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储能产业链相对来说是比较简单的✿✿◈,上游是设备厂商✿✿◈,中游是集成厂商✿✿◈,下游是各种应用端✿✿◈,其中上游环节是需要重点研究的方向✿✿◈。
储能系统成本中✿✿◈,电池占比最高✿✿◈,达到了60%✿✿◈,其次是PCS(变流器)✿✿◈、EMS(能量管理系统)和BMS(电池管理系统)✿✿◈,占比分别为20%✿✿◈、10%和5%
1)电池环节✿✿◈:行业集中度逐渐提升✿✿◈,未来向高安全✿✿◈、长寿命✿✿◈、低成本发展✿✿◈,磷酸铁锂将是主流路径✿✿◈,预计由动力电池龙头厂商领跑✿✿◈;
2)PCS环节✿✿◈:关注三大核心竞争力(迭代降本能力✿✿◈、品牌力&可融资性✿✿◈、渠道能力)✿✿◈,判断未来竞争格局与光伏逆变器趋同✿✿◈;
3)EMS环节✿✿◈:需与电网进行交互✿✿◈,现有EMS公司主要是国网系✿✿◈,未来EMS核心竞争力看软件开发能力和能量优化策略设计能力✿✿◈;
4)BMS环节✿✿◈:当前技术成熟度较低✿✿◈、缺乏行业标准✿✿◈、竞争格局分散✿✿◈,未来储能电池BMS大概率延续动力电池BMS市场格局✿✿◈;
5)系统集成环节✿✿◈:国内系统集成商玩家众多✿✿◈,兼具集成能力✿✿◈、运维服务✿✿◈、当地渠道和品牌力的公司会胜出✿✿◈。
从当前以火电为主的用电环境来看✿✿◈,时发时用仍旧是主流✿✿◈。也就是✿✿◈:电厂发出电---传到电网---传给用户使用掉✿✿◈,中间是没有储能这个环节的✿✿◈。少部分电网公司会用抽水蓄能的方式来调峰调频✿✿◈,抽峰填谷✿✿◈。也就是在晚上电量有多的情况下✿✿◈,用电(用水泵)把水电站下游的水再抽到上游发电✿✿◈。
随着能源体系的更新升级✿✿◈,双碳目标的推进✿✿◈,以太阳能✿✿◈、风能为首的可再生能源开始被广泛利用✿✿◈。由于风电✿✿◈、光伏受天气影响较大✿✿◈,具有很大的不稳定性✿✿◈,因此储能技术起到至关重要的作用优发国际官方网手机版下载✿✿◈。有观点认为✿✿◈,风光储结合很有可能成为未来新能源发展趋势✿✿◈。
从全球范围来看✿✿◈:美国2020年储能市场迸发✿✿◈,成为全球第三大储能市场优发国际官方网手机版下载✿✿◈,公共事业储能项目集中落地是2021-2024年的重要增量✿✿◈,同时电力供应不稳定刺激户用储能需求✿✿◈;欧洲2019年开启储能元年✿✿◈,2020年再创新高✿✿◈,跃居全球累计储能的最大市场✿✿◈,其中德英领跑✿✿◈,德国是全球最大户用储能市场✿✿◈,主要是居民电价高企及补贴政策转向家用储能所致金沙水磨坊✿✿◈,英国则主要是由大型储能项目部署拉动增长✿✿◈;韩国储能电池安全性影响✿✿◈,新增装机下滑✿✿◈,但2020年仍是全球第二大储能市场✿✿◈。
从我国发展来看✿✿◈:随着可再生能源发电占比提升✿✿◈,消纳✿✿◈、输配✿✿◈、波动等问题显现✿✿◈,储能的刚性需求逐渐成型✿✿◈,2020年全球新增电化学储能5.3GW/10.7GWh✿✿◈,同比增长57%✿✿◈,这主要就得益于中国和美国储能市场的迸发✿✿◈,其中我国新增1.2GW/2.3GWh✿✿◈,同比增长168%✿✿◈。
1✿✿◈、电力储能经过十几年的发展已经从实验室到商业化初期✿✿◈,现在逐渐从商业化初期向规模化过渡✿✿◈。这个阶段有几个特征✿✿◈,第一个✿✿◈,在技术发展方面✿✿◈,某些储能装置的性价比已经可以推广应用阶段了✿✿◈。十多年前电力系统需要的储能有三个要素✿✿◈,长寿命✿✿◈、低成本✿✿◈、高安全✿✿◈。现在长寿命和低成本基本上具备了✿✿◈。但是高安全还有最后一公里✿✿◈。在研发方面✿✿◈,我们国家几乎所有储能技术都有涉及✿✿◈。在应用方面✿✿◈,我们在电源✿✿◈、电网✿✿◈、用户侧各种应用都尝试过✿✿◈。在商业模式上✿✿◈,确实是短板✿✿◈,有很长时间需要探索✿✿◈,世界其他国家都存在同样的问题✿✿◈。
2✿✿◈、抽水蓄能仍然是主力金沙水磨坊✿✿◈。新型储能发展非常迅速✿✿◈,它的增长速度是远超过抽水蓄能的✿✿◈。在新型储能技术中✿✿◈,锂离子电池的储能技术占比是最高的✿✿◈,增长也是最快的✿✿◈。当然有和电动汽车同步发展这个得天独厚的条件✿✿◈。但是储能技术我们不仅仅限于锂离子电池✿✿◈,在应用阶段还有铅碳电池金沙水磨坊✿✿◈、钠硫电池和液硫电池✿✿◈,在示范阶段有压缩空气✿✿◈、钠离子电池✿✿◈、超级电容和纳镍电池等✿✿◈。实验室阶段有飞轮✿✿◈、超导✿✿◈、相变氢✿✿◈,还有一个非抽蓄重力储能✿✿◈,还有一些新型电池✿✿◈。储能以什么能量形式储存起来✿✿◈,又分成为物理储能✿✿◈、电磁储能✿✿◈、电化学储能✿✿◈、热储能✿✿◈、化学燃料储能优发国际官方网手机版下载✿✿◈。
3✿✿◈、锂离子电池技术进步最快✿✿◈,性价比也接近可推广应用的阶段✿✿◈,主要借力于电动汽车的需求的拉动✿✿◈,锂电池研发队伍最庞大✿✿◈、投入的资金也最多✿✿◈,效果也是最明显✿✿◈。锂电池的性能几乎可以覆盖电力系统所有的应用场景✿✿◈,或者说大部分应用场景都可以用它✿✿◈。不管是电源测✿✿◈、电网测✿✿◈、用户测✿✿◈,调峰✿✿◈、调频✿✿◈、消纳✿✿◈、紧急施工✿✿◈、备用✿✿◈、黑启动✿✿◈。但是重大短板就是在消纳时候时长不够✿✿◈。容量一般是四小时✿✿◈,无风季就无法胜任了✿✿◈。安全问题✿✿◈,韩国这么多着火✿✿◈,大家对锂电池有时候还真有点害怕✿✿◈,电动自行车的着火也时有发生✿✿◈,但是这个事儿全世界都在努力攻关✿✿◈,包括固态电池是主攻方向✿✿◈,还有一些集成技术✿✿◈、管理技术✿✿◈、消防技术✿✿◈、预警技术等让它的安全性更高✿✿◈,这个是有解决可能性的✿✿◈。
4✿✿◈、铅碳电池运用的广度排第二位✿✿◈。产业链是很完整的✿✿◈,很多铅酸电池厂很快就能转成能生产铅酸电池✿✿◈。安全性现在仍然是水系✿✿◈,不易燃烧✿✿◈、爆炸✿✿◈,这一点有优势✿✿◈,是个过渡性的技术✿✿◈。
5✿✿◈、第三个是液硫电池✿✿◈,安全性好✿✿◈,不燃烧✿✿◈,循环寿命比较长✿✿◈,功率和容量可以独立✿✿◈,在配置的时候✿✿◈,如果这个场景需要功率大✿✿◈,可以有意的减少一些不必要的投入✿✿◈。锂离子电池功率和小时数基本是定死了✿✿◈,这个是可以调节的✿✿◈。短板在于效率比较低✿✿◈,有很多发热和辅助电机消耗✿✿◈。能量密度比较低✿✿◈,液硫电池储能站占地比较多✿✿◈,价格降不下来✿✿◈,成本很难判定✿✿◈,不能用在电动汽车✿✿◈。但是国际上研发没有停顿✿✿◈,没有把它舍弃✿✿◈,美国甚至还作为一个主要研发方向✿✿◈。之所以出现这种现象✿✿◈,一个是他这种体系上还有可多材料可选✿✿◈,研发空间没有看到天花板✿✿◈,长时间尺度方面有超过锂离子电池的优势✿✿◈。
6✿✿◈、其他的电池都在实验室阶段✿✿◈,包括液态金属空气✿✿◈、有机电池✿✿◈,可能会低成本✿✿◈,高能量密度✿✿◈,有些体系还有探索空间✿✿◈,还处于基础研究阶段✿✿◈。不过有一个电池现在确实进展比较快就是钠离子电池✿✿◈,从实验室到示范应用就是几年的时间很快✿✿◈。因为它体系基本和锂电池氧化还原反应的机理相同✿✿◈。做锂离子电池的团队转行做钠离子电池没有太大障碍✿✿◈,随着锂资源的约束✿✿◈,碳酸锂价格的不确定性✿✿◈,钠离子资源不受太多约束✿✿◈,这一点突出的好处可能会显现出来✿✿◈,应该说这个是储能技术的一个重要战略✿✿◈。备胎从国家层面中必须有✿✿◈,但是因为这个产业链还不太成熟✿✿◈,材料体系也没有完全聚焦和定型✿✿◈,理论上没有锂离子电池更安全✿✿◈,所以它的攻关方向也和锂离子电池有点相似✿✿◈,要在固体啊✿✿◈、电解质上做文章✿✿◈,所以这个路可能还是有一段时间✿✿◈,但是有想象的空间✿✿◈。另外我们资源受控的话✿✿◈,他就可能会顶上来✿✿◈。
7✿✿◈、压缩空气✿✿◈,最近大容量的投产包括在江苏✿✿◈、山东等✿✿◈。不像锂离子电池那样✿✿◈,在我们整个电力系统各个使用需求上都能用✿✿◈,特点是依赖机电速度✿✿◈,因为他用发电机✿✿◈、还有压缩机等✿✿◈,响应速度相对来说比较慢✿✿◈,进入平衡状态才能充分发挥作用✿✿◈,时间都是分钟级的✿✿◈。另外它旋转键多✿✿◈,还有一些不可回收的损耗✿✿◈,所以效率相对比较低✿✿◈。另外降价空间有限✿✿◈,都是金属的件✿✿◈。但是它有个特别大的好处✿✿◈,就是利用岩穴可以做到超大规模✿✿◈。如果我们高比例能源需要大幅度✿✿◈、大规模消纳的时候✿✿◈,电化学电池这些就有困难了✿✿◈。它虽然有地理条件限制✿✿◈,但也不是说地理条件就找不到了✿✿◈,还是容易找的✿✿◈,所以这个技术仍然值得关注✿✿◈。
8✿✿◈、飞轮使用空间相对狭小✿✿◈,主要是在用户的电能质量改善和一些展台功率支持✿✿◈、支撑上可以起作用✿✿◈,能量密度确实太低了✿✿◈。另外旋转键要求的技术门槛很高✿✿◈。因为它储存的能量是靠这个飞轮的速度和质量来定义的✿✿◈,你要做到高能量密度要求转速非常高✿✿◈,上万都是起步了✿✿◈。质量和安全性都是矛盾的要求✿✿◈,质量大了转速能不能上去✿✿◈,转速上去以后的安全性是不是可靠✿✿◈,都有很高的技术门槛✿✿◈。另外应用空间也有限✿✿◈,主流的应用场景是靠不上它的✿✿◈。
9✿✿◈、超级电容相对飞轮好的多✿✿◈,仍然贵✿✿◈。问题也一样✿✿◈,功率密度高✿✿◈、能量密度偏低✿✿◈,控制什么的都有较高的要求✿✿◈。所以市场空间也有限✿✿◈,但是这个技术进步还是比较快✿✿◈。
10✿✿◈、另外两个技术将来还有很大潜力的金沙水磨坊✿✿◈。一个是热土✿✿◈,国际的储能发展路线年或者更以后这种高比例✿✿◈。长时间尺度的储能技术是不可或缺的✿✿◈,英国就特别注重热储能✿✿◈,因为它海上风电受季节的变化✿✿◈。我们国家条件不大一样✿✿◈,以光伏为主的话✿✿◈,白天✿✿◈、黑夜✿✿◈,还不至于季节性的储能✿✿◈。所以我们现在对他的重视程度不太高✿✿◈,现在主要是在太阳能热发电上✿✿◈,我们能源的消耗中✿✿◈,比如空调这种制热占的比例相当高✿✿◈,这些都可以用储热技术来解决问题✿✿◈。这个空间还是很大✿✿◈,但是因为电和热之间的时间特紧张✿✿◈,差距太大✿✿◈,这个应用空间似乎大家还没看到有多大市场✿✿◈,所以研究的人员相对较少一点✿✿◈,过几年以后✿✿◈,可能逐渐会有大有相当一批的研发人员投入到这部分研究中✿✿◈。另一个就是氢✿✿◈,可以跨季节存储✿✿◈,可以液体燃料和气体燃料替代✿✿◈,传统的气燃机✿✿◈、发动机都可以用✿✿◈,但是技术门槛✿✿◈、资金门槛✿✿◈,人们对它安全性的恐惧✿✿◈,都会是他发展研究过程中的壁垒✿✿◈。我们国家氢上一定要梳理发展的技术路线图✿✿◈,因为氢涉及到发✿✿◈、储✿✿◈、输✿✿◈、用四大环节技术✿✿◈,路线可能有上百种✿✿◈,到底我们的国情✿✿◈、我们基础设施的状态✿✿◈、我们的需求✿✿◈,哪几条技术路线是值得重点研究的✿✿◈,应该做好顶层设计✿✿◈,否则的话上百种精力太分散了✿✿◈,投资回报的效果也不好✿✿◈。
11✿✿◈、总的看各种储能中抽水蓄能仍然是主力✿✿◈,但是新型储能会加大发展✿✿◈。蓄电池是最具备推广价值的储能技术✿✿◈,长时间尺度也将会成为研发和应用的重点✿✿◈。就锂电池产业来说✿✿◈,存在矿产✿✿◈、材料✿✿◈、单体✿✿◈、pack和系统集成✿✿◈、应用✿✿◈、回收等环节✿✿◈,产业链很长✿✿◈。但是我们国家在珠三角优发国际官方网手机版下载✿✿◈、长三角✿✿◈、环京津冀三个产业圈✿✿◈,呈现出人才聚集✿✿◈、产链完整✿✿◈、扩产能力强的特点优势✿✿◈。我们原来产线装备方面是落后的✿✿◈,基本上高端产线都是进口日本或者韩国✿✿◈,现在我们逐渐都替代✿✿◈。这个瓶颈已经几乎不存在了✿✿◈,下一步可能有些部分还需要关注✿✿◈,就是退役电池的回收✿✿◈、材料的再生方面✿✿◈,这部分现在的关注点还是不够✿✿◈,投入还是比较少✿✿◈,将来的空间比较大✿✿◈,而且这个也是必须的✿✿◈。我们在十三五期间✿✿◈,国家重点研发计划盯住了锂离子电池✿✿◈、液流电池和梯次利用✿✿◈,还有压缩空气✿✿◈。对于前瞻性技术超电✿✿◈、固态✿✿◈、液态✿✿◈、金属✿✿◈、飞轮✿✿◈、海抽都做了一些布局✿✿◈,通过十三五的工作基本上达到✿✿◈。我们当时设定的目标✿✿◈,锂电池的循环寿命✿✿◈、成本✿✿◈、效率等指标都达到了预期✿✿◈。但是安全性仍然存在短板✿✿◈。十四五期间国家重点研发计划✿✿◈,主要盯着安全性有突破性进展✿✿◈,另外循环寿命要更加✿✿◈,回收这个部分也开始关注✿✿◈。
12✿✿◈、在储能的硬技术上几个方面✿✿◈,前面都是本体技术✿✿◈,其实有集成技术✿✿◈,还有安全技术✿✿◈、运行管理技术✿✿◈,这些方面我们都有上升的空间✿✿◈,包括集成的拓扑结构✿✿◈、通信架构✿✿◈、冷却系统✿✿◈、安全性的诊断✿✿◈、预警✿✿◈、阻隔✿✿◈、消防✿✿◈、运维管理的数字孪生✿✿◈、云管理✿✿◈、虚拟与聚合✿✿◈、多场景复用等✿✿◈,都有上升的空间✿✿◈。这方面国际上尤其以欧盟为代表的金沙水磨坊✿✿◈,在这方面是他的研发重点✿✿◈。我们在应用方面✿✿◈,电源侧✿✿◈、电网侧✿✿◈、用户侧都体现了不同的关注点✿✿◈,比如电源侧我们更关注可再生能源消纳✿✿◈,电网侧希望保安全上储能要发挥作用✿✿◈,还有调峰✿✿◈。用户侧我们希望和多网融合时候✿✿◈,他作为一个重要的buff✿✿◈。交通网✿✿◈、气网✿✿◈,时空尺度上进行互相转换的纽带✿✿◈。
13✿✿◈、国际上主要的热点✿✿◈,美国有长时间尺度储能大挑战✿✿◈,主要是和联邦✿✿◈、先进电池联盟等✿✿◈,这些是在锂离子电池这个产业链✿✿◈,他觉得被中国控制了金沙水磨坊✿✿◈,实际上这个大挑战是对中国的一个挑战✿✿◈。欧盟主要是在这个支撑技术✿✿◈,现在它是后发者✿✿◈,他是希望先把所有构成电池技术研发的要素都给掌握好✿✿◈,包括计算✿✿◈、设计✿✿◈、制备✿✿◈、评估这些✿✿◈。当然还有装置技术✿✿◈、机械✿✿◈、煤技术也要跟上✿✿◈。后边储能几大热点✿✿◈,随着30✿✿◈、60这个提出✿✿◈,我们在大规模✿✿◈、可再生能源消纳✿✿◈、弹性电网和多场景复用这三方面可能是热点✿✿◈。长时间尺度✿✿◈,现在这个定义没有准✿✿◈,一般来说我们说六到一千小时都可以算长时间使用✿✿◈,因为我们的离子电是一般都是四小时之内✿✿◈,现在这个技术本身是什么样说不清✿✿◈,除了氢和储热似乎比较明确外✿✿◈,其他的技术还有没有可能达到这个目标还不太清楚✿✿◈。这是个相对来说基础✿✿◈、前瞻的研究✿✿◈。弹性电网就是我们存在高频电磁燃烧人数✿✿◈、有极端天气或者网络攻击的时候✿✿◈,都可能造成大面积的电网崩溃✿✿◈,过去的思路就是我要硬扛✿✿◈、我要电网系统非常强才能应对✿✿◈,但是投入产出太大✿✿◈。现在的思路是说你这个过来了✿✿◈,可能我扛不住✿✿◈,但是我的恢复力✿✿◈、抗打击能力✿✿◈,我消解了✿✿◈、崩溃了✿✿◈,但是我能迅速恢复也是一种技术✿✿◈,就是弹性电网技术✿✿◈。在这些技术中✿✿◈,储能都会扮演重要角色✿✿◈。多场景复用就是现在不能说储能系统只应用一个场合✿✿◈,只调峰✿✿◈,不能调频✿✿◈,希望通过配置技术和管理技术让他复用✿✿◈。
14✿✿◈、现在应用的困局还是商业模式✿✿◈,能不能赚着钱✿✿◈。地位✿✿◈、商业模式✿✿◈、还有电价的约束✿✿◈。背后的问题就是身份✿✿◈、地位不确定✿✿◈、政策有些不延续性✿✿◈。另外回报机制有待确定✿✿◈,这是世界共性的问题✿✿◈。我们当然更存在一个电力体制和电动✿✿◈、电力市场改革在动态中✿✿◈。我们国家实际上从17年开始✿✿◈,国家层面就对储能发布了指导意见优发国际官方网手机版下载✿✿◈,回顾这些文件也看出当时对形势的判断还是比较准确的✿✿◈,是国家鼓励的一个产业✿✿◈。经过这么多年不停发布一些✿✿◈,当然也有起起伏伏✿✿◈,有时候因为市场上的行为✿✿◈,国家也出台过一些感觉负面的文件✿✿◈,但是总的趋势还是向上✿✿◈。最近文件就是发改委和能源局的✿✿◈,3000万千瓦的发展目标✿✿◈,还有容量✿✿◈、电价✿✿◈,有积极作用✿✿◈。也明确了新能源配置储能的痛点✿✿◈,后续可能还会有具体的措施✿✿◈。在安全上公众关注✿✿◈,所以国家也出了相应的文件来强调✿✿◈,尤其针对锂离子电池着火这些问题✿✿◈。再就是和可再生能源的关联等也出了文件✿✿◈。这些文件就是讨论这些事情✿✿◈,不能期望说全国有没有一个储能电价✿✿◈,或者说全国财务补贴的政策✿✿◈。因为储能的应用✿✿◈、技术路线差异太大✿✿◈,应用的环境各一✿✿◈,所以出全国统一很难平衡的✿✿◈,肯定会有人钻空子✿✿◈,有很多后患✿✿◈。国际上是怎么弄?美国联邦政府只管规则✿✿◈、管地位✿✿◈,州政府管操作具体的激励政策推广政策优发国际官方网手机版下载✿✿◈,逐渐带动起来✿✿◈。我们国家有点儿是这个方向✿✿◈,就是省级别根据它应用场合✿✿◈、电网架构✿✿◈、需求✿✿◈,定各种政策✿✿◈,包括经济激励或者强配✿✿◈,这些在美国都适用过✿✿◈,美国也有强配✿✿◈,也有税收减免✿✿◈,市场机制都有✿✿◈,是各州根据自己情况定的✿✿◈,我们国家可能也要走这种方向✿✿◈。
15✿✿◈、落实到投资层面✿✿◈,现在能看得清楚的都是具有成熟经验的赛道龙头✿✿◈,主要是两个方面✿✿◈:一是做动力电池已经非常成熟的头部厂商✿✿◈,二是做光伏逆变器已经非常成熟的厂商✿✿◈。
储能市场无疑将极大提升电池需求✿✿◈,这个是相对比较有确定性的✿✿◈,因此主要可以关注已经很成熟的相关赛道✿✿◈。一方面✿✿◈,高确定性且低成本的电池提供商✿✿◈,比如宁德时代✿✿◈、比亚迪✿✿◈、亿纬锂能✿✿◈、派能科技(更偏纯储能标的)等等✿✿◈;另一方面✿✿◈,擅长电流变换管理的逆变器厂商✿✿◈,比如阳光电源✿✿◈、固德威✿✿◈、锦浪科技等等✿✿◈。
同时✿✿◈,储能市场也会给其他环节带来不少增量市场✿✿◈。一块是储能产业链中比较集中的环节✿✿◈,比如电池原材料企业龙蟠科技✿✿◈、德方纳米✿✿◈、富临精工等✿✿◈,再比如储能系统集成商永福股份✿✿◈、科陆电子等✿✿◈;另一块是储能所带来的赛道增宽✿✿◈,比如能想到的储能热管理企业三花智控✿✿◈、银轮股份等等✿✿◈。当然✿✿◈,增量市场是比较难把握的✿✿◈,是否需要新技术路径的支持也需要不断和产业链去验证✿✿◈。返回搜狐✿✿◈,查看更多