戶用儲能系統(tǒng)及部件行業(yè)發(fā)展概況

戶用儲能系統(tǒng)及部件行業(yè)發(fā)展概況

儲能行業(yè)發(fā)展情況（一）儲能技術(shù)簡介儲能即能量的存儲，指通過某種介質(zhì)或設(shè)備，將一種形式的能量轉(zhuǎn)化成另一種較為穩(wěn)定的能量形式并存儲，在需要時以特定能量形式釋放出來的一系列技術(shù)和措施。根據(jù)儲能原理的不同，可以細分為機械儲能、電磁儲能和電化學(xué)儲能等。根據(jù)CNESA，截至2021年末，在全球累計儲能裝機規(guī)模中，86．2%為抽水蓄能；在中國累計儲能裝機規(guī)模中，86．3%為抽水蓄能，均為占比最高的儲能形式，但受地理選址和建設(shè)施工的局限較多。憑借受地理條件影響較小、建設(shè)周期較短、能量密度大等優(yōu)勢，電化學(xué)儲能可靈活運用于各類電力儲能場景中，是當(dāng)前應(yīng)用范圍最廣、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮碾娏δ芗夹g(shù)，包括鈉硫電池、液流電池、鋰離子電池等，主要應(yīng)用于分鐘至小時級的工作場景。（二）儲能技術(shù)應(yīng)用場景與商業(yè)模式儲能在電力系統(tǒng)中具有豐富的應(yīng)用場景，通常將儲能的應(yīng)用場景分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)，不同場景下對應(yīng)的儲能系統(tǒng)商業(yè)模式有所區(qū)別。在發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)，儲能系統(tǒng)主要用于可再生能源并網(wǎng)，以平滑電力輸出，進而緩解以光伏、風(fēng)電為代表的新能源發(fā)電因其間歇性與波動性對電網(wǎng)穩(wěn)定性帶來的沖擊和棄風(fēng)棄光等電力消納問題。不同于傳統(tǒng)的火電、水電，光伏發(fā)電輸出功率受到光照強度、溫度等因素影響，同時其發(fā)電在日間達到高峰進而無法直接匹配傍晚和夜間的用電需求；風(fēng)力發(fā)電由于其受風(fēng)力驅(qū)動的特性進而會受到風(fēng)速、風(fēng)力等自然條件影響，輸出功率存在季節(jié)性甚至日間差異。由于電力的輸出、配送、使用同時完成，因此整個電力系統(tǒng)必須時刻處于動態(tài)平衡狀態(tài)，進而對于穩(wěn)定性提出極高要求，當(dāng)電源端功率與負(fù)荷端功率不同時，電力系統(tǒng)頻率發(fā)生變化，導(dǎo)致電網(wǎng)不穩(wěn)定。由于電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電功率和用戶端的用電功率均具有瞬時特性，電網(wǎng)始終處于波動變化中。為保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，需要電網(wǎng)側(cè)提供輔助服務(wù)。根據(jù)提供方式的不同，電力輔助服務(wù)可分為基本輔助服務(wù)和有償輔助服務(wù)?；倦娏o助服務(wù)是指機組為保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行必須提供的無償輔助服務(wù)，包括一次調(diào)頻、基本調(diào)峰、基本無功調(diào)節(jié)。有償電力輔助服務(wù)包括二次調(diào)頻、有償調(diào)峰、自動電壓控制（AVC）、備用、轉(zhuǎn)動慣量、爬坡、黑啟動等。目前發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)儲能系統(tǒng)的主要商業(yè)模式為提供以調(diào)峰調(diào)頻為主的電力輔助服務(wù)并進行收費。在用戶側(cè)，提高新能源的自發(fā)自用比例和谷電峰用應(yīng)用比較普遍。戶用儲能市場主要將光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)結(jié)合，以實現(xiàn)高比例的低成本光伏電力自發(fā)自用為目的，降低用戶的用電成本并利用儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)能力提高用戶的用電穩(wěn)定性。此外，電價峰谷價差現(xiàn)象在國內(nèi)外諸多地區(qū)較為常見，因此利用儲能系統(tǒng)通過峰谷電價賺取利潤具備可行性。因為峰谷價差的存在，無論是工商業(yè)用戶單獨安裝儲能，還是安裝光儲一體化的用戶均可以在電價處于低谷時利用儲能系統(tǒng)存儲電能，在電價處于高峰時減少使用電網(wǎng)電能的數(shù)量甚至從儲能系統(tǒng)中釋放電能出售，進而通過峰谷電價獲取收益。與此同時，配置儲能系統(tǒng)可在停電情況或無電的情況下保障電力供應(yīng)，將電力短缺帶來的損失降至最低。對于存在兩部制電價（容量電費和電量電費）的國家或地區(qū)，儲能還可幫助電力使用者降低容量電費以降低用電成本。（三）儲能行業(yè)的市場容量根據(jù)CNESA的相關(guān)報告，截至2021年末，全球已投運儲能項目累計裝機功率達到209．4GW，較2020年末191．1GW同比增長約9．6%。新型儲能的累計裝機規(guī)模為25．4GW，同比增長67．7%。截至2021年末，中國已投運儲能項目累計裝機功率達到46．1GW，較2020年末35．6GW同比增長29．5%，占全球累計裝機功率22．0%，占比較2020年末提升3．4個百分點。其中，抽水蓄能的累計裝機規(guī)模最大，為39．8GW，所占比重與去年同期相比再次下降，約為3個百分點。市場增量主要來自鋰電子電池、鉛蓄電池、壓縮空氣等新型儲能，其累計裝機規(guī)模達到5．73GW，同比增長74．5%。2021年，中國新型儲能新增規(guī)模首次突破2GW，達到2．45GW，同比增長56．7%。新型儲能中，鋰離子電池和壓縮空氣均有百兆瓦級項目并網(wǎng)運行。從新型儲能規(guī)劃在建項目情況來看，2021年中國新型儲能走向規(guī)模化發(fā)展。2021年規(guī)劃、在建、投運的項目共計851個、約26．3GW。其中投運的新型儲能項目主要以小于10MW的中小體量為主，數(shù)量占比約76．5%；規(guī)劃中和在建的儲能項目以10MW及以上的大體量項目為主，數(shù)量占比達到62．0%，其中規(guī)劃在建的百兆瓦項目超過70個，在體量上具備為電網(wǎng)提供儲能支持的基礎(chǔ)和條件。儲能變流器市場容量GGII調(diào)研顯示，2022年，中國儲能鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模破2000億，其中電力儲能產(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248%。根據(jù)CNESA統(tǒng)計，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。儲能變流器作為儲能系統(tǒng)充放電開關(guān)，是儲能系統(tǒng)中的技術(shù)壁壘。儲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，目前國內(nèi)形成了成熟的組串式和集中式成熟的規(guī)?；瘍δ茏兞髌鳟a(chǎn)業(yè)鏈，伴隨著儲能裝機量的提升，行業(yè)進入爆發(fā)期，各公司百家爭鳴，需求的擴張為這個行業(yè)帶來巨大紅利。同時受限于上游IGBT供應(yīng)不足，IGBT國產(chǎn)化進程加速，儲能變流器行業(yè)機遇大增。儲能管理系統(tǒng)，是指為基于磷酸鐵鋰電池、超級電容等儲能元件經(jīng)過多串并組合而成的儲能模組提供電源管理、保護等功能的系統(tǒng)。儲能管理系統(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。儲能管理系統(tǒng)作為儲能系統(tǒng)的決策中樞，提高儲能系統(tǒng)調(diào)度效率。隨著國家源網(wǎng)荷儲一體化布局，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，對應(yīng)的管理系統(tǒng)需求也日益旺盛，未來增量可觀。儲能管理系統(tǒng)對系統(tǒng)BMS、PCS、電表、電芯等進行采集管理和協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)實時監(jiān)控、故障告警等功能，并利用峰谷價差儲能系統(tǒng)低充高放的方式實現(xiàn)電能移峰填谷，為用戶節(jié)省電費。源網(wǎng)荷儲一體化，簡單的可以理解為儲能在發(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，主要指為常見的光伏、風(fēng)電、水電配儲，主要運營模式為電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻獲取收益，同時改善可再生能源三棄問題；電網(wǎng)側(cè)配儲，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，或者參與市場交易；用戶側(cè)配儲，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)用場景下，都需要儲能管理系統(tǒng)進行智慧管理和調(diào)度，進而提升儲能的利用效率。基于儲能管理系統(tǒng)的AI算法，收集系統(tǒng)數(shù)據(jù)，制定不同的充放電策略，保證儲能的經(jīng)濟性調(diào)用。提供熱管理的溫控系統(tǒng)成為儲能系統(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。風(fēng)冷系統(tǒng)簡單成本較低，液冷功耗更低效果更好。風(fēng)冷系統(tǒng)具備系統(tǒng)簡單、制造成本低、便于安裝等特點。在電池能量密度低，充放電速度慢的場景有比較多的應(yīng)用。液冷具備載熱量大，換熱效率高的特點，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、壽命更長的優(yōu)點。近年來，隨著我國能源改型升級步伐的加快，以儲能技術(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、用電的各個環(huán)節(jié)，不僅推動我國能源供給改革，而且是實現(xiàn)智能電網(wǎng)必不可少的核心技術(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計，2011-2022年1月期間全球共發(fā)生37起儲能電站爆炸事故，其中4起發(fā)生在中國。儲能安全問題亟待解決，儲能消防成為維護財產(chǎn)和人身安全的重中之重。因此，相關(guān)儲能消防安全政策法律法規(guī)也在不斷完善中，形成一個成熟的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為儲能消防行業(yè)的增長提供保障。儲能消防系統(tǒng)由火災(zāi)報警系統(tǒng)和消防聯(lián)動系統(tǒng)組成。其核心思想是對報警區(qū)域中發(fā)生的任何火情及時地感知，并根據(jù)其報警級別分別在控制中心給予報警或進行相應(yīng)的聯(lián)動處理。主要包括火災(zāi)監(jiān)控、氣體滅火系統(tǒng)/高壓細水霧滅火系統(tǒng)、災(zāi)后防復(fù)燃等。形成了完整的儲能消防產(chǎn)業(yè)鏈，以及豐富的下游應(yīng)用場景。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、煙塵大、危險性大；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，往往稍后會出現(xiàn)復(fù)燃，不具備降溫和滅火的雙重功能，對鋰電池的火災(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，撲救時間長，撲滅火災(zāi)后將導(dǎo)致儲能電站內(nèi)的電池短路損壞而無法正常使用。因此，針對鋰電池，特別是大型儲能鋰電池系統(tǒng)的火災(zāi)隱患進行滅火防護，設(shè)計開發(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能系統(tǒng)的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。儲能行業(yè)進入壁壘（一）儲能行認(rèn)證壁壘對于儲能企業(yè)而言，在不同國家銷售通常需要先經(jīng)過當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)品認(rèn)證，涉及大量嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)和復(fù)雜的認(rèn)證程序，對進入者提出了較高要求。部分國家和地區(qū)完成認(rèn)證需要半年至一年以上的時間，限制了新進入者進入市場的速度。（二）儲能行技術(shù)壁壘BMS是控制，理電池各項功能并保護電池的核心部件，是儲能產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成環(huán)節(jié)，BMS的技術(shù)水平直接決定了電芯的使用效率和壽命。部分電芯參數(shù)無法通過直接觀測取得，而是需要積累大量的電芯使用數(shù)據(jù)，通過放電電壓、電流、時間、循環(huán)次數(shù)等指標(biāo)優(yōu)化算法從而模擬電池充放電情況。實現(xiàn)高精度測量需要大量數(shù)據(jù)積累以及長時間的算法調(diào)試，并根據(jù)電芯的使用壽命對各項參數(shù)進行微調(diào)，才能構(gòu)建完善的BMS策略，繼而為SOC、SOH、SOP估算提供保障并形成穩(wěn)定高效的儲能系統(tǒng)。對于新進入者而言，突破核心技術(shù)不僅需要較大的資本投入，還需要較長的時間積累。因此BMS技術(shù)成為制約新進入者進入本行業(yè)的主要壁壘之一。EMS作為儲能系統(tǒng)供電實體的控制系統(tǒng)，需要控制逆變器、負(fù)載、電池模組等部件的穩(wěn)定運行，是儲能系統(tǒng)的控制核心，全方位地保障了用電可靠性和經(jīng)濟性。（三）儲能行產(chǎn)品品牌壁壘儲能系統(tǒng)的安全性，可靠性是消費者選擇產(chǎn)品時的重要考慮因素，此外，儲能產(chǎn)品價格相對較高且質(zhì)保期較長，因此消費者選擇儲能系統(tǒng)時往往較為傾向品牌認(rèn)可度較高的企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品。而產(chǎn)品品牌的建設(shè)需要較長時間的積累和持續(xù)的維護，尤其在德國等注重產(chǎn)品質(zhì)量、品牌忠誠度較高的市場，新進入者短時間內(nèi)很難快速形成品牌影響力。（四）儲能行人才壁壘儲能行業(yè)的市場參與者需要投入大量的人力物力資源，逐步建立起由產(chǎn)品研發(fā)、渠道拓展、品牌策劃、市場營銷和供應(yīng)鏈管理等各領(lǐng)域優(yōu)秀人才組成的管理團隊，同時企業(yè)還需要成熟且完善的人才培訓(xùn)和選拔機制，以滿足企業(yè)發(fā)展過程中對人力資源的需求，以上構(gòu)成了進入儲能行業(yè)的人才壁壘。戶用儲能行業(yè)前景分析戶用儲能可稱為家庭儲能系統(tǒng)，在用電低谷時，戶用儲能系統(tǒng)中的電池組能夠自行充電，以備在用電高峰或斷電時使用。根據(jù)WoodMackenzie，IEA，SolarpowerEU，USDOE的數(shù)據(jù)，全球戶用儲能市場新增裝機規(guī)模預(yù)計從2021年的9．5GWh上升至2025年的93．4GWh，復(fù)合增長率達77．07%。儲能行面臨的挑戰(zhàn)隨著市場參與者的增多，行業(yè)競爭將不可避免地趨于白熱化。儲能行業(yè)經(jīng)過十余年的高速發(fā)展，行業(yè)內(nèi)已經(jīng)在儲能電池系統(tǒng)、逆變器等主要賽道形成了一批具有技術(shù)、規(guī)模、資金優(yōu)勢的領(lǐng)先企業(yè)，該等企業(yè)在自身賽道潛力逐步減小的大背景下，將轉(zhuǎn)向上下游各個細分領(lǐng)域進一步開拓市場，儲能行業(yè)未來競爭趨勢將更為激烈。便攜式儲能行業(yè)前景分析便攜儲能采用內(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)保的小型儲能系統(tǒng)。根據(jù)中國化學(xué)與物理電源協(xié)會數(shù)據(jù)，全球便攜式儲能行業(yè)的市場規(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)合增長率高達190．28%，預(yù)計至2026年將進一步上升至882．3億元，市場前景廣闊。儲能發(fā)展的重要性及市場分析儲能，字面意思就是儲存能量。簡單講就是使能量轉(zhuǎn)化為在自然條件下穩(wěn)定存在的能源，即在能量多余時，用特殊裝置將能量儲存起來，在需要時可以將能量釋放出來，從而起到調(diào)節(jié)能量供需在時空和強度上不匹配的作用。儲能能根據(jù)能量存儲形式的