2024新型儲能技術(shù)、市場與應(yīng)用發(fā)展趨勢

儲能是未來電力行業(yè)發(fā)展的必然選擇。由于新能源規(guī)?；慕尤腚娋W(wǎng)、電力削峰填谷、參與調(diào)壓調(diào)頻、發(fā)展微電網(wǎng)等方面的需要，儲能在未來電力系統(tǒng)中將是不可或缺的角色。目前，除了抽水蓄能比較成熟之外，其它的儲能方式均處于新興階段，技術(shù)仍有進(jìn)步空間。新型儲能是除抽水蓄能以外以輸出電力為主要形式的儲能技術(shù)，具有精準(zhǔn)控制、快速響應(yīng)、靈活配置和四象限靈活調(diào)節(jié)功率的特點(diǎn)，能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)提供多時(shí)間尺度、全過程的平衡能力、支撐能力和調(diào)控能力，是構(gòu)建以新能源為主體新型電力系統(tǒng)的重要支撐技術(shù)。新型儲能通過與數(shù)字化、智能化技術(shù)深度融合，將成為電、熱、冷、氣、氫等多個(gè)能源子系統(tǒng)耦合轉(zhuǎn)換的樞紐，可以促進(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，支撐能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建，促進(jìn)能源新業(yè)態(tài)發(fā)展。也是未來的新能源儲能技術(shù)發(fā)展趨勢。據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，截至2023年12月底，中國已投運(yùn)新型儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)34.5吉瓦/74.5吉瓦時(shí)，功率和能量規(guī)模同比增長均超150%。其中，2023年新增投運(yùn)新型儲能裝機(jī)規(guī)模達(dá)21.5吉瓦/46.6吉瓦時(shí)，三倍于2022年新增投運(yùn)規(guī)模水平。連續(xù)3年單年新增裝機(jī)超過累計(jì)裝機(jī)規(guī)模。業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，2024年新型儲能產(chǎn)業(yè)將延續(xù)高速發(fā)展態(tài)勢，全年新增裝機(jī)規(guī)模有望超35吉瓦時(shí)。2024年新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和特點(diǎn)競爭2023年，電池級碳酸鋰價(jià)格持續(xù)跌勢，價(jià)格區(qū)間9.6萬/噸—51萬元/噸，均價(jià)22.65萬元/噸，同比下降53%，年終均價(jià)跌破10萬元/噸，與最高60萬元/噸時(shí)相比，價(jià)格降幅超過80%。上游原材料與下游儲能系統(tǒng)價(jià)格聯(lián)動(dòng)，相比年初，年終電芯價(jià)格腰斬。2023年國內(nèi)儲能系統(tǒng)中標(biāo)規(guī)模達(dá)65.7吉瓦時(shí)，同比增長383%，共200多家企業(yè)摘得標(biāo)的。儲能系統(tǒng)中標(biāo)均價(jià)持續(xù)下行，至2023年12月跌至0.79元/瓦時(shí)，與年初相比幾乎腰斬，并出現(xiàn)低于0.6元/瓦時(shí)的報(bào)價(jià)，創(chuàng)行業(yè)新低。競爭如此激烈，原因是發(fā)電側(cè)強(qiáng)制配儲造成儲能調(diào)用率低，加之價(jià)格持續(xù)下探，疊加行業(yè)資本大幅涌入，以及上游原材料價(jià)格快速下降等諸多因素疊加造成的結(jié)果。新型儲能的降本速度和發(fā)展速度一樣遠(yuǎn)超業(yè)內(nèi)預(yù)期。國家發(fā)改委、國家能源局2022年3月印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》提出，到2025年新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段、具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件，儲能系統(tǒng)成本降低30%以上。這也就是說，不到兩年，新型儲能已提前完成“十四五”降本目標(biāo)。2023年，中國企業(yè)在全球市場儲能電池（不含基站/數(shù)據(jù)中心備電類電池）出貨量預(yù)估為185吉瓦時(shí)，不及年初預(yù)期。這是受多種因素影響，行業(yè)平均產(chǎn)能利用率僅50%左右，下半年出貨出現(xiàn)放緩。隨著產(chǎn)能高速擴(kuò)張、行業(yè)競爭加劇，缺乏資金以及技術(shù)積累不足的企業(yè)將面臨生存壓力。創(chuàng)新盡管面臨重重挑戰(zhàn)，新型儲能從業(yè)者仍對未來充滿信心。到2030年，儲能出貨量將有10倍增長空間，市場確定性增長顯而易見，這給從業(yè)者巨大信心，現(xiàn)有困難只是暫時(shí)的。跟動(dòng)力電池相比，電化學(xué)儲能市場還沒有形成一家獨(dú)大或絕對的龍頭企業(yè)，中小企業(yè)還有很多發(fā)展機(jī)會(huì)。儲能行業(yè)的確定性趨勢是——新型儲能正從試點(diǎn)示范逐步走向工程化、規(guī)?；?、系統(tǒng)化和產(chǎn)業(yè)化，迎來快速發(fā)展的黃金期。儲能市場新一輪拉力賽已然開啟，大容量、長壽命、低成本電芯成為各家企業(yè)競相研發(fā)的重點(diǎn)。其中，電芯單體容量在當(dāng)前280Ah主流基礎(chǔ)上快速迭代，300Ah、560Ah、700Ah、1130Ah儲能電芯設(shè)計(jì)層出不窮。同時(shí)，基于大容量電芯，儲能電池艙單艙電量實(shí)現(xiàn)提升，寧德時(shí)代、陽光電源、天合儲能等頭部企業(yè)均推出20尺5兆瓦時(shí)集裝箱儲能系統(tǒng)。破題從下游應(yīng)用來看，建而不用問題突出，如何破題成為關(guān)鍵。中國工程院院士饒宏指出，目前全國已有28個(gè)省（區(qū)、市）出臺10%—20%新能源配儲政策，新能源配儲占電源側(cè)儲能比重超過80%。但從實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)看，新能源配儲平均利用率低。中電聯(lián)此前發(fā)布的《2023年上半年度電化學(xué)儲能電站行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》顯示，2023年上半年，我國電化學(xué)儲能電站日均運(yùn)行4.17小時(shí)，僅達(dá)到電站設(shè)計(jì)利用小時(shí)數(shù)的34%?？傮w來看，新型儲能還是存在利用率不高、建而不用的問題。獨(dú)立、共享儲能成為近兩年市場快速發(fā)展的方向，備案項(xiàng)目超過百吉瓦時(shí)，但同樣出現(xiàn)項(xiàng)目備而不建問題。備而不建、建而不用問題的核心在于市場機(jī)制不完善，儲能盈利模式不清晰。問題不止于此，目前儲能規(guī)劃總體較粗放。各地儲能按照不同比例計(jì)入電力平衡，平衡系數(shù)缺乏明確標(biāo)準(zhǔn)。比如，有的省電源側(cè)儲能按20%的裝機(jī)規(guī)模計(jì)入大方式電力平衡，負(fù)荷側(cè)儲能不計(jì)入電力平衡；有的省按裝機(jī)規(guī)模50%參與電力平衡，還有的省明確2030年前后按10%和30%計(jì)入電力平衡。如何配建儲能，還缺乏明確的規(guī)劃方法和指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。儲能項(xiàng)目在規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、調(diào)試方面都存在諸多不足之處，招標(biāo)時(shí)都承諾的非常好，但具體實(shí)施與預(yù)承諾差距較大，運(yùn)維故障不斷，系統(tǒng)一致性、額定容量、可用率很難達(dá)到預(yù)期，導(dǎo)致項(xiàng)目實(shí)際能調(diào)用容量或可用率很低。盈利在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中，新型儲能不僅要建得好，更要用得好。再好的產(chǎn)品，最終都要通過應(yīng)用來發(fā)揮價(jià)值，這樣才能形成良好的回報(bào)機(jī)制，產(chǎn)業(yè)才能持續(xù)良性發(fā)展。大型儲能集成系統(tǒng)普遍存在多機(jī)并聯(lián)控制復(fù)雜、電池側(cè)控制顆粒度低、電網(wǎng)支撐功能欠缺問題。要研究挖掘儲能應(yīng)用場景，解析各場景對儲能的應(yīng)用需求。凝練各場景對不同儲能技術(shù)、系統(tǒng)指標(biāo)的精準(zhǔn)化、差異化要求。同時(shí)研究兼顧儲能規(guī)劃—調(diào)度—交易方面的儲能調(diào)控技術(shù)提升方法，建立適配儲能高效運(yùn)營的商業(yè)機(jī)制。隨著電改持續(xù)深入，建立以新型儲能參與、能夠充分合理體現(xiàn)其多元價(jià)值的市場機(jī)制，是儲能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵。要建立全流程的標(biāo)準(zhǔn)管理體系，樹立高質(zhì)量發(fā)展準(zhǔn)入門檻，并對儲能項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)行科學(xué)引導(dǎo)，建立項(xiàng)目庫準(zhǔn)入和退出機(jī)制，避免資源浪費(fèi)和惡性競爭。儲能需求將推動(dòng)政策和市場規(guī)則不斷完善。2023年9月，國家發(fā)改委、能源局印發(fā)我國首個(gè)電力現(xiàn)貨市場基本規(guī)則——《電力現(xiàn)貨市場基本規(guī)則（試行）》，明確儲能和虛擬電廠等新型經(jīng)營主體參與交易。隨著電力市場的加快推進(jìn)和峰谷價(jià)差拉大,儲能可以作為主體參與到電力現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場，通過參與交易獲得收益。從已公布的1月電網(wǎng)代購電價(jià)看，現(xiàn)有19個(gè)地區(qū)的最大峰谷價(jià)差超過0.7元/kWh，廣東、江蘇和湖北峰谷價(jià)差最大，分別達(dá)到1.3053元/kWh、1.1414元/kWh和1.0693元/kWh?？梢姡滦蛢δ苁找嬲谥饾u打開。新型儲能技術(shù)面臨形勢美國、歐盟和日本等在2017～2018年先后發(fā)布了儲能技術(shù)發(fā)展路線圖，將鋰離子電池、液流電池、超級電容、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等確定為重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)類型，并加大了技術(shù)研發(fā)投資。美國于2020年發(fā)布了儲能大挑戰(zhàn)路線圖，還對金屬納基電池、鋅基技術(shù)、可逆燃料電池、液體空氣儲能、氫儲能等進(jìn)行了探討，更加重視技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)和產(chǎn)業(yè)鏈完善。電化學(xué)儲能方面，我國鋰離子電池儲能處于國際先進(jìn)水平，基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，但是自動(dòng)化程度有待提升，部分核心部件如高精度膜頭依賴國外進(jìn)口，在高精度高速極片熱復(fù)合設(shè)備、大面積高速真空鍍鋰設(shè)備、干法極片設(shè)備等新裝備方便開發(fā)較少。液流電池方面，我國全釩液流電池儲能總體處于國際領(lǐng)先水平，少數(shù)釩電堆關(guān)鍵材料如質(zhì)子交換膜主要由國外廠商掌握核心知識產(chǎn)權(quán)，雙極板和電極由于產(chǎn)業(yè)鏈不完善尚未擺脫國外市場的制約，國外目前在加緊布局鐵鉻液流、鋅溴液流電池。其他電池方面，鈉硫電池技術(shù)被日本NGK壟斷，鈉氯化鎳電池方面我國通過引進(jìn)美國GE公司技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。機(jī)械儲能方面，我國先進(jìn)壓縮空氣儲能技術(shù)研發(fā)處于國際領(lǐng)先水平，但是大功率電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和制造水平較為欠缺，仍需依賴國外進(jìn)口。飛輪儲能方面，美國處于國際領(lǐng)先水平，我國的大儲能量飛輪、高速電機(jī)、磁懸浮等關(guān)鍵技術(shù)積累不充分，總體技術(shù)水平和國外相比差距約10年。電磁儲能方面，我國的混合型電容器處于國際領(lǐng)先水平，雙電層電容器和贗電容器處于跟跑水平，但是高進(jìn)度涂敷模頭等高精度部件和碳粉、隔膜、鋁箔等核心材料尚依賴國外進(jìn)口。2024年新型儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)趨勢展望從技術(shù)路線發(fā)展來看，壓縮空氣儲能及飛輪儲能技術(shù)正在加快商業(yè)應(yīng)用部署。電化學(xué)儲能中鋰離子電池技術(shù)較為成熟、商業(yè)化初具規(guī)模，鈉硫電池正加快商業(yè)應(yīng)用部署，液流電池加速示范應(yīng)用，電化學(xué)儲能作為新型儲能的主力軍，已經(jīng)開始從兆瓦級別的示范應(yīng)用邁向吉瓦級別的規(guī)模市場化。氫儲能等其他類型的新型儲能技術(shù)由于技術(shù)成熟度較低，大部分處于開發(fā)和示范應(yīng)用階段，其中氫儲能正加速推進(jìn)商業(yè)應(yīng)用部署。從技術(shù)支撐體系來看，中國新型儲能創(chuàng)新單元主要包括電網(wǎng)安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、太陽能光伏發(fā)電技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;北京國能新能源產(chǎn)業(yè)投資基金、長沙先進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)投資基金合伙企業(yè)等產(chǎn)業(yè)投資基金;GB/T36547-2018《電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》、GB/T36558-2018《電力系統(tǒng)電化學(xué)儲能系統(tǒng)通用技術(shù)條件》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。從各類新型儲能技術(shù)性能指標(biāo)對比來看，鋰離子電池、飛輪儲能、超級電容儲能的綜合效率較高;壓縮空氣儲能的度電成本較低，使用壽命較高;除壓縮空氣儲能外，其他儲能技術(shù)的響應(yīng)靈敏度均處于較高水平;電化學(xué)儲能中的鋰離子電池不僅適用于能量型儲能應(yīng)用，也適用于功率型、容量型儲能應(yīng)用，其應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛。從新型儲能技術(shù)方向上看，絕大多數(shù)投資投向了與電化學(xué)儲能相關(guān)的項(xiàng)目，其中的絕大多數(shù)與鋰離子電池相關(guān)，少數(shù)其他方向項(xiàng)目包括鈉離子電池、液流電池等。股權(quán)投資市場對儲能技術(shù)的選擇基本上與儲能市場中新型儲能占比吻合，這一方面反映出當(dāng)前鋰離子電池在性能、價(jià)格和安全性等方面已較為貼合儲能應(yīng)用需求，另一方面也反映出儲能技術(shù)路線仍存不確定性，多數(shù)機(jī)構(gòu)對可能替代鋰離子電池的潛在技術(shù)路線仍持觀望態(tài)度。從鋰電池儲能產(chǎn)業(yè)鏈角度分析，22%的被投項(xiàng)目專注于上游電池材料和設(shè)備;27%的被投項(xiàng)目專注于中游包括電池在內(nèi)的儲能裝置的生產(chǎn)，11%的被投項(xiàng)目專注于數(shù)字儲能技術(shù)，13%的項(xiàng)目可以提供集成后的儲能系統(tǒng)產(chǎn)品;17%為在產(chǎn)業(yè)鏈下游運(yùn)營儲能項(xiàng)目的企業(yè)，包括工商業(yè)儲能、家庭儲能等企業(yè)。電化學(xué)儲能領(lǐng)域中，投資布局向中游集中更為明顯，超過半數(shù)的被投項(xiàng)目處于產(chǎn)業(yè)鏈中游。整體來看，電化學(xué)儲能是當(dāng)前發(fā)展最快的新型儲能技術(shù)，是新型儲能技術(shù)的主力軍，其擁有更高的能量密度，產(chǎn)業(yè)鏈配套更加成熟，相較于其他儲能技術(shù)在場景應(yīng)用、技術(shù)、成本、建設(shè)周期、轉(zhuǎn)換效率及選址要求上更具優(yōu)勢，具有高度的靈活性，其中鋰電池儲能是當(dāng)前最具備投資潛力的新型儲能技術(shù)，此外，鈉硫電池、全釩液流電池、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等技術(shù)也具備較大的投資潛力。當(dāng)前，新型儲能技術(shù)的發(fā)展正處于快速演進(jìn)和創(chuàng)新的階段。從整體趨勢看，目前新型儲能系統(tǒng)向著低成本、高安全、長壽命方向不斷發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)細(xì)分領(lǐng)域的技術(shù)隨之變化。2024儲能應(yīng)用場景發(fā)展趨勢大儲能虧損儲能按照應(yīng)用場景可以分為電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)儲能。其中電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)儲能又稱為大儲，用戶側(cè)儲能可分為工商業(yè)儲能和家庭儲能。國內(nèi)裝機(jī)形式以大儲為主，未來獨(dú)立儲能有望成為大儲主流形式，其收益模式包括容量租賃、現(xiàn)貨套利、輔助服務(wù)、容量補(bǔ)償，多個(gè)省份探索出三大創(chuàng)新商業(yè)模式；工商業(yè)儲能盈利模式主要包括：峰谷套利、能量時(shí)移、需量管理、備電需求以及未來的電力現(xiàn)貨市場套利及電力輔助服務(wù)，目前工商業(yè)經(jīng)濟(jì)性主要來自峰谷價(jià)差套利。此外，“虛擬電廠+工商業(yè)儲能”有望相互賦能，實(shí)現(xiàn)市場化與電力系統(tǒng)加速融合；全球戶儲增速翻倍，歐洲是最大市場，目前歐洲戶儲去庫將完成，產(chǎn)品逐步向一體機(jī)轉(zhuǎn)變，企業(yè)盈利能力有望提升。不過當(dāng)前我國主要發(fā)電集團(tuán)的發(fā)電側(cè)儲能EPC項(xiàng)目投資呈逐年虧損態(tài)勢。目前國內(nèi)的發(fā)電側(cè)資源，基本被以國家能源投資集團(tuán)（簡稱“國能”）、中國華能集團(tuán)（簡稱“華能”）、中國華電集團(tuán)（簡稱“華電”）、中國大唐集團(tuán)（簡稱“大唐”）、國家電力投資集團(tuán)（簡稱“國電投”）為首的“五大”發(fā)電集團(tuán)和以國投電力、中廣核、中國三峽、華潤電力、中節(jié)能、中核集團(tuán)為首的“六小”發(fā)電集團(tuán)控盤。公開數(shù)據(jù)顯示，上述企業(yè)的年發(fā)電總量約占我國年發(fā)電總量的超80%，因此并稱發(fā)電側(cè)“五大六小”集群，“五大六小”企業(yè)也是發(fā)電側(cè)鋰離子儲能項(xiàng)目EPC項(xiàng)目策劃和實(shí)施的重要載體，一旦這些企業(yè)因虧損而暫?；螂A段性放棄發(fā)電側(cè)儲能項(xiàng)目（以下簡稱“大儲能”），對我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整轉(zhuǎn)型和儲能行業(yè)的健康發(fā)展將是致命的。事實(shí)上，無論上述企業(yè)是“放棄”還是階段性“暫?！保诖髢δ芤?guī)模高速增長的當(dāng)下，諸如“市場爭奪戰(zhàn)”、“價(jià)格戰(zhàn)”、“高投資杠桿”等問題已屢見不鮮，大儲能業(yè)務(wù)已然受到了發(fā)展阻力，并有在2024年出現(xiàn)大幅下跌的可能。據(jù)Wind數(shù)據(jù)顯示，儲能板塊的凈利潤增長率在2022年達(dá)到高點(diǎn)，接近70%，但2023年直線下滑至40%，預(yù)計(jì)2024-2025年將降至20%左右。新能源汽車飛速發(fā)展鋰離子電池已然不再是儲能電站的唯一選擇，但鋰離子電池目前依舊是我國純電動(dòng)、插電式汽車的唯一選擇，把汽車一步步演化為我國能源結(jié)構(gòu)全面升級轉(zhuǎn)型（綠色電力比重提升）的重要載體。隨著國內(nèi)多地峰谷價(jià)差進(jìn)一步拉大、分時(shí)電價(jià)機(jī)制完善、虛擬電廠與電力現(xiàn)貨市場的完善，同步伴隨新能源汽車保有量的持續(xù)增長、V2G【Vehicle-to-grid(車輛到電網(wǎng))】技術(shù)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步增大，新能源汽車將為儲能業(yè)務(wù)下階段發(fā)展創(chuàng)造更大空間。公安部公布的最新數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，我國新能源汽車保有量達(dá)2041萬輛，全年新注冊登記743萬