新型電力系統(tǒng)專題分析報告：新型儲能能源轉(zhuǎn)型重要途徑技術(shù)路線百花齊放

證券研究報告公用事業(yè)2023年1月5日新型儲能：能源轉(zhuǎn)型重要途徑，技術(shù)路線百花齊放——新型電力系統(tǒng)專題六評級：推薦(維持)1最近一年走勢相關(guān)報告《——汽車傳感器行業(yè)專題報告一：汽車智能化趨勢確定，千億車載傳感器市場啟航（推薦）*公用事業(yè)*楊陽》——2022-06-24《——公用事業(yè)行業(yè)深度研究：電力市場輔助服務：市場化勢在必行，千億市場有望開啟（推薦）*公用事業(yè)*楊陽》——2022-02-26《——新型電力系統(tǒng)專題一：綠電：風光正好，把握碳中和下的時代機遇（推薦）*公用事業(yè)*楊陽》——2022-02-12相對滬深300表現(xiàn)表現(xiàn)1M3M12M公用事業(yè)-2.87%0.57%1.17%2.31%-14.15%-20.84%滬深3002重點關(guān)注公司及盈利預測重點公司代碼股票2023/1/5股價EPS2022E0.590.96-PE2022E20.8523.75-投資評級名稱20210.510.730.010.29-0.090.581.060.150.630.072023E0.731.31-202124.0331.23269.6318.19-2023E16.7017.40-601369.SH600875.SH300091.SZ000035.SZ002665.SZ002534.SZ002088.SZ000629.SZ603067.SH600416.SH陜鼓動力東方電氣金通靈12.2222.803.64未評級買入未評級買入中國天楹首航高科西子潔能魯陽節(jié)能釩鈦股份振華股份湘電股份5.310.11-0.280.070.72-48.27-18.9653.7021.52-3.70未評級未評級未評級未評級未評級未評級15.5023.034.880.29-26.7221.7331.5722.98260.2953.23-0.220.860.230.261.120.3822.6316.8277.9619.0112.8748.0914.4818.22資料：WIND，國海證券研究所注：未評級企業(yè)盈利預測取自WIND一致預測3核心觀點

新型儲能配置靈活、響應迅速，更加適合新能源儲能消納。根據(jù)國家能源局，新型儲能主要指“除抽水蓄能外以輸出電力為主要形式，并對外提供服務的儲能項目”。新型儲能由于建設周期短、選址靈活、調(diào)節(jié)能力強，與新能源開發(fā)消納更加匹配，優(yōu)勢逐漸凸顯。新型儲能包括機械儲能、電化學儲能、化學儲能、熱儲能、電磁儲能等多種技術(shù)路線，截止到2021年底，我國新型儲能市場累計裝機規(guī)模已達5.73GW，根據(jù)國家型儲能裝機容量將達到1.5億千瓦。/電科院預測，到2025年我國新型儲能市場裝機規(guī)模超30GW，2030年新

機械儲能：壓縮空氣、重力儲能、飛輪儲能多點開花1）壓縮空氣儲能是儲能量級可與抽水蓄能相媲美的大規(guī)模儲能，功率達到百兆瓦級，且建設周期只需要12-18個月；但建設需要天然儲存空氣的地下結(jié)構(gòu)，同時能量轉(zhuǎn)化效率較低；絕熱系統(tǒng)效率較高，在60%-70%左右。壓縮空氣儲能通過三種技術(shù)實現(xiàn)進步：絕熱壓縮空氣儲能、液態(tài)空氣儲能、超臨界壓縮空氣儲能，三者分別解決需要化石燃料補燃、儲氣洞穴依賴以及效率問題。截至2022年10月，我國已投運的壓縮空氣儲能電站共7個，共計182.5MW；在建/籌建項目共19個，裝機量共計6.3GW。

2）重力儲能利用重物上升下落完成電能充放，轉(zhuǎn)化效率約85%，度電成本約為0.5元/kWh，具備良好經(jīng)濟性，且不會發(fā)生爆炸；但同時建設規(guī)模不及抽蓄，響應速度略慢于電化學。國內(nèi)首個100MWh項目由中國天楹于2022年一季度建設，目前項目正在穩(wěn)步推進。除中國天楹合作的EV公司外，美國Gravity

Power公司、英國Gravitricity公司也在重力儲能技術(shù)方面有所突破。

3）飛輪儲能利用轉(zhuǎn)輪慣性能量儲能，具有響應速度快、功率密度高、綠色無污染等特點，調(diào)頻性能優(yōu)越；但同時成本較高，能量密度低，存在飛輪脫離的安全隱患。飛輪儲能在技術(shù)上剛剛完成兆瓦級的突破，正在向商業(yè)化轉(zhuǎn)型，據(jù)不完全統(tǒng)計，2022年招標/施工/投運的飛輪儲能試點項目已有19個，已有4個項目交付投運。4核心觀點

電化學儲能：液流電池安全性突出1)

全釩液流電池具有安全環(huán)保、壽命長、長時儲能的特點，充放電循環(huán)次數(shù)可以達到2萬次以上，配儲時長可達4-12小時；同時目前全釩液流電池成本較高，據(jù)能源電力說，目前全釩液流電池投資成本大約在2.5-3.9元/Wh，鋰電池的投資成本約為1.2-2.4元/Wh，約為全釩液流電池投資成本的53%。2022年9月以來，國內(nèi)數(shù)個GWh級大型全釩液流電池項目啟動，截至2022年10月，全釩液流電池項目共建成約300MW，在建項目約2.4GW。

2）鐵鉻液流電池同樣具備安全、壽命長的特點，同時原料豐富廉價，成本較釩電池更低；缺點是效率低、穩(wěn)定性差、電解液會產(chǎn)生交叉污染，目前鐵鉻液流電池能量效率約為70%-75%，在電化學儲能中處于較低水平，規(guī)模也較小。鐵鉻液流電池商業(yè)化進程還處于起步階段，截至2022年10月，據(jù)不完全統(tǒng)計鐵鉻液流備案項目共7個，累計儲能裝機容量17.5MW。

氫儲能/熱儲能：大規(guī)模儲能新思路氫儲能技術(shù)是一種清潔、高效、可持續(xù)的無碳能源存儲技術(shù)，是化學儲能的延伸，具有能量密度高、存儲時間長、無污染等優(yōu)點；缺點主要是效率較低、儲氫技術(shù)難、安全性較低，目前氫儲能效率在30%-50%，同時氫氣易燃易爆，安全性有待提高。張家口200MW/800MWh

氫儲能發(fā)電工程預計于2023年投運，是全球規(guī)模最大的氫氣儲能發(fā)電項目。

熔鹽儲熱技術(shù)具有規(guī)模大、時間長、安全環(huán)保等優(yōu)點，具備單日10小時儲熱能力，且儲能規(guī)?？蛇_幾百兆瓦；但同時熔鹽儲熱轉(zhuǎn)化效率低于60%，度電成本約0.886元/kWh，成本較高。截至2021年底，我國太陽能熱發(fā)電累計裝機容量為538MW。根據(jù)我們不完全統(tǒng)計，2022年招標/簽約/建設中的熔鹽儲熱項目超40個，總裝機規(guī)模達4.5GW。5核心觀點

投資建議：行業(yè)方面，隨著電力系統(tǒng)對調(diào)節(jié)能力需求提升、新能源開發(fā)消納規(guī)模不斷加大，新型儲能建設規(guī)模有望快速提升，機械儲能、電化學儲能、熔鹽儲熱、氫儲能等多種技術(shù)路線并進，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈有望受益。維持行業(yè)“推薦”評級。個股方面，壓縮空氣儲能建議關(guān)注陜鼓動力、東方電氣、金通靈；重力儲能推薦中國天楹；熔鹽儲熱建議關(guān)注首航高科、西子潔能、魯陽節(jié)能、安彩高科；全釩液流建議關(guān)注釩鈦股份；鐵鉻液流儲能建議關(guān)注振華股份；飛輪儲能建議關(guān)注華陽股份、湘電股份、國機重裝。

風險提示：宏觀經(jīng)濟下滑風險；儲能行業(yè)政策變動風險；電力市場建設進度不及預期；新能源裝機不及預期；技術(shù)進步不及預期；重點關(guān)注公司業(yè)績不及預期；行業(yè)競爭加?。粶y算數(shù)據(jù)僅供參考，以實際為準。6目錄1新型儲能：能源轉(zhuǎn)型重要途徑...............................................................................................................................................................

81.1

背景：能源轉(zhuǎn)型加速推進，新型儲能應運而生……...................................................................................................................

91.2

政策：“十四五”規(guī)劃有序落地，新型儲能盈利模式逐步明確..........................................................................................

111.3

空間：預計2025年我國新型儲能市場規(guī)模將超30GW………….............................................................

131.4

技術(shù)：技術(shù)路線百花齊放，場景應用全面互補..........................................................................................................................152機械儲能：重力儲能、壓縮空氣、飛輪儲能多點開花....................................................................................................................

162.1

壓縮空氣儲能：大規(guī)模長時儲能的主流品種之一………….......................................................................................................

172.2

重力儲能：安全性經(jīng)濟性兼具，技術(shù)驗證中…………...........................................................................................

222.3

飛輪儲能：調(diào)頻性能優(yōu)越，成本有待降低..................................................................................................................................

263電化學儲能：液流電池安全性突出...................................................................................................................................................

.

303.1

全釩液流電池：安全環(huán)保壽命長，適合長時儲能....................................................................................................................

313.2

鐵鉻液流電池：成本較釩電池更低，電池性能有待升............................................................................................................

364氫儲能/熱儲能：大規(guī)模儲能新思路...................................................................................................................................................

.404.1

氫儲能：大規(guī)模儲能新思路，儲氫問題仍未解決……………......................................................................................................414.2

熔鹽儲熱：西北風光大基地配儲重要路線….…..........................................................................................................................

454投資建議和行業(yè)評級...............................................................................................................................................................................

505風險提示………………................................................................................................................................................................................

527目錄一、新型儲能：能源轉(zhuǎn)型重要途徑81.1背景：能源轉(zhuǎn)型加速推進，新型儲能應運而生?

“雙碳”目標下新能源發(fā)展迅速，新型儲能成為推動能源轉(zhuǎn)型重要支撐。在碳中和、碳達峰目標的驅(qū)動下，我國能源綠色轉(zhuǎn)型進度加速。根據(jù)2021年10月24日國務院發(fā)布的《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，到2030年，我國非化石能源消費比重將達到25%，到2060年將達到80%，在新能源高速發(fā)展的驅(qū)動下，電網(wǎng)的負擔加重，儲能成為新型電力系統(tǒng)中必要環(huán)節(jié)。?

新型儲能配置靈活、響應迅速，更加適合新能源儲能消納。根據(jù)《新型儲能項目管理規(guī)范（暫行）》（國能發(fā)科技規(guī)〔2021〕47號），新型儲能主要指“除抽水蓄能外以輸出電力為主要形式，并對外提供服務的儲能項目”。隨著電力系統(tǒng)對調(diào)節(jié)能力需求提升、新能源開發(fā)消納規(guī)模不斷加大，新型儲能由于建設周期短、選址靈活、調(diào)節(jié)能力強，與新能源開發(fā)消納更加匹配，優(yōu)圖表2：新型儲能分類勢逐漸凸顯。圖表1：我國非化石能源消費比重及未來預期目標（%）資料：WIND、國務院2021年10月24日《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)資料：數(shù)字化產(chǎn)業(yè)研究，國海證券研究所展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》、國海證券研究所91.1背景：能源轉(zhuǎn)型加速推進，新型儲能應運而生?

新型儲能在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的需求逐漸增加。隨著新能源的快速發(fā)展，新型儲能在電力系統(tǒng)中的作用逐漸顯現(xiàn)。?

首先是發(fā)電側(cè)，新能源棄電率和發(fā)電不穩(wěn)定性、間歇性導致電力系統(tǒng)中儲能、消納的負擔增加，對配置靈活，響應迅速的新型儲能需求增加；同時隨著發(fā)電側(cè)配儲改革持續(xù)推動，配儲空間仍有提升空間。?

從電網(wǎng)側(cè)分析，由于新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性，將導致電網(wǎng)輸配容量、電頻波動控制方面要求增加，更加需要新型儲能參與電力市場輔助服務，通過新型儲能的調(diào)峰調(diào)頻功能維持電網(wǎng)穩(wěn)定運行。?

對于用戶側(cè)，新型儲能建立需求響應機制，通過峰谷價差切入，進行削峰填谷；提供復合式能源服務，作為備用電源或?qū)Ψ植际侥茉丛黾泳偷叵{，滿足用戶的多層次需求。圖表3：新型儲能在新型電力系統(tǒng)中的作用圖表4：新型儲能商業(yè)模式一級分類電源側(cè)電網(wǎng)側(cè)二級分類運營與盈利模式發(fā)電側(cè)通過將無法利用的發(fā)電量利用起來，通過峰谷價差盈利，同時獲得調(diào)峰補貼提供調(diào)峰調(diào)頻服務，獲得服務收益工商業(yè)戶用利用儲能調(diào)節(jié)峰谷電價時段用電量，節(jié)省電費支出用戶側(cè)自發(fā)自用具有經(jīng)濟性，主要獲利來自夜晚用電與白天光伏用電價差資料：計鵬新能源，國海證券研究所資料：36氪研究院，國海證券研究所101.2政策：“十四五”規(guī)劃有序落地，新型儲能盈利模式逐步明確?

“十三五”期間我國已完成新型儲能技術(shù)儲備。在“十三五”期間我國電化學儲能、壓縮空氣儲能等取得技術(shù)突破，新型電池、大規(guī)模新型儲能電站紛紛落地。?

“十四五”期間新型儲能盈利模式進一步明確。2022年1月，國家在《“十四五”新型儲能方案》中明確指出，計劃在、能源局首次明確2025年電化學儲能系統(tǒng)成本下降30%、百兆瓦級壓縮空氣儲能技術(shù)實現(xiàn)工程化應用等；2022年5月，了獨立儲能定義，完善了新型儲能相關(guān)市場機制、價格機制和運行機制，指出電網(wǎng)側(cè)獨立儲能不承擔輸配電價和政府性基金及附加，新型儲能盈利模式逐步明確。圖表5：“十四五”期間新型儲能政策主要變化政策名稱發(fā)布時間發(fā)布單位主要內(nèi)容《關(guān)于進一步推動新型儲能參與電力市場和調(diào)度運用的通知》首次明確獨立儲能定義，完善了相關(guān)市場機制、價格機制、國家能源局

和運行機制，指出電網(wǎng)側(cè)獨立儲能不承擔輸配電價和政府性基金及附加2022年6月7日國家國家到2025年，電化學儲能技術(shù)得到進一步提升，系統(tǒng)成本降、國家能源局

低30%以上；百兆瓦級壓縮空氣儲能技術(shù)實現(xiàn)工程化應用；兆瓦級飛輪儲能等機械儲能技術(shù)逐步成熟等《“十四五”新型儲能發(fā)展2022年1月29日2021年7月15日實施方案》因地制宜建立完善“按效果付費”的電力輔助服務補償機、國家能源局

制，深化電力輔助服務市場機制；研究探索將電網(wǎng)替代性儲能設施成本收益納入輸配電價回收。《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》國家資料：國家，國家能源局，國海證券研究所111.2政策：“十四五”規(guī)劃有序落地，新型儲能盈利逐步明確

十五省/發(fā)布“十四五”新型儲能裝機目標/配儲比例。截止到2022年10月，已經(jīng)有22個?。?直轄市）發(fā)布了“十四五”期間新型儲能的發(fā)展規(guī)劃，新型儲能累計總裝機規(guī)劃超50GW，配儲比例要求普遍在5%-

20%、2h。圖表6：“十四五”主要省份累計新型儲能裝機目標及配儲比例序號1省份新型儲能裝機目標600萬千瓦600萬千瓦220萬千瓦400萬千瓦200萬千瓦500萬千瓦300萬千瓦300萬千瓦配儲比例序號1213141516171819省份新型儲能裝機目標260萬千瓦100萬千瓦-配儲比例長江以南8%及以上，長江以北10%及以上，2h青海省甘肅省河南省河北省廣東省10%，2h江蘇省遼寧省福建省25-20%，2h10%，2h15%，3h試點項目不低于10%，其他不低于15%，2-4h3410%寧夏回族-10%，2h10%-15%10%2h5廣東肇慶10%15%，2-4h浙江永康，諸暨10%不低于5%，2h山西省吉林省600萬千瓦25萬千瓦-6內(nèi)蒙古7浙江省安徽省黑龍江省江西省首個項目10%2h15%，1h8100萬千瓦9廣西壯族200萬千瓦5-10%，2h20海南省-10%1011山東省湖南省500萬千瓦200萬千瓦10%，2h2122陜西省天津市10%-20%-10-20%，2h50萬千瓦資料：中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會產(chǎn)業(yè)政策研究中心，能源電力說，北極星儲能網(wǎng)，江蘇省，吉林省人民政府，江西省人民政府，天津市人民政府，國際能源網(wǎng)，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，CESA儲能政策及標準化、儲能與電力市場，國海證券研究所121.3空間：預計2025年我國新型儲能市場規(guī)模將超30GW?

新型儲能市場廣闊，未來或呈跨越式增長。截止到2021年底，我國新型儲能市場累計裝機規(guī)模已達5729.9MW，

2021年4月，國家

、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見(征求意見稿)》提出我國到2025年新型儲能市場裝機規(guī)模超30GW，同時中國電科院首席技術(shù)專家惠東2021年10月表示，到2030年新型儲能裝機容量將達到1.5億千瓦。?

目前電化學儲能仍占新型儲能主要部分，機械類儲能中壓縮空氣占比最高。根據(jù)CNESA全球儲能項目庫，截止到2021年底，鋰離子電池裝機容量占新型儲能89.6%

，非電化學儲能類型中壓縮空氣占比較高，占新型儲能累計裝機3.2%；其他新型儲能方式如液流電池儲能、飛輪儲能等占比均在1%以下。圖表7：2021年中國儲能累計裝機占比圖表8：中國新型儲能市場累計裝機規(guī)模（MW）160000140000120000100000800006000040000200000150000300005729.7202113102018210020193283.5202030020172025E2030E資料：CNESA全球儲能項目庫，國海證券研究所資料：CNESA全球儲能項目庫，新華網(wǎng)，國家電網(wǎng)報，國海證券研究所131.3空間：預計2025年我國新型儲能市場規(guī)模將超30GW?

大型儲能建設加速推進。2022年5月10日，國家、商務部公布《鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄(2022年版)(征求意見稿)》，其中包含了大型儲能技術(shù)研發(fā)與應用，包含空氣儲能等新型儲能技術(shù)；同時國內(nèi)大型儲能電站建設提速，儲能規(guī)模提升至百兆瓦時級至吉瓦時級。根據(jù)能源電力說，截止到2022年10月，廣西、浙江、河北、山東等省市陸續(xù)發(fā)布了2022年新型儲能示范清單，其中超過100MWh的大型儲能項目93個，占比78.2%，儲能電站大型化趨勢明顯。圖表9:截至2022年10月部分省份新型儲能示范項目數(shù)量（個）新型儲能示范項目數(shù)量規(guī)模超過100MWh項目數(shù)量140120100801199360344031

3129

282212

12130200廣西浙江河北山東四川合計資料：能源電力說公眾號，國海證券研究所141.4技術(shù)：技術(shù)路線百花齊放，場景應用全面互補圖表10:新型儲能技術(shù)路線主要參數(shù)對比分類儲能類型效率響應時間壽命裝機規(guī)模適用方向建設周期投資成本度電成本壩體100年，電機設備40-60年抽水蓄能70%-75%分鐘級120萬千瓦/-調(diào)峰、調(diào)頻、黑啟動6-8年6元/W0.21-0.25元/kWh60%-70%（絕熱系統(tǒng)）壓縮空氣分鐘級30年以上100MW以上調(diào)峰/備用/黑啟動1.5-2年5-6元/W0.45-0.5元/kWh機械儲能25MW/100MWh重力儲能飛輪儲能85%以上90%以上秒級30-35年20年需求響應、調(diào)峰調(diào)頻6個月3元/Wh0.5元/kWh2MW/0.4MW

調(diào)頻、不間斷電源保障、電能質(zhì)量治理、國毫秒級-10-15元/W-h防、能量回收水力、火力、風力和太陽能電站、電動汽車、軍事裝備、航空航天鋰離子電池85%-98%百毫秒級超5000次--1.2-2.4元/Wh0.62-0.82元/kWh100MW/500MWh全釩液流電池鉛酸電池75%-85%70%-90%80%以上百毫秒級百毫秒級百毫秒級10000次大規(guī)模儲能項目電網(wǎng)調(diào)峰、交通工具儲能電池，低速電動車---2.5-3.9元/Wh0.8-1元/Wh0.71-0.95元/kWh0.61-0.82元/kWh0.67-0.88元/kWh電化學儲能2000-4000次4000-6000次-鈉離子電池-0.9-1.2元/Wh250kW/1.5MWh鐵鉻液流電池氫儲能70%-75%30%-50%百毫秒級分鐘級10000次---200MW/800MWh化學儲能熱儲能10000小時新能源消納、削峰填谷、備用電源2年13元/Wh1元/kWh以上光熱：約0.886

元

/kWh儲熱：0.035-0.05元/kWh熔鹽儲能97%以上小時級20年以上420MW/-工業(yè)窯爐和電采暖、居民采暖、光熱發(fā)電2年1.65元/Wh超級電容器超導儲能70%-90%毫秒級毫秒級100000次30年以上--軌道交通、可再生能源--10-15元/Wh--電磁儲能90%以上--資料：《儲能的作用及其電力系統(tǒng)應用》，36氪研究所，北極星電力網(wǎng)，北極星儲能網(wǎng)，北極星氫能網(wǎng)，國家能源局，江蘇省光伏協(xié)會，高工產(chǎn)研氫電研究所，CSP

PLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)，能源界，索比儲能網(wǎng)，能源電力說公眾號，存能官網(wǎng)，陽光工匠光伏網(wǎng)，中信能源，CEEC清潔能源展，中國能源報，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，電池中國，忻州新聞網(wǎng)，數(shù)字能源網(wǎng)，綜合能源服務網(wǎng)，太陽能報，國際科技創(chuàng)新中心，中國能建中電工程公眾號，中國科學院，青島生物能源與過程研究所，人民網(wǎng)，中國科學報，瑞鼎官網(wǎng)，《電化學與蓄熱儲能技術(shù)在可再生能源領(lǐng)域的應用》-唐憲友，深交所互動易，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，科技導報，交能網(wǎng)、新能源儲運、普蘭能源科技，本翼資本，中國儲能網(wǎng)，新能源趨勢投資，

《液流電池商業(yè)化進展及其在電力系統(tǒng)的應用前景》宋子琛等，國海證券研究所15目錄二、機械儲能：壓縮空氣、重力儲能、飛輪儲能多點開花162.1壓縮空氣儲能：大規(guī)模長時儲能的主流品種之一

2.1.1

壓縮空氣儲能技術(shù)：規(guī)模媲美抽蓄，商業(yè)價值逐漸顯現(xiàn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)是以高壓空氣壓力能作為能量儲存形式，并在需要時通過高壓空氣膨脹做功來發(fā)電的系統(tǒng)。壓縮空氣儲能是儲能量級可與抽水蓄能相媲美的大規(guī)模儲能，功率達到百兆瓦級，且建設周期只需要12-18個月，具有能量密度高、日常運營成本低、自放電率低等優(yōu)勢，技術(shù)正越來越受到青睞。目前非絕熱系統(tǒng)的儲能效率較低，在40%-55%左右，主要由于能量以熱能形式損失，而絕熱系統(tǒng)的效率在60%-70%左右，且不需要借助傳統(tǒng)化石能源加熱壓縮空氣。壓縮空氣儲能局限性主要是受地理條件影響，需要天然儲存空氣的地下結(jié)構(gòu)，同時能量轉(zhuǎn)化效率較低。

圖表12：壓縮空氣技術(shù)儲能參數(shù)圖表11：壓縮空氣儲能系統(tǒng)原理圖40%-55%（非絕熱系統(tǒng)）60%-70%（絕熱系統(tǒng)）總效率能量密度放電深度3Wh/1（100bar）至6Wh/1（200bar）35%-50%自消耗（包括儲熱器消耗）0.5%/天-1%/天5600元/千瓦至8000元/千瓦（地質(zhì)條件惡劣會導致成本增加）320元/kWh至640元/kWh裝機成本響應時間主要用途約3-10分鐘（從輸出功率的負最小值到正最大值）調(diào)頻（二次調(diào)頻和三次調(diào)頻），電壓調(diào)節(jié)，峰值負載調(diào)節(jié)，負載平衡，靜止儲備，黑啟動資料與構(gòu)想》_王丹等：《大規(guī)模壓縮空氣儲能系統(tǒng)發(fā)電方式與運行控制分析資料：漢裕能源官網(wǎng)，國海證券研究所172.1壓縮空氣儲能：大規(guī)模長時儲能的主流品種之一

2.1.2

壓縮空氣儲能技術(shù)路線：絕熱、液態(tài)、超臨界壓縮空氣儲能通過三種技術(shù)實現(xiàn)進步：絕熱壓縮空氣儲能、液態(tài)空氣儲能、超臨界壓縮空氣儲能，三者分別解決需要化石燃料補燃、儲氣洞穴依賴以及效率問題。圖表13：壓縮空氣儲能技術(shù)進步路線絕熱壓縮空氣儲能

利用蓄熱技術(shù)回收再利用氣體壓縮過程所產(chǎn)生的壓縮熱

不需再燃燒化石燃料

2021年9月，中國江蘇金壇60MW非補燃式壓縮空氣儲能電站并網(wǎng)，是全球首個非補燃壓縮空氣儲能電站，運行效率60%以上液態(tài)空氣儲能

將高壓空氣經(jīng)蓄冷器預冷后節(jié)流液化，將電能以常壓低溫液態(tài)空氣形式儲存，同時存儲壓縮熱

可擺脫對儲氣洞穴的依賴

2018年，國家電網(wǎng)在江蘇省建設的500kW液態(tài)空氣儲能示范項目投運，可為園區(qū)提供500kWh電力，夏季供冷量約2.9GJ/天，冬季供暖量約4.4GJ/天超臨界壓縮空氣儲能

在低谷期將電能將空氣壓縮至超臨界狀態(tài)，并利用存儲的冷能將超臨界空氣冷卻液化儲存；在用電高峰，液態(tài)空氣加壓吸熱至超臨界狀態(tài)，并進一步吸收存儲的壓縮熱后通過膨脹機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電

理論效率更高

2013年廊坊1.5MW超臨界壓縮空氣儲能示范項目，為中科院工程熱物理研究所承擔的北京市科技計劃重大課題“超臨界壓縮空氣儲能系統(tǒng)研制”項目，目前尚無廣泛商業(yè)應用資料：界面新聞，能源電力說公眾號，國海證券研究所182.1壓縮空氣儲能：大規(guī)模長時儲能的主流品種之一

2.1.3

壓縮空氣儲能項目：規(guī)模步入百兆瓦級時代壓縮空氣儲能已經(jīng)步入百兆瓦級時代。2013年國家電網(wǎng)在江蘇投運了國網(wǎng)江蘇同里500kW液態(tài)空氣儲能示范項目，2018年在江蘇、安徽投運安徽蕪湖500kW壓縮空氣儲能示范項目，主要用于早期技術(shù)驗證，陸續(xù)建設項目規(guī)模多在500kW至MW級。2021年，隨著山東肥城鹽穴先進壓縮空氣儲能調(diào)峰電站項目、河北張家口百兆瓦先進壓縮空氣儲能示范項目的投運，我國的壓縮空氣儲能項目正式進入百兆瓦級時代。截至2022年10月，我國已投運的壓縮空氣儲能電站共7個，共計182.5MW；在建/籌建項目共19個，裝機量共計6.3GW。

2022年9月以來，壓縮空氣儲能項目加速推進，在遼寧朝陽、甘肅酒泉、山東等地完成4項壓縮空氣儲能項目簽約、備案等工作，備案項目規(guī)模均在300MW以上。其中，遼寧朝陽能建300MW項目是全球首個采用人工硐室作為儲氣系統(tǒng)壓縮空氣儲能示范工程，人工硐室儲氣技術(shù)有利于百兆瓦級壓縮空氣儲能電站靈活選址，為大規(guī)模推廣奠定堅實基礎(chǔ)。圖表14：張家口百兆瓦先進壓縮空氣儲能示范項目圖表15：部分投運壓縮空氣儲能項目運行效率100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%70.40%（設計效率）60.20（%額定工況）52%33%2013廊坊1.5MW超臨界2014蕪湖500KW2017畢節(jié)10MW2021張家口100MW資料：中儲國能官網(wǎng)資料：光伏頭條，國海證券研究所192.1壓縮空氣儲能：大規(guī)模長時儲能的主流品種之一圖表16：近年壓縮空氣項目匯總（不完全統(tǒng)計）投資成本（元/狀態(tài)地點示范項目工程功率（兆瓦）

裝機規(guī)模（兆瓦時)

系統(tǒng)效率

投資額（億元）公司瓦）9.6陜西榆林浙江溫州河南平頂山河北滄州江蘇淮安江西九江陜西榆林100MW大規(guī)模壓縮空氣儲能項目浙江溫州200MW礬山壓縮空氣儲能項目平頂山葉縣先進壓縮空氣（鹽穴）儲能項目南大港產(chǎn)業(yè)園區(qū)先進壓縮空氣儲能項目400兆瓦鹽穴壓縮空氣儲能示范項目1002009.6中藍能源華能集團12.06.010080070.40%晟光儲能華電集團2001,60010.05.0400蘇鹽集團、中儲國能葛洲壩能源中國能建數(shù)科集團、中國能建華東建投、泰山新能源公司中國能建簽約江西九江壓縮空氣儲能調(diào)峰調(diào)頻電站項目1,0006,0002,40080080.022.310.08.03.7山東泰安山東泰安鹽穴壓縮空氣儲能項目600100陜西漢中甘肅酒泉漢中市勉縣先進壓縮空氣儲能項目甘肅酒泉能建大規(guī)模壓縮空氣儲能電站項目簽約項目合計10.0中國能建2,700福建省石獅熱電有限責任公司壓縮空氣儲能電站項目福建永春1,2004,800福能股份山東臨沂江蘇淮安福建永春山東肥城蘭陵壓縮空氣儲能項目100465300300600國華投資蘇鹽集團福能股份中儲國能蘇鹽集團鹽穴壓縮空氣儲能項目福建省永春300兆瓦級壓縮空氣儲能電站項目山東肥城先進壓縮空氣儲能電站項目（二期）人工硐室作為儲氣系統(tǒng)的300兆瓦級壓縮空氣儲能示范工程2,60022.315.04.85.0可研/勘測1,800遼寧朝陽300中國能建可研項目合計2,665100200甘肅中寧河南平頂山湖北應城大唐中寧縣200MW/800MWh共享儲能項目200MW鹽穴先進壓縮空氣儲能電站湖北應城壓縮空氣儲能電站示范工程項目山東泰安2×300MW級壓縮空氣儲能創(chuàng)新示范工程項目一期350MW機組400大唐中寧能源公司中儲國能國家電網(wǎng)、中國能建70%以上70%以上15.018.07.56.0在建3001,5001,400山東泰安35070%以上22.36.4中能建數(shù)科集團,、泰山新能源公司在建項目合計950總計6,315資料：騰訊網(wǎng)，蒼南新聞網(wǎng)，見道網(wǎng)，滄州日報，新華報業(yè)網(wǎng)，九江市商務局，大眾日報，北極星儲能網(wǎng)，酒泉日報，國家能源集團，中國能源網(wǎng)，福能股份官網(wǎng)，閃電新聞，中國科技網(wǎng)，中寧縣水務局，中儲國能，中能建數(shù)科集團，大眾日報，搜狐網(wǎng)，國海證券研究所202.1壓縮空氣儲能：大規(guī)模長時儲能的主流品種之一上游中游下游空氣壓縮機、透平機建設承包發(fā)電側(cè)電網(wǎng)側(cè)儲能系統(tǒng)用戶側(cè)企業(yè)自備電廠2.1.4壓縮空氣儲能產(chǎn)業(yè)鏈壓縮空氣儲能上游主要是空氣壓縮機和透平機等設備，空氣壓縮機和透平機主要由陜鼓動力、金通靈、沈鼓集團（未上市）、東方電氣、哈爾濱電氣、杭氧股份提供；中游負責儲能系統(tǒng)的公司主要提供系統(tǒng)集成服務，例如陜鼓集團、中儲國能；下游發(fā)電側(cè)主要是和儲能電站業(yè)主合作，目前的壓縮空氣儲能業(yè)主包括三峽集團、巨人能源等；電網(wǎng)側(cè)壓縮空氣儲能主要應用方向是大規(guī)模儲能調(diào)頻，降低電網(wǎng)負荷，同時可以實現(xiàn)黑啟動和孤網(wǎng)運行。用戶側(cè)主要用于企業(yè)自備電廠。資料：WIND，各公司公告及官網(wǎng)，國海證券研究所212.2重力儲能：安全性經(jīng)濟性兼具，技術(shù)驗證中

2.2.1

重力儲能技術(shù)：安全性經(jīng)濟性兼具重力儲能通過電力將重物提升至高處，以增加其重力勢能完成儲能過程，通過重物下落過程將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，進而轉(zhuǎn)化為電能。

重力儲能項目具有安全、環(huán)保、經(jīng)濟的優(yōu)點。重力儲能采用機械能相互電能轉(zhuǎn)化，不會發(fā)生爆炸，安全性較強；同時不造成地質(zhì)生態(tài)破壞，環(huán)保效益較好；重力儲能建設周期通常只需要6個月左右，壽命可達30-35年，轉(zhuǎn)化效率約85%，因此從全生命周期角度重力儲能度電成本較低，約為0.5元/kWh，具備良好經(jīng)濟性。重力儲能也有一定局限性。目前國內(nèi)在建的首個重力儲能項目為中國天楹于2022年一季度在江蘇如東建設的100MWh項目，相較抽蓄規(guī)模較??；同時重力儲能響應速度達到秒級，但略低于電化學響應速度。圖表17：重力儲能原理示意圖圖表18：常見儲能方式及性能比較儲能方式重力儲能抽水蓄能鋰電池儲能初始投入成本（元/Wh）361.2-2.4度電成本（元/kWh）功率等級0.50.21-0.25吉瓦級0.62-0.82百兆瓦-吉瓦級0.3-6h百兆瓦級6-15h放電時長6-12h平均壽命30-35年83%-85%30-50年70%-80%6000-10000次85%-95%綜合效率資料：北極星儲能網(wǎng)，國科學院青島生物能源與過程研究所，能源電力說公眾號，國海資料：《重力儲能發(fā)電現(xiàn)狀、技術(shù)構(gòu)想及關(guān)鍵問題》陳云良等證券研究所（鋰電池儲能此處為“磷酸鐵鋰電池”）222.2重力儲能：安全性經(jīng)濟性兼具，技術(shù)驗證中

2.2.2

重力儲能未來前景：西部消納大有可為，朝陽技術(shù)全球注資重力儲能在西部能源消納方面大有可為。重力儲能具有功率大、效率高、壽命長、選址不受限等優(yōu)勢，能夠在中、長時間內(nèi)儲存大量可再生能源產(chǎn)生的富余能量，同時可提供轉(zhuǎn)動慣量，適用于西部可再生能源的大規(guī)模消納利用。全球紛紛布局重力儲能，市場空間廣闊。除中國天楹合作的EV公司外，美國Gravity

Power公司、英國Gravitricity公司也在重力儲能技術(shù)方面有所突破。韓國鋅業(yè)公司5000萬美元注資EV、EV成功登陸紐交所、歐洲銀行明確資金支持英國Gravitricity，今年國家電網(wǎng)正式入局，越來越多的企業(yè)參與重力儲能投資，重力儲能技術(shù)有望加速進步，市場空間有望提升。

圖表19：重力儲能設計方案及對應測試項目提出方技術(shù)名稱技術(shù)原理測試項目利用豎井內(nèi)的重物活塞進行儲能：由水泵水輪機抽水加壓，提升重物活塞，存儲能量。發(fā)電時，重力活塞下落，勢能傳遞給水流，帶動水輪機發(fā)電美國Gravity

Power公司活塞式重力儲能-利用廢棄鉆井平臺和礦井，采用500~5000t鉆機作為重物，通過150~1500m長鉆井重復吊起放下實現(xiàn)電能儲存和釋放愛丁堡利斯港250kW的重力儲能電廠項目，2021年并網(wǎng)英國Gravitricity公司瑞士EnergyVault公司懸掛式重力儲能電力充裕時，起重機將混凝土砌塊從地上吊起，將能量轉(zhuǎn)換為勢能；需要發(fā)電時，將混凝土砌塊一次落下，釋放勢能轉(zhuǎn)化為電能以混凝土砌塊儲能塔為基礎(chǔ)的重力儲能瑞士CDU重力儲能4-8MW/20-35-80MWh靈活儲能項目利用陡峭山區(qū)的地勢，通過砂石的勢能儲能，店里賦予是，用電動系統(tǒng)將砂石提升至山頂，用電高峰時用重力將砂石放下發(fā)電國際應用系統(tǒng)分析研究所（IIASA）山地重力儲能-資料：北極星電力網(wǎng)，EV公司官網(wǎng)，國海證券研究所232.2重力儲能：安全性經(jīng)濟性兼具，技術(shù)驗證中

2.2.3

重力儲能項目：國內(nèi)首個100MWh項目預計年內(nèi)投入運營中國天楹獲得EV公司獨家授權(quán)，首個100MWh項目預計年內(nèi)建成。瑞士EV公司率先提出“混凝土塊儲能塔”解決方案，在瑞士建設了首個重力儲能商業(yè)演示項目CDU，于2020年7月成功并網(wǎng)。2022年1月，中國天楹控股子公司Atlas與EV公司簽署了《技術(shù)許可使用協(xié)議》，在約定條件下將獲得約15年中國區(qū)重力儲能技術(shù)獨家授權(quán)，并于2022年一季度在江蘇如東建設全球首個100MWh重力儲能項目，發(fā)電功率為25MW，目前項目正在穩(wěn)步推進。

中國天楹已與中電建、國家電投、內(nèi)蒙古通遼政府等達成3GWH+合作協(xié)議。2022年二季度以來，中國天楹已與國家電網(wǎng)、三峽能源、國家電投（三年內(nèi)合作不低于1GWh）、中電建（十四五期間不少于2GW）、通遼市人民政府（十四五期間2GWH）、畢節(jié)市人民政府（400MWH）等多家企業(yè)、政府達成重力儲能合作協(xié)議，后續(xù)重力儲能市場有望全面鋪開。圖表20：EV公司重力儲能項目效果圖圖表21：中國天楹合作協(xié)議簽訂情況簽訂時間合作方合作內(nèi)容建設不低于400MWH重力儲能項目（第一期200MWH）2022.11畢節(jié)市人民政府、三峽建工等“十四五”期間，合作風力發(fā)電6GW、光伏發(fā)電4GW，重力儲能2GWH2022.92022.8內(nèi)蒙古通遼市人民政府三年內(nèi)在長三角地區(qū)合作不低于1GWh的重力儲國家電投浙江新能源公司能項目2022.62022.5中電建水電開發(fā)集團有限公司國網(wǎng)江蘇綜合能源服務有限公司十四五期間投資不少于2GW重力儲能電站重力儲能技術(shù)研究與項目開發(fā)2022.4中國投資協(xié)會能源投資專業(yè)委員會等能源市場開發(fā)資料：EV公司官網(wǎng)資料：wind，中國天楹公司公告、國海證券研究所242.2重力儲能：安全性經(jīng)濟性兼具，技術(shù)驗證中上游中游下游重力塊、升降梯等建設承包發(fā)電側(cè)重力塔原材料：水泥重力塔原材料：鋼鐵儲能系統(tǒng)電網(wǎng)側(cè)2.2.4

重力儲能產(chǎn)業(yè)鏈重力儲能上游重力塊主要原材料為固態(tài)廢料，主要于中國天楹的環(huán)保業(yè)務，同時儲能使用的升降梯、小車等也由中國天楹制造；重力塔原材料為水泥和鋼鐵，主要上游企業(yè)是生產(chǎn)水泥、鋼鐵企業(yè)；中游土建承包主要由中電建等基建集團負責建設，儲能技術(shù)公司如EV公司、中國天楹負責提供設計思路、技術(shù)支持和核心儲能模塊建設；下游層面主要是和發(fā)電側(cè)的電力公司合作，主要形式是EPC，合作企業(yè)有國家電網(wǎng)、三峽集團。資料：iFind，各公司公告及官網(wǎng)，國海證券研究所252.3

飛輪儲能：調(diào)頻性能優(yōu)越，成本有待降低

2.3.1

飛輪儲能技術(shù)：大功率、快響應，安全技術(shù)有待突破飛輪儲能即用電能將一個放在真空外殼內(nèi)的轉(zhuǎn)子加速，從而將電能以動能的形式儲存起來，利用大轉(zhuǎn)輪所儲存的慣性能量儲存電能。

飛輪儲能具有響應速度快，功率密度高，不受充放電次數(shù)的限制、綠色無污染等特點。飛輪儲能的響應時間可以達到毫秒級，同時飛輪儲能系統(tǒng)是一種物理儲能裝置，因此不會產(chǎn)生環(huán)境污染，飛輪儲能單機功率可達2000-3000kW，可實現(xiàn)儲能0.5-100kWh，且沒有化學儲能充放電次數(shù)的限制。飛輪儲能缺點是成本較高，能量密度低，儲能容量少，安全性有待改進。目前飛輪儲能使用的飛輪及磁懸浮軸承價格較高，據(jù)《儲能的度電成本和里程成本分析》（2019年，何穎源等）核算投資成本在1000-1500萬元/MW，高于其他儲能方式，且飛輪儲能安全性相對較差，2021年8月弘慧能源在進行飛輪實驗時飛輪脫離造成人員傷亡，存在一定安全隱患。圖表23：飛輪儲能電池系統(tǒng)工作原理圖表22：飛輪單機結(jié)構(gòu)圖資料：Beacon

Power官網(wǎng)資料：《飛輪儲能系統(tǒng)在風力發(fā)電調(diào)頻中的應用研究》_高春輝等，國海證券研究所262.3

飛輪儲能：調(diào)頻性能優(yōu)越，成本有待降低

2.3.2

飛輪儲能未來前景：調(diào)頻性能突出，裝機容量逐步提高飛輪儲能主要應用領(lǐng)域是調(diào)頻。由于飛輪儲能具有短時高頻的特點，適合應用在電力系統(tǒng)調(diào)頻方面，同時在分布式發(fā)電及微網(wǎng)、軌道能量回收、電力輸配/備用電源方面也有應用，據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟統(tǒng)計，2021年飛輪儲能在調(diào)頻方面裝機容量占比達84%，遠超在其他領(lǐng)域的應用。

飛輪儲能未來市場廣闊。隨著大規(guī)模新能源并網(wǎng)，電網(wǎng)頻率的波動越來越大，迫切需要飛輪儲能這種短時高頻的儲能技術(shù)支持。根據(jù)飛輪儲能滲透率提升趨勢，我們預計2025年飛輪儲能滲透率將達到0.7%，累計裝機將達規(guī)模210MW。圖表24：2022年2-5月（部分）飛輪儲能項目各用途占比情況圖表25：飛輪儲能裝機容量統(tǒng)計及預測（MW）6%22%調(diào)頻UPS軌道交通72%資料：中國儲能網(wǎng)，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會產(chǎn)業(yè)政策研究中心

，國海證券研究所資料：觀研報告網(wǎng)，

CNESA，新華網(wǎng)，國家電網(wǎng)報，國海證券研究所272.3

飛輪儲能：調(diào)頻性能優(yōu)越，成本有待降低

2.3.3

飛輪儲能項目：試點項目多地開展，商業(yè)化轉(zhuǎn)型加速飛輪儲能項目已在全國多地展開試點。相較于其他比較成熟的機械儲能方式如抽水蓄能、壓縮空氣儲能等，飛輪儲能在技術(shù)上剛剛完成兆瓦級的突破，正在向商業(yè)化轉(zhuǎn)型，據(jù)不完全統(tǒng)計，2022年招標/施工/投運的飛輪儲能試點項目已有19個，規(guī)?？傆嫾s1118MW，已有4個項目交付投運。圖表26：2022年飛輪儲能項目匯總項目名稱地點公司功率儲能容量應用場景調(diào)頻投產(chǎn)時間/項目進展2022年7月18日投運招標國家光伏儲能實證實驗平臺（大慶基地）項目飛輪儲能系統(tǒng)國家電投集團河南電力有限公司MW級先進飛輪儲能系統(tǒng)功率磁懸浮飛輪電池儲能AGC調(diào)頻項目儲能電池系統(tǒng)北京大慶河南三門峽山西朔州國家電投國家電投中國華電5MW2MW0.175MWh0.4MWh調(diào)頻調(diào)頻施工霍林河循環(huán)經(jīng)濟“源-網(wǎng)-荷-儲-用”多能互補關(guān)鍵技術(shù)研究與應用創(chuàng)新示范項目（飛輪儲內(nèi)蒙古霍林河國家電投、坎德拉新能源1MW6MW200kWh50kWh調(diào)頻招標能安全工作規(guī)程編制）飛輪儲能聯(lián)合調(diào)頻智能協(xié)調(diào)控制關(guān)鍵技術(shù)研究與示范應用某供電公司碳中和供電所飛輪儲能項目山東濟南北京中國華能泓慧能源貝肯新能源鼎輪能源調(diào)頻UPS調(diào)頻調(diào)頻招標2022年5月交付井陘上安鎮(zhèn)三合莊10萬千瓦貝肯飛輪儲能示范項目山西鼎輪30MW獨立飛輪儲能調(diào)頻電站項目河北石家莊山西長治100MW30MW列入省示范項目湖北東湖實驗室、海民融合創(chuàng)新科技青島地鐵1兆瓦飛輪儲能裝置項目山東青島1MW軌道交通UPS2022年4月11日投運昆山星巴克產(chǎn)業(yè)園關(guān)鍵負載電力保障項目江蘇昆山山西古交星巴克2022年夏季投產(chǎn)玖方古交（磷酸鐵鋰+飛輪儲能）共享儲能示范站（一期二期）項目豐源儲能800MW800MWh調(diào)頻施工華北電力科學研究院有限責任公司飛輪儲能與火電機組聯(lián)合調(diào)頻技術(shù)研究河北張家口張家口風光儲輸新能源調(diào)頻UPS調(diào)頻招標國網(wǎng)吉林電力5臺飛輪儲能不間斷電源車保障疫區(qū)供電吉林國家電網(wǎng)三峽集團投運三峽新能源烏蘭察布源網(wǎng)荷儲一體化示范項目內(nèi)蒙古烏蘭察布1MW4.2KWh4.5MWh一期并網(wǎng)國家能源集團寧夏電力靈武公司光火耦合22MW/4.5MWh飛輪儲能工程項目寧夏國家能源集團22MW調(diào)頻施工內(nèi)蒙古呼和浩特50MW飛輪儲能獨立調(diào)頻電站項目內(nèi)蒙古呼和浩特遼寧阜新中核匯能50MW調(diào)頻調(diào)頻獲批招標協(xié)合新能源海力板風電場配套儲能調(diào)頻項目協(xié)合新能源0.5MW以上內(nèi)蒙古鄂爾多斯100MW/3.5MWh飛輪加100MW/400MWh鋰電混合儲能電站內(nèi)蒙古鄂爾多斯山東坎德拉新能源泓慧能源100MW3.5MWh調(diào)頻施工山東某數(shù)據(jù)中心飛輪儲能關(guān)鍵電源項目UPS2022年2月交付資料：北極星儲能網(wǎng)，中國儲能網(wǎng)，中國能源網(wǎng)，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟公眾號，國海證券研究所282.3

飛輪儲能：調(diào)頻性能優(yōu)越，成本有待降低上游中游下游磁懸浮軸承發(fā)電側(cè)系統(tǒng)集成飛輪轉(zhuǎn)子電網(wǎng)側(cè)用戶側(cè)2.3.4

飛輪儲能產(chǎn)業(yè)鏈飛輪儲能上游主要是系統(tǒng)內(nèi)主要部件，包括飛輪、磁懸浮軸承和轉(zhuǎn)子，主要由華陽股份、國機重裝、湘電股份、廣大特材提供，其中華陽股份兩套600千瓦全磁懸浮飛輪已于2021年8月建成，國機重裝自主研發(fā)了100KW，200KW飛輪儲能裝置，技術(shù)領(lǐng)先，湘電股份參與研制的1MW飛輪儲能裝置在青島地鐵并網(wǎng)應用；中游系統(tǒng)集成也主要由重要設備商完成，此外還有泓慧能源、坎德拉新能源參與；下游主要發(fā)電側(cè)主要用于小規(guī)模調(diào)頻、備用電源UPS，電網(wǎng)側(cè)主要是參與源網(wǎng)荷儲多能互補項目以提升電網(wǎng)效率；用戶側(cè)主要用于備用電源或企業(yè)園區(qū)電力保障。29資料：iFind，各公司公告及官網(wǎng)，國海證券研究所目錄三、電化學儲能：液流電池安全性突出303.1

全釩液流電池：安全環(huán)保壽命長，適合長時儲能

3.1.1

全釩液流電池技術(shù)：安全環(huán)保壽命長，大規(guī)模長時儲能優(yōu)選全釩液流電池是將具有不同價態(tài)的釩離子溶液分別作為正極和負極的活性物質(zhì)，通過氧化還原反應充放電。全釩液流電池具有安全環(huán)保、壽命長、長時儲能的特點。全釩液流電池介質(zhì)為含有釩離子的稀硫酸水溶液，且工作環(huán)境為常溫常壓，不易發(fā)生爆炸和燃燒。2022年5月，大連融科總經(jīng)理王曉麗在接受新型儲能資本專訪時表示在百分之百充放電循環(huán)下，充放電循環(huán)次數(shù)可以達到2萬次以上，全生命周期能量保持率可以達到百分之百，是大容量高效儲能技術(shù)的首選之一。同時，釩電池適合于中長時儲能，配儲時長可達4-12小時。

全釩液流電池成本較高，技術(shù)有待改進。目前全釩液流電池電堆的額定工作電流密度較低，造成其功率密度較低、材料用量大，成本高。據(jù)能源電力說統(tǒng)計，目前全釩液流電池投資成本大約在2.5-3.9元/Wh，與之對比鋰電池的投資成本僅為1.2-2.4元/Wh，約為全釩液流電池投資成本的53%。圖表28：全釩液流電池與主流電池參數(shù)對比圖表27：全釩液流電池工作原理示意圖電池類型安全性資源環(huán)境壽命效率2000-4000鉛蓄電池良好鉛污染風險80%次回收難度大，鋰資源有限鋰離子電池過熱爆炸風險良好超過5000次85%80%回收簡單，釩資源豐富，可循環(huán)利用全釩液流電池超過20000次資料：《液流電池儲能技術(shù)及應用》

張華民資料：CNESA全球儲能項目庫，產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)，國海證券研究所313.1全釩液流電池：安全環(huán)保壽命長，適合長時儲能

3.1.2

全釩液流未來前景：成本下降打開市場?

目前全釩液流電池成本較高，后續(xù)有望通過提高材料化學循環(huán)穩(wěn)定性、降低材料成本以及提高系統(tǒng)整體性能等方式進行釩液流電池的降本。?

全釩液流電池未來規(guī)模將進一步提升。全釩液流電池具有響應快、安全環(huán)保、壽命長、規(guī)模大等特點，適合長時儲能。同時中國是世界釩資源最豐富的國家，原材料方面不受限，未來市場空間廣闊。我們假設全釩液流電池市場滲透率提升至20%，到2025年，我國全釩液流電池儲能規(guī)模將達到6GW。圖表29：全釩液流電池成本結(jié)構(gòu)（2021年）圖表30：全釩液流電池累計規(guī)模統(tǒng)計及預測全釩液流3530252015105GW10%30電解液電路35%20%管理與控制系統(tǒng)6.0其他0.0220190.10.335%0202020212025E2030E資料：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，國海證券研究所資料：CNESA，新華網(wǎng)，國家電網(wǎng)報，國海證券研究所323.1全釩液流電池：安全環(huán)保壽命長，適合長時儲能

3.1.3

全釩液流電池項目：長時儲能未來可期，商業(yè)化應用有序進行長時儲能是未來新型電力系統(tǒng)的重要方向。采用長時儲能可在可再生能源電力充足的時候可以避免電網(wǎng)阻塞，同時可以更加充分利用峰谷電價節(jié)省成本、提高利潤。根據(jù)美國電力研究院（EPRI），對于美國加州不同持續(xù)放電時間的收益比較，持續(xù)放電時間為4小時的電池儲能系統(tǒng)的獲得利潤是持續(xù)放電時間20小時的長時儲能系統(tǒng)的76％。2022年2月，遼寧大連全釩液流一期工程竣工，規(guī)模為100MW/400MWh，電站額定功率為10萬度電/小時，最多可存放40萬度電。按照居民每日人均用電2度左右計算，電站可供20萬居民一天的用電需求。

2022年9月以來，國內(nèi)數(shù)個GWh級大型全釩液流電池項目啟動。2022年9月，中核匯能發(fā)布1GWh全釩液流電池儲能系統(tǒng)采購公告；

9月20日，國內(nèi)首個GWh級全釩液流儲能電站開工，為新疆察布查爾縣250MW/1GWh全釩液流電池，項目計劃2023年年底前并網(wǎng)。圖表31：遼寧大連全釩液流一期工程資料：新華網(wǎng)333.1全釩液流電池：安全環(huán)保壽命長，適合長時儲能圖表32：2022年全釩液流電池儲能項目匯總建成項目時間公司液流儲能北京普能世紀規(guī)模4MWh狀態(tài)地點功率1MW山東濰坊鹽酸基全釩液流儲能電站一期2022年7月完工建成山東濰坊大慶125KW/500KWh全釩液流電池儲能系統(tǒng)2022年4月通過驗收125KW500KWh建成黑龍江大慶200MW/800MWh大連液流電池儲能調(diào)峰電站國家示范項目2022年2月一期竣工恒流儲能200MW800MWh一期竣工，二期在建遼寧大連大唐國際瓦房店鎮(zhèn)海10MW/40MWh全釩液流儲能電池項目湖北棗陽10MW全釩液流儲能電站示范項目在建項目2020年12月并網(wǎng)2019年1月投運時間大唐國際北京能高公司10MW10MW功率40MWh40MWh規(guī)模建成建成狀態(tài)施工遼寧瓦房店湖北棗陽地點新疆吉木薩爾縣250MW/1GWh全釩液流儲能項目2022年10月開工三峽能源湖南京科控股250MW1GWh新疆吉木薩爾縣紅坪全釩液流電池儲能電站項目2022年9月簽約2022年9月開工100MW400MWh簽約施工湖南吉首湖南匯鋒高新能源新疆察布查爾縣250MW/1000MWh全釩液流電池儲能項目1GWh全釩液流電池儲能系統(tǒng)采購項目華潤大力棗陽風電釩液流電池產(chǎn)業(yè)園項目和達能源全釩液流電池儲能系統(tǒng)三峽能源中核匯能華潤集團和達能源?；瘓F大力電工海越能源開封時代寰泰儲能大唐中寧上海電氣國家電投250MW1GW1000MWh新疆察布查爾縣2022

9年

月2022年9月簽約施工施工簽約簽約施工施工招標施工施工湖北襄陽浙江杭州山東濰坊甘肅酒泉陜西商南河南開封甘肅酒泉寧夏中寧江蘇鹽城山東海陽2022年9月開工2022年9月開工2022年9月簽約2022年9月簽約2022年8月開工2022年7月開工2022年5月招標2022年3月簽約2022年招標0.5MW30MW2MWh60MWh海化集團全釩液流電池儲能項目大力電工全釩液流電池儲能裝備生產(chǎn)項目海越能源陜西商南全釩液流電池儲能科技產(chǎn)業(yè)園項目開封時代全釩液流電池儲能示范電站項目寰泰儲能瓜州年產(chǎn)300MW全釩液流儲能裝備生產(chǎn)基地項目大唐中寧共享儲能項目6MW24MWh400MWh200MWh300MW100MW300MW100MW上海電氣鹽城立鎧儲能電站國家電投海陽100MW/200MWh儲能電站液流電池項目資料：大連化學物理研究所，北極星儲能網(wǎng)，鐵合金在線，北極星太陽能光伏網(wǎng)，財聯(lián)社，襄陽市政府，中國儲能網(wǎng)，中國酒泉網(wǎng)，鹽城市亭湖區(qū)政府官網(wǎng)，國海證券研究所343.1

全釩液流電池：安全環(huán)保壽命長，適合長時儲能上游中游下游建設承包發(fā)電側(cè)電解液：五氧化二釩電解液：稀硫酸水溶液質(zhì)子交換膜儲能系統(tǒng)電網(wǎng)側(cè)3.1.4

全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈全釩液流電池上游主要是電解液和質(zhì)子交換膜，其中電解液中五氧化二釩主要企業(yè)來自鞍鋼集團旗下攀鋼釩鈦，稀硫酸水溶液來自硫酸制造企業(yè)，質(zhì)子交換膜主要由東岳集團、科恒股份提供；中游儲能系統(tǒng)技術(shù)方面國際領(lǐng)先企業(yè)為住友電工和UET，國內(nèi)進行全釩液流電池研發(fā)的企業(yè)有普能能源、融科儲能；下游發(fā)電側(cè)客戶主要為電力公司，其中國家電投全釩液流電池項目較多，同時與中游有一定重合度，例如融科儲能也作為業(yè)主參與電站的運營。資料：iFind，各公司公告及官網(wǎng)，國海證券研究所353.2

鐵鉻液流電池：成本較釩電池更低，電池性能有待提升

3.2.1

鐵鉻液流電池技術(shù)：成本優(yōu)勢突出，性能有待提升鐵鉻液流電池是一種氧化還原反應電池，利用溶解在鹽酸溶液中的鐵、鉻離子價態(tài)差異進行充放電。?

鐵鉻液流電池被譽為最安全、儲能壽命最長的電化學儲能技術(shù)之一，該技術(shù)的電解質(zhì)溶液為氯化鹽水溶液，安全性很高。水溶溫區(qū)也較全釩液流電池的硫酸鹽更寬，在高低溫環(huán)境下的工作性能更優(yōu)。由于功率和容量完全獨立，可實現(xiàn)功率和容量按需靈活定制，且充放電次數(shù)可達10000次以上（《液流電池商業(yè)化進展及其在電力系統(tǒng)的應用前景》

2022年，宋子琛等），具有循環(huán)壽命長、容易回收、穩(wěn)定性強、可運行溫度范圍廣和成本低廉等優(yōu)勢。?

鐵鉻液流電池缺點是效率低、穩(wěn)定性差、電解液會產(chǎn)生交叉污染。目前鐵鉻液流電池能量效率約為70%-75%，在電化學儲能中處于較低水平，離子傳導膜在高溫運行條件下的溶脹較大，同時鐵鉻液流電池電解液在閉合回路中運行，容易產(chǎn)生電解液交叉污染的問題。圖表33：鐵鉻液流電池原理及應用圖表34：張家口鐵鉻液流電池示范項目內(nèi)景資料：《鐵鉻液流電池技術(shù)的研究進展》_房茂霖資料：上海證券報363.2

鐵鉻液流電池：成本較釩電池更低，電池性能有待提升

3.2.2

鐵鉻液流電池未來前景：成本優(yōu)勢突出，性能有待提升鐵鉻液流電池較全釩液流電池成本更低。鐵鉻液流電池和全釩液流電池基本原理類似，同屬于水系液流型氧化還原電池，都有原理層面的安全性。但鐵鉻液流電池在成本上具有明顯優(yōu)勢，原材料上鐵價、鉻價更低，且相較于釩價波動較為穩(wěn)定。鐵鉻液流電池關(guān)注度日益增加，技術(shù)存在較大的提升空間。鐵鉻液流電池效率略低于全釩液流電池的75%-85%，同時鐵鉻液流電池負極鉻離子的活性還有待提高，析氫副反應影響較大，離子傳導膜在高溫運行條件下的溶脹較大，循環(huán)穩(wěn)定性較差。技術(shù)改進的研究主要集中在電池的關(guān)鍵材料(電解液、電極和離子傳導膜等)和電池結(jié)構(gòu)等方面，以提高電池能量效率、能量密度及其穩(wěn)定性等性能。

圖表35：2020年至今釩價/鉻價走勢釩價（元/千克）左軸鉻價（元/千克）右軸3,5003,0002,5002,0001,5001,000500908070605040302010002020-01

2020-052020-09

2021-01

2021-052021-09

2022-01

2022-05資料：同花順iFinD，國海證券研究所373.2

鐵鉻液流電池：成本較釩電池更低，電池性能有待提升?

3.2.3

鐵鉻液流電池項目：試點逐步啟動，項目陸續(xù)落地?

鐵鉻液流電池商業(yè)化進程還處于起步階段。由國家電投投資的河北張家口戰(zhàn)石溝250kW/1.5MWh示范項目于2020年12月投產(chǎn)，項目所采用的鐵-鉻液流電池儲能技術(shù)具備6小時儲能時長，并且可以有效適應高溫與嚴寒天氣帶來的不良影響，安全性能顯著。同時公司在內(nèi)蒙古霍林河啟動全球首個兆瓦級鐵-鉻液流電池儲能示范項目建設，預計今年年底投產(chǎn)，標志著國內(nèi)鐵鉻液流電池量化供貨以及儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的實現(xiàn)。?

截至2022年8月，據(jù)我們不完全統(tǒng)計鐵鉻液流項目7個，累計儲能裝機容量17.5MW，預計后續(xù)市場規(guī)模有望進一步擴大。圖表36：鐵鉻液流電池儲能項目匯總項目時間公司裝機容量儲能電量狀態(tài)投產(chǎn)地點河北張家口戰(zhàn)石溝

250kW/1.5MWh示范2020年12月國家電投250kW1.5MWh河北張家口項目山東華電滕州100MW/200MWh儲能電站2021年12月2022年內(nèi)投產(chǎn)2022年4月招標華電集團國家電投國家電投1MW1MW2MW2MWh-投產(chǎn)施工招標山東滕州內(nèi)蒙古霍林河山東壽光內(nèi)蒙古霍林河鐵鉻液流儲能項目國家電投壽光202MW/404MWh儲能電站4MWh項目華電萊城電廠101兆瓦/206兆瓦時儲能電站

2022年7月開工華電集團華潤電力華潤電力1MW1MW1MW6MWh2MWh2MWh施工招標招標山東萊城山東鄄城山東東營華潤電力鄄城源網(wǎng)儲一體化示范項目2022年7月招標華潤財金山東東營源網(wǎng)儲一體化示范項目

2022年7月招標資料：國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，中國發(fā)展網(wǎng)，生態(tài)萊蕪，中國電力招標采購網(wǎng)，和訊網(wǎng)，建設招標網(wǎng)，國海證券研究所383.2

鐵鉻液流電池：成本較釩電池更低，電池性能有待提升上游中游下游建設承包發(fā)電側(cè)電解液：三氯化鉻儲能系統(tǒng)質(zhì)子交換膜電網(wǎng)側(cè)3.2.4

鐵鉻液流電池產(chǎn)業(yè)鏈鐵鉻液流電池上游主要是電解液的核心材料三氯化鉻，目前國內(nèi)振華集團宣布旗下子公司生產(chǎn)用于鐵鉻液流電池的三氯化鉻產(chǎn)業(yè)鏈投產(chǎn)，可大規(guī)模生產(chǎn)，同時國家電投也參與部分原材料生產(chǎn)；中游目前項目均由國家電投承包建設，提供儲能系統(tǒng)集成技術(shù)的有中海儲能和國家電投旗下研究團隊；下游發(fā)電側(cè)由國家電投、中國華電、華潤電力負責運行，產(chǎn)業(yè)鏈重疊度較高，鐵鉻液流電池目前還處于示范階段，產(chǎn)業(yè)鏈各層面國家電投均有參與。資料：iFind，各公司公告及官網(wǎng)，國海證券研究所39目錄四、氫儲能/熱儲能：大規(guī)模儲能新思路404.1

氫儲能：大規(guī)模儲能新思路，儲氫問題仍未解決

4.1.1

氫儲能技術(shù)：清潔儲能，儲發(fā)電獨立運行氫儲能技術(shù)是利用了電-氫-電的互變性。其基本原理就是將水電解得到氫氣和氧氣，利用富余的電力大規(guī)模制氫，將電能轉(zhuǎn)化為氫能儲存起來；在電力輸出不足時利用氫氣通過燃料電池或其它方式轉(zhuǎn)換為電能。氫儲能作為一種清潔、高效、可持續(xù)的無碳能源存儲技術(shù)，是化學儲能的延伸，具有能量密度高、運行維護成本低、存儲時間長、無污染、與環(huán)境兼容性好等優(yōu)點。同時，氫儲能的功率、能量可獨立優(yōu)化，儲電和發(fā)電過程無須分時操作，是一種理想的綠色儲能技術(shù)。

氫儲能缺點主要是效率較低、儲氫技術(shù)難、安全性較低。根據(jù)高工產(chǎn)研氫電研究所（GGII）分析，目前氫儲能發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)效率僅35%左右，相較于其他儲能較低，同時儲氫技術(shù)仍需突破，同時氫氣作為無色無味的易燃易爆氣體，安全性需要進一步提高。圖表37：氫儲能系統(tǒng)構(gòu)造圖表38：大陳島氫能綜合利用示范工程全景風力、光伏和其他可再生能源發(fā)電用戶氫發(fā)電（燃料電池）制氫（電解水）儲氫(氣/固/液態(tài))資料：氫能源與燃料電池，國海證券研究所資料：國網(wǎng)浙江省電力有限公司臺州供電公司414.1

氫儲能：大規(guī)模儲能新思路，儲氫問題仍未解決

4.1.2

氫儲能未來前景：規(guī)?；瘍δ軜O具潛力，儲氫為首要技術(shù)目標氫儲能是極具發(fā)展?jié)摿Φ囊?guī)?；瘍δ芗夹g(shù)，可用于可再生能源消納、電網(wǎng)削峰填谷、用戶冷熱電氣聯(lián)供、微電網(wǎng)等場景等諸多場景。例如具備快速響應及啟停能力的電解制氫系統(tǒng)，在用電高峰時可用于調(diào)峰調(diào)頻輔助服務；電解制氫+儲氫+氫燃料電池發(fā)電用于構(gòu)建微電網(wǎng)系統(tǒng)，進行氫、熱、電聯(lián)供，實現(xiàn)偏遠地區(qū)可靠供能。

氫能儲運在產(chǎn)業(yè)鏈中成本較高，高效率和低成本是氫能儲運發(fā)展趨勢。氫能產(chǎn)業(yè)鏈整體可以分為氫能制取、氫能儲運、氫能應用三大環(huán)節(jié)，其中儲運環(huán)節(jié)是高效利用氫能的關(guān)鍵，氫氣的燃點較低，爆炸極限寬