储能发展潜力巨大，上游材料需求快速提升

行业观点 新型储能需求持续提升，带动上游材料行业快速成长。储能行业具有持续的成长动力，而其中新型储能占比不断提升，2021年电化学储能占比提升至11.8%，预测我国新型储能市场未来5年将获得高速发展，复合增速将在50%以上，将带动上游储能电池材料获得快速发展。根据储能行业的发展特点，目前形成了以磷酸铁锂电池储能为主要路线，钠电池快速优化形成部分替代，多种电池路线补充的发展格局。 磷酸铁锂电池：电化学储能主力军，现阶段最为成熟路线，跟随行业获得快速成长。磷酸铁锂电池循环性能极好，具有安全性与稳定性，性价比优势突出。产业链发展相对成熟，行业产能扩充充足，未来伴随新产能投放，还将有进一步降本空间，是现阶段和未来都具有发展潜力的主要路线。目前行业内有规划的产能将达到800万吨以上，有落地可行性的产能也将达到460万吨以上，伴随未来竞争逐步激烈，具有产业链优势的企业将有成本优势，有望获得相对较好盈利空间，建议关注全产业链化工企业，比如磷化工企业。 钠离子电池：来源广泛，更好的降本空间，有望获得加速发展。钠离子电池成本相对较低（BOM成本0.3元/Wh， 约为锂价正常情况下锂电池的70%）、工作温区宽、安全性能好；但其理论循环性能与能量密度均弱于锂电池。原理类似于锂离子电池，具有一定的产业化基础，电解液、薄膜、集流体可沿用锂电体系，其中集流体可采用双铝箔体系进一步提升成本优势。 未来若钠离子电池产业化完善将总体成本降至0.5元/Wh以下，循环寿命及能量密度获得突破，有望带动行业获得快速发展。 铅蓄电池：市场在储能领域中渗透率仍然较低，铅碳替换有望带来新机遇。 2021年我国铅蓄电池产量2.3亿千伏安时，预计后续产量跟随需求端维持2%的速度增长，伴随铅碳电池的出现对电池的比功率、循环性能和倍率性能有大幅提高，铅蓄电池借助成本方面的优势仍有应用空间和潜力。 钒电池：长时储能的重要发展方向。全钒液流电池凭借安全性与寿命长等优势长时储能的主要方案之一。钒电池电解液的制备仰赖于上游V2O5的供给，若国内钒电池新增装机量从21年的0.13GW升至25年的2.3GW，对应V2O5的需求将从0.12万吨增至2.07万吨，有望带动钒资源需求提升。 铁-铬液流电池技术较为成熟且电解液成本更低，三氯化铬是铁-铬液流电池负极电解液的主要成分，成本占比较高，若产业化顺利推进，将对铬盐需求带来较大的边际增量。 投资建议 新型储能在政策等需求带动下获得快速提升，具有极大的发展潜力，带动上游电池材料快速发展，磷酸铁锂行业建议关注具有产业链一体化布局的成本优势企业，钠离子电池仍处于不断研发优化过程，建议关注先期布局的中自科技、百合花、元力股份、七彩化学等。 风险提示 技术迭代风险；产能过剩风险；政策变动风险；原材料价格剧烈波动风险。 一、储能行业迎来规模化扩充，电化学储能即将入快速发展期 1.1、储能政策持续加持，我国储能行业进入规模化发展阶段 伴随新能源的发展，全球储能行业需求持续提升。随着全球能源转型加速，各国政府碳中和方案相继落地，新能源储能的需求愈发强烈。2021年全球储能市场装机功率为205.3GW，其中以抽水储能占据主要地位，而后来获得快速发展的电化学储能占比约为10.3%，储能装机规模约为21.1GW。 从行业发展来看，电化学储能过去10年的装机规模复合增速约为56%，已经成为满足多种应用场景和需求的主要储能方式之一。 图表1：2021年全球储能市场分布占比 图表2：全球电化学储能累计装机规模（GW） 新能源持续发展，储能需求大幅提升，政策助力储能行业快速发展。伴随着我国大力进行新能源布局，在新增发电侧，新能源占比不断提升，而由于新能源发电带来的波动性使得储能的需求日益提升。国家近年来陆续出台配套储能政策，其中硬性指标与扶持鼓励双管齐下，从电价机制、项目管理、市场交易、技术攻关、商业模式、发展目标等多个维度进行了顶层设计，助力行业向规范化、产业化、市场化发展。 图表3：我国持续颁布支持储能行业发展政策 抽水储能技术成熟，发展早，现阶段占据主要市场。储能技术根据储能系统存储能量的形式以及其构成机理的不同可以分为抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、熔融盐储能、电化学储能等。由于传统的抽水蓄能起步较早、技术较为成熟，因而无论是在全球还是中国都占据储能行业主导地位。 然而伴随我国新能源技术持续推进，新能源发电在我国新增发电量占比持续提升，供给量不断提升，因而通过储能解决新能源发电模式的不足，提升能源利用效率日趋重要。 图表4：2021年中国储能技术市场占比 目前国内外采用的储能技术以抽水储能为主，电化学储能为辅。相比之下，抽水储能、压缩空气储能可以满足大规模的储能要求，且具有较长的产品寿命，但反应速度相对较慢，对于短周期的波动调节能力有限，而锂电池等电化学储能虽然规模相对较小，但是整体更为灵活，可以满足短期的调峰调频，同时可以满足多样化的储能场景要求。 图表5：储能技术路线多样，各有优劣势 1.2、电化学储能路线不断丰富，行业获得快速发展 需求推动储能行业结构变换，电化学储能获得快速发展。目前新能源装机规模快速扩张，风、光发电占比日益提升，抽水储能难以完全满足调峰调频需求。相比之下电化学储能一方面可以解决风光出力随机性和波动性带来的频率稳定难题，提供调频服务提高电网的可靠性；另一方面能够通过削峰填谷解决风光出力高峰与负荷高峰错配问题。近年来，电化学储能作为灵活的储能解决方案，借助国家政策的支撑获得了快速发展。2020年，我国电化学储能占比约为8.3%，至2021年占比就已经提升至11.8%，行业进入快速发展阶段。 锂离子电池为电化学储能的主流路线，多种技术作为补充发展。目前电化学储能路线中，锂离子电池尤其是磷酸铁锂电池占据主要市场，但其中发展相对较早的铅蓄电池在具有较长充放电工作周期的场合仍具备竞争力，液流电池在电网规模储能方面也有应用场景，钠离子电池虽然现阶段技术并未成熟，但其原材料来源广泛，低温性能好，具有不断提升的发展空间。 图表6：我国电化学储能装机量持续提升（GW） 图表7：2021年我国新型储能各路线占比情况 图表8：电化学储能的主要技术路线 行业空间巨大，电化学储能赛道即将进入高速增长期。2021年以来，国家及地方省份相继出台政策确立储能的独立主体身份，并伴随着独立储能的盈利模式有提升趋势，独立储能的获得了快速的发展，带动了我国发电侧的储能市场空间大幅提升。根据今年前三季度数据，我国发电侧的储能占比已经获得明显提升，占比达到55%，带动了储能市场获得快速发展；而伴随着我国可再生能源发电占比持续提升，电源侧的储能需求也日渐提升，叠加未来电价的市场化趋势，用户侧也将获得持续发展，新型储能市场需求有望快速提升。 图表9：独立储能的商业模式大幅带动储能市场发展 图表10：2022年前三季度新型储能市场场景分布占比 根据CNESA预测，我国未来5年的新型储能市场将获得高速发展，复合增速将维持在50%以上，预计到2026年乐观状态下储能市场的累计装机将达到79.5GW，带动储能电池材料获得高速发展。 图表11：中国新型储能累计装机规模预测 二、磷酸铁锂电池：电化学储能主力军，现阶段最为成熟的工艺路线 2.1、磷酸铁锂电池技术相对成熟，性价比高在储能领域高度渗透 磷酸铁锂电池的充放电过程主要依靠锂离子的迁移，是现阶段主要应用于储能的锂电池。磷酸铁锂（LiFePO）是一种具有三维空间网状橄榄石结构的磷酸盐，也是目前锂电池正极材料的主流技术路线之一。磷酸铁锂电池的充放电反应是在LiFePO和FePO两相之间进行：在充电过程中，LiFePO逐渐脱离出锂离子形成FePO，同时锂离子在电场力的作用下，依次经过电解液和穿过隔膜，最后嵌入负极石墨晶格中。而在放电过程中，锂离子从负极石墨晶体中脱嵌出来，再经电解液迁移到磷酸铁锂晶体的表面，重新嵌入磷酸铁锂的晶格，FePO再次形成LiFePO。 图表12：磷酸铁锂材料结构模型图 图表13：磷酸铁锂电池结构示意图 磷酸铁锂在储能领域具备明显性能优势。与三元材料等其他锂电池相比，磷酸铁锂电池循环性能极好，能量型磷酸铁锂电池循环寿命最高可长达3000-4000次，倍率型磷酸铁锂电池的循环甚至可达上万次。此外，磷酸铁锂由于其橄榄石状结构的特点，即使在高温下仍可保持较稳定的结构，具有远超其他正极材料的安全性与稳定性，符合目前大型储能领域对于安全性的严苛要求。与此同时，尽管磷酸铁锂的能量密度低于三元材料电池，但是其相对较低的成本所带来的价格优势在对于电池体积要求相对较低的储能领域更为突出。安全性、寿命长以及成本低的优势使得磷酸铁锂电池具有显著的竞争优势。 图表14：不同正极材料锂电池性能对比 磷酸铁锂电池可以针对性布局储能领域，差异化的布局可以提升产品性价比。磷酸铁锂上游原材料主要分为磷源、铁源和锂源，其中磷源很据工艺路线的不同主要来源于磷酸或工业磷酸一铵（磷酸二氢铵），铁源来源于铁粉或硫酸亚铁。目前大多数工艺路线均先将磷源与铁源合成磷酸铁前驱体，再将磷酸铁与碳酸锂通过烧结产出磷酸铁锂。因而在前驱体的生产以及磷酸铁锂烧结过程中，都可以针对性的选择放弃部分能量密度的要求，而提升产品循环次数，降低产品的生产成本。 图表15：磷酸铁锂产业链 液相法前驱体生产可以进一步降低产品生产成本。磷酸铁锂的生产工艺按照前驱体的生产工艺的不同可以分为固相法与液相法两种，其中固相法由于工艺较为成熟、可以满足下游高能量密度的前驱体要求、设备相对简单且投资较小等诸多优势而被大多数磷酸铁锂企业采用。液相法具有材料液相反应均匀，物相均一，产物粒径小、粒度分布均匀，产品批次品质稳定等优点，但是技术门槛远高于固相法，且生产设备复杂、投资额度较大，目前国内仅有德方纳米等少数企业采用，而通过液相法的生产，可以降低生产成本，满足在储能的能量密度要求基础上，进一步提升产品性价比。 图表16：磷酸铁锂制备工艺比较 图表17：国内磷酸铁锂生产企业主要生产工艺 2.2、正极材料跟随需求大量规划产能，储能领域需求即将开启高速增长 国内磷酸铁锂产量快速增长，行业竞争趋向白热化。受益于下游新能源行业的跨越式发展，2021年国内磷酸铁锂正极材料出货量为47万吨，同比增长279%，同年全球磷酸铁锂电池出货量高达172.1GWh，同比增长220%。受补贴政策退坡影响，2016-2020年上半年，磷酸铁锂正极材料需求有限，部分磷酸铁锂厂商出现停产或破产情况，行业整体集中度较高。 2020年，国内磷酸铁锂行业CR3/CR5约为66.1%/86.2%，湖南裕能、德方纳米、湖北万润等头部企业市场份额优势明显。但是由于2020年下半年开始下游新能源行业的高景气度，部分处于停产状态磷酸铁锂产能恢复生产，同时有新进入者的新建产能逐步投产，导致行业集中度有所下降，2021年国内磷酸铁锂行业CR3/CR5为52.6%/67.3%。随着未来更多新增产能的投产，国内磷酸铁锂行业竞争将趋向于白热化。 图表18：国内磷酸铁锂正极材料出货量（万吨） 图表19：全球磷酸铁锂电池出货量（GWh） 图表20：2020年国内磷酸铁锂正极材料竞争格局 图表21：2021年国内磷酸铁锂正极材料竞争格局 磷酸铁锂电池同时供给储能和动力市场，行业发展相对成熟。随着新能源汽车的持续发展，磷酸铁锂电池作为高性价比的电池路线已经在中低端车型领域获得广泛应用，近年来通过对技术工艺的改进，也突破了高端动力市场的应用，磷酸铁锂电池已经具有相对比较完整的技术基础。而配合动力行业和储能发展需求，行业内持续进行了大规模的产能建设，产品配套能力相对较强，伴随整体电池和正极需求的大幅扩充，磷酸铁锂产业链也稳步发展，上游前驱体供给持续布局，产能将获得快速释放。 磷酸铁锂自2021年进入明显的供不应求阶段，产能开始快速规划布局。 由于下游新能源汽车与储能等领域需求旺盛，而前期磷酸铁锂生产企业扩充产能速度相对缓慢，叠加资源品碳酸锂价格大幅提升，自