2024年儲能行業(yè)策略報告：儲能市場旭日東升技術(shù)類型百花齊放

儲能市場旭日東升，技術(shù)類型百花齊放——2024年儲能策略報告“雙碳”目標的達成具有政策強制性，在政策的催化下多個產(chǎn)業(yè)持續(xù)空氣及液流電池等多種儲能方式，技術(shù)類型多樣，滿足市場多元以起到削峰填谷的作用，不僅能夠穩(wěn)定電網(wǎng)，還能夠?qū)⒏挥嗟哪艹匮h(huán)壽命長，成本較低，安全性高，滿足不同應用場景下的儲能需求，占據(jù)主流。鈉電池：基本原理與鋰電一致，產(chǎn)線共用，鈉資源儲隨著性能的優(yōu)化升級以及產(chǎn)業(yè)鏈成熟，有望迎來快速發(fā)展。釩電池：程有望加速推進。壓縮空氣儲能：適用于大功率及長周期儲能，可長時間供電并作為清潔能源系統(tǒng)能量中樞多能聯(lián)儲多能聯(lián)供，有望隨著氣儲能標：建議關(guān)注中國能建，陜鼓動力等；重力儲能：建議關(guān)注中預期的風險；鋰電儲能競爭加劇風險；鈉電池及釩電池降本及產(chǎn)業(yè)化資料來源：Wind公司代碼公司名稱-釩鈦股份--資料來源：ifind，國元證券研究所注：億緯鋰能、釩鈦股份、中國天楹的盈利預測來自ifind一致預期，數(shù)據(jù)更新至（2023/12/26） 5 5 5 8 4.1重力儲能：安全性高、經(jīng)濟性好、 4.2壓縮空氣儲能：大功率、長周期、 5 5 6 8 9 地方政府密集出臺多項政策，助推儲能市場發(fā)展的規(guī)模化和全面化。圖1：中國新型儲能市場累計裝機規(guī)模圖2：中國新型儲能市場發(fā)展階段8642013.15.75.720182019202020212022裝機規(guī)模（GW）年增長率200%180%160%140%120%100%80%60%40%20%0%資料來源：CNESA，國元證券研究所資料來源：智研咨詢，國元證券研究所表1：國家重要儲能政策匯總《關(guān)于促進儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》《關(guān)于推進電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補發(fā)展的指導《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》《關(guān)于加快推進電力現(xiàn)貨市場建設(shè)工作的通知》制定成本疏導機制以及強化經(jīng)濟性比較研究?！蛾P(guān)于進一步推動新型儲能參與電力市場和調(diào)度運用的《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035《新型儲能標準體系建設(shè)指南》2025年，在電化學儲能、壓縮空氣儲能《關(guān)于進一步做好抽水蓄能規(guī)劃建設(shè)工作有關(guān)事項的通《新型儲能試點示范工作規(guī)則》《關(guān)于進一步加快電力現(xiàn)貨市場建設(shè)工作的通知》資料來源：國家能源局，發(fā)改委，國元證券研究所積極性，助推儲能市場的可持續(xù)發(fā)展。表2：部分省市儲能補貼政策等會關(guān)于進一步推進制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策放電量0.8元合肥市進一步促進光伏產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政《天津濱海高新區(qū)促進新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展辦法》0超過200《杭州市蕭山區(qū)電力保供三年行動方案（2022-《諸暨市整市推進分布式光伏規(guī)?；_發(fā)工作方案》一次《廣州開發(fā)區(qū)（黃埔區(qū)）促進新型儲能產(chǎn)業(yè)江西、四川、重慶以上的:15資料來源：各政府官網(wǎng)，北極星儲能網(wǎng)，索比儲能網(wǎng)，國元證券研究所表3：全國部分省份強制配儲政策保障性并網(wǎng)項目由自治區(qū)能源主管部門會同電因素，按照不低于全區(qū)上一年度最大電力負荷增量廣東肇慶“新能源＋儲能”設(shè)施，對新增風電、光伏發(fā)電項廣東珠海伏電站應按照“不低于項目裝機量的裝置配置行）》提出，按光伏裝機15%~求杭州臨安十四五550MW光伏裝機配儲10%~能20%、3h資料來源：各政府官網(wǎng)，西部碳中和新能源聯(lián)盟，北極星太陽能光伏網(wǎng)，國元證券研究所圖3：多省市“十四五”規(guī)劃裝機目標67600543214注：西藏明確“十四五”時期新增新型儲能規(guī)模1.52GWH，按照2小時系統(tǒng)折算為0.7GW。資料來源：各政府官網(wǎng)、CNESA、國元證券研究所圖4：中國新型儲能累計投運預測（保守場景）圖5：中國新型儲能累計投運預測（樂觀場景）03283.55729.70資料來源：CNESA，國元證券研究所資料來源：CNESA，國元證券研究所性等特點,發(fā)出的電穩(wěn)定性差,新能源發(fā)電占比的提升將嚴重沖擊電網(wǎng)的穩(wěn)定性。外圖6：儲能可以實現(xiàn)削峰填谷圖7：含儲能的電力系統(tǒng)資料來源：東北電力大學學報《基于改進變功率控制的儲能削峰填谷策略設(shè)計》，國元證券研究所資料來源：東北電力大學學報《基于改進變功率控制的儲能削峰填谷策略設(shè)計》，國元調(diào)節(jié)能力強，與新能源開發(fā)消納的匹配性較好，優(yōu)勢逐漸凸顯。新型儲飛輪帶動發(fā)電機發(fā)電的儲能方式，技術(shù)特點是高功率密度、長壽命，適用于短時儲統(tǒng)。新型儲能技術(shù)的規(guī)?；l(fā)展將從備用型（離網(wǎng)黑啟動）和功率型（平滑功率波圖8：儲能技術(shù)種類多樣儲能技術(shù)分類熱儲能儲熱儲冷電磁儲能電化學儲能機械儲能化學儲能電容儲能抽水儲能儲氫鋰離子電池電容儲能抽水儲能儲氫超導儲能重力儲能儲氨鈉離子電池超導儲能重力儲能儲氨超級電容器飛輪儲能液流電池飛輪儲能儲能鉛碳電池壓縮空氣儲能資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，國元證券研究所圖9：我國電力儲能項目累計裝機分布（2000-2022）圖10：2022年全球新增電力儲能項目技術(shù)分布（MW%）熔融鹽儲能,熔融鹽儲能,1.0%容,0.1%鋰離子電,94.0%池抽水蓄鋰離子電,94.0%池抽水蓄能,77.1%新型儲能,21.9%池,3.1%液流電池,1.2%飛輪儲能,0.1%壓縮空其他,<0.1%氣,1.5%熔融鹽儲熱,<0.1%抽水儲能34%,新型儲能,66%資料來源：CNESA，國元證券研究所資料來源：CNESA，國元證券研究所與抽水蓄能相比，電化學儲能靈活調(diào)節(jié)能力強。抽水蓄能電站是通過水輪機帶動發(fā)不具備快速調(diào)節(jié)能力。電化學儲能技術(shù)主要是通過蓄電池或超級電容技術(shù)子電池、液流電池等。它不僅有較快的反應速度和靈活的調(diào)節(jié)能力，而且表4：抽水蓄能與電池儲能技術(shù)路線對比壓縮空氣40-50%0.005-10資料來源：孟慶施博士論文《鈉離子電池負極無定型碳研究》，國元證券研究所圖11：磷酸鐵鋰晶體結(jié)構(gòu)圖12：方形鋁殼封裝結(jié)構(gòu)資料來源：鋰電公社，國元證券研究所資料來源：動力電池網(wǎng)，國元證券研究所低成本與長壽命是儲能電池追求的技術(shù)方向。相較于動力電池的消費者更關(guān)注體驗在系統(tǒng)集成的應用中，可減少電芯數(shù)量50%、簡化Pack零部件數(shù)量47%，提升圖13：寧德時代零衰減電池在晉江儲能電站成功應用圖14：億緯鋰能發(fā)布LF560K儲能產(chǎn)品資料來源：寧德時代官網(wǎng)，國元證券研究所資料來源：億緯鋰能產(chǎn)品發(fā)布會，國元證券研究所.正極材料.負極材料.電解液.隔膜..正極材料.負極材料.電解液.隔膜.其他材料.集成系統(tǒng)設(shè)備.電源側(cè).電網(wǎng)側(cè).用戶側(cè) .儲能電池系統(tǒng).能量管理系統(tǒng).儲能逆變器.儲能系統(tǒng)集成.儲能系統(tǒng)安裝圖15：鋰電儲能產(chǎn)業(yè)鏈資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，國元證券研究所團、華能清能院、融和元儲、新源智儲和中天儲能。圖16：儲能技術(shù)全球市場儲能電池出貨量提供商排行榜圖17：儲能系統(tǒng)國內(nèi)市場出貨量排行榜資料來源：CNESA，國元證券研究所資料來源：CNESA，國元證券研究所圖18：鈉離子電池材料成本優(yōu)勢明顯資料來源：中科海鈉官網(wǎng)，國元證券研究所發(fā)展的重要保障。表5：鈉離子電池正極材料性能對比層狀氧化物類鈉、硫酸鐵鈉壓實密度好好好好體積能量密度低低表6：鈉電產(chǎn)業(yè)化進展公司體系類型普魯士藍和層狀金屬磷酸釩鈉+普魯士藍/硬碳體系普魯士藍/白及聚陰離子層狀氧化物和硫酸鹽公司計劃22年投產(chǎn)中試線，并于2023層狀氧化物鈉創(chuàng)能源Ni層狀氧化物/硬碳普魯士白、層狀氧化物層狀氧化物/硬碳鈉電池負極已通過國內(nèi)部分客戶認證，實現(xiàn)硬碳硬碳持續(xù)進行鈉離子電池所需的硬碳材料的開發(fā),其中硬碳材料的生產(chǎn)與現(xiàn)有石墨類負極材料生具備超過具備超過4000噸的六氟磷酸鋰產(chǎn)能，超過4萬噸的電解液產(chǎn)能液的解決方案和核心材料六氟磷酸鈉及NaFSI的技術(shù)儲備，產(chǎn)能上可實現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)線的快速資料來源：公司公告，互動平臺，國元證券研究所圖19：液流電池基本原理圖20：不同儲能時長全釩液流電池儲能系統(tǒng)的價格圖21：儲能時長為4h和10h的釩電生命周期成本估算0資料來源：張華民《全釩液流電池的技術(shù)進展、不同儲能時長系統(tǒng)的價格分析及展望》，國元證券研究所資料來源：張華民《全釩液流電池的技術(shù)進展、不同儲能時長系統(tǒng)的價格分析及展望》，國元證券研究所表7：中核匯能1Gwh全釩液流電池招標公示12345資料來源：中核匯能官網(wǎng)，CNESA，國元證券研究所首個國家級大型化學儲能示范項目大連液流電池儲能調(diào)峰電站正式并網(wǎng)發(fā)電。根據(jù)圖22：釩電池未來裝機量快速增長資料來源：EVTank，國元證券研究所江蘇科潤正在加速進行國產(chǎn)替代。電解液占電池成本的攀鋼釩鈦、河鋼股份等公司在釩鈦資源綜合使用和釩產(chǎn)品生產(chǎn)方面處于世界領(lǐng)先地表8：釩電池產(chǎn)業(yè)鏈公司釩鈦股份2016年公司自主設(shè)計大型連續(xù)石墨化高溫爐，該條生產(chǎn)線為國內(nèi)首條儲能石墨氈連續(xù)化生產(chǎn)線，年2006年成立，普能公司專注于新型大容量儲能產(chǎn)品——全釩液流氧化還原電池的研發(fā)、制造與商業(yè)釩電池業(yè)務由上海電氣子公司上海電氣儲能公司負責，相關(guān)技術(shù)由上海電氣中央研究院提供。4.機械儲能：安全環(huán)保經(jīng)濟效益高，商業(yè)化初步落地表9：三種儲能技術(shù)對比使用時間高低高高低電網(wǎng)調(diào)度指令，提升電網(wǎng)二次調(diào)頻容量。重力勢能儲能聯(lián)合其他功率型儲能形式(如表10：多種新型重力儲能相關(guān)參數(shù)對比-----廢棄礦井資料來源：王粟等《新型重力儲能研究綜述》，國元證券研究所表11:中國天楹重力儲能項目進展地點項目名稱主要內(nèi)容通發(fā)電功率為25MW。項目引入全球領(lǐng)先的重力儲能技術(shù)，建設(shè)儲能塔，利用人工智能算法控制單元模塊的高度來實現(xiàn)勢能與電能中國天楹將利用遼源富集的風光資源，充分發(fā)揮重力儲能全球領(lǐng)先綠氫綠氨制備。同時重力儲能項目將依托廢舊礦山的自然高差進行就通過重力儲能實現(xiàn)廢礦坑綠色修復、打造風光儲江蘇能楹擬在金塔縣注冊成立公司，在金塔縣境內(nèi)投資建設(shè)江蘇能楹新能源科技發(fā)展有限公司近日與山西省朔能源指標。風光儲氫氨一體化實施科左中旗風光儲氫氨一體化產(chǎn)業(yè)園示范項目的零碳產(chǎn)業(yè)園項目資料來源：中國天楹官網(wǎng)，北極星儲能網(wǎng)，國元證券研究所表12:重力儲能企業(yè)加盟中國天楹與國網(wǎng)就重力儲能技術(shù)研究等達成戰(zhàn)略合作。雙方將成立協(xié)作團隊、共同推進建設(shè)如東《戰(zhàn)略合作協(xié)議》，雙方就能源市場開發(fā)相關(guān)事宜達成戰(zhàn)略合作。州省畢節(jié)市人民政府建立戰(zhàn)略合作關(guān)系并共同簽署《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》。擬在畢節(jié)市投資建設(shè)中國天楹全資子公司江蘇能楹與粵水電全資子公司新疆粵水電能源有限公司簽訂《戰(zhàn)略合作協(xié)資料來源：各公司官網(wǎng)，北極星儲能網(wǎng)，國元證券研究所4.2壓縮空氣儲能：大功率、長周期、可多能聯(lián)儲壓縮機由環(huán)境中吸取空氣將其壓縮至高壓狀態(tài)并存入儲氣裝置，電能在該過程中轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的內(nèi)能；而釋能過程是儲氣裝置中存儲的壓縮空氣進入空氣透平中膨脹做功發(fā)電，壓縮空氣中蘊含的內(nèi)能和勢能在該過程中重新轉(zhuǎn)化為電能。圖23：壓縮空氣儲能系統(tǒng)基本原理示意圖資料來源：電氣傳動雜志，國元證券研究所儲氣鹽穴資源等；中游層面目前國內(nèi)壓縮空氣儲能的技術(shù)積累與項目建設(shè)已做到全居民用電等部門，起到調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、儲能、事故備圖24：中國壓縮空氣儲能產(chǎn)業(yè)鏈資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院，國元證券研究所表13:壓縮空氣儲能產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)作為核心設(shè)備的供貨商為金壇壓縮空氣儲能項目提供空氣壓縮機。金通靈杭氧股份 金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目是我國壓縮空氣儲能領(lǐng)域唯一國家示范項目，由中鹽集團、中近年來，中國能建不斷加大新型長時物理儲能核心技術(shù)攻關(guān)，聚力打造全球領(lǐng)先的電網(wǎng)級“壓縮空氣儲能系統(tǒng)解決方案”，率先在全國進行廣泛布局，先后啟動湖北應城、甘肅酒泉、山東泰安等多個壓縮空中電建新能源集團有限公司是大型央企中國電力建設(shè)集團（股份）有限公司的重要子企業(yè)，主要從事以資料來源：南方電網(wǎng)科學研究院，中商情報網(wǎng)，同花順，中國儲能網(wǎng)，千里馬招標網(wǎng)，各公司官網(wǎng)、國元證券研究所表14:中國能建壓縮空氣儲能項目資料來源：ESPlaza長時儲能網(wǎng)，國元證券研究所圖25：國內(nèi)壓縮空氣儲能項目效率提升趨勢圖26：國內(nèi)壓縮空氣儲能項目的單位建設(shè)成本下降趨勢（單位：元/kW）80%70%60%50%40%30%20%10%0%70.4%70.4%70.0%70.0%60.2%60.0%60.0%52.1%33.0%廊坊1.5MW2013年蕪湖400KW2014年畢節(jié)10MW2017年肥城10MW（一期)2021年金壇60MW2021年張家口100MW2021年應城300MW2022年泰安350MW2022年120001000080006000400020000110001100084007667716763715000650010MW2021年金壇60MW2021年張家口100MW2021年應城300MW2022年平頂山200MW2022年泰安2*300KW2022年肥城