文｜東灘產(chǎn)研院
隨著全球碳中和戰(zhàn)略的實(shí)施，通信系統(tǒng)、商業(yè)園區(qū)、工業(yè)廠房、社區(qū)住宅、海島、偏遠(yuǎn)地區(qū)等場(chǎng)景對(duì)低碳能源和分布式能源的需求增大，分布式儲(chǔ)能的市場(chǎng)藍(lán)海陸續(xù)打開(kāi)。
俄烏沖突加速了歐美國(guó)家能源轉(zhuǎn)型的步伐，并積極發(fā)展新能源和尋求能源獨(dú)立，這在一定程度上加速了分布式儲(chǔ)能的發(fā)展。廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，讓儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈特別是電化學(xué)儲(chǔ)能成為產(chǎn)業(yè)投資最為活躍的領(lǐng)域之一。
一、理解儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)
儲(chǔ)能是指通過(guò)一種介質(zhì)或設(shè)備，將一種能量用同一種或者換成另一種能量形式存儲(chǔ)起來(lái)，根據(jù)應(yīng)用的需求以特定的能量形式釋放的過(guò)程。根據(jù)接入方式及應(yīng)用場(chǎng)景的不同，儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用主要包含集中式與分布式兩種形式。
分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)因?yàn)榻尤胛恢渺`活，應(yīng)用場(chǎng)景更為廣泛。結(jié)合電力系統(tǒng)構(gòu)成，分布式儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景主要包括發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用電側(cè)，具體分為以下六大類：新能源電站配套儲(chǔ)能、用戶側(cè)儲(chǔ)能、微電網(wǎng)儲(chǔ)能、分布式發(fā)電交易配套、增量配電網(wǎng)儲(chǔ)能和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能。
儲(chǔ)能技術(shù)包括物理儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能，下面又有多種技術(shù)路線，為企業(yè)進(jìn)入儲(chǔ)能領(lǐng)域提供了眾多的發(fā)展機(jī)會(huì)。從全球范圍內(nèi)來(lái)看，已商業(yè)應(yīng)用的儲(chǔ)能技術(shù)包括抽水蓄能、飛輪儲(chǔ)能、鉛酸/鉛炭電池、鋰離子電池、鈉硫電池、熔鹽儲(chǔ)熱、相變儲(chǔ)熱，其它儲(chǔ)能技術(shù)基本處于示范應(yīng)用狀態(tài)，部分儲(chǔ)能技術(shù)在個(gè)別地區(qū)初步具備商用潛力。
二、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景
從全球和中國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目構(gòu)成看，比較成熟的儲(chǔ)能技術(shù)分別為抽水儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、熔融鹽儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能五種，電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)量的增長(zhǎng)最為迅猛，成為推動(dòng)儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展的主要力量。
截至2020年底，全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為191.1GW，已投運(yùn)抽水蓄能項(xiàng)目占比達(dá)90.3%；電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到14.2GW，2020年新增投運(yùn)4.7GW中，電化學(xué)儲(chǔ)能占比約75%。2021年全球電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)量為10GW，預(yù)計(jì)2022-2025年全球電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)量為25/40/55/75GW。
中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)穩(wěn)步擴(kuò)張，截至2020年底，中國(guó)已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為35.6GW，占全球市場(chǎng)總規(guī)模的18.6％，同比增長(zhǎng)9.8%，漲幅比2019年同期增長(zhǎng)6.2%。其中抽水蓄能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模最大，達(dá)到31.79GW，占比達(dá)到了89.3%。電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模占比僅為9.2%。
中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)裝機(jī)量及增長(zhǎng)率
2020年中國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)量占比
三、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)政策梳理
在進(jìn)入“十四五”發(fā)展的新階段，我國(guó)相關(guān)部門(mén)和機(jī)構(gòu)強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)各方參與者協(xié)同共進(jìn)，積極引導(dǎo)儲(chǔ)能政策和市場(chǎng)環(huán)境的改善，促進(jìn)儲(chǔ)能商業(yè)化和規(guī)?；l(fā)展，實(shí)現(xiàn)新的政策窗口期。
近兩年儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策
四、儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)分析
電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈上游為電池、電池管理、能量管理系統(tǒng)以及儲(chǔ)能變流器等設(shè)備供應(yīng)商；中游為儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商、施工企業(yè)等；下游為終端應(yīng)用客戶，包括風(fēng)／光／傳統(tǒng)電站、電網(wǎng)公司、工業(yè)儲(chǔ)能、家用儲(chǔ)能等。
電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備以電池為核心，電池成本占比約58.6%，寧德時(shí)代等龍頭企業(yè)在儲(chǔ)能電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新（CTP）和材料體系上完善技術(shù)布局，建立全球競(jìng)爭(zhēng)價(jià)格優(yōu)勢(shì)，加劇行業(yè)技術(shù)壁壘，有望率先受益于儲(chǔ)能市場(chǎng)需求的爆發(fā)。
儲(chǔ)能設(shè)備成本結(jié)構(gòu)
我國(guó)儲(chǔ)能電池行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局較為集中，頭部效應(yīng)較為明顯，逐漸形成壟斷競(jìng)爭(zhēng)格。儲(chǔ)能電池行業(yè)的CR3達(dá)到了67%，CR6達(dá)到了75%，CR8達(dá)到了77%；其中，寧德時(shí)代和比亞迪市場(chǎng)占比分別為59.7%和16%。隨著我國(guó)政策對(duì)儲(chǔ)能電池產(chǎn)品提出更高的要求，以及行業(yè)資金和技術(shù)密集的特點(diǎn)，市場(chǎng)份額將進(jìn)一步向頭部企業(yè)集中。
2020年中國(guó)儲(chǔ)能電池行業(yè)市場(chǎng)集中度
2020年中國(guó)儲(chǔ)能電池企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局
從主要材料構(gòu)成看，儲(chǔ)能電池包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鈉硫電池、鎳溴電池、釩電池、金屬空氣電池、鋰電池等，目前鋰離子電池在電化學(xué)儲(chǔ)能方面的應(yīng)用最多，而釩電池、鈉電池有望成為儲(chǔ)能行業(yè)大發(fā)展賽道上的新星。
不同類型儲(chǔ)能電池特性
1、釩電池
釩電池壽命長(zhǎng)、規(guī)模大、安全可靠的優(yōu)勢(shì)尤為突出，可用于建造千瓦級(jí)到百兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站，十分適合作為儲(chǔ)能電池，尤其是在光伏、風(fēng)電等新能源領(lǐng)域。目前釩電池市場(chǎng)體量較小，龍頭格局未顯，產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期。釩電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的滲透率將穩(wěn)步提升，預(yù)計(jì)2021-2025年是釩電池滲透率提升的爆發(fā)期，2025年釩電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域滲透率有望達(dá)到15%-20%。目前全球范圍內(nèi)研發(fā)和制造企業(yè)主要包括日本住友電工SEI、大連融科、北京普能等。國(guó)內(nèi)釩電池生產(chǎn)企業(yè)主要為北京普能、大連融科、武漢南瑞、上海電氣、偉力得。
釩電池產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成
2、鈉電池
鈉電池處于產(chǎn)業(yè)化早期階段，在技術(shù)和性能層面還有待提升。在關(guān)鍵材料方面，已有較高電化學(xué)活性的關(guān)鍵材料，如過(guò)渡金屬氧化物﹑聚陰離子化合物、普魯士藍(lán)類材料和非晶態(tài)材料，晶格限制較弱的非晶態(tài)材料具有極大的研究前景。在制造工藝方面，鈉離子電池可以實(shí)現(xiàn)與鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備、工藝的完美兼容，產(chǎn)線可進(jìn)行快速切換，完成產(chǎn)能快速布局。
鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成
鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)
五、儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵部件
預(yù)計(jì)2025年電化學(xué)儲(chǔ)能新增市場(chǎng)規(guī)模接近350億元，儲(chǔ)能變流器（PCS）接近70億元，電池管理系統(tǒng)（BMC）突破55億元，能量管理系統(tǒng)（EMS）突破31億元。新增儲(chǔ)能變流器企業(yè)集中在生產(chǎn)制造、研發(fā)服務(wù)、應(yīng)用推廣三大環(huán)節(jié)，新增電池管理系統(tǒng)企業(yè)主要聚焦研發(fā)服務(wù)與應(yīng)用推廣兩大環(huán)節(jié)。
2018-2021儲(chǔ)能市場(chǎng)（PCS、BMC）新增企業(yè)分布
1、儲(chǔ)能逆變器
儲(chǔ)能逆變器中游為集中式逆變器、組串式逆變器、集散式逆變器、微型逆變器。儲(chǔ)能逆變器上游主要由電子元器件（功率半導(dǎo)體、集成電路、電感磁性元器件、PCB線路板、電容、電感、開(kāi)關(guān)器件、連接器等）、結(jié)構(gòu)件（散熱器、壓鑄件、機(jī)柜機(jī)箱、鈑金件等）和輔助材料（膠水、包材、塑膠件等絕緣材料）組成。
在儲(chǔ)能逆變器市場(chǎng)，原來(lái)做變流器、逆變器的企業(yè)紛紛進(jìn)入儲(chǔ)能逆變器領(lǐng)域，代表廠商有陽(yáng)光電源、上能電氣、科士達(dá)、固德威、錦浪科技等企業(yè)。其中，陽(yáng)光電源的儲(chǔ)能變流器和集成系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)出貨量排名第一，科士達(dá)、固德威、錦浪科技在儲(chǔ)能領(lǐng)域的營(yíng)收也都以光伏逆變器產(chǎn)品為主。
2、儲(chǔ)能熱管理
熱管理也是儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心構(gòu)件。目前的儲(chǔ)能系統(tǒng)熱管理路線基本采用強(qiáng)迫風(fēng)冷的方式，液冷散熱的技術(shù)還不成熟。風(fēng)冷的核心是空調(diào)和風(fēng)道，風(fēng)冷系統(tǒng)簡(jiǎn)單成本較低，液冷在保證儲(chǔ)能系統(tǒng)安全、散熱效率、功耗等方面綜合優(yōu)勢(shì)顯著。
液冷系統(tǒng)的核心為冷水機(jī)和液冷板。其中冷水機(jī)包括壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器和水泵等部件，冷水機(jī)生產(chǎn)商包括英維克、同飛股份等；液冷板的生產(chǎn)工藝分為釬焊、吹脹、壓鑄、沖壓、攪拌摩擦焊等，液冷板生產(chǎn)商包括銀輪股份、三花智控、飛榮達(dá)、科創(chuàng)新源等。