储能行业储能现状市场发展特点及不同储能方式对比分析.docx
储能行业储能现状市场发展特点及不同储能方式对比分析一、储能发展的现状1、储能的核心作用力储能一电力“储蓄罐”实现电力移峰填谷灵活使用,创造更大经济效益储能本质就是一个“巨型充电宝”。新型电力系统下,在风光资源丰富时段储存未利用能量,在资源缺乏且用电高峰时段放出能量供电从而实现削峰填谷。理论上可以减少弃电,降低用电成本。储能的核心作用体现在调频,减少弃电和价差套利三个方面。另外储能还有黑启动、离网供电等优势。例如在整个区域电力系统崩溃的极端场景下,使供电电源在无需从电网取电的情况下实现重启。1.1发电侧调频是基础电网保持稳定核心是确保发电和用电相对(动态)平衡。调频就是调整电力系统的频率,使其变化不超过规定的允许范围。风电、光伏发电出力由自然资源决定,人为干预作用小,且风光资源目前预测精度相对低,电力系统转型背景下,调频保证电能质量变得格外重要。储能(特别是电化学储能)调频对速度和精度要求较高,它的AGC(自动发电控制)跟踪曲线与指令曲线基本能达到一致,可以灵活地在充放电状态之间转换。以保证频率精准调节。基本不会出现调节反向、调节偏差和调节延迟等问题。1.2电网侧调峰是核心风光资源的天然属性下,人为干预空间小,峰值和谷值能量差大,且与用电时段不完全匹配,会在高峰释能时浪费大量资源。例如风电在21-次日5时左右出力处于高位,而此时用电负荷却位于最低位。弃电的大量产生也影响了风光电规模化和经济化发展效应。减少弃电本质就是将弃电存储起来,在风光出力低位时补充用电负荷。“存储”恰好是巨型充电宝一储能最大的用处。储能在放电高峰时储存较低成本的电能,在放电低谷期使用低成本电以实现经济效益最大化。1.3用电侧套利是优势储能在削峰填谷的作用下,也可以实现多余电能出售套利。例如现阶段典型的工商业储能经济模式就是通过能量时移、峰谷价差套利、容量电费削减获取收益来回收投资成本。国家发改委发布关于进一步完善分时电价机制的通知,要求系统峰谷差率超过40%的地方,峰谷电价价差原则上不低于4:1,其他地方原则上不低于3:1。2、储能产业链上游中游下游原材H供应393: EMM 负收 W. mw =,等电闻室不用冽杯耳) M KW街五所再Hl W4i«1能基础技术电化学傅 W7<W. 蛤回惚反魅方式爆鞋VwMt便一 B 靖瞰假怪能49电趟MI: lWk if IWl WJwJ(电0H洞材料不同) Xtt只佗储能及柒黑的提供基妣设备z 储能系维震成&安舞储能变流器PCS 电池管理系侬MS 能管理系统EMS 储能消防安全tr理储能温控Ir矮 其他集成管理系统 N Sungroui(S)SJHBS更映ai CATL宁时匕 EVE(Z 住 Iw 线上、*)口:工切-电网网一网专境谷.变 电站储能等一用户酣户用储能.便 携储能、工焉 业储能等储髓黛成和安H是对电洌a. BMS. PCS. EMS 弹各部缉进行系统簇成盛合及安装.犍心考 成南时电芯造系统控制集H的校本水平.市场Z仞腐系卿ft护储舱EPC储炎电站运营翊测试1其他 储I住电池检测 电油回收利用 数字化管理历历 换电站3、不同储能方式的特点短时储能应用紧急短时补能需求,长时储能释能长效调峰并网。储能形式目前已呈现多元化局面,根据技术路径不同主要分为热储能、电储能和氢储能三大类,其中电储能又可分为物理储能、电磁储能和电化学储能。技术性质的不同影响了产品的响应和放电时间。根据使用场景和需求不同,我们按照响应速度和放电时间将储能方式分为长时和短时储能两大类。面对新能源有集中式和分布式各类场景,储能与其结合应用也将对应不同方式应用。长短时储能暂无明确定义区分。美国桑迪亚国家实验室认为长时储能是持续放电时间不低于4小时的储能技术。美国能源部则认为长时储能定义为持续放电时间不低于10小时,且使用寿命在15-20年的储能技术。3.1短时储能主要方式:锂离子电池(中短时储能)、铅蓄电池、钠硫电池、超级电容等。核心特点:短时高频,调节精度高,响应时间可以达数秒或数毫秒,电化学类以进入商业化阶段。应用场景:备用电源、电网调频、微网调峰、UPS等。3.2长时储能主要方式:抽水蓄能、氢储能、压缩空气、液流电池等。核心特点:规模大,能量存储时间长可应对跨天/月需求。应用场景:长时段电网调峰、可再生能源并网、黑启动等。不同类型储能对比超级电容分钟 ”对 日周季度需求增加和电力结构转型成为主要发展驱动因素中国电力市场需求进一步增大和非化石能源发电装机量的容量和比例不断增加给储能的市场扩容带来更多发展空间。截至2022年底,全国已投运新型储能项目装机规模达870万千瓦,平均储能时长约2.1小时,比2021年底增长110%以上。其中,从2022年新增装机技术占比来看,锂离子电池储能技术占比达94.2%,仍处于绝对主导地位,新增压缩空气储能、液流电池储能技术占比分别达3.4%、2.3%,占比增速明显加快。此外,飞轮、重力、钠离子等多种储能技术也已进入工程化示范阶段。20222023年中国全社会用电量9.152022年2023e据中电联统计,2023年全社会用电量预计将增长6%,电力供需总体紧平衡,部分区域供需偏紧。随着我国经济运行有望总体回升,拉动电力消费需求增速比2022年有所提局。20222023年新增非化石能源发电装机容量2022年2023e中电联预计2023年新增非化石能源发电装机1.8亿千瓦,同比增长13%。太阳能发电及风电装机规模均将在2023年首次超过水电装机规模。20212022 2023e 2024e 2025e 2026e 2027e中国已投运新型储能项目装机占比新型储能累计装机规模(GW)2021-2027年中国新型储能累计装机规模未来凭借新型储能各项政策落实、市场商业模式不断丰富、各类储能技术不断落实应用等驱动下,预计2027年中国新型储能累计装机规模可超过100GWo5、储能应用需求举例数据中心IDC配储实现稳定用电、削峰填谷、节能减碳及获取收益。数据中心是一个“高能耗”产业。2022年全国数据中心耗电量约2700亿千瓦时,超过两座三峡电站年发电量。其中电力成本占数据中心总成本的60%-70%o数据中心配储被认为是降低数据中心用电成本的有效解决方案之一。同时也可以发挥备用电源作用为数据中心提供供电缓冲处理。目前政府和各省市相关单位不断出台政策强调数据中心节能降耗问题,鼓励配置电池储能系统。中国储能+IDC相关项目案例IDCMA整与 积大学1»口联丽僦为R在候山。 合E WWM制脸电工mm翁IMt中o«1电气夫 ww电给放电Wt典创MEXtM圣高自充自用的笠济住的W时到“3Wys>碑的忤用.Sy¾l*-WtOTriiefj, PUaBm行在IzrFIDCMA翼 *Tt6广怵EKeAZvIEJKKQminWPttftTtM««1M 70OtWS 16MWhM5Jl. ? », WMtWOJMRj心运费用.X沧及格美产供曲吗皿网喇aJSMW10MWtM 衣贴示名值目台惘帆丽目仪于岛DS&WH>.y%x入rtMi >E化用陈版.WEM3B与大第 好慎的.次M应用.户用和便携式储能将成为海外市场主要增长点储能海外市场高速发展主要集中在户储和便携式储能两大领域,欧洲和美国是全球户用储能装机主力,各占据约1/4的市场。高速发展的主要驱动因素有以下几方面:1.地缘政治因素影响,能源自给率低,消费电价不断上涨,推动户储渗透率提升。2 .海外建筑多以低楼层独立建筑为主,储能装机建设难度低,市场需求量大。3 .由于户外文化盛行和部分地区多灾的地理环境,便携式储能以欧美和日本国家为主。由于国内储能商业模式和经济型建立尚未成熟,海外市场已成为国产品牌提升营收毛利和品牌价值必争之地。6.1户用储能具有toC属性,专业性和安全性是集成商竞争核心要素;一站式完备售后服务和品牌商占领高市占率和长期发展的关键。预计未来3-5年受快速实现能源独立的政策驱动和需求市场扩大影响,欧洲户用储能将保持高速增长,电力市场化的发展下,据SolarpowerEurope预计2026年欧洲户用新增装机量超过IOGWho欧洲户用储能市场发展空间6.2便携式储能具有toC属性,主要应用在户外活动和应急用电,弥补了充电宝和柴油发电机之间的一块空缺。产品设计和安全性成为品牌竞争核心要素。目前,便携储能产品在欧美国家渗透率更高,未来5年将保持40%左右的增速发展。全球便携式储能市场发展空间二、储能市场发展特点1、储能市场发展核心要素-电力市场化电力市场化而非统一定价更有利于激发储能商业需求新型电力转型后,能源供给方式呈多元化形式,不同发电方式和储能方式会应用在toB和toC两类场景下商业模式和产品模式也呈现多种方案。在此背景下,电力市场化是储能发挥多种作用的长效手段,从而进一步激发储能商业需求创造盈利空间。目前我国电力市场主要问题:按照基准电价应用储能,相对固定可控,大多省份会参考当地燃煤发电基准电价执行,但对于储能当前投资成本大的情况下,储能度电成本低于上网电价难度较大,商业化需求未激发。喇能发电dTVUMfi9«也枪从师但MtWOfi进唯W恰 小笔电来育蜘«m. ”».JWU¾> 中笛MlWim IlGM SHIM *XIMMS0U99 VUKS7一中 -iinT(i(L"JTjni,mHL F啊以MHCISRI 答srjt3傅MMEtf检足.Miiiiw-san皿0Cflu筋MN,刊WIH因M9tSWI谏北IR"IWW0S.2、储能市场发展核心要素-技术国产化技术国产化决定产业规模化发展,目前高精尖设备和芯片仍依赖进口储能市场的成熟发展对应产业链中不光依靠上游原材料的自主供给,更多需凭借核心元器件国产化和核心技术国产化、先进化从而实现储能系统效率提升、循环寿命延长和系统成本的降低。中游储能系统的制造、集成商正通过提升电池电芯&模组、电池管理系统、能量管理系统和变流器四大主要环节的产品和技术国产化能力提升产业发展水平。以锂离子电池储能为例,目前我国整体产业发展处于世界前列。但部分高精尖设备例如高精度膜头、干法极片设备仍需进口供给。储能中游环节技术国产化情况环ISBTaItNA&模竣电影授术决定了儡歌第蜕的安全.目前国内电回堵技术飨于SB际光»水平,“本案取国0化,tBQ½X<tt*WH.相关机Iljfi仍WifiWMumiaMMfiO.xM灌H空”愎务.干法事片设备鲁禁装所中.K5甘研度?计®B三外厂相对讯熄.电延号破片(BMtC)作为BMSS心怖.目三产化为10%&石we芯片包船包后AFE.MCU.ADC等EMS累皖顺整体发水平骸,理发统米要发JKHi蝮电站区化向«町*始化理/mtiftHPcsPCSaIiam中实双双划奘普检ICjfi配电洞的核V».其中GBT展用于电压.JW3*号的Jl节,敬爵IMl程PC弼切车转残效率.。晌相关台业正在安鞍技术!升自隹事.向大功率大有窗方向发>G8Ttt3、储能市场资本端发展特点储能产业规模扩张,市场资本热度高,IPO参与者多元化2022年储能市场资本热度高涨。根据IT桔子统计,2022年共计投资事件达120件,共计320.94亿元,2023年至今共计65件投融资事件,较为出名的例如海辰储能、中储国能等。储能系统、储能PCS,钠离子电池、液流储能等小众储能技术以及锂电池正极材料、机材料等储能材料成为资本投资的主要方向。IPO方面,2022年储能领域IPO数量多达124起。相关企业覆盖储能系统、储能变流器、电池制造以及电池材料、锂电设备等多领域。2016-2023中国储能相关投融资事件数量2022年:工2Img费事件2023年至今:68件投资事件 2016年 2017年 2020年 2021年 2018年2019年 2022年2023年至今3.1 储能IPO申报发展特征储能IPO申报企业呈多元化格局,覆盖全产业链,市场认可度高。从上游材料企业到中游系统集成商、储能电池提供企业以及部分下游汽车产业链企业。例如蜂巢电源、阿特斯、捷氢科技、首航新能源等。储能企业出海上市掀起热潮,瑞交所成为摇铃圣地。自GDR新规发布以来,更多A股公司积极推进境外GDR发行上市,以更快实现海外资本拓展产业国家化布局。例如国轩高科以发行规模6.85亿美元成为2022年GDR市场最大IPOo众多新能源、电池生产企业开始布局储能产业并计划拆分上市。由于锂电的发展横跨动力电池和储能电池两池,随着新能源发展渗透率逐年提升,众多动力电池企业开始扩张自身业务板块,铺全生态网络。4、储能市场竞争参与者形态市场正处百舸争流大浪淘沙阶段,技术和产品解决方案将成为发展壁垒新能源的火热带动了储能产业的快速发展,尽管储能仍处于产业发展初期阶段,商业模式和市场格局仍未定局。但市场已涌现各式参与者瓜分“蛋糕”。从动力电池厂商到食品互联网企业跨界参与,市场玩家不断涌入。市场参与者各有优势。针对储能行业发展正处于供需端适配过程。具有核心技术和创新能力的企业能够推出具有差异化、高性能和成本竞争力的产品,从而在市场上获得竞争优势。解决方案对应场景拓展能力和商业化实现能力。核心技术在长短时储能场景下对标的需求以及储能产品和配套服务方案会成为未来行业竞争的核心要素。甲ft* 历一天含灿网 Ialr misM2JR.杭股份*»企业育*实力 9.劣大 町伏立在发电«!«!*Hfl*ilt0虎:台业IliU小 QJ入市同支再,如小 米,户用/分布IC e. MMfla 力点at HLIiimt优劣:w<m* «*力E事力«. 上注议价力;产业 NMW大 SJttiaxa 一体化g发风电光伏企业死鹿初同储瞰世券三、不同储能方式对比1、不同应用场景储能需求各类储能方式择匹配解决不同场景需求,实现储能与综合电力系统融合储能市场的发展不会是单一类型发展模式,各类方式融合多线并举发展将成为未来主要发展格局。并且考虑到储能场景的应用多元化(长时、短时),以及电能适配多样性(风、光、水、热电联产等),对于整体电网的长期升级优化,均能起到举足轻重的作用。从电网角度来看,发电侧、电网侧和用户侧在不同时间维度下都存在不同痛点,以对应不同配储的需求,从而实现电力系统长效、高经济型发展。三侧场景下不同类型储能功能对比1发电侧/电源侧(毫秒级/秒级)短时需求1)减少瞬时功率变化,避免临时波动对电网的冲击2)事故应急,瞬时平滑出力3)解决电压暂降问题4)小时级别的需要二次调频,协助消纳长时需求D备用长时储能,补充用电缺口2)解决风光弃电问题,优化发电侧能源经济效益3)长时电网调峰4)提高用电可靠性2电网侧短时需求D提供快速功率缓冲,动态无功2)快速调频,稳定电网3)高频率响应4)短时稳定电网调节长时需求1)加强电网基建负荷能力2)解决季节性负荷3)系统调峰,削峰填谷4)大量应急供电保障生产生活(自然灾害、长时停电)5)支撑高比例新能源外送3用户侧短时需求1)用户侧事故应急2)临时电压稳定响应3)紧急调频,电压快速修复长时需求D用户侧能量二次调频2)降低电力使用成本,峰谷套利3)需量备用管理4)临时电力备用2、(中)短时储能(中)短时储能以放电快、响应快等优点可实现满功率输出,高效调频储能系统配套各类发电机组参与发电/电网和用户侧调频调峰已逐步进入的商业化阶段。(中)短时储能一般以功率型和能量型为主。主要有超级电容储能、飞轮储能、各类电化学储能。不同场景下储能的需求痛点不同,(中)短时储能中毫秒和秒级技术更侧重解决应急调频,瞬间功率调节。小时级别(通常GOh)例如电化学储能多应用于平滑出力波动,缓解调峰压力等,飞轮储能适用于大功率、响应快、高频次的场景,典型市场包括UPS、轨道交通、电网快速大容量调频。超级电容储能不同类型短时储能对比飞鸵健笼电化学1能术为 不中«陶姆 技优 成优 埸由优大比功率(2-15wg) Kfll环寿(S-IOw次) 3效率 41 (-95%) 啾4速I度快(mQb M&S性号(-40-F) 2m (85-95%) 困座屋大(4kWkg 郑2速度馔(Ese别; 使用寿曲长(-20年) 使用Vi材.安全性毫主包括慢舄子用泡.蛤用他.精就电池 使用寿:浅源 物子 聃高于钳电池 MWK: Mftft,早均为OI eh 3电澳 便寓f4池高(MoY00whl)使用声舍 筐离子和液双电池可IMH 52W-40 1 环/WhMI发债成本.SOOO-ISOOQTtZkwh子电泄成本优为大, 岷应.北化血侦.am.可怏。窟 6 率 RH JlaJ如岚生电网蕾辱扰动件万事 突变时,需顺时”做W MiMmKemm 决emu. =*. an« »*可感用于翊最分布式发电及AH IHB心 UPS 电和SJi 机Il交*节It电压1* 治*号场.R城中以扈子电的为主.凝流电沾逐步次 用化学用池硬畴司as-tBMflmmtf 需求.csu«» aum.单篇间或性 的等总结:超级电容是功率型储能器件,更适用于扰动事件出力和短时间快速出力。其在短时大功率、多次循环放电场景下更具经济性,但无法满足电网侧小时或天时间的能源储备。相比之下锂离子电池储能更适合小时级别(一般不超过6h)电网调频调峰。3、短时储能场景应用价值1超级电容储能核心优势:提供瞬时功率,快速应急超级电容的电学特性决定了其直接做功的瞬时补偿特征突出,并且功率损耗较低。在一些极端理想场景下,对于基于安全性考虑的响应效率和基于功率要求的超高功率特征,决定了其在重要的工业、基础设施(通信、轨道交通等)均具备很理想的适用性。同时,如果能匹配其他的储能方式,实现高功低释的电能转化,其场景应用将会更加灵活广泛。2锂离子电池储能:发展势头最猛的4-6小时核心储能方式作为目前电池技术商业化规模和上下游成本衔接较为有效的储能细分方向。锂离子电池储能选址灵活、建设周期短、调节性能好、响应速度达到毫秒级等。同时锂离子电池安全性能好,对环境友好无公害,无记忆效应。所以,在很多新兴产业的场景下(IDC、通信基站、光储柔性建筑等),其应用均相对广泛。当然考虑到其对工作环境的较高要求,包括了对工作温度等,以及可替代材料和相关制艺技术的优化的空间,目前其在储能市场的进一步商业化潜力,还有待释放。保离子电池储能和特点I电站/电安全并网户外插电源ts 灾js启电马分凿用电节理嚏曲线与光状及电蒯境相 础,IWSlO 的域;WH 实的就电同信W轲!mn 降低就里 喻初中心帝JMi收益光储充 rt化户用 砧能谷电至国用电平却t前能空电柏W用通信基站丙当贴应加包»触源悌次构用共,禽联站美克兹”电湃w*w型士所三4、长时储能容量性长时储能将是改善新型电力系统稳定性的关键因素如果说短时储能主要针对应急和小时级别调峰调频需求。那么长时储能会在可再生能源发电渗透率越高的场景下发挥更大发展潜力。风光电的占比越大,减少弃电、调频调峰以及长时储备的需求就越大。相较于短时储能,长时储能可以更好的实现电力平移,削峰填谷平衡电力系统、规模化储存电力和保障电力稳定性。不同类型长时储能对比抽水能液海电池储能技术优姆成本优»场优姆卬X”久(>1W)MWftK (S60年)当前防的储3术.度电3低.不专虚无隼成本下.度电切=(Uo7 jkW忘含注"!山MIU空 rM»ita.修晚容大,可实现大现假9YU0,HX. & IOOMWtt.Ahs时苴氏:4 Kkh时 使用寿面长30 SOtt 无能现m妁察.可趣 r炳中2 睢本Wjfi.3B校朝长的Ol呻IMl牝球IRI弼动叵电康装5配电组.MHiR¾¢tt. »»侪底电网作咫旋仪挈>O%) ,环 K冰(>200次肉舷电时间长(/NHS Sflrj宫映博(百古瓦6»j)边际感公低,无自 权的配长丽6*可达IU苜兆瓦 ttH.再要宾日 10附以上的It 热9,使用寿富 可达30年以上.0中液胸沦的度电或事欢在在Oy *04A<W目嗣朝氯5制运成本,还未实双111化能龈m(E 50%将代效超下金电喊本i906WhWaUfi外IWl居劭问!S解除配电组.雄疆供电可翕性,发再伊准用闲作用长时说*MtMMaMMIa电网前庙长的调IHHfi红am台动但WW也用国提离供电乏n住.M慝再在物叫T用总结:长时储能作为容量性储能方式,在整体电力系统的发输配用环节拥有广泛的应用空间。发电侧可以实现大规模削峰填谷及调节负荷以及大规模容量储存。电网侧可赋能调峰电源,缓解高峰负荷需求,减少网络扩容投入。对于用户侧则可以实现降低峰值用电成本,峰值套利。5、长时储能赋能全景长效储存多余电力,高效实现能源供应转移更高比例的新能源渗透,单凭建造更多输电网络无法解决能源终极问题。长时储能可凭借长周期、大容量特性,在更长时间维度上调节新能源发电波动,在清洁能源过剩时避免电网拥堵,负荷高峰时增加清洁能源消纳。综合考虑,发电端在国内存在典型的风光资源分布不平衡,输电端在特高压技术广泛应用的基础上仍存在并网壁垒,配电端因为不同区域经济结构错配、产业结构失衡亦存在系统灵活性不足。另外,用户侧可控负荷的渗透率以及用电行为非计划性。均对长时储能的提出了一定的适配性需求。长时储能应用场景和特点6、多元化需求场景下不同储能技术对比锂电池储能不同应用需求优势突出,超级电容及其他电化学储能其次供电可靠性需求下不同储能技术对比电网稳定性需求下不同储能技术对比削嶂填答需求下不同体精技术对比m刊的IICiH柒辅助需爰蒜矗他技术对比116w97*Mi