儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展前景及市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告

儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展前景及市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈概述儲(chǔ)能是智能電網(wǎng)、可再生能源高占比能源系統(tǒng)、“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的重要組成部分和關(guān)鍵支撐技術(shù)。儲(chǔ)能能夠?yàn)殡娋W(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用、黑啟動(dòng)、需求響應(yīng)支撐等多種服務(wù)，是提升傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和安全性的重要手段；儲(chǔ)能能夠顯著提高風(fēng)、光等可再生能源的消納水平，支撐分布式電力及微網(wǎng)，是推動(dòng)主體能源由化石能源向可再生能源更替的關(guān)鍵技術(shù)；儲(chǔ)能能夠促進(jìn)能源生產(chǎn)消費(fèi)開放共享和靈活交易、實(shí)現(xiàn)多能協(xié)同，是構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)電力體制改革和促進(jìn)能源新業(yè)態(tài)發(fā)展的核心基礎(chǔ)。[1]《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》首次明確儲(chǔ)能戰(zhàn)略定位?！蛾P(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》2019-2020年行動(dòng)計(jì)劃為儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的后期發(fā)展指明方向。在政策的指引下儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新時(shí)代，儲(chǔ)能參與需求響應(yīng)和電力輔助服務(wù)的應(yīng)用目前已經(jīng)得到了驗(yàn)證，但是作為能源行業(yè)的新技術(shù)，儲(chǔ)能的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段，必須經(jīng)歷漫長(zhǎng)的示范期才能形成完善的電力市場(chǎng)。[2]全球儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展分析儲(chǔ)能市場(chǎng)總體情況來(lái)自美國(guó)能源部全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)（DOEGlobalEnergyStorageDatabase）的數(shù)據(jù)顯示，截至2018年6月底，全球累計(jì)運(yùn)行的儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模195.74吉瓦（共1747個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）。其中，抽水蓄能184.20吉瓦（353個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）；儲(chǔ)熱4.03吉瓦（225個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）；其他機(jī)械儲(chǔ)能2.65吉瓦（78個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）；電化學(xué)儲(chǔ)能4.83吉瓦（1077個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目）；儲(chǔ)氫0.02吉瓦（14個(gè)在運(yùn)項(xiàng)目），相應(yīng)類型規(guī)模占比如圖1所示。資料來(lái)源：DOEGlobalEnergyStorageDatabase圖1

全球累計(jì)運(yùn)行儲(chǔ)能項(xiàng)目類型分布2018年全球電化學(xué)儲(chǔ)能呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，累計(jì)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模高達(dá)6625.4MW，對(duì)比2017年累計(jì)規(guī)模2926.6MW，同比增長(zhǎng)126.4%。2000-2018年全球電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模變化如圖2所示。圖2.全球電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模（2000-2018）（數(shù)據(jù)來(lái)源：CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)）地區(qū)分布從地域來(lái)看，全球儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)主要分布在亞洲的中國(guó)、日本、印度和韓國(guó)，歐洲的西班牙、德國(guó)、意大利、法國(guó)、奧地利和北美的美國(guó)（見(jiàn)圖3），這10個(gè)國(guó)家儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)容量占全球的近五分之四。資料來(lái)源：DOEGlobalEnergyStorageDatabase圖3

2018年全球累計(jì)運(yùn)行儲(chǔ)能裝機(jī)TOP10國(guó)家（單位：吉瓦）從累計(jì)運(yùn)行的儲(chǔ)能規(guī)模來(lái)看，2017年，美中日依舊占據(jù)儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)的領(lǐng)先地位,其中美國(guó)仍是全球最大的儲(chǔ)能市場(chǎng)。中國(guó)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但近幾年發(fā)展速度令人矚目；澳大利亞、印度等新興市場(chǎng)涌現(xiàn)；歐洲儲(chǔ)能市場(chǎng)呈現(xiàn)出全新的、多元化的發(fā)展態(tài)勢(shì)。技術(shù)分類根據(jù)能量存儲(chǔ)方式的不同，儲(chǔ)能技術(shù)主要分為機(jī)械儲(chǔ)能（如抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等）、電磁儲(chǔ)能（如超導(dǎo)儲(chǔ)能、超級(jí)電容等）、電化學(xué)儲(chǔ)能（如鋰離子電池、鈉硫電池、鉛酸電池、鎳鎘電池、鋅溴電池、液流電池等）等三大類，此外還有儲(chǔ)熱、儲(chǔ)冷、儲(chǔ)氫等。不同儲(chǔ)能技術(shù)，在壽命、成本、效率、規(guī)模、安全等方面優(yōu)劣不同。同時(shí)，由于具體條件不同，儲(chǔ)能目的各有差異，儲(chǔ)能方式的選擇還取決于對(duì)發(fā)電裝機(jī)、儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)、充電頻率、占地面積、環(huán)境影響等諸多方面的要求。近年來(lái)儲(chǔ)能技術(shù)不斷發(fā)展，許多技術(shù)已進(jìn)入商業(yè)示范階段，并在一些領(lǐng)域展現(xiàn)出一定的經(jīng)濟(jì)性。以鋰電、鉛酸、液流為代表的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)不斷發(fā)展走向成熟，成本進(jìn)一步降低；以飛輪、壓縮空氣為代表的機(jī)械儲(chǔ)能技術(shù)也攻克了材料等方面的難關(guān)，產(chǎn)業(yè)化速度正在加快；而以鋰硫、鋰空氣、全固態(tài)電池、鈉離子為代表的新型儲(chǔ)能技術(shù)也在不斷發(fā)展，取得了技術(shù)上的進(jìn)步。總體來(lái)看，機(jī)械儲(chǔ)能是目前最為成熟、成本最低、使用規(guī)模最大的儲(chǔ)能技術(shù)，電化學(xué)儲(chǔ)能是應(yīng)用范圍最為廣泛、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮膬?chǔ)能技術(shù)。目前，全球儲(chǔ)能技術(shù)的開發(fā)主要集中在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域。2.3.1抽水蓄能仍占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)抽水蓄能是全球裝機(jī)規(guī)模最大的儲(chǔ)能技術(shù)，也是目前發(fā)展最為成熟的儲(chǔ)能技術(shù)。大部分抽水蓄能電站和水電站、核電站一起結(jié)合應(yīng)用，在很多國(guó)家都有推廣，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家，在核電的開發(fā)、水能、風(fēng)能的利用和蓄能配套方面已有一定成功經(jīng)驗(yàn)，其中日本、美國(guó)和歐洲等國(guó)的抽水蓄能電站裝機(jī)容量占全世界抽水蓄能電站總和的80%以上。國(guó)際可再生能源署（IRENA）2017年發(fā)布的報(bào)告《電力儲(chǔ)存與可再生能源——2030年的成本與市場(chǎng)》指出，到2017年中全球儲(chǔ)能裝機(jī)容量為176吉瓦，抽水蓄能裝機(jī)169吉瓦，占比96%。盡管抽水蓄能仍占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但是未來(lái)其成本下降空間有限，而各類電池儲(chǔ)能成本可望下降50%～60%。預(yù)計(jì)2030年抽水蓄能裝機(jī)將小幅增至235吉瓦，而電池儲(chǔ)能將快速攀升至175吉瓦。我國(guó)已先后建成潘家口、廣州、十三陵、天荒坪、山東泰山、江蘇宜興、河南寶泉等一批大型抽水蓄能電站，根據(jù)水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院發(fā)布的《中國(guó)可再生能源發(fā)展報(bào)告2017》，截至2017年底，中國(guó)抽水蓄能在建規(guī)模為38.51吉瓦，已建總裝機(jī)容量為28.69吉瓦，是世界上抽水蓄能裝機(jī)容量最大的國(guó)家。（圖4是中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模情況）圖4.中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模（2000-2018）（數(shù)據(jù)來(lái)源：CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)）2.3.2電化學(xué)儲(chǔ)能保持快速增長(zhǎng)根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟項(xiàng)目庫(kù)的不完全統(tǒng)計(jì)，2000～2017年間全球電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)投運(yùn)規(guī)模為2.6吉瓦，容量為4.1吉瓦時(shí)，年增長(zhǎng)率分別為30%和52%。圖5為2013～2017年間全球投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模。圖5

2013～2017年全球投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)情況（單位：兆瓦）圖62018年上半年全球投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目分布情況圖7.中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模（2000-2018）（數(shù)據(jù)來(lái)源：CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)）中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)需求分析及預(yù)測(cè)政策加持，行業(yè)步入快速發(fā)展階段3.1.1以新能源汽車為發(fā)展重點(diǎn)，對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能需求快速擴(kuò)大《中國(guó)制造2025》提出純電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力汽車、燃料電池汽車、節(jié)能汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車是國(guó)內(nèi)未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的方向，并分別提出了2020年、2025年的發(fā)展目標(biāo)。2016年10月26日發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》指出：隨著新能源汽車在家庭用車、公交客車、出租車、物流用車、公務(wù)用車等領(lǐng)域的大量普及，至2030年，新能源汽車逐漸成為主流產(chǎn)品、汽車產(chǎn)業(yè)初步實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型。預(yù)計(jì)至2020年，新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達(dá)到7%以上。至2025年，新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達(dá)到20%以上。至2030年，新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達(dá)到40%以上。電動(dòng)汽車是影響儲(chǔ)能年收入和市場(chǎng)裝機(jī)規(guī)模的長(zhǎng)期驅(qū)動(dòng)因素。新能源汽車的快速發(fā)展，促進(jìn)電化學(xué)儲(chǔ)能行業(yè)，尤其是鋰離子電池行業(yè)的市場(chǎng)需求迅速擴(kuò)張。電化學(xué)儲(chǔ)能電站裝機(jī)預(yù)測(cè)情況如圖8所示。圖8.2019~2024年中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能電站裝機(jī)預(yù)測(cè)情況（單位：MW）[1]3.1.2行業(yè)政策密集出臺(tái)，為行業(yè)發(fā)展塑造了良好的政策環(huán)境自2017年10月我國(guó)大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展的首個(gè)指導(dǎo)性政策《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》正式發(fā)布以來(lái)，儲(chǔ)能行業(yè)政策更新頻率密集，不斷針對(duì)集中/分布式儲(chǔ)能技術(shù)和電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)應(yīng)用進(jìn)行研究拓展，對(duì)于推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。為落實(shí)《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》（發(fā)改能源［2017］1701號(hào)）進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，支撐清潔低碳、安全高效能源體系建設(shè)和能源高質(zhì)量發(fā)展，國(guó)家能源局、國(guó)家發(fā)改委、科技部、工信部聯(lián)合發(fā)布《貫徹落實(shí)<關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)>2019-2020年行動(dòng)計(jì)劃》，該計(jì)劃為下一階段推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)工作做了明確職能分工。[3]表1中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)行業(yè)相關(guān)政策分析[3]行業(yè)技術(shù)環(huán)境活躍3.2.1儲(chǔ)能技術(shù)專利量快速上升以“儲(chǔ)能”為關(guān)鍵詞在“SooPAT專利信息搜索引擎進(jìn)行檢索，2009~2018年，中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)專利量呈快速上升的趨勢(shì)，其年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)36.59%。2019年1~8月，中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)專利數(shù)量新增11003件，整體來(lái)看，我國(guó)儲(chǔ)能電站產(chǎn)業(yè)技術(shù)活躍度較高。從儲(chǔ)能技術(shù)申請(qǐng)人的角度來(lái)看，截至2019年8月底，國(guó)家電網(wǎng)專利申請(qǐng)量最多，達(dá)2937件，占比達(dá)2.81%；此后是清華大學(xué)和中國(guó)電力科學(xué)研究院，申請(qǐng)量分別達(dá)693、673件，分別占比達(dá)0.66%、0.64%。中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)專利情況如圖9所示。[3]圖9.2009~2019年中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)專利情況（按公開日期，單位：件，%）[3]3.2.2行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈近幾年來(lái)，我國(guó)儲(chǔ)能電站裝機(jī)規(guī)模和市場(chǎng)規(guī)模均呈逐漸上升的勢(shì)頭。行業(yè)走入快速發(fā)展通道的同時(shí)，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈。行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)不斷加強(qiáng)主要源于兩點(diǎn)：一是儲(chǔ)能技術(shù)本身的發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新將繼續(xù)促進(jìn)儲(chǔ)能系統(tǒng)性能、成熟度、規(guī)模的提高，將進(jìn)一步降低儲(chǔ)能成本；二是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使儲(chǔ)能產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化和規(guī)?；M(jìn)一步提高，特別是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)模效應(yīng)，將顯著降低儲(chǔ)能產(chǎn)品的成本。目前，以南都電源，寧德時(shí)代、中天科技等綜合實(shí)力較強(qiáng)的企業(yè)已經(jīng)獲得市場(chǎng)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。[3]圖10.2018年中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)提供商排名（數(shù)據(jù)來(lái)源：CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)）市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)容我國(guó)新能源發(fā)展勢(shì)頭迅猛，按照相關(guān)規(guī)劃，到2050年，風(fēng)電和光伏的裝機(jī)容量都將達(dá)到10億千瓦，在未來(lái)電力系統(tǒng)中裝備儲(chǔ)能，可以有效降低棄風(fēng)棄光，促進(jìn)新能源對(duì)火電的清潔替代。通過(guò)全年生產(chǎn)模擬研究?jī)?chǔ)能對(duì)新能源消納影響，結(jié)果顯示，2035年儲(chǔ)能可增加新能源消納電量2

100億kW·h，相比無(wú)儲(chǔ)能情景棄能率可下降8.7個(gè)百分點(diǎn)（見(jiàn)圖11）。同時(shí)，儲(chǔ)能可降低火電裝機(jī)容量需求、提高火電利用效率，在消納同等規(guī)模新能源的條件下，如果儲(chǔ)能規(guī)模減少3

000萬(wàn)kW，則火電裝機(jī)需相應(yīng)提高6

000萬(wàn)kW，利用小時(shí)數(shù)降低200~300

h。[4]圖11.2035年全國(guó)新能源消納情況（有無(wú)儲(chǔ)能對(duì)比）[4]但與此同時(shí)，棄風(fēng)棄光現(xiàn)象非常嚴(yán)重。之所以造成這樣的狀況，是因?yàn)樾履茉窗l(fā)電的不穩(wěn)定和間歇性所導(dǎo)致，用電和發(fā)電難以達(dá)到平衡，“即發(fā)即用”難以實(shí)現(xiàn)。在大規(guī)模開發(fā)和利用下，棄風(fēng)棄光的狀況愈發(fā)嚴(yán)重。但這樣的情況也為儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇。在國(guó)家政策扶持下，儲(chǔ)能電站建設(shè)得到推廣和支持，市場(chǎng)需求和潛力巨大。2019年4月26日，中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分布協(xié)會(huì)發(fā)布《2019儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告》，《報(bào)告》以儲(chǔ)能工程項(xiàng)目作為計(jì)量，指出2018年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1287億元。受益于政策扶持及國(guó)內(nèi)外需求拉動(dòng)，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)有望在盈利及未來(lái)升級(jí)發(fā)展上再下一城。為此，企業(yè)需要加緊備戰(zhàn)，持續(xù)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新，以客戶需求為導(dǎo)向，以解決客戶問(wèn)題為目標(biāo)，深耕細(xì)作，增強(qiáng)成本管理和產(chǎn)品化建設(shè)。此外，需積極配合政策推動(dòng)，加強(qiáng)市場(chǎng)拓展和宣傳，才能有利于企業(yè)在行業(yè)中立足深耕發(fā)展。[3]參考文獻(xiàn)：[1]《中國(guó)能源》編輯部.促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J].中國(guó)能源,2018,40(10):1.DOI:10.3969/j.issn.1003-2355.2018.10.001.[2