儲(chǔ)能設(shè)備行業(yè)市場分析

儲(chǔ)能設(shè)備行業(yè)市場分析01電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)集成介紹新型儲(chǔ)能技術(shù)介紹新型儲(chǔ)能技術(shù)路線具有多樣化特征。多種新型儲(chǔ)能技術(shù)正逐步從示范試驗(yàn)走向商業(yè)化應(yīng)用，在電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用。從目前的現(xiàn)狀來看，鋰電池儲(chǔ)能在規(guī)?；l(fā)展的新型儲(chǔ)能中占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。對(duì)比目前抽水儲(chǔ)能度電成本，目前主流的電化學(xué)鋰電池儲(chǔ)能度電成本降低空間大，儲(chǔ)能系統(tǒng)降本需求旺盛。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)介紹電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，是一種由蓄電池和并聯(lián)電壓型變流器構(gòu)成的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，具備快速調(diào)節(jié)與交流系統(tǒng)間交換（輸出或吸收）功率（有功或無功）的能力。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)主要包含電池、儲(chǔ)能變流器（PCS）、溫控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)以及管理控制系統(tǒng)和其他軟硬件系統(tǒng)。不同于動(dòng)力電池系統(tǒng)，儲(chǔ)能電池系統(tǒng)在一體化、標(biāo)準(zhǔn)化等技術(shù)方面存在很大優(yōu)化空間，長壽命、多循環(huán)、高安全、低成本是未來的發(fā)展趨勢，特別是長時(shí)儲(chǔ)能亟待發(fā)展。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)未來增長趨勢根據(jù)CNESA統(tǒng)計(jì)，全球新增裝機(jī)量方面，從2021年新增7GW，預(yù)計(jì)到2025年全球新增41.3GW，復(fù)合增長率55.85%；中國新增裝機(jī)量方面，從2021年新增1.8GW，預(yù)計(jì)到2025年新增23.3GW，復(fù)合增長率89.68%。根據(jù)CNESA統(tǒng)計(jì)，2021年中國儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)量為19.5GW，全球儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)量為203.5GW。根據(jù)目前儲(chǔ)能系統(tǒng)的市場價(jià)格約為1.5元/wh，以及PCS成本占比10%，我們測算2023年儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)量將達(dá)到32.6GW，儲(chǔ)能系統(tǒng)國內(nèi)市場規(guī)模將達(dá)近千億元。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)政策加持電化學(xué)儲(chǔ)能相關(guān)國家法律法規(guī)政策已經(jīng)陸續(xù)頒布。在接下來政策的指引下，儲(chǔ)能行業(yè)將迎來大規(guī)模發(fā)展。02電池-儲(chǔ)能系統(tǒng)成本核心儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)介紹電池儲(chǔ)能是通過電池、電化學(xué)技術(shù)存儲(chǔ)能量，常用的電池包括鋰電池、鉛蓄電池、鈉電池、液流電池等。電池儲(chǔ)能作為電能存儲(chǔ)的重要方式，具有功率和能量可根據(jù)不同應(yīng)用需求靈活配置，響應(yīng)速度快，不受地理資源等外部條件的限制，適合大規(guī)模應(yīng)用和批量生產(chǎn)等優(yōu)勢，使得電池儲(chǔ)能在新能源領(lǐng)域有著不可替代的地位。電池在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的應(yīng)用情況根據(jù)工信部最新統(tǒng)計(jì)，全行業(yè)持續(xù)深化創(chuàng)新，先進(jìn)三元電池、磷酸鐵鋰電池單體能量密度分別平均達(dá)到280Wh/kg、170Wh/kg，骨干企業(yè)電池系統(tǒng)循環(huán)壽命超過5000次。鋰電產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)體系加快完善，《電能儲(chǔ)能系統(tǒng)用鋰蓄電池和電池組安全要求》等安全強(qiáng)標(biāo)正式立項(xiàng)，相關(guān)公共服務(wù)平臺(tái)不斷建立健全。儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)的應(yīng)用目前也逐步完善，根據(jù)目前市場的統(tǒng)計(jì)，儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池成本占比約為60%，成為儲(chǔ)能系統(tǒng)中的成本核心。完整的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成在新型電力系統(tǒng)中逐步形成了源-電-荷-儲(chǔ)一體化的應(yīng)用模式，保證了儲(chǔ)能削峰填谷、新能源消納等作用很好的發(fā)揮。儲(chǔ)能鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈，體系成熟鋰電池經(jīng)過幾十年的發(fā)展革新，儲(chǔ)能電池逐步形成從上游電池正負(fù)極材料、電解液、隔膜，到電芯、電池PACK以及電池簇，到下游儲(chǔ)能電池系統(tǒng)集成的完整產(chǎn)業(yè)鏈。1)鋰電池正負(fù)極材料：目前正極材料主要以鈷酸鋰（LCO）、錳酸鋰（LMO）、磷酸鐵鋰（LFP）、三元（NCM/NCA）為技術(shù)路徑，其中磷酸鐵鋰由于其自身安全性能以及循環(huán)性能良好的優(yōu)勢，主要應(yīng)用于儲(chǔ)能電池的應(yīng)用。負(fù)極材料主要包括人造石墨、天然石墨為主，其中目前主流的負(fù)極材料是人造石墨。2)鋰電池電解液：在鋰電池中起到正負(fù)極之間離子傳導(dǎo)的作用，是電池性能保證的關(guān)鍵因素，目前主要以電解質(zhì)鋰鹽和有機(jī)溶劑為主。3)鋰電池隔膜：主要是分隔電池正負(fù)極材料，防止電池短路，提高離子擴(kuò)散性的作用，一般采用高強(qiáng)度薄膜化的聚烯烴多孔膜。隨著目前上游原材料價(jià)格的提升，鋰電池降本的趨勢逐漸明朗。根據(jù)目前市場情況，儲(chǔ)能鋰電芯的價(jià)格目前維持在0.8元/kwh左右，降本空間大。鈉離子電池蓄勢待發(fā)儲(chǔ)能系統(tǒng)的初始投資成本高是制約儲(chǔ)能商業(yè)化、規(guī)?；瘧?yīng)用的主要因素，因此減少設(shè)備數(shù)量和建設(shè)成本，結(jié)合大容量電芯的使用，可以有效的降低初始投資成本。隨之帶動(dòng)著儲(chǔ)能技術(shù)往大容量、系統(tǒng)精細(xì)化等方向發(fā)展。目前電芯成本是儲(chǔ)能系統(tǒng)成本占比最高的因素，市場上逐步出現(xiàn)成本相對(duì)低、原材料豐富的鈉離子電池，成為大家的關(guān)注重心。根據(jù)各公司公布的投產(chǎn)計(jì)劃，2023年鈉電池產(chǎn)能將達(dá)到GWh級(jí)別。因其高循環(huán)次數(shù)、低能量密度的特性，本身適用于長時(shí)儲(chǔ)能的要求，未來鈉電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用將得到充足的發(fā)揮。從電池材料來看，碳酸鈉價(jià)格遠(yuǎn)低于碳酸鋰，根據(jù)目前行業(yè)材料價(jià)格水平，我們預(yù)估鈉電池電芯價(jià)格目前可以比鋰電池低0.1-0.2元/wh。未來在技術(shù)的不斷革新推動(dòng)下，鈉電池的成本將有大幅度下降，根據(jù)目前鋰電芯0.8元/wh的價(jià)格水平，鈉電池將有望突破低于0.5元/wh，這對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)整體成本將有一個(gè)很大幅度的降本促進(jìn)作用，隨著未來儲(chǔ)能市場的爆發(fā)，鈉電池將會(huì)有一個(gè)爆發(fā)期。從儲(chǔ)能項(xiàng)目度電成本來看，度電成本LCOS=電力損耗+運(yùn)維成本+裝機(jī)成本/循環(huán)次數(shù)，參考目前成熟的抽水儲(chǔ)能度電成本0.21-0.25元/kWh。我們假設(shè)電力損耗和運(yùn)維成本基本保持不變，儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)成本和儲(chǔ)能電池循環(huán)次數(shù)決定了儲(chǔ)能度電成本的水平。根據(jù)目前市場上1500元/kWh的儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格，主流的6000次循環(huán)壽命的鋰電池，裝機(jī)成本/循環(huán)次數(shù)=0.25元/kWh；鈉電池在系統(tǒng)價(jià)格可以降低300元/kWh，約為900元/kWh，循環(huán)次數(shù)可達(dá)10000次，裝機(jī)成本/循環(huán)次數(shù)=0.09元/kWh。那么鈉電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的度電成本在鋰電池的目前0.6-0.8元/kWh的基礎(chǔ)上，最低可達(dá)到約0.4元/kWh，在此基礎(chǔ)上鈉儲(chǔ)能系統(tǒng)將得到蓬勃發(fā)展，極大程度上縮短了儲(chǔ)能系統(tǒng)降本的時(shí)間成本。03儲(chǔ)能變流器-儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)壁壘儲(chǔ)能變流器（PCS）介紹儲(chǔ)能變流器（PCS）是儲(chǔ)能裝置和電網(wǎng)中間的關(guān)鍵器件，用作控制蓄電池的充電和放電過程，進(jìn)行交直流的變換，在無電網(wǎng)情況下可以直接為交流負(fù)荷供電，其成本約為儲(chǔ)能系統(tǒng)的10%左右。過去幾年，儲(chǔ)能業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)主要在于電池技術(shù)、電池價(jià)格下降幅度以及儲(chǔ)能容量的提高。如今全球儲(chǔ)能行業(yè)持續(xù)快速增長，在某些地域市場趨近成熟，并且重點(diǎn)也從電池硬件轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)能系統(tǒng)(ESS)的組件，特別是儲(chǔ)能平衡系統(tǒng)(BOS)和儲(chǔ)能變流器(PCS)。電池逐漸成了標(biāo)準(zhǔn)化的普通產(chǎn)品，儲(chǔ)能變流器PCS在先進(jìn)系統(tǒng)管理和電網(wǎng)方面的應(yīng)用逐漸增加。儲(chǔ)能變流器根據(jù)不同應(yīng)用場景可分為家庭戶用、工商業(yè)、集中式和儲(chǔ)能電站四大類，分別對(duì)應(yīng)小、中、大、超大額定輸出功率。儲(chǔ)能變流器按照應(yīng)用場景分類。儲(chǔ)能變流器市場容量GGII調(diào)研顯示，2022年，中國儲(chǔ)能鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模破2000億，其中電力儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模從2021年480億元，增至2022年1600億元，其中PCS增幅達(dá)248%。根據(jù)CNESA統(tǒng)計(jì)，2021年陽光電源、科華數(shù)據(jù)、比亞迪PCS全球出貨量位居前三位，占據(jù)主要市場。儲(chǔ)能變流器作為技術(shù)壁壘，是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)儲(chǔ)能變流器作為儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電開關(guān)，是儲(chǔ)能系統(tǒng)中的技術(shù)壁壘。儲(chǔ)能變流器決定了輸出電能的質(zhì)量和特征，很大程度影響著電池的壽命，目前國內(nèi)形成了成熟的組串式和集中式成熟的規(guī)模化儲(chǔ)能變流器產(chǎn)業(yè)鏈，伴隨著儲(chǔ)能裝機(jī)量的提升，行業(yè)進(jìn)入爆發(fā)期，各公司百家爭鳴，需求的擴(kuò)張為這個(gè)行業(yè)帶來巨大紅利。同時(shí)受限于上游IGBT供應(yīng)不足，IGBT國產(chǎn)化進(jìn)程加速，儲(chǔ)能變流器行業(yè)機(jī)遇大增。04管理系統(tǒng)-儲(chǔ)能系統(tǒng)信息交互中心儲(chǔ)能管理系統(tǒng)介紹儲(chǔ)能管理系統(tǒng)，是指為基于磷酸鐵鋰電池、超級(jí)電容等儲(chǔ)能元件經(jīng)過多串并組合而成的儲(chǔ)能模組提供電源管理、保護(hù)等功能的系統(tǒng)。儲(chǔ)能管理系統(tǒng)（ESMS）包括但不限于電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS）等。儲(chǔ)能管理系統(tǒng)作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的決策中樞，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)度效率。隨著國家源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化布局，電網(wǎng)的調(diào)度功能也逐漸凸顯，引領(lǐng)電力體系變革。儲(chǔ)能管理系統(tǒng)，可以高效的提升系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)化、一體化，新能源發(fā)電并網(wǎng)量的增大，對(duì)應(yīng)的管理系統(tǒng)需求也日益旺盛，未來增量可觀。儲(chǔ)能管理系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)BMS、PCS、電表、電芯等進(jìn)行采集管理和協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障告警等功能，并利用峰谷價(jià)差儲(chǔ)能系統(tǒng)低充高放的方式實(shí)現(xiàn)電能移峰填谷，為用戶節(jié)省電費(fèi)。儲(chǔ)能管理系統(tǒng)在不同應(yīng)用場景下發(fā)揮重要作用源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化，簡單的可以理解為儲(chǔ)能在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的三種應(yīng)用途徑。發(fā)電側(cè)配儲(chǔ)，主要指為常見的光伏、風(fēng)電、水電配儲(chǔ)，主要運(yùn)營模式為電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻獲取收益，同時(shí)改善可再生能源“三棄”問題；電網(wǎng)側(cè)配儲(chǔ)，主要的商業(yè)模式是將電網(wǎng)一部分容量租給新能源業(yè)主，或者參與市場交易；用戶側(cè)配儲(chǔ)，主要是提高自發(fā)自用水平，或者通過峰谷套利等模式降低用電成本。不管在哪種應(yīng)用場景下，都需要儲(chǔ)能管理系統(tǒng)進(jìn)行智慧管理和調(diào)度，進(jìn)而提升儲(chǔ)能的利用效率?；趦?chǔ)能管理系統(tǒng)的AI算法，收集系統(tǒng)數(shù)據(jù)，制定不同的充放電策略，保證儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性調(diào)用。05溫控系統(tǒng)-儲(chǔ)能系統(tǒng)效率保證儲(chǔ)能溫控系統(tǒng)介紹提供熱管理的溫控系統(tǒng)成為儲(chǔ)能系統(tǒng)效率關(guān)鍵因素，是系統(tǒng)效率的保證。目前主要形成了以液冷和風(fēng)冷為主的技術(shù)路線，溫度直接影響電池的活性，溫差過高或者過低影響儲(chǔ)能系統(tǒng)的可用率、壽命和效率等性能，甚至帶來安全隱患。傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單成本較低，隨著系統(tǒng)的發(fā)展低功耗、高集成度、高換熱效率的液冷逐漸占據(jù)主要熱管理市場。溫控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢-水冷代替風(fēng)冷風(fēng)冷系統(tǒng)簡單成本較低，液冷功耗更低效果更好。風(fēng)冷系統(tǒng)具備系統(tǒng)簡單、制造成本低、便于安裝等特點(diǎn)。在電池能量密度低，充放電速度慢的場景有比較多的應(yīng)用。液冷具備載熱量大，換熱效率高的特點(diǎn)，在電池包能量密度高，充放電速度快，環(huán)境溫度變化大的場合得到廣泛的應(yīng)用。液冷系統(tǒng)可以和電池包高度集成，所需空間小，無需擔(dān)心灰塵，水汽凝結(jié)。研究表明，液冷系統(tǒng)具有換熱密度大更節(jié)能、均溫性好、溫差更低、占地小效率高、壽命更長的優(yōu)點(diǎn)。06消防系統(tǒng)-儲(chǔ)能系統(tǒng)安全保證儲(chǔ)能消防介紹近年來，隨著我國能源改型升級(jí)步伐的加快，以儲(chǔ)能技術(shù)與系統(tǒng)為核心的現(xiàn)代智能電網(wǎng)日漸引起重視，儲(chǔ)能技術(shù)被大規(guī)模應(yīng)用于電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電、用電的各個(gè)環(huán)節(jié)，不僅推動(dòng)我國能源供給改革，而且是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)必不可少的核心技術(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2011-2022年1月期間全球共發(fā)生37起儲(chǔ)能電站爆炸事故，其中4起發(fā)生在中國。儲(chǔ)能安全問題亟待解決，儲(chǔ)能消防成為維護(hù)財(cái)產(chǎn)和人身安全的重中之重。因此，相關(guān)儲(chǔ)能消防安全政策法律法規(guī)也在不斷完善中，形成一個(gè)成熟的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為儲(chǔ)能消防行業(yè)的增長提供保障。儲(chǔ)能消防系統(tǒng)構(gòu)成儲(chǔ)能消防系統(tǒng)由火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)組成。其核心思想是對(duì)報(bào)警區(qū)域中發(fā)生的任何火情及時(shí)地感知，并根據(jù)其報(bào)警級(jí)別分別在控制中心給予報(bào)警或進(jìn)行相應(yīng)的聯(lián)動(dòng)處理。主要包括火災(zāi)監(jiān)控、氣體滅火系統(tǒng)/高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)、災(zāi)后防復(fù)燃等。形成了完整的儲(chǔ)能消防產(chǎn)業(yè)鏈，以及豐富的下游應(yīng)用場景。儲(chǔ)能消防技術(shù)突破鋰電池火災(zāi)與普通火災(zāi)具有較大的區(qū)別，鋰電池是一種含能物質(zhì)，具有燃燒激烈、熱蔓延迅速；毒性強(qiáng)、煙塵大、危險(xiǎn)性大；易復(fù)燃、撲救難度大等特征。然而，現(xiàn)有的滅火劑如干粉滅火劑對(duì)鋰電池滅火幾乎沒有效果；鹵代烷、二氧化碳、七氟丙烷只能撲滅明火，無法從根本上抑制火災(zāi)發(fā)生，往往稍后會(huì)出現(xiàn)復(fù)燃，不具備降溫和滅火的雙重功能，對(duì)鋰電池的火災(zāi)不具有適用性；水噴淋系統(tǒng)技術(shù)比較成熟，降溫滅火效果明顯，成本低廉且環(huán)境友好，但以水作為滅火介質(zhì)的弊端也很明顯，耗水量大，撲救時(shí)間長，撲滅火災(zāi)后將導(dǎo)致儲(chǔ)能電站內(nèi)的電池短路損壞而無法正常使用。因此，針對(duì)鋰電池，特別是大型儲(chǔ)能鋰電池系統(tǒng)的火災(zāi)隱患進(jìn)行滅火防護(hù)，設(shè)計(jì)開發(fā)新型高效、防復(fù)燃滅火劑及滅火劑釋放系統(tǒng)和裝置，有利于鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。07儲(chǔ)能系統(tǒng)集成思考面對(duì)問題，是挑戰(zhàn)也是指引面對(duì)當(dāng)下儲(chǔ)能系統(tǒng)集成的諸多問題，對(duì)于行業(yè)是一個(gè)挑戰(zhàn)，因此我們要緊密關(guān)注問題、痛點(diǎn)，提前布局展望未來。集成技術(shù)-降低初始投資成本：初始投資成本高是制約儲(chǔ)能集成的重要因素，目前行業(yè)主要通過大容量電芯，將集裝箱的電池容量提升至3MWh以上的水平，提高直流側(cè)電壓、降低系統(tǒng)集成成本，可以有效的降低初始投資