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储能行业剖析:新型储能技术百花齐放,液流电池商业化正在加速

电气设备2025-02-25李柳晓、陈庆交银国际一***
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储能行业剖析:新型储能技术百花齐放,液流电池商业化正在加速

此报告最后部分的分析师披露、商业关系披露和免责声明为报告的一部分,必须阅读。下载本公司之研究报告,可从彭博信息:BOCM或https://research.bocomgroup.com 2025年2月25日 储能行业剖析 新型储能技术百花齐放,液流电池商业化正在加速 容量型长时储能是发展趋势,我们预计2025-2030年中国内地新增新型储能装机约190GW,是现有装机规模的2.4倍,到2030年4小时以上储能装机占比达到50%。在长时储能,技术格局仍在演变中,我们看好液流电池和压缩空气储能的发展,当前压缩空气储能在成本上具有优势,但液流电池仍有降本空间,未来两者的市占率要视乎其降本节奏。氢储能是长时储能的终极目标,考虑到当前技术成熟度不足,我们预计氢储能的商业化有望在2035年之后加速。 李柳晓,PhD,CFAjoyce.li@bocomgroup.com(86)2160653601 陈庆angus.chan@bocomgroup.com(86)2160653601 储能需求强劲,新型储能技术百花齐放。新能源随机性、间歇性与波动性的特征导致其利用率偏低,配储成为解决该问题的重要途径。传统的抽水蓄能由于建设周期长和资源限制,未能满足未来电网储能的需求,迫切需要发展新型储能技术。2024年,内地可再生能源发电占比已超30%,我们预 计 到2025/2030年 内 地 仅 风 电 和 太 阳 能 发 电 量 合 计 占 比 将 达 到23%/35%,储能装机规模也有望提升至188/366GW,其中新型储能装机占比接近65%/73%。新型储能技术路径多样,当前锂离子电池得益于成本和技术优势,仍是新型储能主流。但由于锂离子电池在安全性和储能时长上无法满足未来储能行业发展的需求,行业内涌现了其他新型储能技术。综合考虑成本、安全性、技术成熟度等因素后,我们认为压缩空气储能、液流电池、熔盐储热和锂电池处于第一梯队。 2025年有望成为长时储能发展的拐点,而短期内锂离子电池仍然会是主流。近期强制配储政策的取消使新能源项目摆脱了政策负担,短期内储能项目装机需求或承压,但持续增长的风光发电量导致的弃风弃光、电量消纳问题依然存在,因此我们认为长时储能的长期需求不变。我们预计在2025/30年中国内地4小时以上储能占比提升至21%/50%。关于长时储能技术格局的演变,考虑到锂离子电池储能初始投资成本已经降至500元/kWh(人民币,下同),各厂商正在开发6MWh以上的储能系统以满足大容量的需求,我们认为短期内锂离子电池储能仍将是主流。2025-2030年,压缩空气储能和液流电池商业化进程加速,逐渐成为长时储能的主力,两者的最终占比视乎降本进度。氢储能能量转换效率偏低(约为40%),且成本较高,更适合季节性、大容量的储能,目前仍处于早期研发阶段,我们预计到2030年氢储能才有望成为长时储能的选择,2035年商业化进度才有望加速。 液流电池支撑长时储能发展,全钒、锌溴等商业化进程加快。凭借在安全性、循环寿命以及灵活性上的优势,2024年内地液流电池储能装机量达1.8GWh(对比2023年270MWh)。主流液流电池中,全钒液流电池电化学性能综合优势明显,单Wh成本已经下探至2元并仍有下降的空间,且其供应链已初步成型,能够支撑起开展百MW级项目的开发。锌溴液流电池在技术上不断突破,锌枝晶、自放电、溴及溴化物腐蚀性等问题初步得到了解决,且由于工作温域较宽、初始投资成本低,已经在新疆、青海等高寒地区得到了应用,未来规模化之后成本优势有望更为显著。产业链上,我们建议重点关注全钒液流电池隔膜的国产替代机会。 目录 新能源装机带动储能需求,新型储能技术百花齐放......................................................................4 2025-30年展望:预计中国内地新增新型储能装机约190GW.................................................................................................................4储能技术多元发展,五大技术路径各具特色............................................................................................................................................5储能技术综合评分:三大技术梯队的综合性能剖析................................................................................................................................9 长时储能应时发展,谁主沉浮?..................................................................................................10 发展长时储能是客观需求,多部门发文支持..........................................................................................................................................10长时、大容量储能优质选手:压缩空气、液流电池、熔盐储热..........................................................................................................13长时储能技术推进节奏预测:锂电池→压缩空气/液流电池→氢储能.................................................................................................14 液流电池:安全性高、循环寿命长、兼具灵活性..................................................................................................................................17液流电池的分类和比较:全钒液流电池具备综合优势..........................................................................................................................18成本下降+混合储能兴起,全钒液流商业化加速..................................................................................................................................23全钒液流电池产业链已形成,重点关注隔膜国产替代..........................................................................................................................25 压缩空气储能——近年来发展较快的长时储能技术...............................................................................................................................28飞轮储能——适合短时储能,用于电网调频...........................................................................................................................................29熔盐储热——近年来安全问题重新得到审视...........................................................................................................................................31 新能源装机带动储能需求,新型储能技术百花齐放 核心观点:新能源具有随机性、间歇性与波动性,导致利用率偏低。因此,配储成为解决这一问题的重要途径。传统的抽水蓄能建设周期长、且受资源限制,难以满足未来电网储能需求,迫切需要发展新型储能技术。我们预计2025/2030年内地仅风电和太阳能发电量合计占比将达到23%/35%,储能装机规模也有望随之提升至188/366GW,其中,新型储能装机占比接近65%/73%(2024年:57%)。 从技术路径看,截至2024年底,锂离子电池仍是新型储能的主流,其装机占整体储能的55%(对比抽水蓄能42%)。其他新型储能(如液流电池、压缩空气储能、熔盐储能等)各具优势,在调峰、调频、大规模长时储能方面,应用前景广阔。然而,当前这些技术仍处于商业化应用早期或示范阶段,主要受限于技术成熟度和成本问题。 本文中,我们对比分析了五大各具特色的技术路径性能,并综合考虑储能容量、安全性、成本等因素,尝试对各类储能技术的关键指标进行量化,并根据评分划分为三大梯队。 2025-30年展望:预计中国内地新增新型储能装机约190GW 新能源是战略性发展方向,政策支持力度不断加大,2021年10月,国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》,提出双碳目标。随后,国务院发布的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,国家发改委、国家能源局发布的《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》等文件中均将2030年新能源装机目标定为12亿kW。根据国家能源局发布的《2024年全国电力工业统计数据》,截至2024年12月底,内地风光发电总装机超14亿kW,提前完成2030年装机目标。其中,太阳能发电装机容量约8.9亿kW,同比增长45.2%;风电装机容量约5.2亿kW,同比增长18.0%。发电量方面,2024年内地可再生能源发电量达3.46万亿kWh,约占全部发电量的35%。我们预计到2025/2030年内地仅风电和太阳能发电量合计占比将达到23%/35%。 然而,以风能和太阳能为代表的可再生能源的随机性、间歇性与波动性特征,为电网安全运行带来巨大压力。为了促进可再生能源利用率并增强电网的稳定性,大规模长时储能成为解决新能源利用问题的重要技术路径。根据中关村储能产业技术联盟(CNESA)数据,截至2024年底,内地电力储能装机量累计达到137.9GW,其中,抽水蓄能由于技术成熟、成本低、容量大的原因,装机容量占比达42%,但抽水蓄能建设周期长、资源限制,难以满足未来电网储能的需求,迫切需要发展新型储能技术。截至2024年底,新型储能装机规模78.3GW,占比达到57%,首次超过抽水蓄能。随着新能源发电占比提升,我们预计2025/2030年内地的储能装机规模有望达到188/366GW,其中新型储能装机占比接近65%/73%。我们预计未来五年内,内地新增的新型储能装机规模约为190GW,是现有装机规模的2.4倍。 资料来源:国家统计局,交银国际预测 资料来源: CNESA,交银国际预测 储能技术多元发展,五大技术路径各具特色 根