鋼的占比量持平。但是,釩在鋼中的消費(fèi)強(qiáng)度卻由2019 年的0.049 kg/t 上升到2021 年的0.061 kg/t。同時(shí),中國的釩在鋼中消費(fèi)強(qiáng)度在2020~2021 年間連續(xù)兩年超全球平均值,總體呈上升態(tài)勢(shì)。這主要系中國積極采取各項(xiàng)措施化解全球鋼鐵行業(yè)的過剩產(chǎn)能,在穩(wěn)定供應(yīng)的前提下大力提升鋼鐵產(chǎn)品品質(zhì),促使高品質(zhì)鋼產(chǎn)量增長,從而帶動(dòng)釩在鋼中的消費(fèi)強(qiáng)度處于上升態(tài)勢(shì)。近3 年釩在鋼中的消費(fèi)強(qiáng)度見表5。
表5 近3 年釩在鋼中的消費(fèi)強(qiáng)度Table 5 Vanadium consumption rate in steel in recent three years kg/t
2.3.2 主要消費(fèi)國家
2021年,按國家的釩消耗正負(fù)增長統(tǒng)計(jì),全球各重點(diǎn)區(qū)域的釩消費(fèi)數(shù)量如亞洲、歐洲、南美、北美、獨(dú)聯(lián)體等較上一年度均呈現(xiàn)全面增長態(tài)勢(shì)。按國家的釩消耗量統(tǒng)計(jì),中國和美國為全球前兩大釩消費(fèi)國家。其中,中國的釩消耗量(含臺(tái)灣地區(qū))約為69 325 t(折金屬釩,國際釩技術(shù)委員會(huì)數(shù)據(jù))。中國尚未有統(tǒng)一的釩企業(yè)銷售情況,加之國際釩技術(shù)委員會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)值偏低,經(jīng)中鋼協(xié)釩業(yè)分會(huì)測(cè)算中國釩的實(shí)際表觀消費(fèi)量(折金屬釩)約為72 870 t。
1)中國
2021年,據(jù)國際釩技術(shù)委員會(huì)數(shù)據(jù),中國釩消費(fèi)全球占比達(dá)57.6%,同比下降3.3%,仍為全球最大的釩消費(fèi)國。中國的釩在鋼鐵領(lǐng)域中的應(yīng)用比例為91.98%,較2020 年下滑4.62 個(gè)百分點(diǎn),這主要系“雙碳”背景下,制造業(yè)向綠色低碳轉(zhuǎn)型,中國壓減粗鋼過剩產(chǎn)能,鋼筋產(chǎn)量進(jìn)一步回調(diào)等原因綜合疊加所致;在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、飛機(jī)結(jié)構(gòu)、火箭、民用航空等鈦合金領(lǐng)域中的應(yīng)用比例為2.06%,較2020 年增長0.65 個(gè)百分點(diǎn);用于催化劑、化工領(lǐng)域的應(yīng)用比例為2.09%,較2020 年增長0.34 個(gè)百分點(diǎn);用于儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用比例為3.92%,較2020 年增長2.34 個(gè)百分點(diǎn)。
2021 年中國五氧化二釩的月度消耗量為9 176~14 355 t,實(shí)際月均消耗量約為11 050 t。經(jīng)中鋼協(xié)釩業(yè)分會(huì)測(cè)算,2021 年中國大陸全年的五氧化二釩的表觀消費(fèi)量較2020 年下降近6 110 t,為13.26 萬t。
2021 年中國釩消費(fèi)量仍以鋼鐵領(lǐng)域?yàn)橹鳎瑑?chǔ)能領(lǐng)域用釩增量明顯,主要表現(xiàn)在:①城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)一步激發(fā)鋼鐵行業(yè)市場潛力,帶動(dòng)釩在鋼鐵領(lǐng)域的應(yīng)用;②國外呈現(xiàn)鋼鐵庫存見底超預(yù)期,先進(jìn)國家制造業(yè)日益空心化、制造業(yè)產(chǎn)能外移以及替代元素等綜合因素,助推鋼鐵中用釩的新需求;③國家提出的儲(chǔ)能技術(shù)多元化要求,疊加安全且生命周期經(jīng)濟(jì)性的大規(guī)模儲(chǔ)能內(nèi)在需求成為釩消耗量提升的重要發(fā)力點(diǎn)。
2)美國
2021年美國釩的表觀消費(fèi)量為3600 t,較2020 年同期增長25%;報(bào)道消費(fèi)量為4 502 t,較2020 年同期增長1.9%。2021 年美國釩消費(fèi)量情況見表6。
表6 2021 年美國釩消費(fèi)量e(折金屬釩)Table 6 U.S.consumption of vanadium in 2021
美國主要利用二次釩資源來回收釩用于生產(chǎn)釩鐵、含釩化學(xué)品或特種合金、釩金屬及五氧化二釩,其中,美國目前回收釩金屬所利用的廢催化劑量已占該國全部含釩廢催化劑總量的40%。從釩消耗量、鋼鐵和某些催化劑中釩的可替代性推測(cè),目前美國仍是全球航空航天用鈦合金領(lǐng)域耗釩比例最大的國家。
2.4.1 中國
2021年,中國釩產(chǎn)品進(jìn)口量均有不同幅度的減少,其中,釩氮合金最為明顯,其進(jìn)口量較2020 年同期下降98%;五氧化二釩進(jìn)口量2 584.064 t,較2020 年同期下降72%。作為全球最大的釩生產(chǎn)和消費(fèi)國,進(jìn)口以五氧化二釩和50 釩鐵為主,出口以五氧化二釩和80 釩鐵為主。其中,釩氮合金、50 釩鐵和80 釩鐵的出口量較2020 年同期分別增長432.5 t(約80.0%)、61.3 t(約502.5%)和357.9 t(約8.0%)。
①五氧化二釩
進(jìn)口國前三位分別為巴西(35.60%)、俄羅斯(33.28%)和韓國(17.03%);出口國前三位分別為韓國(56.70%)、日本(14.92%)和荷蘭(11.57%)。
②釩氮合金
進(jìn)口國前三位分別為德國(28.11%)、日本(25.60%)和南非(25.56%);出口國/地區(qū)前三位分別為馬來西亞(30.89%)、印度(17.65%)和新西蘭(14.90%)。
③50 釩鐵
進(jìn)口國前三位分別為捷克(55.97%)、俄羅斯(36.28%)和德國(5.68%);出口國前三位分別為日本(60.27%)、印度(27.21%)和越南(6.8%)。
④FeV80
進(jìn)口國/地區(qū)前三位分別為奧地利(91.28%)、韓國(7.33%)和日本(0.98%);出口國前三位分別為韓國(41.35%)、日本(22.26%)和荷蘭(21.69%)。
俄羅斯從2021 年8 月1 日起上調(diào)釩產(chǎn)品出口關(guān)稅至15%,此舉不僅大幅影響了俄羅斯釩產(chǎn)品的出口量,也造成2021 年俄羅斯對(duì)我國釩產(chǎn)品出口量的縮減。2021年,中國五氧化二釩出口量受國外釩企擴(kuò)能和價(jià)格下降的影響,較2020 年同期減少15.6%。2021 年中國大陸釩產(chǎn)品進(jìn)出口情況見表7。
表7 2021 年中國大陸釩產(chǎn)品進(jìn)出口Table 7 The Chinese mainland imports and exports of vanadium products in 2021
2.4.2 美國
美國除進(jìn)口釩鐵、五氧化二釩及其它釩氧化物、氫氧化釩、釩的硫酸鹽、釩酸鹽、釩鋁中間合金以及金屬釩等釩制品以外,還進(jìn)口含釩灰渣、廢催化劑、來自鋼鐵流程副產(chǎn)的釩渣。2021 年美國主要從墨西哥和加拿大進(jìn)口釩精礦,釩精礦總進(jìn)口量同比上漲104.8%;從加拿大(占比48.3%)、墨西哥和西班牙等國或地區(qū)進(jìn)口釩渣,釩渣總進(jìn)口量同比上漲224.5%。該國的釩產(chǎn)品對(duì)外依存度高,釩制品的進(jìn)口量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于出口量,為凈進(jìn)口國(見表8)。2021年美國公布的進(jìn)口含釩灰渣(包括石油灰渣和廢催化劑)因數(shù)據(jù)缺失,數(shù)量僅較2020 年同期增加40 t,此外,考慮到該國鈦合金使用量及釩制品出口量,推算進(jìn)口鋼鐵廠的含釩渣量至少3 萬t。
表8 2021 年美國主要釩制品(按金屬釩計(jì))進(jìn)出口Table 8 U.S.imports and exports of major vanadium products in 2021
2021 年美國進(jìn)口量最大的釩系產(chǎn)品為釩鐵和五氧化二釩。其中,釩鐵產(chǎn)品來自加拿大(40%)、奧地利(27%)、拉脫維亞(6%)和其它6 個(gè)國家/地區(qū)(27%);五氧化二釩產(chǎn)品來自巴西(42%)、南非(33%)、俄羅斯(20%)和其它5 個(gè)國家/地區(qū)(5%)。美國出口量最大的釩系產(chǎn)品為除五氧化二釩外的其它釩氧化物以及氫氧化物、氫化釩和氮化釩。其中,其它釩氧化物以及氫氧化物出口特立尼達(dá)和多巴哥(13%)和其它6 個(gè)國家/地區(qū)(87%);氫化釩和氮化釩出口德國(72%)、南非(14%)、波蘭(10%)、瑞典(2%)和其它4 個(gè)國家/地區(qū)(2%)。
2.5.1 國際釩市場
2020~2021 年國際釩市場價(jià)格見圖3。由圖3 可見,得益于全球經(jīng)濟(jì)的逐步復(fù)蘇,2021 年國際釩產(chǎn)品價(jià)格整體較上年度有明顯上漲。歐洲(MB)釩鐵全年均價(jià)為34.32 美元/kg,較2020 年24.99 美元/kg 的均價(jià)上漲37.34%。其價(jià)格走勢(shì)呈現(xiàn)先揚(yáng)后抑態(tài)勢(shì),在第四季度下滑幅度明顯。國外在恢復(fù)性增長的大背景下,雖有不同程度的分化,但上半年整體向好,在良好需求的帶動(dòng)下,釩鐵價(jià)格隨之上漲,并延續(xù)到第三季度。歐洲(MB)五氧化二釩全年均價(jià)為8.24 美元/磅,較2020 年5.70 美元/磅的均價(jià)上漲44.56%。其價(jià)格走勢(shì)呈現(xiàn)漲跌互現(xiàn)運(yùn)行態(tài)勢(shì),在第三季度與中國國內(nèi)出現(xiàn)最大價(jià)格差,但在第四季度出現(xiàn)逐漸趨同局面。美國80 釩鐵全年均價(jià)為34.11 美元/磅,較2019 年均價(jià)23.09 美元/磅,同比上漲47.7%。
圖3 2020~2021 年國外釩市場月均價(jià)格走勢(shì)Fig.3 Average monthly prices for ferrovanadium(FeV)and vanadium pentoxide(V2O5)aboard in 2020~2021
2.5.2 中國釩市場
2021 年中國釩系產(chǎn)品價(jià)格整體較上年度有不同幅度的增漲。上半年,依托國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)量的增長,加之原料成本上漲,釩系產(chǎn)品價(jià)格呈持續(xù)上漲態(tài)勢(shì);下半年,國內(nèi)嚴(yán)控粗鋼產(chǎn)能規(guī)模,推動(dòng)鋼材產(chǎn)品升級(jí),釩原料大廠減產(chǎn)、檢修,貿(mào)易商囤貨現(xiàn)象增多,散貨端挺價(jià)情緒高漲,在7、8 月份將釩系產(chǎn)品價(jià)格推至高位,后雖有回調(diào)震蕩,但仍高于年初價(jià)格。2020~2021 年中國釩系產(chǎn)品市場價(jià)格走勢(shì)見圖4。
圖4 2020~2021 年中國釩系產(chǎn)品市場價(jià)格走勢(shì)Fig.4 Average monthly prices for China’s vanadium products in 2020~2021
2019 年的全球釩電池產(chǎn)業(yè)工程化、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程處停滯狀態(tài),但世界多地釩電池的研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布、專業(yè)公司的聯(lián)合重組、儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)劃等事宜都在積極、有序推進(jìn)。2020 年全球釩電池產(chǎn)業(yè)繼續(xù)延續(xù)2019 年的合作研發(fā)勢(shì)頭,在以示范項(xiàng)目為主要目標(biāo)的前提下積極助推釩電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2019~2021 年新建的釩電池儲(chǔ)能項(xiàng)目呈逐年增長態(tài)勢(shì)。2021 年度釩電池領(lǐng)域發(fā)生的主要大事件梳理如下(按時(shí)間順序):
1)巴西Largo 資源有限公司宣布旗下的Largo清潔能源公司在美國馬薩諸塞州獲得1.4 GWh/a 全釩液流電池生產(chǎn)能力,并在新罕布什爾州建一個(gè)用于電解液生產(chǎn)和集裝箱式VRFB 系統(tǒng)制造的工廠。
2)美國釩業(yè)公司表示,將投資210 萬美元將超高純釩電解液產(chǎn)能擴(kuò)建到2 250 m3/a,供給其客戶CellCube 公司及其他合作伙伴。
3)澳大利亞釩業(yè)公司(AVL)與CADDS 集團(tuán)合作,設(shè)計(jì)開發(fā)住宅用5 kW/30 kWh 的VRFB。此前,AVL 已從新加坡的V-Flow Tech 公司訂購了兩臺(tái)5 kW/30 k Wh 的VRFB。其中一臺(tái)是為西澳大利亞的住宅客戶提供,而另一臺(tái)將安裝在該州的Beverley房車公園內(nèi),與一個(gè)6 kW 的太陽能系統(tǒng)配對(duì)。
4)河北省承德市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要發(fā)布。規(guī)劃中提到:在清潔能源產(chǎn)業(yè)方面,依托資源富集優(yōu)勢(shì),積極推進(jìn)風(fēng)電、光伏發(fā)電、抽水蓄能、核電、生物質(zhì)、地?zé)崮?、油母頁巖等清潔能源多種方式開發(fā)利用。加快推進(jìn)三個(gè)千萬千瓦級(jí)清潔能源發(fā)電基地建設(shè),拓展延伸裝備制造、釩儲(chǔ)能技術(shù)、綠氫、運(yùn)維服務(wù)等清潔能源產(chǎn)業(yè),推進(jìn)清潔能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合發(fā)展,形成清潔能源全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展格局。
5)加州能源供應(yīng)商中央海岸社區(qū)能源(CCCE)宣布了4 個(gè)新的電網(wǎng)規(guī)模電池儲(chǔ)能項(xiàng)目,其中包括三個(gè)長時(shí)液流電池項(xiàng)目。該項(xiàng)目將建造具有8 h 儲(chǔ)能 的VRFB系統(tǒng),其規(guī)模從6 MW/18 MWh 到16 MW/128 MWh,以及4 h 的鋰離子電池系統(tǒng)。CCCE 給出了所有批準(zhǔn)項(xiàng)目的預(yù)計(jì)運(yùn)營日期為2026 年。迄今為止,加州最大的釩液流電池項(xiàng)目被認(rèn)為是2 MW/8 MWh 系統(tǒng),該系統(tǒng)于2017 年在公用事業(yè)圣地亞哥天然氣和電力公司(SDG&E)的服務(wù)區(qū)啟用,該項(xiàng)目得到了州政府以及日本新能源和工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織(NEDO)支持。
6)中廣核新能源襄陽有限公司在深圳工業(yè)園擬打造建設(shè)“集中式儲(chǔ)能電站”,工程建設(shè)規(guī)模為100 MW/200 MWh,儲(chǔ)能系統(tǒng)采用全釩液流電池,采用戶外布置方案。
1)“綠色”優(yōu)勢(shì)尚未在制備中充分顯現(xiàn)
近年來,全球釩企加大了對(duì)低成本綠色制備工藝技術(shù)的研究。國外釩企利用釩鈦磁鐵礦直接提釩,但未真正利用鈦、鐵等資源。美國AMG 采用廢催化劑提釩,含鎳尾渣制合金的技術(shù)。中國釩企利用石煤豎窯焙燒、罐組浸濾、短流程提釩工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化利用;將釩酸銨采用隔氧加熱分解,無需氣相還原劑清潔生產(chǎn)低價(jià)四氧化二釩產(chǎn)品;采用自蔓延法生產(chǎn)高氮釩鐵顯著提升在鋼筋生產(chǎn)中的微合金化效果;鈉化提釩沉釩廢水完整資源化利用技術(shù)等。相較釩在鋼鐵、鈦合金、儲(chǔ)能等領(lǐng)域的“綠色”優(yōu)勢(shì),就釩自身制備工藝而言,全球無論是利用釩渣、石煤亦或二次資源的提釩產(chǎn)業(yè),目前仍存在尾渣、廢水和能耗等問題,尚未實(shí)現(xiàn)全流程全產(chǎn)業(yè)鏈的低碳綠色制造。
2)多因素調(diào)控全球釩價(jià)將呈盤整回歸態(tài)勢(shì)
2021年,全球經(jīng)濟(jì)雖在疲弱復(fù)蘇中承受失衡壓力,但在鈮釩元素的選擇、全球釩貿(mào)易流向、貿(mào)易商和企業(yè)的市場接受度、全球碳減排舉措、鋼鐵行業(yè)新標(biāo)執(zhí)行力度等多因素推動(dòng)下,全球釩消費(fèi)量在2020 年的基礎(chǔ)上又創(chuàng)新高。中國作為全球最大釩供應(yīng)和消費(fèi)國,受政策環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、競爭格局和應(yīng)用領(lǐng)域等方面影響,“十四五”期間的釩產(chǎn)品價(jià)格將在一定區(qū)間內(nèi)波動(dòng)。
3)未來幾年中國依舊為全球最大的釩需求市場
作為“十四五”開局之年,2021 年的中國鋼鐵行業(yè)在“減量提質(zhì)”中基本實(shí)現(xiàn)了供需動(dòng)態(tài)均衡。該領(lǐng)域用釩表現(xiàn)依然強(qiáng)勁,成為釩消納的主要發(fā)力點(diǎn)。相較于北美、歐洲、日本(0.08 kg/t)的釩在鋼中消費(fèi)強(qiáng)度,中國還有較大差距。依托政府出臺(tái)的一系列規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)的逐步實(shí)施,V-N 微合金化在高強(qiáng)鋼中的應(yīng)用進(jìn)程將進(jìn)一步加大,助推建筑用鋼的高質(zhì)化發(fā)展。
在中國“雙碳”持續(xù)深入的大背景下,預(yù)計(jì)未來幾年釩在鋼鐵領(lǐng)域中的消費(fèi)量將隨著鋼鐵生產(chǎn)趨于平緩,釩、鈮在鋼中的使用進(jìn)入平臺(tái)期等因素的影響而趨于平穩(wěn)。
4)短期內(nèi)原料端釩企仍為供應(yīng)主角,擴(kuò)能擴(kuò)產(chǎn)態(tài)勢(shì)依舊
全球釩市場的供應(yīng)端依然受控于初級(jí)釩企(擁有原料端),擁有釩原料的釩供應(yīng)格局整體呈現(xiàn)集中態(tài)勢(shì),后續(xù)的擴(kuò)能或新建項(xiàng)目有限,二級(jí)釩制造商仍會(huì)受礦石和鋼鐵基本面的影響。因二次回收資源尚未形成規(guī)模,難以滿足釩產(chǎn)業(yè)鏈的供應(yīng)需求,短期內(nèi)初級(jí)釩企仍為全球釩市場供應(yīng)的主角。
隨著高強(qiáng)度低合金鋼使用量增加,儲(chǔ)能領(lǐng)域的需求提振,中國釩市場潛力凸顯,國外釩企紛紛提出增產(chǎn)和擴(kuò)建計(jì)劃,如南非布什維爾德公司(釩電解液)、美國AMG(以廢催化劑為原料)、俄羅斯Evraz、哈薩克斯坦Ferro-Alloy 資源、澳大利亞Atlantic 和澳大利亞釩業(yè)公司AVL 等。
5)中長期釩需求將由儲(chǔ)能、鋼鐵及材料領(lǐng)域共同支撐
全球釩電池示范項(xiàng)目不斷涌現(xiàn)。如國外釩企布什維爾德資源公司正在Vametco 礦山建 1 MW/4 MWh VRFB+3.5 MW 太陽能的混合微型電網(wǎng),可減少碳足跡8 000 t/a;建立8 000 m3/a 的釩電解液廠。“雙碳”目標(biāo)下中國已建、在建和擬建釩電池項(xiàng)目多達(dá)30 余個(gè),分布在北京、遼寧、山西、江蘇、浙江、湖北、新疆等15 個(gè)省。隨著《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》等行業(yè)政策的深入實(shí)施,將為適合大規(guī)模、長周期儲(chǔ)能、安全性高的全釩液流電池的發(fā)展帶來重大機(jī)遇。
鋼鐵行業(yè)作為釩產(chǎn)品最大應(yīng)用端,其行業(yè)的周期性決定了全球釩市場的需求強(qiáng)弱。以目前可預(yù)見的技術(shù)趨勢(shì)看,釩在鋼鐵行業(yè)可使用的合理替代性很小,如建筑和汽車領(lǐng)域,加之一定時(shí)期內(nèi)全球鋼鐵需求仍呈緩慢增長態(tài)勢(shì),該領(lǐng)域依然會(huì)成為支撐釩需求的重要一極。此外,釩在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、飛機(jī)結(jié)構(gòu)、火箭、民用航空等鈦合金領(lǐng)域中的需求及其戰(zhàn)略儲(chǔ)備價(jià)值也將對(duì)全球釩市場起到積極的支撐作用。