中國儲能網(wǎng)訊：新型電力系統(tǒng)形態(tài)逐步由“源網(wǎng)荷”三要素向“源網(wǎng)荷儲”四要素轉(zhuǎn)變，多時間尺度儲能技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用，推動推動解決新能源發(fā)電隨機(jī)性、波動性、季節(jié)不均衡性帶來的系統(tǒng)平衡問題。
儲能，是新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，碳中和的核心也是儲能。盡管儲能賽道尚未挖掘出足夠多的“寶藏”，卻擁有近萬億市場規(guī)模的潛力和確定性，儲能賽道正在成為了資本必爭之地，開啟儲能大時代。
全球儲能市場規(guī)模
全球儲能市場正處于高速增長階段，電化學(xué)儲能占比逐年上升，將成為未來的主要增量貢獻(xiàn)者。中美歐三大經(jīng)濟(jì)體是全球新型儲能的主要市場，2021年新增裝機(jī)量分別為2.5/3.5/2.3GW，占比約80%。預(yù)計中美歐仍將持續(xù)把持全球新型儲能裝機(jī)主要增量。至2025年，全球電化學(xué)儲能裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到148GW，占比約40%；電化學(xué)儲能累計規(guī)模預(yù)計將達(dá)到233GW，年新增裝機(jī)量約77GW，2021~2025CAGR預(yù)計為52.5%。
全球儲能裝機(jī)規(guī)模及增長率（GW）
美國市場憑借IRA法案的儲能補(bǔ)貼政策，儲能成為獨立補(bǔ)貼主體并享有10年的投資稅收抵免比例。表前大儲是當(dāng)前的主要趨勢，預(yù)計到2023年，電化學(xué)儲能裝機(jī)容量將達(dá)到16.6GW，同比增長168.0%；至2025年，電化學(xué)儲能累計裝機(jī)容量預(yù)計將超過75GW，CAGR預(yù)計為88.4%。
IRA法案推動美國各州2022-2030年裝機(jī)量增長(GW)
歐洲市場歐盟規(guī)劃2030年風(fēng)光規(guī)模約1100GW，供需兩端推進(jìn)儲能發(fā)展。REPowerEU和減碳55等政策的頒布將推動電池儲能技術(shù)研究并提供資金支持。表后市場是當(dāng)前的主要趨勢，但隨著新能源裝機(jī)的提升，未來表前市場有望成為發(fā)展核心動力。預(yù)計到2023年，歐洲電化學(xué)儲能裝機(jī)容量將達(dá)到7.0GW，同比增長37.3%；至2025年，電化學(xué)儲能累計裝機(jī)容量預(yù)計將接近40GW，CAGR預(yù)計為53.7%。
國內(nèi)儲能
中國儲能市場規(guī)模增速高于全球，預(yù)計到2025年底，電化學(xué)儲能累計裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到70GW，CAGR為88.9%。新型儲能的占比正在持續(xù)上升，其中電化學(xué)儲能占比近90%。在電源側(cè)新能源配儲政策的推動下，中國儲能市場將迎來快速發(fā)展的機(jī)遇，十四五規(guī)劃期間建設(shè)超過50GW的新型儲能容量，預(yù)計到2025年底，全國新型儲能裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到53GW，其中電源側(cè)新能源配儲將成為主要推力。
中國儲能裝機(jī)累計規(guī)模及增速
目前，全球新能源裝機(jī)占比已超過20%，預(yù)計到2027年，這一數(shù)字有望超過37%。新能源占比的不斷提高將持續(xù)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行帶來風(fēng)險，因此表前儲能裝機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)前最佳的平滑電力系統(tǒng)波動方案。國內(nèi)多地政策也提出了新建電站的強(qiáng)制配儲要求，新能源裝機(jī)配儲比例將有較大提升空間，儲能經(jīng)濟(jì)性期待改善。
儲能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)模式正逐漸清晰，獨立儲能成為未來大型儲能項目的主要發(fā)展方向。當(dāng)前，獨立儲能的盈利模式主要有現(xiàn)貨套利、輔助服務(wù)、容量補(bǔ)償和容量租賃四個方面。隨著國家及地方政策的落地，獨立儲能項目中標(biāo)容量逐年增加，預(yù)計未來獨立儲能項目在市場份額上將占據(jù)更大的比例。
用電側(cè)峰谷價差拉大，用戶側(cè)儲能經(jīng)濟(jì)性將得到顯著提升。近期《關(guān)于進(jìn)一步完善分時電價機(jī)制的通知》要求各省完善峰谷電價機(jī)制，合理確定峰谷電價價差。發(fā)電側(cè)的上網(wǎng)電價正在逐漸放開和市場化，大儲裝機(jī)阻力有望緩解。同時，若鋰價進(jìn)一步回調(diào)，發(fā)電側(cè)儲能將逐漸實現(xiàn)盈虧平衡。
儲能產(chǎn)業(yè)核心環(huán)節(jié)
儲能產(chǎn)業(yè)鏈整體圍繞電池（PACK）開展，主要包括上游原材料及零部件的供應(yīng)商，中游的電池組、儲能變流器(PCS)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)（EMS）四大部分以及其他設(shè)備和系統(tǒng)集成，主要應(yīng)用在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)和微電網(wǎng)四大領(lǐng)域，其中發(fā)電側(cè)受益于新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動，是推動儲能市場的主要動力。
1.電芯
隨著中美歐等地風(fēng)光電力裝機(jī)量的不斷增加，以及各國政策支持，儲能電芯也有望迅速放量。目前，國內(nèi)電化學(xué)儲能電芯以磷酸鐵鋰路線為主，而海外則主要采用磷酸鐵鋰與三元材料的組合，其中國產(chǎn)電芯占據(jù)全球儲能市場的約90%份額，擁有絕對的市場壟斷地位。
根據(jù)高工鋰電的預(yù)測，到2022年，中國的儲能電芯產(chǎn)量將達(dá)到約120GWh，同比增長150%；到2025年，儲能電芯產(chǎn)量將達(dá)到390GWh，年均復(fù)合增長率高達(dá)68.8%。
2.PCS
PCS（儲能變流器，）是一種連接蓄電池組和電網(wǎng)（或負(fù)荷）之間，實現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換的裝置。它可以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，適配多種直流儲能單元，如超級電容器組、蓄電池組、飛輪電池等。
隨著儲能市場的不斷擴(kuò)大，大功率PCS需求呈現(xiàn)快速增長，但技術(shù)壁壘較高。PCS作為儲能系統(tǒng)的核心部件，占據(jù)儲能系統(tǒng)成本比例約20%。其中，IGBT作為PCS的核心部件，主要負(fù)責(zé)整流和逆變，IGBT國產(chǎn)率僅在25%左右，目前小功率PSC可以實現(xiàn)IGBT芯片國產(chǎn)化，大功率PCS仍需要進(jìn)口IBGT模塊，具有穩(wěn)定IGBT貨源的廠商將更具備一定的優(yōu)勢。
3.系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)
作為儲能產(chǎn)業(yè)鏈的中游環(huán)節(jié)，系統(tǒng)集成商上承設(shè)備提供商，下接儲能系統(tǒng)業(yè)主，已經(jīng)成為儲能行業(yè)的必爭之地。
其中高壓級聯(lián)方式能有效提高儲能系統(tǒng)效率和壽命。優(yōu)勢在于不需要變壓器，可以有效節(jié)約設(shè)備成本及占地空間,同時變壓器的省略可以避免變壓環(huán)節(jié)帶來的效率損失，提升轉(zhuǎn)換效率。此外，各單元具備主動調(diào)節(jié)的能力，單一單元出現(xiàn)問題時只需要對問題節(jié)點進(jìn)行處理,不影響其他單元正常運行，能夠有效減少維修成本。
低壓并聯(lián)與高壓級聯(lián)指標(biāo)對比
4.儲能溫控環(huán)節(jié)
儲能溫控和消防環(huán)節(jié)是保障儲能系統(tǒng)安全運行的重要環(huán)節(jié)。技術(shù)路線可以分為風(fēng)冷、液冷、相變冷卻和液管冷卻，液冷相比風(fēng)冷有更高的換熱效率，更低的運行能耗，更小的熱失控風(fēng)險。
儲能溫控市場處于早期階段，均以跨界玩家為主，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、集中度較低。儲能溫控價值量占總量的3%~5%，其中風(fēng)冷、液冷憑借性價比優(yōu)勢率先產(chǎn)業(yè)化。目前市場以風(fēng)冷為主，液冷成本較高，但在均勻性、體積和能耗方面的優(yōu)勢明顯，滲透率有望由21年的12%提升至2025年45%。液冷/風(fēng)冷溫控系統(tǒng)成本別約為0.9/0.3億元/GWh，預(yù)計至2025年，市場空間有望達(dá)到160億元。
2021-2025年全球儲能溫控市場空間
5.消防環(huán)節(jié)
儲能消防主要包括火災(zāi)預(yù)警、火災(zāi)控制、火災(zāi)撲救等方面，需要結(jié)合電池特性和場地條件選擇合適的消防設(shè)備和方案。儲能消防行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提升后，需求明顯提升。根據(jù)《電化學(xué)儲能電站安全規(guī)程》要求，儲能電站電池室/艙應(yīng)配置自動滅火系統(tǒng)，與BMS、探測器和溫控等系統(tǒng)聯(lián)動，同時自動滅火系統(tǒng)宜配備模組級別消防系統(tǒng)。
毒性較低、滅火性較好的全氟己酮有望成為滅火介質(zhì)新趨勢。目前國內(nèi)儲能消防價值量占比約3%，預(yù)計到2025年國內(nèi)儲能消防市場空間有望達(dá)到46.75元，CAGR為45.7%。
2021-2025年全球電化學(xué)儲能消防市場空間
6.長時儲能
長時儲能（一般指4h以上）成為儲能發(fā)展的重要方向，具備提升新能源消納能力、替代傳統(tǒng)發(fā)電方式的潛力，可以為電網(wǎng)提供充足的靈活性資源，可有效降低電網(wǎng)運行成本，具備更強(qiáng)的峰谷套利和市場盈利潛力。其中重點分析壓縮空氣儲能和全釩液流電池。
壓縮空氣儲能
壓縮空氣儲能系統(tǒng)以高壓空氣壓力能作為能量儲存形式，通過高壓空氣膨脹做功來發(fā)電，主要部件為儲氣洞穴、壓縮機(jī)、燃燒室和膨脹劑。
蓄熱式壓縮空氣儲能系統(tǒng)在系統(tǒng)效率和技術(shù)成熟度上較為突出，而我國鹽洞和廢棄礦洞較多，已具大規(guī)模商業(yè)化條件。據(jù)統(tǒng)計，2022年我國壓縮空氣儲能項目容量超過6GW，且裝機(jī)容量均為100MW以上，備電時長達(dá)4-8小時。在中性預(yù)期下，到2025年，我國累計壓縮空氣儲能裝機(jī)量將達(dá)到6.76GW，CAGR為151%；而到2030年，預(yù)計有望達(dá)到43.15GW。
中國壓縮空氣儲能累計裝機(jī)量預(yù)測（GW）
全釩液流電池
液流電池儲能技術(shù)利用正負(fù)極儲能活性物質(zhì)價態(tài)的變化來實現(xiàn)電能的儲存和釋放，具有靈活性高、壽命長、安全性高和環(huán)境友好等特點。
在各類液流電池中，全釩液流電池目前在應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)鏈方面最為突出，已有百MWh級項目涌現(xiàn)。據(jù)EVTank預(yù)計，未來在國家扶持政策和產(chǎn)業(yè)鏈成熟化發(fā)展的推動下，2025年釩電池新增裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)2.3GW以上。
