Rapport sur l'industrie des piles à flux redox au vanadium - un large espace pour la LDES

Lorsque la batterie à flux d'oxyde de vanadium est chargée et déchargée, l'oxyde de vanadium se transforme en oxygène. électrolyte de batterie Les électrodes de la cathode et de l'anode effectuent des réactions d'oxydoréduction des deux côtés de la membrane d'échange d'ions. En même temps, grâce à l'action de la pompe externe du réacteur, l'électrolyte du réservoir de stockage est constamment envoyé dans la chambre de la cathode et la chambre de l'anode pour maintenir la concentration des ions et réaliser la charge et la décharge de la batterie.

Avantages de la batterie à flux redox au vanadium

Une sécurité élevée et une extension facile de la capacité sont les principaux avantages.

Le principe de fonctionnement de la batterie à flux détermine qu'il s'agit de l'itinéraire technique le plus sûr dans l'itinéraire actuel de la technologie de stockage de l'énergie électrochimique. Contrairement à la batterie au lithium, l'électrolyte de la batterie à flux est séparé de la pile. Comme les ions de l'électrolyte de la batterie à oxydoréduction au vanadium existent dans une solution aqueuse, l'emballement thermique, la surchauffe, la combustion et l'explosion ne se produiront pas. En même temps, la batterie à flux redox au vanadium supporte des charges et des décharges fréquentes, et peut être chargée et déchargée des centaines de fois par jour.

L'électrolyte liquide permet la surcharge et la décharge excessive sans provoquer d'explosion ni de réduction de la capacité de la batterie. Par rapport aux piles au lithium, les propriétés de l'électrolyte à base d'eau des piles à flux redox au vanadium les empêchent de brûler et d'exploser. Les piles au vanadium utilisent des ions vanadium chimiquement réversibles dans une solution aqueuse, et leur fonction est indépendante de la structure de l'électrode. Elles sont donc très flexibles, même à des courants élevés, et il n'y a pas de problème de sécurité lié à la surcharge.

D'autre part, la puissance et la capacité de la batterie à flux redox au vanadium sont indépendantes l'une de l'autre, la puissance est déterminée par la spécification et la quantité de la pile, et la capacité est déterminée par la concentration et les étapes de l'électrolyte. L'expansion de la capacité peut être réalisée en augmentant la capacité de l'électrolyte au vanadium, de sorte qu'elle peut encore être sûre à une échelle installée de grande capacité.

La pile de la batterie à flux redox au vanadium est séparée du réservoir de stockage de l'électrolyte en tant qu'endroit où la réaction se produit, ce qui permet de surmonter fondamentalement le phénomène d'autodécharge de la batterie traditionnelle. La puissance ne dépend que de la taille de la pile, la capacité ne dépend que du stockage et de la concentration de l'électrolyte, et la conception est flexible.

Lorsque la puissance est constante, pour augmenter la capacité de stockage de l'énergie, il suffit d'augmenter le volume du réservoir de stockage de l'électrolyte ou d'augmenter le volume ou la concentration de l'électrolyte, sans modifier la taille de la pile. Parallèlement, la puissance peut être augmentée en augmentant la puissance du réacteur et le nombre de réacteurs, et la puissance de stockage en augmentant l'électrolyte, ce qui facilite l'expansion de l'échelle de la batterie et peut être utilisé pour construire des centrales de stockage d'énergie de kilowatts à 100 mégawatts, ce qui est très adaptable.

Longue durée de vie, récupération complète de base, faible coût du cycle de vie complet

Les batteries au vanadium ont une longue durée de vie. Les matériaux actifs de la cathode et de l'anode de la batterie à flux redox au vanadium existent dans les électrolytes de la cathode et de l'anode, respectivement. Il n'y a pas de changement de phase comme c'est souvent le cas dans d'autres batteries pendant la charge et la décharge, et la batterie peut être déchargée profondément sans être endommagée. Au cours du processus de charge et de décharge, l'ion vanadium, en tant que matière active, ne change que son état de valence dans l'électrolyte, ne réagit pas avec le matériau de l'électrode et ne produit pas d'autres substances.

Après une utilisation prolongée, elle conserve une bonne activité. La batterie au vanadium a donc une longue durée de vie. La batterie à flux redox au vanadium a un cycle de charge-décharge de plus de 10 000 fois, et certaines peuvent atteindre plus de 20 000 fois. Le coût du cycle de vie complet des batteries au vanadium est déjà inférieur à celui des batteries au lithium. À l'heure actuelle, le coût de l'installation initiale de la batterie à flux redox au vanadium est élevé, mais en raison de la longue durée de vie de la batterie au vanadium, le coût du stockage de l'énergie de la batterie à flux redox au vanadium est inférieur à celui de la batterie au lithium du point de vue de la durée de vie totale du cycle.

Nous avons comparé les coûts des projets de batteries à flux redox au vanadium et des projets de stockage d'énergie par batteries au lithium avec des données d'investissement complètes. Calculé sur la base de la durée de vie totale du cycle, le coût de la batterie à flux redox au vanadium est de 0,3-0,4 RMB/Wh, ce qui est déjà inférieur au coût de la batterie au lithium (environ 0,5 RMB/Wh). En même temps, la solution électrolytique au vanadium peut être recyclée et réutilisée après l'expiration de la durée de vie de la batterie.

Le coût de la solution d'électrolyte représente 40% du coût total du système de stockage d'énergie. Après la mise au rebut du système de stockage d'énergie, la valeur résiduelle est relativement élevée. Le coût du cycle de vie complet de la batterie à flux redox au vanadium pour le stockage d'énergie à long terme est déjà compétitif. En outre, les batteries au vanadium en sont encore au premier stade de l'industrialisation, et il est encore possible de réduire davantage les coûts après les progrès technologiques et l'application à grande échelle.

La production et les réserves de vanadium de la Chine sont les plus importantes, indépendantes et contrôlables au monde.

Du point de vue des ressources, la Chine se classe au premier rang mondial en termes de réserves et de production de vanadium, et les ressources nécessaires au développement des batteries au vanadium peuvent être contrôlées de manière indépendante.

● Réserves de ressources : Les ressources en vanadium de la Chine se classent au premier rang mondial. Selon les statistiques, à la fin de 2021, les réserves mondiales de vanadium métal s'élèvent à 63 millions de tonnes, dont plus de 24 millions de tonnes de réserves de vanadium métal ont été identifiées comme répondant aux exigences actuelles en matière d'exploitation minière et de production. Plus de 99% des réserves mondiales de vanadium sont concentrées en Chine, en Australie, en Russie et en Afrique du Sud ; les réserves de vanadium de la Chine s'élèvent à environ 9,5 millions de tonnes, représentant 39% des réserves mondiales de vanadium, ce qui la place au premier rang mondial.

● La production de vanadium : Le vanadium est entièrement autosuffisant. La production chinoise de vanadium représente 68% du total mondial, et les ressources peuvent être totalement autosuffisantes. Les principaux pays producteurs de vanadium dans le monde sont la Chine, la Russie, l'Afrique du Sud et le Brésil. Selon les données de l'USGS, la production mondiale de vanadium en 2021 sera de 107 000 tonnes de métal, dont 73 000 tonnes pour la Chine, ce qui représente 68%.

● La durée d'exploitation statique du vanadium est comparable. Selon les statistiques de l'USGS, la production mondiale de vanadium en 2021 étant d'environ 107 000 tonnes de métal (équivalant à 191 000 tonnes de pentoxyde de vanadium), la durée de vie statique exploitable des ressources mondiales de vanadium est d'environ 224 ans.

Inconvénients de la batterie à flux redox au vanadium

Le coût initial d'installation d'une batterie au vanadium est plus de deux fois supérieur à celui d'une batterie au lithium.

Le principal inconvénient des batteries au vanadium est le coût élevé de l'installation initiale, qui est plus de deux fois supérieur à celui des batteries au lithium-ion. Selon le coût d'investissement spécifique du projet de batterie au vanadium, le coût d'investissement total du projet est de 3,8-6,0 RMB / Wh ; parmi ceux-ci, le coût du système de stockage d'énergie de quatre heures est de 3,8-4,8 RMB / Wh, et le coût du système de stockage d'énergie de 2-3 heures est légèrement plus élevé, à 4,65-6 RMB / Wh, ce qui est toujours plus élevé que celui de la batterie au lithium.

Le développement rapide des batteries au vanadium ou l'augmentation du prix du vanadium

● Le stockage des nouvelles énergies se développe rapidement, et la taille du marché des batteries à flux redox au vanadium devrait augmenter rapidement. Selon les données pertinentes, à la fin de 2021, la capacité installée cumulée des projets mondiaux de stockage d'énergie qui ont été mis en service est de 209,4GW, soit une augmentation de 9% en glissement annuel. Parmi eux, le plus important est le stockage hydroélectrique par pompage, avec une capacité installée cumulée d'environ 180,5GW, représentant 86,2%, en baisse de 4,1 points de pourcentage par rapport à la fin de l'année 2020.

La capacité installée cumulée des nouveaux systèmes de stockage d'énergie (y compris les batteries lithium-ion, les batteries au plomb, les batteries sodium-soufre, l'air comprimé, les batteries d'écoulement, les supercondensateurs et les volants d'inertie, etc.) était de 25,4GW, soit une augmentation de 67,7% d'une année sur l'autre, représentant 12,2%. Parmi les nouveaux systèmes de stockage d'énergie, les batteries lithium-ion dominent toujours, représentant 90,9% de la capacité installée cumulée. D'ici à la fin de 2021, la puissance installée cumulée de la Chine s'élèvera à 46,1 GW, ce qui la placera au premier rang mondial. Parmi eux, la capacité installée de l'accumulation par pompage est de 39,8 GW, représentant 86,3%.

La capacité installée cumulée des nouveaux systèmes de stockage d'énergie est de 5729,7 MW, ce qui représente 12,51 TTP3, et le stockage de chaleur cumulé des sels fondus représente 1,21 TTP3. Parmi les nouvelles capacités de stockage d'énergie, Batterie au plomb et batterie au lithium-ionLes batteries lithium-ion représentaient 89,6%, les batteries plomb-acide 5,9%. Le stockage d'énergie par air comprimé a représenté 3,2%, les batteries d'écoulement 0,9%, et les autres formes de stockage d'énergie électrochimique (supercondensateurs et stockage d'énergie par volant d'inertie) 0,4%.

● Les politiques aident le marché du stockage de l'énergie à se développer. Le gouvernement chinois a publié des documents pertinents indiquant que, sur la voie du pic et de la neutralité en matière de carbone, il est nécessaire de construire un système énergétique sûr, efficace, propre et à faible teneur en carbone, et de promouvoir la réalisation d'un développement complet, axé sur le marché, du stockage des nouvelles énergies.

● La croissance rapide de l'échelle des batteries à flux redox au vanadium pourrait stimuler la demande de vanadium. L'année 2021 est la première année de développement à grande échelle du stockage de l'énergie en Chine, et le projet de batterie à oxyde de vanadium d'une capacité de 100 mégawatts est également en cours de construction. Selon les statistiques de la CNESA, en 2021, le taux de pénétration des batteries à flux global (essentiellement des batteries à flux à oxyde de vanadium) dans le domaine du stockage de l'énergie nouvelle en Chine atteindra 0,9%.

Bénéficiant des multiples avantages des ressources, de la sécurité, de la protection de l'environnement et de la politique, avec la mise en œuvre progressive de nombreux grands projets de batteries au vanadium, la capacité installée des batteries à flux redox au vanadium connaîtra une croissance fulgurante. Selon les deux scénarios conservateur et idéal et les taux de pénétration de 10%, 20% et 30% des batteries au vanadium dans le nouveau stockage de l'énergie, la capacité annuelle installée des batteries au vanadium en 2026 est de 1,48GW-7,06GW.

Selon l'USGS, la capacité de production de vanadium métal de la Chine est d'environ 131 000 tonnes en 2021. Si le développement ultérieur des ressources en vanadium n'est pas conforme aux attentes, ou si le prix du vanadium est manifestement tiré, le coût de l'électrolyte de la batterie à flux redox au vanadium s'en trouvera affecté.

Faible densité énergétique et faible rendement de conversion, exigences élevées en matière d'entretien des consommables

● La densité énergétique et le rendement de conversion sont faibles. La batterie à flux redox au vanadium est très exigeante en ce qui concerne la température ambiante pendant son fonctionnement, et elle a également besoin d'une pompe pour maintenir le flux de l'électrolyte, de sorte que ses pertes sont importantes et que l'efficacité de la conversion énergétique est inférieure à celle de la batterie au lithium, qui est de 70-75%. Limitées par la solubilité de l'ion vanadium et la conception de la pile, les batteries à flux redox au vanadium ont une densité énergétique plus faible que les autres batteries, de 12 à 40 Wh/kg seulement.

● Les consommables nécessitent un entretien en temps voulu. La plaque de graphite doit être gravée par la solution positive. Si l'utilisateur travaille correctement, la plaque de graphite peut être utilisée pendant deux ans. Si l'utilisateur ne travaille pas correctement, la plaque de graphite peut être complètement attaquée par une seule charge, et la pile ne peut qu'être mise au rebut. Dans des conditions normales d'utilisation, la pile doit être entretenue par des professionnels tous les deux mois. Cet entretien à haute fréquence est coûteux et laborieux.

Potentiel : La LDES est très utile

La LDES est l'une des clés pour atteindre le double objectif carbone

Alors que le taux de pénétration des énergies renouvelables continue d'augmenter, la demande de temps de stockage de l'énergie s'accroît également. Dans le contexte de la promotion continue de la neutralité carbone à l'échelle mondiale, le stockage d'énergie de longue durée (LDES) est l'une des clés permettant d'atteindre l'objectif de double émission de carbone. Dans le contexte du développement vigoureux des énergies renouvelables, le LDES joue un rôle important dans l'amélioration de la capacité de stockage de l'énergie, en assurant la régulation des pics et le fonctionnement stable du système électrique, ainsi que l'alimentation en énergie dans les situations extrêmes.

● Améliorer la capacité de stockage de l'énergie : Dans le cadre de l'objectif de double émission de carbone, la part des sources traditionnelles de combustibles fossiles telles que la production d'énergie thermique diminuera progressivement, les énergies renouvelables (photovoltaïque, éolienne, etc.) remplaceront progressivement l'énergie thermique en tant que principale source de production d'énergie, et la LDES est d'une grande importance en tant que soutien à la construction d'énergies renouvelables.

● Assurer la régulation des pointes ainsi que la sécurité et la stabilité du système électrique : La LDES peut ajuster la fluctuation de la production d'énergie nouvelle dans une dimension temporelle plus longue avec des caractéristiques de cycle long et de grande capacité, éviter la congestion du réseau lorsque l'énergie propre est excédentaire, et libérer et augmenter la fourniture d'électricité lors des pics de charge.

● Supplément de puissance dans les cas extrêmes : La suspension de l'approvisionnement en électricité et les tensions sur l'approvisionnement en énergie causées par des facteurs de force majeure (catastrophes naturelles telles que les incendies de forêt, les tempêtes de pluie, les inondations, les grands froids, les conflits entre les principaux pays fournisseurs d'énergie, etc. La LDES peut garantir l'approvisionnement en électricité dans les cas extrêmes, assurer le fonctionnement stable du système électrique de l'ensemble de la société et réduire le coût de l'électricité.

La batterie à flux a un vaste champ d'application dans le domaine des LDES.

La LDES en est encore au stade initial de la R&D et de la démonstration. Parmi les différentes solutions, l'échelle de construction du pompage-turbinage est relativement importante. Avec les avantages d'une technologie mature, d'un rendement élevé et d'un faible coût, les centrales électriques de pompage-turbinage sont devenues la solution ayant la plus grande capacité de stockage d'énergie au monde. Les centrales de pompage-turbinage à grande échelle peuvent fournir de l'énergie à faible coût et répartissable, et constituent une solution majeure pour la stabilité du réseau en raison de leurs temps de réponse rapides.

Mais les principales limites de l'accumulation par pompage sont les contraintes liées au site, les longs délais de construction et les préoccupations environnementales. À long terme, grâce à la promotion de l'industrie des batteries d'énergie, le stockage d'énergie électrochimique n'est pas limité par l'environnement géographique et se trouve dans une position concurrentielle relativement favorable. En termes de stockage d'énergie électrochimique, les batteries lithium-ion, les batteries sodium-soufre, les batteries sodium-ion et les batteries à flux ont toutes un grand potentiel d'application ; tandis que les batteries à flux à oxyde de vanadium peuvent être utilisées dans les systèmes LDES en raison de leur longue durée de vie et de leur facilité d'expansion.

● Batterie au lithium-ion : Les batteries au lithium ont une densité énergétique et un rendement de conversion élevés, qui sont largement utilisés dans le domaine du stockage de l'énergie.

● Batterie à base de sodium : La batterie sodium-soufre a déjà été installée, les matières premières de sodium et de soufre proviennent d'un large éventail, mais les exigences du processus sont très élevées, la température de fonctionnement est d'environ 300-350 degrés, et l'état de fusion de l'activité du sodium et du soufre est important, ce qui présente certains risques pour la sécurité.

Cependant, les batteries sodium-ion ont l'avantage d'être sûres, riches en ressources et peu coûteuses, mais elles présentent également des inconvénients tels que des temps de cycle faibles et des réactions secondaires des matériaux d'électrode qui affectent la durée de vie de la batterie. À l'heure actuelle, elles n'ont pas fait l'objet d'une promotion à grande échelle dans l'industrie du stockage de l'énergie, et leurs avantages doivent encore être vérifiés.

● Batterie d'écoulement : La batterie de flux présente les avantages d'une sécurité et d'une stabilité élevées, d'une longue durée de vie, d'une forte capacité d'expansion, du recyclage et de la protection de l'environnement, mais elle présente également les inconvénients d'un coût d'installation initial élevé.

Compte tenu des avantages d'une sécurité et d'une stabilité élevées, d'une longue durée de vie, d'une forte expansion de la capacité, du recyclage et de la protection de l'environnement, on s'attend à ce que les batteries à flux liquide aient un vaste champ d'application dans le domaine des LDES, et qu'elles concurrencent le stockage par pompage/le stockage d'énergie par l'hydrogène et le stockage d'énergie par l'air comprimé.

Les piles au vanadium sont commercialisées plus rapidement que les piles à flux

À l'heure actuelle, les piles à flux comprennent principalement plus de 20 itinéraires techniques, tels que les piles à flux redox au vanadium, les piles à flux fer-chrome, les piles à flux zinc-bromure et les piles à flux zinc-fer. À l'heure actuelle, les trois premiers itinéraires techniques font l'objet d'un examen plus approfondi. La batterie à flux redox au vanadium est une voie relativement mature pour la commercialisation des batteries à flux. La batterie à oxyde de vanadium présente l'avantage d'avoir mené des projets de démonstration pendant de nombreuses années, la chaîne industrielle s'est progressivement formée et le coût de l'ensemble du cycle de vie est faible. Elle devrait être largement utilisée dans les systèmes de stockage d'énergie à long terme.

● Exploitation sûre de plusieurs projets de démonstration : La batterie à flux redox au vanadium fonctionne depuis de nombreuses années dans le monde, et l'effet d'industrialisation et la vérification de la fiabilité sont nettement supérieurs à ceux des batteries à flux fer-chrome et des batteries à flux zinc-bromine. Selon des données pertinentes, en février 2022, la plus grande centrale électrique d'écrêtement des pointes avec batterie à flux redox au vanadium de 100 MW au monde est entrée dans la phase de mise en service d'un module unique à Dalian.

● L'ensemble de la chaîne industrielle se met progressivement en place : La chaîne d'approvisionnement en matières premières telles que l'électrolyte, le diaphragme et l'électrode à membrane pour la batterie à flux redox au vanadium a été initialement formée, et le processus de localisation en Chine s'accélère, ce qui a permis de soutenir la conception et le développement de projets de 100 mégawatts, et ses installations industrielles de soutien sont plus matures.

● Avantage en termes de coûts sur l'ensemble du cycle de vie : Le coût du cycle de vie complet de la batterie à oxyde de vanadium est déjà inférieur à celui de la batterie au lithium, et les conditions sont réunies pour une application commerciale à grande échelle.

En résumé, la batterie à flux redox au vanadium présente les avantages d'une grande sécurité, d'une longue durée de vie, d'une forte expansion de la capacité et d'une grande efficacité. Nous sommes optimistes quant au potentiel de la batterie à flux redox au vanadium dans le domaine des applications de stockage de l'énergie, en particulier dans le domaine du stockage de l'énergie à long terme.

La politique et la technologie favorisent la réduction des coûts des batteries à flux redox au vanadium

Le soutien politique est une impulsion importante pour le développement des batteries au vanadium.

● Formuler des subventions pertinentes pour le développement de la batterie à flux redox au vanadium. La plupart des projets de batteries à flux redox au vanadium existants sont des projets de démonstration promus par les gouvernements locaux, et un petit nombre d'entre eux sont des projets de construction indépendants d'entreprises. Le coût du cycle de vie complet de la batterie à flux redox au vanadium est inférieur à celui de la batterie au lithium, mais le coût de construction initial est trop élevé, ce qui n'incite pas les entreprises à investir. À l'avenir, il faudra encore promouvoir au niveau gouvernemental et formuler un mécanisme de compensation des prix et des politiques industrielles LDES qui soient mis en œuvre de manière efficace.

● Renforcer le développement des ressources et accroître la capacité de production des entreprises sidérurgiques. Comme la principale production chinoise de vanadium provient des scories de vanadium dans le processus de fabrication de l'acier au titanomagnétite, permettre aux entreprises sidérurgiques correspondantes d'augmenter leur capacité de production est également l'un des moyens d'accroître la source de ressources en vanadium. Parallèlement, des politiques de soutien au développement des ressources en vanadium peuvent également être mises en place afin d'accroître le développement des ressources en vanadium en Chine.

Les progrès technologiques devraient continuer à réduire les coûts

L'ensemble du système de stockage d'énergie de la batterie au vanadium est principalement composé d'une pile, d'un électrolyte, d'un onduleur, d'un contrôle intelligent, d'un réservoir de stockage, d'un conteneur, d'une pompe tubulaire et d'un capteur de valve. Les composants les plus importants d'une batterie au vanadium sont la pile et l'électrolyte. L'électrolyte est généralement composé de pentoxyde de vanadium, qui est également la principale utilisation des produits au vanadium dans l'ensemble du système de batterie au vanadium.

Selon l'IRENA, le coût des batteries au vanadium est principalement divisé en trois parties : le réacteur, l'électrolyte et les coûts des équipements périphériques. Le réacteur et l'électrolyte sont les principaux coûts, représentant environ 75%, le coût de l'électrolyte de vanadium environ 40%, le coût du réacteur environ 35%, et les autres composants environ 25%.

● La technologie n'a cessé de faire baisser le coût des réacteurs électriques. Le coût des batteries au lithium a chuté rapidement après l'application commerciale, passant de $7,523 / KWh en 1991 à $181 / KWh en 2018. Si l'on se réfère à l'approche de réduction des coûts des batteries au lithium, on peut prédire que le coût des batteries au vanadium a encore une grande marge de manœuvre à la baisse après la production de masse.

Les batteries à flux redox au vanadium n'en sont encore qu'au début de leur commercialisation, et il existe un large espace pour la réduction des coûts grâce aux progrès technologiques. Par exemple, la réduction de la surface d'utilisation des matériaux membranaires permet de réduire le coût des batteries.

● La substitution de matériaux produits localement en Chine fait baisser les coûts. Avec la promotion progressive des membranes d'échange d'ions chinoises, il y a encore beaucoup de place pour la réduction des coûts dans des produits tels que les membranes.

Offre et demande de vanadium

Approvisionnement : Les réserves et la production de vanadium de la Chine sont les premières au monde.

● Ressources : En 2021, les réserves et la proportion de production de vanadium de la Chine seront les premières au monde. Comme indiqué plus haut, les réserves chinoises de minerai de vanadium représenteront, à la fin de 2021, 39% du total mondial. En 2021, la production chinoise représentera 68% du total mondial, ce qui la placera au premier rang mondial.

● Les matières premières et les procédés : La magnétite vanadium-titane est la principale source dans le monde, et les scories de vanadium sont la principale source en Chine. Bien que le vanadium soit abondant dans la croûte terrestre, il forme principalement des minerais symbiotiques ou composites avec d'autres minéraux, et les minerais de vanadium indépendants sont rares. La Chine utilise les scories de vanadium comme matières premières pour la production de vanadium, ce qui représente 86,91 Tonnes de matières premières de scories de vanadium, et seulement 0,31 Tonnes de matières premières de magnétite de vanadium et de titane sont utilisées directement.

La proportion de la production de vanadium extraite du charbon de pierre a diminué en raison de problèmes environnementaux. Le charbon de pierre est un anthracite de faible qualité, à faible teneur en carbone et à faible pouvoir calorifique, et c'est également un minerai symbiotique polymétallique de faible qualité. Plus de 60 éléments associés ont été découverts dans les ressources de charbon de pierre en Chine. Parmi eux, le vanadium peut former des gisements industriels.

Toutefois, la teneur en vanadium du charbon de pierre est très faible, et la teneur en pentoxyde de vanadium est généralement inférieure à 0,8%. La proportion de vanadium extraite du charbon de pierre a considérablement diminué depuis 2017. Ces dernières années, certaines entreprises ont fait des percées dans le processus et ont réalisé l'extraction verte du vanadium à partir du charbon de pierre. La proportion de production de vanadium extrait du charbon de pierre pourrait augmenter légèrement à l'avenir.

● Capacité de production : La capacité de production de Pangang Group Vanadium Titanium & Resources est la première. Plus de 70% du vanadium mondial provient des scories de vanadium, sous-produits de l'élaboration de l'acier. Les principales entreprises de production de vanadium disposant d'une grande capacité de production sont Pangang Group Vanadium Titanium & Resources, Evraz of Russia, Chengde Street, Beijing Jianlong Heavy Industry, etc. La capacité de production de vanadium et de titane de Pangang Group Vanadium Titanium & Resources est de 40 000 tonnes par an, ce qui la place au premier rang mondial.

Application du vanadium : plus de 90% d'applications dans l'industrie de l'acier

Le vanadium est un élément d'alliage important, principalement utilisé dans l'acier, les additifs d'alliage de titane, les catalyseurs chimiques et le domaine du stockage de l'énergie. Les composés de vanadium les plus courants dans l'industrie sont le VO, le V2O3, le V2O5, le vanadium ferrique FeV et le vanadate partiel d'ammonium NH4VO3.

● Acier : Le vanadium métallique est ajouté à la production d'acier sous la forme de ferrovanadium et d'alliages vanadium-azote pour améliorer la solidité, la dureté, la ductilité et la résistance à la chaleur de l'acier. L'acier allié contenant du vanadium a une grande solidité, une grande ténacité et une bonne résistance à l'usure. Il est largement utilisé dans la production et la construction d'oléoducs et de gazoducs, de bâtiments, de ponts, de rails, etc. L'industrie sidérurgique représente la plus grande proportion des applications en aval du vanadium, et sa consommation représente plus de 90% de la consommation de vanadium.

● Alliage de titane : Environ 2% de vanadium forment un alliage de titane sous la forme d'un alliage de titane-aluminium-vanadium. Le vanadium peut être utilisé comme stabilisateur et agent de renforcement dans l'alliage de titane, ce qui permet à l'alliage de titane d'avoir une bonne ductilité et plasticité. Il est principalement utilisé dans les moteurs d'avion, les squelettes de cabines aérospatiales, les missiles, les aubes de turbines à vapeur, les carters de moteurs de fusées, etc. En outre, les alliages de vanadium sont également utilisés dans les matériaux magnétiques, les alliages durs, les matériaux supraconducteurs et les matériaux pour réacteurs nucléaires.

● L'industrie chimique : Dans l'industrie chimique, le vanadium est principalement utilisé comme catalyseur pour la fabrication d'acide sulfurique et de caoutchouc vulcanisé, et il est également utilisé pour inhiber la production d'oxyde nitreux dans les centrales électriques. D'autres produits chimiques à base de vanadium sont principalement utilisés comme catalyseurs, colorants céramiques, révélateurs, déshydratants, etc.

● Le stockage de l'énergie : À l'heure actuelle, l'utilisation du vanadium dans la production de batteries à flux redox entièrement au vanadium est également devenue un point chaud de la recherche dans l'industrie du stockage de l'énergie. Si vous souhaitez en savoir plus sur l'industrie du stockage de l'énergie, vous pouvez également lire l'article suivant les 5 premières entreprises de batteries de stockage d'énergie sur notre site web pour vous aider. Dans le secteur du stockage de l'énergie, de grands progrès ont été réalisés ces dernières années dans la recherche sur les batteries à flux redox au vanadium dans le domaine de l'énergie propre. Les batteries à oxyde de vanadium ont de vastes perspectives commerciales dans les domaines de la production d'énergie éolienne, de la production d'énergie photovoltaïque, de la régulation des pics du réseau, des centrales de distribution, des stations de base de communication et d'autres domaines, et ont été utilisées dans des systèmes commerciaux de stockage de l'énergie.