长时储能

长时储能行业分类 根据能量储存方式的不同，储能技术可以分为机械储能、电磁储能、电化学储能和相变储能，其中长时储能 具有5种技术发展较为成熟的储能方式，分别为抽水蓄能技术、混凝土砌块储能技术、液态空气储能技术、地下 压缩空气储能技术、液流电池储能技术。 五种技术较为成熟的长时储能方式 抽水蓄能是目前最成熟且装机规模最大的长时储能技术，通过上下水库的落差实现势能和电能的相互转换：主要优点体现在储能容量大、技术成熟、运行效率高、运行寿命长、维护费用低等方面，但其对地理资源条件要求高、建设周期相对较长。抽水蓄能电站储能一般时长为4-10小时，单机容量在30-40万千瓦，充分满足长时储能需求。 抽水蓄能技术 混凝土砌块储能技术是通过起重机将成千上万个特制的混凝土块堆放成塔台，然后在需要释放能量时再把它们放下，从而存储多余的能量。这个想法源于抽水蓄能技术，但是对其进行了改造并避免了一些地理条件的限制。 混凝土砌块储能技术 液态空气储能方面，将空气压缩并将其存储在加压的储罐中，其空气压缩设备和发电机来自成熟行业已建立的供应链，这种创新的储能技术可用于电网规模储能系统。 液态空气储能技术 长时储能分类 地下空气压缩是将地下空间作为巨型储存罐，使用多余的电能将压缩空气泵入地下空间，在需要时释放压缩空气可使发电设施重新发电，这种储能技术通常受到地理环境的限制，但其主要优点体现在储能容量大、储能周期长、系统效率高、运行寿命长等方面。 地下压缩空气储能技术 液流电池一直被认为是具有前途的长时储能技术，例如全钒液流电池主要通过钒离子价态的变化实现电能储存和释放：其电解液为水溶液故安全性更高、可扩展性强，反应过程只涉及钒离子价态的变化，电解液可以循环再生，循环次数高可达15000次以上，寿命可长达20年，同时中国钒储量及产量均位居世界第一，发展钒电池所需资源自主可控。其缺点主要体现在初装成本较高、能量密度和转换效率低于锂电池，可以通过提高电池的功率密度、提升关键材料的有效使用面积、降低材料成本等方式解决电堆成本问题。 液流电池储能技术 技术突破是行业发展的关键 长时储能属于新兴赛道，且存在较高的技术壁垒。 储能行业的重要性越来越凸显，其需求量也大幅度上涨，而现有储能技术并不能完全满足用户对于长周 期、大容量的需求，长时储能应运而生。但是由于长时储能的发展起步较晚，目前在技术层面还存在许多需要解决的问题，能够在这一行业竞争的企业也往往是在现有储能行业发展较好，技术领先的龙头企业， 行业的技术壁垒较高。 多元化发展格局 由于储能技术特点及降本情况各不相同，根据应用场景的不同，长时储能技术将呈现多线并举的格局。 长时储能技术可分为机械储能、储热和化学储能三大主线。其中，机械储能以抽水蓄能为主，化学储能则 包括锂离子电池储能、钠离子电池储能以及液流电池储能等新型储能，目前抽水蓄能发展较为成熟，经验丰富，但是随着技术进步，新型储能的发展提速，占比不断提高，未来电化学储能赛道将不断发展。 行业具有长期发展价值 在“双碳”政策引导下，长时储能具有长期商业化成本及价值优势。 中国提出的双碳目标已经上升到国家战略和行动方案，而电力部门占据我国能源相关CO2排放约40%，是重点减排领域之一。尽管随着风能、太阳能等新能源快速发展，中国可再生能源发电装机占比越来越高， 但目前电源装机结构仍以煤电为主，以火电为主的发电结构导致我国发电侧碳排放形势严峻。电力系统深度脱碳需要以新能源和可再生能源为主体的安全、可靠和可持续的能源体系支撑。因此发展储能行业是实 现“双碳”目标的必经之路，而长时储能又能够更好地加速实现这一目标，因为长时储能与短时储能相比最大优势就是其容量边际成本，功率和容量可以相对独立扩展，避免了未使用功率产生的附加成本，具有 不同应用场景之间切换叠加的高度灵活性。 萌芽期 2017~2021 2017年国内储能第一个指导性文件出台，新增投运储能规模在下一年出现大幅上涨，虽未尚提出长 期储能的发展规划，但整个储能行业的发展为长期储能的发展奠定了基础；2021年美国能源部公布了“长时储能攻关”计划，目标在10年内将时长超过10小时的储能系统成本降低90%以上，这对中 国长期储能行业的发展也起到了影响借鉴的效果。 本阶段末，风光发电量将实现10%左右的水平，风电装机容量达3.28亿千瓦，光伏装机容量达3.06亿 千瓦。传统存量的发电机组不断改造完善，提供更多的灵活性资源支持；新型储能项目处在研究开发期。 启动期 2022~2025 2022年6月印发的《“十四五”可再生能源发展规划》中指出“明确新型储能独立市场主体地位，完善储能参与各类电力市场的交易机制和技术标准，创新储能发展商业模式，明确储能价格形成机制 等”，储能市场化路径愈发明显，储能收益来源得以扩展，这将进一步激励资本的进入，从而促进长时储能及新型储能的发展。 本阶段末，风光发电量将实现20%左右的水平。抽水蓄能项目作为目前占比超80%的长时储能技术，已逐渐落成，与存量储能机组一同成为灵活性调节主力；同时，加大了对于新型储能技术的研发，特 别是锂离子电池储能在新型储能装机中占主导地位，对于新型储能的需求量进一步提升。 高速发展期 2026~2035 一些已经成熟的储能项目单机、单站规模迅速扩张，而包括液流电池储能、氢储能、核储能等在内的 新型储能技术取得突破性进展，技术更加成熟，可以投入试运行。 本阶段末，风光发电量将实现30%左右的水平。本阶段是成本最优的长时储能技术装机量快速增长 期；抽水蓄能受限于地理资源约束无法继续上量，需要依靠新型长时储能技术提供增量的灵活性资源，而新型储能技术经过多年研究将更加成熟。 长时储能产业链分析 长时储能的产业链上游为电池原材料，包括容百科技、当升材料、贝特瑞等企业；产业链中游为设备供应商 及储能系统集成和安装，包括宁德时代、派能科技、阳关电源、永福股份、派能科技等企业；产业链下游为以发 电侧、电网侧为代表的终端用户，包括华能电网、国家电网、许继电气等企业。 长时储能的产业链上中下游链条区分度较高且比较稳定，且长时储能具有产业技术集中度较高的特点。中游是长时储能亟待实现技术突破的环节，传统储能方式需要寻找满足长时储能的新思路，同时要研究开发新型储能 以实现降低成本、扩大规模等效果。而下游用户端也受到了越来越多的关注，国家出台相关政策促进储能行业市 场化发展，完善价格机制，保障储能合理收益，从而促进行业健康发展。 上 产业链上游 生产制造端 电池原材料 上游厂商 宁波容百新能源科技股份有限公司 北京当升材料科技股份有限公司 湖南裕能新能源电池材料股份有限公司 查看全部 产业链上游说明 电池原材料既包括碳酸锂、氧化锰、石墨矿等原材料，也包括正极材料、负极材料、隔膜等锂电材料。近年来，由于新能源汽车等行业的发展，对于电池的需要大幅度上涨，各环节出货量同比增长达 60%——110%。值得关注的是，2022年以来，锂电隔膜新项目也接连落地，统计其中15个项目主要投资扩建项目，投资总额约633亿元，电池行业的发展已处于加速阶段。 中 产业链中游 品牌端 设备供应商 中游厂商 产业链中游说明 设备供应商可分为电池组、电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）、储能变流器 （PCS），这一环节是整个长时储能技术集中度最高的部分，其技术突破程度影响着行业的发展情况及成本、规模等重要指标，目前厂商的集中度较高，技术壁垒较高。根据CNESA，电池成本为储能系 统成本占比最高的部分，达到60%，其次是双向变流器PCS占比约20%。电池部分未来将向高安全、 长寿命、低成本发展，磷酸铁锂将成为其主流路径。2022年电力储能电池出货量最大达92GWh，同比增长216.2%，占比70.8%。中国动力储能电池行业的竞争格局较为集中，头部效应较为明显，宁 德时代储能电池市场份额达59.7%。比亚迪排名第二，储能电池市场份额16.0%。 品牌端 储能系统集成及安装 中游厂商 阳光电源股份有限公司 深圳市科陆电子科技股份有限公司 北京海博思创科技股份有限公司 查看全部 产业链中游说明 储能系统集成和安装环节能够向上衔接上游厂商，向下打通用户服务，是产业链重要的一环。系统集 成是一项较为庞杂的业务，技术的门槛高，不仅涉及电化学、电力电子、IT、电网调度等诸多领域和技术，还要深度理解下游不同行业的应用场景，实现难度最大。国内系统集成商厂家众多，其中兼具 集成能力、运维服务、当地渠道和品牌力的公司竞争力更强。目前，在政策扶持与市场需求扩大的引导下，投运储能装机规模不断扩大，2022年新增投运储能规模达7762WM，同比增加235%。其中， 新能源装机规模达到7.6千瓦，同比增长19.5%，占全部电源装机的29.6%，发展新型储能技术是大势所趋。此外，在已投产的新型装机中，锂离子电池储能占主导地位，占比约94.5%，但是压缩空气储 能和液流电池储能也在提速发展，占比分别达到3.4%和2.3%，体现了新型储能多元化发展的态势。 下 产业链下游 渠道端及终端客户 终端用户 渠道端 四方华能电网控制系统有限公司 中国大唐集团有限公司 中国华电集团有限公司 的情况下,度电成本区间为0.252-0.413元。因此储能系统单位建设成本还有很大的下降空间，成本下降一方面将 拉动利润增长，促进资本的进入，推动行业生产规模扩张，另一方面也会增加市场需求，促进市场规模扩大。 中国长时储能市场规模的测算公式如下： 中国储能装机量=抽水蓄能装机量+新型储能装机量 中国长时储能装机规模=中国储能装机量*长时储能使用量占比*长时储能配套小时数 中国长时储能市场规模=中国长时储能装机规模*储能系统单位建设成本 在未来，中国长时储能装机量将不断上涨，其中新型储能装机的增速将高于抽水蓄能，在快速发展期能够实 现翻倍增长，而抽水蓄能的增速将维持在5%左右。长时储能在总储能中的占比也将不断上涨，由2021年的 10%，预计在2025年上升至20%，2035年上升至30%，随着技术突破的加快，还存在提前的可能。 中国长时储能市场规模 4星评级 长时储能行业规模 计算规则：中国储能装机量=抽水蓄能装机量+新型储能装机量,中国长时储能市场规模=中国长时储能装机规模*储 能系统单位建设成本*1000（备注：乘1000以换算单位为万元） 长时储能政策梳理 [7] 政策名称 颁布主体 生效日期 影响 国家发展改革委、财政 部、科 《关于促进储能技术与产业发展的 2017-09- 学技术部、工业和信息化部、国 指导意见》 家能源局 适应和引领经济社会发展新常态，着眼能源产业全局和长远发展需求，紧密围绕改革创新，以机制突破为 重点、以技术创新为基础、以应用示范为手段，大力发展“互联网+”智慧能源，促进储能技术和产业发 政策内容 展，支撑和推动能源革命，为实现中国从能源大国向能源强国转变和经济提质增效提供技术支撑和产业保 障。 是国内第一次发布的储能相关指导性文件，明确了加快储能技术与产业发展具有重要战略意义，为储能行 政策解读 业的发展提供了整体性指导。 政策性质 指导性政策 [7] 政策名称 颁布主体 生效日期 影响 《国家发展改革委关于“十四五” 2021-05- 时期深化价格机制改革行动方案的 国家发展改革委 通知》 坚持市场化方向，深入推进价格改革，完善价格调控机制，提升价格治理能力，确保价格总水平在合理区 政策内容 间运行。到2025年，能源资源价格形成机制进一步完善，重要民生商品价格调控机制更加健全，公共服务 价格政策基本完善，适应高质量发展要求的价格政策体系基本建立。 储能行业市场化改革对于行业吸引资金，实现快速发展起到积极的推动作用，也有利于储能