中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)特點(diǎn)

中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)特點(diǎn)

中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)特點(diǎn)根據(jù)CNESA數(shù)據(jù)，2018年至2020年，我國(guó)發(fā)電側(cè)新增裝機(jī)分別占17．4%、20．0%和25．7%，電網(wǎng)側(cè)新增裝機(jī)分別占32．0%、19．0%和37．8%。2018年10月30日，國(guó)家發(fā)改委連同國(guó)家能源局發(fā)布《國(guó)家清潔能源消納三年行動(dòng)計(jì)劃任務(wù)（2018-2020）》，提出到2020年棄風(fēng)率力爭(zhēng)控制在5%左右，棄光率低于5%。2021年以來，山東、寧夏、青海等省份相繼出臺(tái)新能源強(qiáng)制配儲(chǔ)政策，要求新能源裝機(jī)必須搭配一定比例功率的儲(chǔ)能系統(tǒng)。以上政策的出臺(tái)和實(shí)施將有力推動(dòng)我國(guó)發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的儲(chǔ)能裝機(jī)需求。電價(jià)方面，根據(jù)GlobalPetrolPrices提供的數(shù)據(jù)，截至2022年3月，德國(guó)居民平均電價(jià)在統(tǒng)計(jì)的國(guó)家中排名第二，僅次于丹麥，達(dá)到0．429美元/kWh；而中國(guó)居民平均電價(jià)僅為0．076美元/kWh，遠(yuǎn)低于主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體，因此用戶側(cè)安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)在峰谷間的充放電性價(jià)比相對(duì)較低。全球新一輪碳減排目標(biāo)刺激我國(guó)能源體系變革提速，中國(guó)將推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)一體化發(fā)展，從發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)推廣儲(chǔ)能產(chǎn)品的使用。隨著國(guó)內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和電力市場(chǎng)的市場(chǎng)化和多元化發(fā)展，疊加能源價(jià)格上漲和強(qiáng)制配儲(chǔ)等因素，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)的潛力巨大，也將迎來新一輪發(fā)展機(jī)會(huì)。2021年6月7日，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于2021年新能源上網(wǎng)電價(jià)政策有關(guān)事項(xiàng)的通知》，各省市風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)指導(dǎo)價(jià)差異較大。對(duì)于上網(wǎng)電價(jià)較高的地區(qū)，安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可再生能源并網(wǎng)的收益更明顯，因此高電價(jià)地區(qū)儲(chǔ)能系統(tǒng)需求更明顯。截至2021年上半年，除少數(shù)省份外，儲(chǔ)能項(xiàng)目在全國(guó)各省份均有分布，其中廣東、湖北、山東、陜西等省份項(xiàng)目數(shù)量較多。根據(jù)《國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于2021年新能源上網(wǎng)電價(jià)政策有關(guān)事項(xiàng)的通知》，2021年，廣東、湖南、湖北等省份新建風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目指導(dǎo)價(jià)在全國(guó)各省份中處于較高水平。戶用儲(chǔ)能行業(yè)前景分析戶用儲(chǔ)能可稱為家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)，在用電低谷時(shí)，戶用儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電池組能夠自行充電，以備在用電高峰或斷電時(shí)使用。根據(jù)WoodMackenzie，IEA，SolarpowerEU，USDOE的數(shù)據(jù)，全球戶用儲(chǔ)能市場(chǎng)新增裝機(jī)規(guī)模預(yù)計(jì)從2021年的9．5GWh上升至2025年的93．4GWh，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)77．07%。物理儲(chǔ)能行業(yè)概況物理儲(chǔ)能作為最成熟并已形成商業(yè)化的儲(chǔ)能方式，它主要包括抽水蓄能、壓縮空氣蓄能等。根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2020年底全球儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模中，抽水蓄能占比達(dá)到90．3%，占據(jù)絕對(duì)的主導(dǎo)地位。儲(chǔ)能行業(yè)概況及發(fā)展前景當(dāng)前，在全球能源形勢(shì)日趨緊張、越來越多國(guó)家和地區(qū)作出碳中和承諾的背景下，儲(chǔ)能系統(tǒng)作為能夠有效緩解可再生能源的不穩(wěn)定性以及間歇性，保障電網(wǎng)安全，提高能源利用效率，并降低用電成本的方案而持續(xù)受到關(guān)注。因此，儲(chǔ)能作為全球能源轉(zhuǎn)型的重要環(huán)節(jié)，其市場(chǎng)需求將伴隨能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程的不斷深入而擴(kuò)大。電化學(xué)儲(chǔ)能行業(yè)概況電化學(xué)儲(chǔ)能作為近幾年增長(zhǎng)最迅猛的儲(chǔ)能方式，增長(zhǎng)速度由2018年的3．7%迅速提升到2020年的7．5%，受益于儲(chǔ)能技術(shù)的快速進(jìn)步，單位成本逐漸降低，具備了良好的商業(yè)化運(yùn)用條件，它主要包括以下幾種方式：鋰離子電池儲(chǔ)能、鉛蓄電池儲(chǔ)能和液流電池儲(chǔ)能。由于電化學(xué)儲(chǔ)能需要考慮壽命、安全性，以及經(jīng)濟(jì)成本的問題，而鋰離子電池儲(chǔ)能具有能量密度高、商業(yè)應(yīng)用廣、單位成本不斷下降、技術(shù)成熟，由此鋰離子電池儲(chǔ)能成為全球電化學(xué)儲(chǔ)能的霸主地位。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，鋰離子電池占電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)量的92%，鈉硫電池和鉛蓄電池分別占比3．6%、3．5%。目前鋰離子儲(chǔ)能主要采用磷酸鐵鋰電池技術(shù)儲(chǔ)能市場(chǎng)巨大，隨著技術(shù)進(jìn)步，儲(chǔ)能方式也會(huì)產(chǎn)生緩慢變化，未來代表性的儲(chǔ)能技術(shù)包括超導(dǎo)儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能等。便攜式儲(chǔ)能行業(yè)前景分析便攜儲(chǔ)能采用內(nèi)置高能量密度的鋰離子電池提供穩(wěn)定的交直流電輸出，是一種安全、可靠、便攜、穩(wěn)定、環(huán)保的小型儲(chǔ)能系統(tǒng)。根據(jù)中國(guó)化學(xué)與物理電源協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，全球便攜式儲(chǔ)能行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模從2016年的0．6億元，大幅上升至2020年的42．6億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)190．28%，預(yù)計(jì)至2026年將進(jìn)一步上升至882．3億元，市場(chǎng)前景廣闊。儲(chǔ)能變流器市場(chǎng)容量GGII調(diào)研顯示，2022年，中國(guó)儲(chǔ)能鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模破2000億，其中電力儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模從2021年480億元，增至2022年1600億元，其中PCS增幅達(dá)248%。根據(jù)CNESA統(tǒng)計(jì)，2021年陽光電源、科華數(shù)據(jù)、比亞迪PCS全球出貨量位居前三位，占據(jù)主要市場(chǎng)。儲(chǔ)能變流器作為儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電開關(guān)，是儲(chǔ)能系統(tǒng)中的技術(shù)壁壘。儲(chǔ)能變流器決定了輸出電能的質(zhì)量和特征，很大程度影響著電池的壽命，目前國(guó)內(nèi)形成了成熟的組串式和集中式成熟的規(guī)模化儲(chǔ)能變流器產(chǎn)業(yè)鏈，伴隨著儲(chǔ)能裝機(jī)量的提升，行業(yè)進(jìn)入爆發(fā)期，各公司百家爭(zhēng)鳴，需求的擴(kuò)張為這個(gè)行業(yè)帶來巨大紅利。同時(shí)受限于上游IGBT供應(yīng)不足，IGBT國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速，儲(chǔ)能變流器行業(yè)機(jī)遇大增。儲(chǔ)能管理系統(tǒng)，是指為基于磷酸鐵鋰電池、超級(jí)電容等儲(chǔ)能元件經(jīng)過多串并組合而成的儲(chǔ)能模組提供電源管理、保護(hù)等功能的系統(tǒng)。儲(chǔ)能管理系統(tǒng)（ESMS）包括但不限于電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS）等。儲(chǔ)能管理系統(tǒng)作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的決策中樞，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)度效率。隨著國(guó)家源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化布局，電網(wǎng)的調(diào)度功能也逐漸凸顯，引領(lǐng)電力體系變革。儲(chǔ)能管理系統(tǒng)，可以高效的提升系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)化、一體化，新能源發(fā)電并網(wǎng)量的增大，對(duì)應(yīng)的管理系統(tǒng)需求也日益旺盛，未來增量可觀。儲(chǔ)能管理系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)BMS、PCS、電表、電芯等進(jìn)行采集管理和協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障告警等功能，并利用峰谷價(jià)差儲(chǔ)能系統(tǒng)低充高放的方式實(shí)現(xiàn)電能移峰填谷，為用戶節(jié)省電費(fèi)。源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化，簡(jiǎn)單的可以理解為儲(chǔ)能在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的三種應(yīng)用途徑。發(fā)電側(cè)配儲(chǔ)，主要指為常見的光伏、風(fēng)電、水電配儲(chǔ)，主要運(yùn)營(yíng)模式為電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻獲取收益，同時(shí)改善可再生能源三棄問題；電網(wǎng)側(cè)配儲(chǔ)，主要的商業(yè)模式是將電網(wǎng)一部分容量租給新能源業(yè)主，或者參與市場(chǎng)交易；用戶側(cè)配儲(chǔ)，主要是提高自發(fā)自用水平，或者通過峰谷套利等模式降低用電成本。不管在哪種應(yīng)用場(chǎng)景下，都需要儲(chǔ)能管理系統(tǒng)進(jìn)行智慧管理和調(diào)度，進(jìn)而提升儲(chǔ)能的利用效率?；趦?chǔ)能管理系統(tǒng)的AI算法，收集系統(tǒng)數(shù)據(jù)，制定不同的充放電策略，保證儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性調(diào)用。提供熱管理的溫控系統(tǒng)成為儲(chǔ)能系統(tǒng)效率關(guān)鍵因素，是系統(tǒng)效率的保證。目前主要形成了以液冷和風(fēng)冷為主的技術(shù)路線，溫度直接影響電池的活性，溫差過高或者過低影響儲(chǔ)能系統(tǒng)的可用率、壽命和效率等性能，甚至帶來安全隱患。傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本較低，隨著系統(tǒng)的發(fā)展低功耗、高集成度、高換熱效率的液冷逐漸占據(jù)主要熱管理市場(chǎng)。風(fēng)冷系統(tǒng)簡(jiǎn)單成本較低，液冷功耗更低效果更好。風(fēng)冷系統(tǒng)具備系統(tǒng)簡(jiǎn)單、制造成本低、便于安裝等特點(diǎn)。在電池能量密度低，充放電速度慢的場(chǎng)景有比較多的應(yīng)用。液冷具備載熱量大，換熱效率高的特點(diǎn)，在電池包能量密度高，充放電速度快，環(huán)境溫度變化大的場(chǎng)合得到廣泛的應(yīng)用。液冷系統(tǒng)可以和電池包高度集成，所需空間小，無需擔(dān)心灰塵，水汽凝結(jié)。研究表明，液冷系統(tǒng)具有換熱密度大更節(jié)能、均溫性好、溫差更低、占地小效率高、壽命更長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。近年來，隨著我國(guó)能源改型升級(jí)步伐的加快，以儲(chǔ)能技術(shù)與系統(tǒng)為核心的現(xiàn)代智能電網(wǎng)日漸引起重視，儲(chǔ)能技術(shù)被大規(guī)模應(yīng)用于電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電、用電的各個(gè)環(huán)節(jié)，不僅推動(dòng)我國(guó)能源供給改革，而且是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)必不可少的核心技術(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2011-2022年1月期間全球共發(fā)生37起儲(chǔ)能電站爆炸事故，其中4起發(fā)生在中國(guó)。儲(chǔ)能安全問題亟待解決，儲(chǔ)能消防成為維護(hù)財(cái)產(chǎn)和人身安全的重中之重。因此，相關(guān)儲(chǔ)能消防安全政策法律法規(guī)也在不斷完善中，形成一個(gè)成熟的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為儲(chǔ)能消防行業(yè)的增長(zhǎng)提供保障。儲(chǔ)能消防系統(tǒng)由火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)組成。其核心思想是對(duì)報(bào)警區(qū)域中發(fā)生的任何火情及時(shí)地感知，并根據(jù)其報(bào)警級(jí)別分別在控制中心給予報(bào)警或進(jìn)行相應(yīng)的聯(lián)動(dòng)處理。主要包括火災(zāi)監(jiān)控、氣體滅火系統(tǒng)/高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)、災(zāi)后防復(fù)燃等。形成了完整的儲(chǔ)能消防產(chǎn)業(yè)鏈，以及豐富的下游應(yīng)用場(chǎng)景。鋰電池火災(zāi)與普通火災(zāi)具有較大的區(qū)別，鋰電池是一種含能物質(zhì)，具有燃燒激烈、熱蔓延迅速；毒性強(qiáng)、煙塵大、危險(xiǎn)性大；易復(fù)燃、撲救難度大等特征。然而，現(xiàn)有的滅火劑如干粉滅火劑對(duì)鋰電池滅火幾乎沒有效果；鹵代烷、二氧化碳、七氟丙烷只能撲滅明火，無法從根本上抑制火災(zāi)發(fā)生，往往稍后會(huì)出現(xiàn)復(fù)燃，不具備降溫和滅火的雙重功能，對(duì)鋰電池的火災(zāi)不具有適用性；水噴淋系統(tǒng)技術(shù)比較成熟，降溫滅火效果明顯，成本低廉且環(huán)境友好，但以水作為滅火介質(zhì)的弊端也很明顯，耗水量大，撲救時(shí)間長(zhǎng)，撲滅火災(zāi)后將導(dǎo)致儲(chǔ)能電站內(nèi)的電池短路損壞而無法正常使用。因此，針對(duì)鋰電池，特別是大型儲(chǔ)能鋰電池系統(tǒng)的火災(zāi)隱患進(jìn)行滅火防護(hù)，設(shè)計(jì)開發(fā)新型高效、防復(fù)燃滅火劑及滅火劑釋放系統(tǒng)和裝置，有利于鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。儲(chǔ)能在產(chǎn)業(yè)鏈中的位置儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游原材料及設(shè)備、中游儲(chǔ)能系統(tǒng)及集成、下游電力系統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用。儲(chǔ)能電池上游的原材料主要包括正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜以及結(jié)構(gòu)件等；上游的集成系統(tǒng)設(shè)備主要包括涂布機(jī)、攪拌機(jī)等。產(chǎn)業(yè)鏈中游主要為儲(chǔ)能系統(tǒng)的集成與制造，對(duì)于一個(gè)完整的儲(chǔ)能系統(tǒng)，一般包括電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS）以及儲(chǔ)能變流器（PCS）四大組成部分。產(chǎn)業(yè)鏈下游的應(yīng)用場(chǎng)景主要發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的電力系統(tǒng)儲(chǔ)能。儲(chǔ)能系統(tǒng)，主要包括電芯、能量管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、雙向逆變器、系統(tǒng)集成等，其中，電芯作用是儲(chǔ)備與釋放電能，成本占67%，電池管理系統(tǒng)作用是監(jiān)測(cè)、評(píng)估、保護(hù)、均衡電池等。全球儲(chǔ)能市場(chǎng)現(xiàn)狀各國(guó)能源結(jié)構(gòu)在碳中和背景下加速轉(zhuǎn)型，全球儲(chǔ)能市場(chǎng)近年保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）統(tǒng)計(jì)，2021年全球新增投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模達(dá)18．3GW，同比增長(zhǎng)185%，已投運(yùn)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)209．4GW，同比增長(zhǎng)9%。其中，新型儲(chǔ)能新增投運(yùn)規(guī)模翻番達(dá)到10．2GW，已投運(yùn)裝機(jī)規(guī)模累計(jì)25．4GW，同比增長(zhǎng)68%。美國(guó)、中國(guó)、歐洲為前三大市場(chǎng)，合計(jì)占全球市場(chǎng)的80%（根據(jù)2021年新增新型儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)模計(jì)算）。儲(chǔ)能發(fā)展的重要性及市場(chǎng)分析儲(chǔ)能，字面意思就是儲(chǔ)存能量。簡(jiǎn)單講就是使能量轉(zhuǎn)化為在自然條件下穩(wěn)定存在的能源，即在能量多余時(shí)，用特殊裝置將能量?jī)?chǔ)存起來，在需要時(shí)可以將能量釋放出來，從而起到調(diào)節(jié)能量供需在時(shí)空和強(qiáng)度上不匹配的作用。儲(chǔ)能能根據(jù)能量存儲(chǔ)形式的不同，廣義儲(chǔ)能包括電儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能三類。電儲(chǔ)能是最主要的儲(chǔ)能方式，按照存儲(chǔ)原理的