储能行业分析

 

第一节 储能行业概述

一、储能行业定义

储能产业就是将能量通过不同的介质或方式储存起来进行运用的产业。光伏发电是利用太阳能进行发电，因此到了晚上就没有电力产生，而风力发电则稳定性不高，这些新能源无法大规模运用，而储能产业的发展能很大程度上解决这些问题，它能让不稳定的发电可以稳定的输出，更加方便的并入现行的电网。

二、储能的方法

按照能量储存方式，储能可分为物理储能、化学储能、电磁储能三类，其中物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等，化学储能主要包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池等，电磁储能主要包括超级电容器储能、超导储能。我国现有储能的主要方法如下：

1、电池储能

大功率场合一般采用铅酸蓄电池，主要用于应急电源、电瓶车、电厂富余能量的储存。小功率场合也可以采用可反复充电的干电池：如镍氢电池，锂离子电池等。全钒液流电池，是一种通过钒离子价态变化，实现化学能到电能的往复转换，从而将风力或太阳能所产生力存储与释放的大型储能电池，业内形象地称之为“电力银行”。美国、日本等发达国家用于电站调峰和风力储能的钒电池产业发展迅速，技术已经基本成熟。相比锂电池，全钒液流电池最大的好处是不燃烧，不爆炸。

2、电感器储能

电感器本身就是一个储能原件，其储存的电能与自身的电感和流过它本身的电流的平方成正比：E = L*I*I/2。由于电感在常温下具有电阻，电阻要消耗能量，所以很多储能技术采用超导体。电感储能还不成熟，但也有应用的例子见报。

3、电容器储能

电容器也是一种储能原件，其储存的电能与自身的电容和端电压的平方成正比。电容储能容易保持，不需要超导体。电容储能还有很重要的一点就是能够提供瞬间大功率，非常适合于激光器，闪光灯等应用场合。超级电容器，也称电化学电容器，是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，其结构和电池的结构类似，主要包括双电极、电解质、集流体和隔离物四个部分，具有功率密度高、循环寿命长、低温性能好、安全、可靠和环境友好等优点。但由于电介质耐压低，存在漏电流，储存能量和保持时间受到限制。目前，超级电容器主要是基于多孔炭电极/电解液界面的双电层电容，或金属氧化物或导电聚合物产生的准电容来实现能量的储存。

三、上下游产业链

储能电池产业链可分为上游原材料及设备、中游储能系统及集成、下游电力系统储能应用。储能电池上游的原材料主要包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜以及结构件等；上游的集成系统设备主要包括涂布机、搅拌机等。产业链中游主要为储能系统的集成与制造，对于一个完整的储能系统，一般包括电池组、电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）以及储能变流器（PCS）四大组成部分。产业链下游的应用场景主要发电侧、电网侧和用户侧的电力系统储能。

图表 7：储能行业上下游产业链

储能电池主要以锂电池的形态存在，其上游原材料主要是锂电池上游的参与者，其中，杉杉股份是上游原材料的重要参与者，其对正极材料、负极材料和电解液市场均有布局。储能电池中游的储能系统及集成主要参与者分为电池公司和软件公司，前者主要生产锂电池，如比亚迪、宁德时代，后者只要对储能电池的软件进行研发，如派能科技、阳光能源。储能电池产业链下游电力系统储能的发电侧主要由五大发电集团完成；在电网侧主要企业有国网江苏、许继集团、平高集团等。

四、国内储能产业概况

1、风电光伏产业的迅猛发展推动大容量储能产业的发展

储能技术在很大程度上解决了新能源发电的随机性、波动性问题，可以实现新能源发电的平滑输出，能有效调节新能源发电引起的电网电压、频率及相位的变化，使大规模风电及光伏发电方便可靠地并入常规电网。储能电池的未来应该在风电和光电产业，其中尤以已经大量布局的风电产业为主。风力资源具有不稳定性，此外，风力资源较大的后半夜又是用电低谷，因此，虽然近年来风、光电产业发展势头迅猛，但一直饱受“并网”二字困扰，储能技术的应用，可以帮助风电场输出平滑和‘以峰填谷’。

2、新能源汽车的良好发展利好动力电池储能产业发展

四部委推出5个城市私人购买新能源补贴政策的试点方案，该方案重点对纯电动和插电式混合动力进行了补贴。伴随电动汽车的发展，高效储能电池必将逐步取代内燃机。伴随着电池成本逐渐下降，成熟度日益提高，对内燃机的替代能力将逐渐增强。

储能技术可以说是新能源产业革命的核心。储能产业巨大的发展潜力必将导致这一市场的激烈竞争。如果政策到位，我国储能产业既可快速成长为在全球有重要影响的新兴战略性产业，也将极大促进国内新能源的规模化发展。

第二节 储能行业市场现状

一、市场规模

1、全球储能市场规模

2020年全球储能市场新增规模达到5.3GW/10.7GWh，欧洲市场功率占比22.64%，能量占比17.76%。

图表 8：全球新增储能装机

2、中国储能市场规模

中国储能稳速增长，市场占比大。根据CNESA全球储能项目库统计，截至2020年底，中国已投运储能项目累计装机规模35.6GW，新增3.2GW，同比增长190.9%，其中抽水储能新增装机规模1.49GW，占全球新增抽水储能装机规模的99.3%，电化学储能新增装机规模1.56GW，占全球新增电化学储能的33%。

3、中国电化学储能规模

电化学储能占比提升，锂离子电池占比约九成。虽然我国及全球范围内目前主要采用抽水蓄能方式，但由于受到地域限制及建设周期较长，无法大量快速广泛部署，份额持续下降，2021年一季度末在我国及全球市场份额分别同比下降4和2.4%。由于磷酸铁锂电池相比三元电池安全性更强及成本更低、相比铅蓄电池能量密度更高，以磷酸铁锂电池为代表的锂离子电池储能占据我国及全球电化学储能的比例已从2016年的65%提升至2021年一季度末的89.0%及92.9%，发展势头强劲。据GGII数据，2020年中国储能市场规模达到175亿元，同比增长35%；其中储能锂电池出货量达到16.2GWh，同比增长70.53%。GGII预测，2025年中国储能锂电池出货量将达到58GWh，市场规模超过550亿元。

二、竞争格局

国内储能电池竞争格局正逐渐集中，国内出货量CR5为54%，宁德2019-2020年位居首位。因储能电池与动力电池同源，但对能量密度和循环次数的要求不同，所有生产动力电池的企业均可做储能电池。国内来看，随磷酸锂铁电芯的成本下降和循环次数的增加，铅蓄电池（南都电源）国内出货量份额下降，宁德、力神、海基、亿纬、上气国轩等依靠磷酸锂铁开始崛起，前期因技术路线不同带来的差异化竞争逐渐减弱，占领2020年中国市场储能电池的前五名，国内出货量CR5为54%，其中宁德2019-2020年位居首位，2020年国内出货量市占率17%。国内企业中2020年比亚迪海外出货量领先，但海外份额仅6%，海外市场仍有庞大替代空间。

三、行业所在的主要问题

一是储能目前成本还相对较高，属于“奢侈品”，若大规模应用，将在一定程度上提高全社会用能成本。

二是大容量、长时间、跨季节调节的储能技术还有待突破，以新能源为主导的新型电力系统可能会出现由极端天气导致的新能源长时间出力受限的情况，目前储能技术还无法完全有效解决该问题。

三是缺乏储能统筹规划。目前，我国尚未对新型储能进行系统层面的储能规划，未来电力系统面临转动惯量不足、调节资源缺乏、支撑能力不足等问题，而储能可在发电侧、电网侧和用户侧都发挥作用，用于解决系统问题。

四是现有商业模式单一，盈利水平受限。除用户侧峰谷电价套利、火电调频以及个别新技术储能示范有电价支持外，其余储能项目暂时无法从相关鼓励政策和市场机制中找到具有稳定收益率预期的商业模式。

五是电化学储能的安全、消防和环保回收等问题还有待解决。近期北京的储能电站事故造成严重后果，给储能发展敲响了一记警钟，相关标准和管理规范有待进一步加强。

第三节 储能行业市场前景

一、储能行业多元化发展

政策鼓励电源侧“大力发展”，保障新能源高效消纳利用，为电力系统提供容量支撑及一定调峰能力，健全“新能源+储能”项目激励机制，在竞争性配置、并网时序、保障利用小时数等方面给予适当倾斜。电网侧储能“积极推动”，提升大规模高比例新能源及大容量直流接入后系统灵活调节能力和安全稳定水平。用户侧“积极支持”，鼓励围绕分布式新能源、大数据中心、5G基站等其他终端用户探索储能融合发展新场景，鼓励聚合利用不间断电源、电动汽车、用户侧储能等分散式储能设施。

二、创新新商业模式

新型价格机制带来新的商业模式。储能行业的发展受制于商业模式不清晰，没有合理的价格机制让产业链公司获得合理的利润空间，从而不能使行业快速发展。《储能意见稿》提出建立电网侧独立储能电站容量电价机制，肯定了储能的容量价值，研究探索将电网替代性储能设施成本收益纳入输配电价回收，完善峰谷电价政策，新型的价格机制有望带来新的商业模式，促进储能行业的健康快速发展。

三、新型储能技术应运而生

政策坚持储能技术多元化，推动锂离子电池等相对成熟新型储能技术成本持续下降和商业化规模应用，实现压缩空气、液流电池等长时储能技术进入商业化发展初期，加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范，以需求为导向，探索开展氢储能及其他创新储能技术的研究和示范应用。虽然锂离子电池储能有望成为未来五年内的主体储能技术，但是其成本和安全性问题给了其他技术“可乘之机”。