中國儲能網訊：2024年，中國儲能系統(tǒng)裝機迎來爆發(fā)式增長，國家能源局公布的數(shù)據顯示，截至2024年底，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達73.76GW/168GWh，其中，2024年全年新增裝機量達42.3GW，電化學儲能占比超九成。電化學儲能產業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)企業(yè)競爭格局迅速演變、技術路線競爭激烈、國際發(fā)展日益受阻等鮮明特征。
一、創(chuàng)新驅動，技術迭代加速
2024年，電化學儲能及相關產業(yè)鏈技術研究依舊是全球最熱門的科研領域之一，電化學儲能相關技術也取得令人矚目的進展，有力地推動了產業(yè)發(fā)展。
（一）鋰離子電池技術
鋰離子電池儲能技術依舊是最熱門的研究方向，主要聚焦于材料體系、結構體系、系統(tǒng)集成技術和冷卻系統(tǒng)相關研究，以提升儲能系統(tǒng)能量密度、安全可靠性，降低系統(tǒng)成本，實現(xiàn)更優(yōu)的性價比。
一是能量密度方向。相關科研單位和龍頭企業(yè)各顯神通，通過微觀層面的結構、電化學演變機理等研究，改進正負極材料體系，有效提升電池能量密度的同時，提升了循環(huán)壽命等其它性能。
二是安全技術方向。一方面，采用先進的信息技術手段，采取實驗驗證和計算機模擬、大數(shù)據大模型分析方法，從微觀上揭示了鋰電池熱失效的主要原因和路徑，通過改進材料體系、優(yōu)化結構設計、提升系統(tǒng)管理和預警水平，有效提升儲能電池及系統(tǒng)的安全防護能力。另一方面，通過改進提升冷卻系統(tǒng)設計及冷卻液等方式，提升冷卻效果，降低熱失效可能，有力改善鋰離子電池安全防護水平。
三是成本下降方向。除原材料自身價格變化外，主要集中系統(tǒng)結構、工藝設備、信息技術和冷卻技術等研究，優(yōu)化生產工藝、優(yōu)化系統(tǒng)結構、提升生產智能化水平、提升系統(tǒng)集成能力，綜合應用一種或多種新技術以實現(xiàn)成本的有效下降。
（二）鈉離子電池技術
2024年，鈉離子電池取得重大進展，能量密度和循環(huán)壽命大幅提升，主要材料的國產化率大幅提升，商業(yè)化生產工藝獲得突破，GW級產線投產。
一是材料技術，碳基負極材料依舊是研究熱點，研究硬碳、軟碳負極材料的儲鈉機制，有針對性的改進制備工藝和材料組成，提升負極材料性能；研究新的負極材料如軟硬碳負極材料、銻基及鉍基金屬負極材料等，以提高其能量密度和穩(wěn)定性等性能。正極材料方面，通過離子摻雜、表面包覆、微觀結構設計等改進層狀過渡金屬氧化物、聚陰離子化合物及普魯士藍類似物等正極材料，提升其空氣和熱穩(wěn)定性能、低溫性能、能量密度等；研究新型陶瓷涂層隔膜以解決聚合物隔膜的潤濕性能，研究優(yōu)化傳統(tǒng)電解液和制備新型低溫電解液以提高鈉離子擴散速率和電荷轉移動力，提升鈉離子電池性能。
二是商業(yè)化技術，鈉離子電池儲能系統(tǒng)商業(yè)化加速，主要龍頭企業(yè)實現(xiàn)GWh級量產。
（三）液流電池技術
一是釩基液流電池方向，研究改進電解液制備方法及工藝、改良電解質材料體系、改善電解液添加劑，提升釩基液流電池的循環(huán)性能。
二是鐵基液流電池方向，鐵鉻液流電池的電極材料、電解液和離子交換膜這些關鍵材料是技術改進的熱點。電極材料方面，主要研究氧化法、表面催化劑法改性碳基材料提升性能或者開發(fā)新型電極材料；電解液方面，主要研究電解液體系的優(yōu)化，在電解液中加入添加劑，或者將鉻離子與絡合劑形成絡合物進行技術改進；離子交換膜方面，主要通過加入添加劑，采用多層復合結構膜或者優(yōu)化制備方法等改進樹脂性能。
三是其它液流電池，錳基液流電池和鋅基液流電池也受到關注，其電解液體系和工作機理是研究熱點。
（四）其它電池技術探索
一是固態(tài)電池方向，商業(yè)化生產技術是業(yè)界競爭的重點，MW級甚至GW產線的建設投運已見諸報道，行業(yè)處于商業(yè)應用前夜。實驗室領域，電解質、復合負極、正極材料改性及結構設計，電池熱失效機理等依舊是研究熱點，前者提升電池的能量密度等性能，后者則解決安全性問題。
二是鋰硫電池方向，鋰硫電池因其高理論比能量密度（2600Wh/kg）、高理論比能量（1675mAh/g）、原料低廉、環(huán)境友好等特點而受到青睞。目前，研究熱點主要集中于：復合型正極的構建、特殊形貌（如核殼形貌）的設計、材料改性新技術，提升正極材料的熱穩(wěn)定性能，共價有機框架基（COFs）、芳砜綸基等鋰硫電池隔膜材料制備工藝及材料改性以提升電池的循環(huán)壽命等性能。
二、市場發(fā)力，模式推陳出新
2024年，我國電化學儲能市場呈現(xiàn)規(guī)?？焖贁U張、企業(yè)盈利水平下降的冰火兩重天態(tài)勢，面對競爭日益激烈的市場環(huán)境和巨大的盈利壓力，企業(yè)發(fā)展和項目開發(fā)模式多樣化發(fā)展?jié)u成趨勢。
（一）企業(yè)發(fā)展：一體化與海外布局加速
2024年，雖然儲能裝機規(guī)模大增，但是，原材料價格激烈波動下降，儲能系統(tǒng)價格大幅下降至不足0.5元/W，整個產業(yè)鏈價格大幅下跌，企業(yè)盈利能力大幅下降，企業(yè)發(fā)展面臨冰火兩重天。諸多數(shù)企業(yè)也因此調整發(fā)展戰(zhàn)略。
一是一體化布局。立足自身企業(yè)主要業(yè)務，向上游原材料或中游電芯、電池，下游儲能系統(tǒng)延伸，構建貫通整個產業(yè)鏈的一體化產業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，通過高效管理降低成本，提升盈利水平。如海辰儲能在建設山東海辰長時儲能一體化零碳產業(yè)園項目，項目立足山東儲能產業(yè)鏈上下游發(fā)展，產業(yè)鏈項目計劃總投資不少于130億元，建設內容包含磷酸鐵鋰儲能電池智能制造基地，PACK及儲能系統(tǒng)集成產線，新材料生產基地，上游原材料生產基地，致力于打造儲能一體化零碳產業(yè)園區(qū)。
二是加速海外布局。在印尼等資源豐富地區(qū)或在沙特等產品銷售地區(qū)建設儲能系統(tǒng)產能，在規(guī)避歐美貿易圍追堵截的同時，利用當?shù)亟◤S優(yōu)勢，擴張企業(yè)產品銷售、降低整體成本，提升企業(yè)盈利水平。
三是強化創(chuàng)新。技術研發(fā)層面，主要龍頭企業(yè)加強自身產品的科技研發(fā)投入，提升產品性能，以此提升產品及企業(yè)競爭力，提升市場份額。同時，企業(yè)還加強新興技術如液流電池、固體電池、鋰硫電池、鈉離子電池等新興儲能技術研發(fā)，積極布局新賽道，以期搶得新的競爭優(yōu)勢，提升企業(yè)未來競爭力。如海辰儲能在去年12月發(fā)布了首款電力儲能專用鈉離子電池∞Cell N162Ah。生產技術層面，企業(yè)積極擁抱數(shù)智化技術，建設數(shù)字工廠、燈塔工廠，提升數(shù)智化制造能力，提升管理效率，降低企業(yè)營運、制造成本，提升企業(yè)產品競爭力和盈利水平。項目開發(fā)層面，企業(yè)積極創(chuàng)新商業(yè)模式、項目開發(fā)模式，在拓展盈利方式的同時，降低前期資本支出，有效降低資金風險。
（二）競爭格局：龍頭失穩(wěn)，黑馬攪局
一是鋰離子電池儲能系統(tǒng)企業(yè)格局生變。統(tǒng)計顯示，2024年，我國儲能企業(yè)儲能電池出貨量近350GWh；其中，寧德時代以近110GWh的儲能電池出貨量高居第一，億緯鋰能位居第二，海辰儲能位居第三，而比亞迪則由上一年的第二跌至第四，遠景動力排名第五，瑞普蘭鈞則掉出前五。
二是鈉離子電池儲能系統(tǒng)龍頭隱現(xiàn)。鈉離子電池儲能已經進入了商業(yè)化應用前期，2024年6月30日，我國首個百兆瓦時鈉離子儲能項目——大唐湖北100兆瓦/200兆瓦時鈉離子新型儲能電站科技創(chuàng)新示范項目一期工程建成投運，實現(xiàn)了鈉離子新型儲能技術在全球的首次大規(guī)模商業(yè)化應用。企業(yè)競爭也日趨激烈，寧德時代、比亞迪、海辰儲能等爭相發(fā)布自身的鈉離子儲能系統(tǒng)產品。
三是液流電池儲能系統(tǒng)。1月24日，國家能源局發(fā)布2024年第1號公告，正式發(fā)布了新型儲能試點示范項目名單，其中，液流電池儲能項目有8個。三峽集團正在推進全球容量最大的液流儲能項目——新疆吉木薩爾縣北庭光伏配套200 MW/1000MWh全釩液流儲能項目，液流電池儲能系統(tǒng)商用進入新階段。
（三）項目發(fā)展：市場驅動與政策驅動并行
2024年，中國儲能商業(yè)化開始加速，開始由政策推動、被動式發(fā)展向市場化、主動式發(fā)展疊加政策推動的雙軌甚至多軌并行的方式發(fā)展，在一些地區(qū)和場景取得了突破式進展。
一是傳統(tǒng)套利模式。業(yè)主方擁有儲能電站產權，通過當?shù)胤骞入妰r差異實現(xiàn)盈利，如電源、電網、負荷端配儲均以此模式為主。第三方或者業(yè)主方擁有儲能電站產權，為己方及多方新能源電站提供服務以實現(xiàn)盈利的模式即共享儲能模式。
二是輔助服務市場模式。依據地方新能源發(fā)展需要建設，主要服務于電力輔助服務市場，或獨立或配套參與容量市場、電力調峰與調頻市場，參與市場化交易等方式，取得政策規(guī)定的輔助服務費用實現(xiàn)盈利。
三是復合發(fā)展模式。儲能電站既服務于電力輔助服務市場，又參與峰谷價差套利運營，實現(xiàn)復合化發(fā)展盈利。
四是其它創(chuàng)新發(fā)展模式。儲能電站與綠證、碳資產等相結合，開發(fā)儲能基礎設施REITs、“儲能收益權質押貸款”等新的金融工具并實現(xiàn)流通等。
三、挑戰(zhàn)猶存，產業(yè)面臨關口
2024年，中國電化學儲能行業(yè)在高速發(fā)展的同時，也面臨諸多問題與挑戰(zhàn)。
一是競爭加劇，企業(yè)面臨生死考驗。行業(yè)層面，產能急劇擴張，產能利用率持續(xù)走低，全年行業(yè)平均產能利用率遠不如往年。低端同質化惡性競爭加劇，技術低端重復投入，庫存積壓風險高企，企業(yè)盈利能力急劇下降。技術層面，技術路線競爭激烈，固態(tài)電池、液流電池、鈉離子電池各有優(yōu)勢，均到商業(yè)化關口，不確定性增強，企業(yè)技術押注風險加大。關鍵共性技術研發(fā)平臺、研究中心偏少，科研成果轉化率仍有待提高，新型研發(fā)機構及體制機制不健全。技術標準尚未統(tǒng)一、體系化不足，跨企業(yè)行業(yè)技術兼容性問題突出。技術驗證不足，實際應用與標稱指標差異明顯。商業(yè)模式層面，收益模式仍以峰谷價差套利為主，輔助服務市場機制尚不健全，新機制新模式的政策支持細則仍需完善，新能源配儲“建而不用”問題仍較突出，商業(yè)生態(tài)環(huán)境尚未成型。企業(yè)層面，企業(yè)營運效率和管理水平參差不齊，數(shù)智化任重道遠。
二是事故頻發(fā)，安全問題亟待解決。全年共發(fā)生儲能火災事故超20起，其中，75%以上事故源于熱失控。鋰電池等電化學儲能的熱失效預防管理技術、安全防護與預警技術、冷卻技術、事故后的消防處理技術亟待突破。
三是國際競爭與貿易壁壘升級。政策圍堵加劇。歐盟碳關稅（CBAM）、《電池法規(guī)》等新規(guī)將陸續(xù)實施，美國新關稅政策、本土產品限制等加劇，企業(yè)出口出海面臨更嚴峻的貿易政策壁壘。認證壁壘高筑。UL9540A（美國）、IEC62933（歐盟）等認證周期長達12-18個月，中小企業(yè)出海難度陡增。地緣政治風險高企。鋰礦資源國政局政策變化莫測，企業(yè)海外礦產權益面臨巨大風險。關鍵材料存在“卡脖子”問題。鋰資源對外依存度高，大宗商品現(xiàn)貨價格急劇波動，成本管控難度加大。鈉電硬碳負極等關鍵材料對外依存度高。
四、多方協(xié)同，產業(yè)前景可期
2025年，隨著我國新型能源體系和新型電力系統(tǒng)的推進，我國電化學儲能行業(yè)將迎來新的發(fā)展機遇，政策體系將更加完善，商業(yè)生態(tài)場景更加豐富，技術路線競爭更加激烈，產業(yè)企業(yè)將面臨洗牌考驗，強者將更富有競爭力。
一是產業(yè)政策體系化、法治化、市場化更明顯。法律法規(guī)層面，可再生能源法等能源法律法規(guī)修訂新立將加速，電化學儲能在內的能源領域法律法規(guī)將進一步完善。政策層面，新的產業(yè)規(guī)劃、實施方案將與相關規(guī)劃及政策銜接緊密，其系統(tǒng)性、協(xié)調性加強；財稅等財政金融政策的協(xié)調性、一致性、落地性加強；營商環(huán)境將更優(yōu)化，創(chuàng)新環(huán)境進一步改善。監(jiān)管層面，市場準入制度更完善，白名單制度進一步確立，技術先進、管理理念領先的產品項目將更受支持，先進制造技術受青睞；數(shù)智化監(jiān)管技術應用增強。標準層面，標準體系將進一步健全，國際標準制定得到支持，海外認證互認體制機制進一步健全。
二是技術競爭場景化、綠色化、數(shù)智化更突出。應用層面，鈉離子電池儲能系統(tǒng)將迎規(guī)?；瘧茫退佘?、基站備電等場景空間較大；固態(tài)電池、鋰硫電池、液流電池等其它新技術儲能系統(tǒng)的示范應用加速，鋰離子儲能系統(tǒng)將繼續(xù)引領電化學儲能應用，新技術則在各自優(yōu)勢的場景得到推廣。研發(fā)層面，材料改性、微觀結構改良仍將是各技術路線的研究熱點，揚長補短、揭示理論機理、提升性能、降低成本是實驗室永恒主題；推進生產技術改良，實現(xiàn)規(guī)模化生產和低成本制造。生產制造層面，全產業(yè)鏈低碳化、零碳化生產，智能技術、信息技術應用更廣泛，智能工廠、無燈工廠更加普及；國產替代、本地化生產進程加速。
三是市場發(fā)展市場化、創(chuàng)新化、融合化成主角。產業(yè)層面，源網荷儲、共享儲能市場空間更廣；碳減排重點領域的工商業(yè)儲能空間打開；容量服務、調頻調峰、黑啟動服務等輔助服務市場更完善，峰谷價差套利和輔助服務市場等的多元模式更廣泛。綠證與碳市場耦合深化、光儲充、光儲算力等融合化發(fā)展更普及。金融層面，容量期貨、儲能基礎設施證券化、儲能資產收益抵押貸款、儲能資產證券交易等創(chuàng)新工具，相關金融規(guī)則政策或將出臺；儲能關鍵核心材料、資源期貨現(xiàn)貨金融產品更豐富。創(chuàng)新技術、產品和首臺套裝備將獲更多的財稅補貼支持。
四是產業(yè)格局頭部化、區(qū)域化、國際化成主流。行業(yè)層面，行業(yè)洗牌加速，產能出清，有創(chuàng)新力、強大資本和市場的企業(yè)才能存活，強者更強。企業(yè)層面，頭部企業(yè)垂直整合，向上游鋰礦、下游回收延伸，構建閉環(huán)生態(tài)，實現(xiàn)一體化發(fā)展；本地化生產、系統(tǒng)化出海成主流，中東、東盟、北非和巴西或成熱門地。
（執(zhí)筆人：魏秋利，系中國能源經濟研究院常務副院長。詳細內容請參閱中國能源經濟研究院即將發(fā)布的《2024中國儲能產業(yè)進展報告》）
