摘要:在諸多儲能技術中,抽水蓄能技術最為成熟且總量規模最大,其次為以鋰電池為主的電化學儲能技術,其他如壓縮空氣儲能、飛輪儲能、蓄冷蓄熱等儲能形式的裝機占比較小。截至2023年底,全球已投運電力儲能項目累計裝機規模289.2GW,年增長率21.9%。其中,新型儲能累計裝機規模達91.3GW,是2022年同期的近兩倍。其中,鋰離子電池繼續高速增長,年增長率超過100%。
一、定義及分類
儲能(energy storage)是指通過介質或設備把能量存儲起來,在需要時再釋放的過程。電化學儲能是指利用化學元素做儲能介質,通過化學反應將化學能和電能進行相互轉換來儲存能量的儲能方式。根據儲存設備的不同,可將電化學儲能分為鋰離子電池、鈉離子電池、鉛蓄電池、液流電池四種。其中,鋰電池和鉛蓄電池是產業化應用最為廣泛的電化學儲能技術路線。
二、行業政策
1、主管部門和監管體制
電化學儲能行業管理體制為政府職能部門的宏觀指導結合行業自律組織協作規范下的市場競爭體制。行業主管部門包括國家發改委、國家能源局、工信部等部門。國家發改委主要負責擬訂并組織實施國民經濟和社會發展戰略、中長期規劃和年度計劃;監測宏觀經濟和社會發展態勢,承擔預測預警和信息引導的責任等工作。國家能源局負責起草能源發展和有關監督管理的法律法規;組織制定煤炭、石油、天然氣、電力、新能源和可再生能源等能源,以及煉油、煤制燃料和燃料乙醇的產業政策及相關標準等工作。工信部負責研究制定和實施產業政策、產業標準、行業規劃;指導推進信息化建設,協調維護國家信息安全等工作。
行業自律組織側重于行業內部自律性管理,包括中國電池工業協會、中國化學與物理電源行業協會、中關村儲能產業技術聯盟等。中國電池工業協會負責對電池工業的政策提出建議,起草電池工業的發展規劃和電池產品標準,組織有關科研項目和技術改造項目的鑒定,開展技術咨詢、信息統計、信息交流、人才培訓,為行業培育市場,組織國際國內電池展覽會,協調企業生產、銷售和出口工作中的問題。中國化學與物理電源行業協會開展對電池行業國內外技術、經濟和市場信息的采集、分析和交流工作;組織訂立行規行約,并監督執行,協助政府規范市場行為,為會員開拓市場并為建立公平、有序競爭的外部環境創造條件,維護會員的合法權益和行業整體利益;組織制定、修訂電池行業的協會標準,參與國家標準、行業標準的起草和修訂工作,并推進標準的貫徹實施;推進電池行業環保和節能工作,加快廢舊電池回收再利用等工作。
2、行業相關政策
國家高度重視儲能行業的發展,先后發布了多個政策文件,包括《關于推動能源電子產業發展的指導意見》《“十四五”新型儲能發展實施方案》《關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案》《科技支撐碳達峰碳中和實施方案(2022-2030年)》等。各地區也出臺了相應的儲能發展支持政策,相關政策為儲能行業的科研創新和產業化提供了強有力的政策支持。電化學儲能作為我國儲能事業的重要組成部分,在國家政策大力支持和鼓勵行業發展的背景下,市場需求將進一步擴大,進而推動市場整體產品質量的提升,推動電化學儲能作為獨立主體參與電力市場交易,推廣共享儲能等新型商業模式,切實推動電化學儲能等新型儲能模式向市場化邁進,促進了行業的良性發展。
三、行業壁壘
1、技術壁壘
電化學儲能屬于技術密集型行業,涉及材料學、電化學等諸多交叉學科,制造工序復雜,品質管控嚴格。電芯在不同外部環境、運行狀態下的特征參數無法通過直接觀測取得,而是需要依靠專業的測試方法去積累大量的電芯使用數據并建立不同應用場景下的數據模型,進而為后期構建完善的電池管理系統、熱管理系統、電池系統集成等提供基礎數據與技術支撐,從而開發出高安全性、高效性、良好經濟性、長壽命、智能化的儲能系統。對于新進入的廠商而言,突破相關核心技術不僅需要較大的資本投入,還需要較長時間的技術研發積累、大規模生產制造經驗的積累、大規模儲能項目經驗等多方面經驗積累,從而形成較高的技術門檻。
2、人才壁壘
電化學儲能系統行業為人才密集型行業,企業的產品質量、服務水平與研發能力與員工的專業性、技術性緊密相關,因此需要大量技術經驗豐富、行業經驗充足的復合型人才。高素質、綜合性的人才團隊建設需要企業大量的資金和時間成本,對新進入者形成了較高的人才壁壘。
3、品牌壁壘
在電化學儲能系統行業中,具有良好品牌知名度的企業能夠憑借其品牌聲譽、項目經驗和產品質量在市場中獲得更多的信任和認可,該類企業通常具有較高的技術實力和生產能力作為支撐,通過持續不斷的研發投入,推出更為成熟的產品以及優質的售后服務,從而提高產品銷量和市場份額,進一步鞏固自身品牌地位。因此,在儲能系統行業內具有良好品牌知名度的企業往往具有較強的品牌壁壘,能夠有效地防止新進入者的競爭,維護自身在市場中的地位。
4、規模壁壘
電化學儲能系統產品生產具備規模經濟的特點,具備較高的規模壁壘。首先,儲能系統行業新進企業從產線建設到產品通過驗證并穩定交付通常需要耗費較長時間,此階段對企業抗風險能力要求較高,中小企業易被擠出市場。此外,規模較大的儲能系統設備供應企業通常具備與上游供應商及下游客戶的較強議價能力,從而在價格、數量、信用政策等方面形成競爭優勢。
四、產業鏈
1、行業產業鏈分析
電化學儲能產業鏈上游為正極材料、負極材料、電解液、隔膜、PCS、結構件、電氣件等原材料及零部件。中游為電化學儲能系統集成,主要由電池組、電池管理系統(BMS)、能量管理系統(EMS)、儲能變流器(PCS)以及其他電氣設備構成,其中電池組是儲能系統最主要的構成部分。電化學儲能系統下游應用范圍廣泛,包括電力系統、通信基站、數據中心、UPS、軌道交通、人工/機器智能、工業應用、軍事應用、航空航天等領域。






















2、行業領先企業分析
(1)陽光電源股份有限公司
陽光電源是一家專注于太陽能、風能、儲能、電動汽車等新能源電源設備的研發、生產、銷售和服務的國家重點高新技術企業,主要產品有光伏逆變器、風電變流器、儲能系統、新能源汽車驅動系統、水面光伏系統、智慧能源運維服務等,并致力于提供全球一流的清潔能源全生命周期解決方案。作為國內最早涉足儲能領域的企業之一,陽光電源儲能業務依托全球領先的電力電子、電化學、電網支撐“三電融合”技術,打造專業儲能系統,專注于鋰電池儲能系統研發、生產、銷售和服務,提供輔助新能源并網、電力調頻調峰、需求側響應、微電網、戶用等儲能系統解決方案,是全球一流的儲能系統解決方案供應商。2024年上半年,陽光能源電化學儲能業務收入為78.16億元,同比下降8.3%;毛利率為40.08%。
(2)浙江南都電源動力股份有限公司
南都電源長期專注于儲能技術、產品的開發與應用,面向全球新型電力儲能和工業儲能、民用儲能領域客戶,為其提供以鋰電為主、鉛電為輔的產品、系統集成及服務。目前公司已打通從鋰(鉛)電池制造、系統集成、運營服務到鋰(鉛)資源回收的全產業鏈,圍繞儲能業務形成一體化布局,構筑了儲能全產業生態體系。2024年,上游鋰電產品原材料價格下降導致產品單價下降,同時,企業業務轉型導致鉛回收業務減少,南都電源儲能業務收入下降。2024年上半年,南都電源儲能業務收入為25.71億元,同比下降38.40%。
五、行業現狀
全球能源體系發展呈現“脫碳”趨勢,以風電和太陽能發電為代表的清潔能源將逐步取代化石能源成為主要的天然能源。風能和太陽能存在隨機性和間歇性的特點,會導致整個高比例清潔能源系統的靈活性降低和調節能力不足,為了確保系統安全和經濟運行,需要引入儲能作為新的調節能力來源。儲能技術在電力系統中的定位主要是利用其功率調節和能量存儲的功能,直接或間接地提供調節能力,以提升電力系統的靈活性、經濟性和安全性。在諸多儲能技術中,抽水蓄能技術最為成熟且總量規模最大,其次為以鋰電池為主的電化學儲能技術,其他如壓縮空氣儲能、飛輪儲能、蓄冷蓄熱等儲能形式的裝機占比較小。截至2023年底,全球已投運電力儲能項目累計裝機規模289.2GW,年增長率21.9%。其中,新型儲能累計裝機規模達91.3GW,是2022年同期的近兩倍。其中,鋰離子電池繼續高速增長,年增長率超過100%。根據全球儲能數據庫的不完全統計,截至2024年6月底,中國已投運電力儲能項目累計裝機規模103.3GW,同比增長47%。其中,新型儲能累計裝機達到48.18GW。
六、發展因素
1、有利因素
(1)行業政策大力支持,電化學儲能發展提速
隨著“雙碳”戰略部署的深入實施,在促進深化能源領域體制機制改革創新,加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系,促進能源高質量發展和經濟社會發展全面綠色轉型等系列政策的鼓勵與引導下,整個儲能產業必將進入綠色低碳轉型、科技創新驅動的高質量發展新時代。國家為實現到2025年新型儲能裝機容量達到30GW以上的目標,密集出臺政策推動儲能行業逐步發展和成熟。國家發改委、國家能源局等陸續推出《“十四五”新型儲能發展實施方案》《完善儲能成本補償機制助力構建以新能源為主體的新型電力系統》《關于進一步推動新型儲能參與電力市場和調度運用的通知》等各項政策,鼓勵新型儲能進一步發展,推動電化學儲能等新型儲能系統規模化、市場化、產業化發展。
(2)鋰電池擴產改善供需結構,技術疊加助力大幅降本
目前,電化學儲能系統的成本構成中,電池成本占比較高,其成本變動對電化學儲能系統的成本具有極大影響。2021年起至2022年底,電芯供貨持續緊張,難以匹配下游日益增長的需求,供需失衡導致儲能系統成本上行。2023年以來,電芯上游原材料碳酸鋰單價自高點有較大幅度回落,疊加電芯供應商產能穩步釋放,電芯價格將進一步下降且趨于平穩。此外,隨著電化學儲能產業鏈各環節研發創新帶動技術革新,安全性與循環壽命等技術指標大幅提升,帶動儲能度電成本快速下降,電化學儲能產業進入快速成長期。
(3)儲能技術不斷突破,電化學儲能市場空間廣闊
電化學儲能在實現能源安全可靠、經濟可行、綠色低碳發展中發揮重要作用,在未來還將形成短時高頻技術、中長時間儲能技術和超長時間儲能技術的戰略布局,包括不同的應用場景、不同的技術需求,從MWh覆蓋到GWh;同時,電化學儲能將支撐一系列先進的技術,包括表征分析、檢測、安防以及先進制造。從中長期來看,隨著技術進步和成本的下降,電化學儲能將成為電力系統調節的重要力量,市場空間進一步擴大。
2、不利因素
(1)產品可靠性不足
目前,國內外各大鋰電池企業、新能源企業、變流器企業均開始加大對電化學儲能產品的布局,隨著市場參與者的逐漸增多,電化學儲能系統質量良莠不齊,從而對電化學儲能電站應用以及行業持續性發展產生不利影響。根據中國電力企業聯合會《2023年度電化學儲能電站行業統計數據》顯示,電化學儲能電站非計劃停運占比57.25%,主要由電池、PCS、BMS、EMS等因素造成,其中電池因素占比32.72%。此外,因電池衰減、設備老化、運維不規范等原因,投運5年以上的電站能效平均降低6%以上,極大程度影響了電站的可靠性,甚至設備提前退役。
(2)并網難度大
作為多元耦合的復雜系統,電化學儲能關鍵設備接口多,多廠家協調難度大,不少電站甚至出現安裝調試超過180天仍未并網的情況。同時,接口不兼容,數據不同步,會導致電網調度指令執行異常,電站出力無法滿足調度要求,進而影響電站正常運行。此外,儲能技術多種多樣,多廠家運維權責不清、售后無保障,也進一步限制了行業健康發展。
(3)儲能安全問題顯著
目前,電化學儲能行業人身、資產、并網、運維等的安全問題依然凸顯。一方面,我國缺少有效的檢測預防措施、保護設計不合理、消防不靈、無可燃氣體泄放通道等,都會帶來儲能安全事故隱患。另一方面,儲能安全不僅是人身資產安全,還包括并網安全、運維安全。“531”事件后,行業洗牌大批廠商倒閉,導致大量“孤兒電站”無人運維,且運行時間遠低于設計壽命,從而對生態環境產生一定的威脅。
七、競爭格局
隨著清潔能源在全球范圍內裝機量的快速提升,為了保障電網的安全穩定的運行,市場對大型儲能系統的需求也在快速上升。基于對產業廣闊前景的預期,國內寧德時代、比亞迪股份有限公司、億緯鋰能、派能科技、南都電源等各大鋰電池企業以及陽光電源、科陸電子、南網科技、中天科技、思源電氣等PCS和電力設備企業等為了適應市場變化和客戶需求,依托自身資源積累和產品制造優勢,延伸向系統集成模式轉型進入儲能系統行業。同時,以海博思創、沃太能源為代表的專業系統集成商,不僅具備儲能系統整套解決方案能力,可以更好的提出契合下游客戶需求的儲能系統解決方案,取得一定的市場先發和技術領先優勢,并獲取一定的市場競爭地位。
八、發展趨勢
在“雙碳”總體目標指引下,儲能行業作為傳統電力系統源、網、荷之外的第四類新興能源產業,是當前推動主體能源向可再生能源更替的重要領域,其技術創新、產業布局、應用場景、市場構建處于能源發展的最前沿。隨著越來越多的相關政策出臺及行業標準建立,電化學儲能標準體系將涵蓋通用基礎、規劃設計、設備及試驗、施工及驗收等各環節,將從制度層面進一步鼓勵、引導儲能行業高速發展。同時,隨著電化學儲能應用場景的豐富和裝機規模的不斷擴大,長壽命、低成本、高安全的固態鋰離子電池、鈉離子電池是未來儲能電池技術的主流趨勢。此外,具有高度智能化的數據分析和運維平臺將成為支持儲能全生命周期智能運維和智慧運營的重要前提與保障,數字化賦能也將進一步提升儲能運行效率,擴大儲能行業盈利空間。
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根據國家電化學儲能電站安全監測信息平臺匯集數據,截至2023年底,我國累計投運電化學儲能電站958座,總裝機規模達25GW/50.86GWh;截至2024年6月末,全國累計投運電化學儲能電站1100座、總裝機35.37GW/75.05GWh(在運1002座、總裝機 34.80GW/73.88GWh,停用98座、總裝機0.57GW/1.16GWh)。這意味著,已經投運的電化學儲能裝機相當于全國電源總裝機的1.15%,相當于新能源總裝機的 2.87%,在建電站267座、總裝機13.61GW/26.66GWh。
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