着全球碳中和戰略的實施,通信系統、商業園區、工業廠房、社區住宅、海島、偏遠地區等場景對低碳能源和分佈式能源的需求增大,分佈式儲能的市場藍海陸續打開。俄烏衝突加速了歐美國家能源轉型的步伐,並積極發展新能源和尋求能源獨立,這在一定程度上加速了分佈式儲能的發展。廣泛的應用場景,讓儲能產業鏈特別是電化學儲能成爲產業投資最爲活躍的領域之一。

一、理解儲能產業

儲能是指通過一種介質或設備,將一種能量用同一種或者換成另一種能量形式存儲起來,根據應用的需求以特定的能量形式釋放的過程。根據接入方式及應用場景的不同,儲能系統的應用主要包含集中式與分佈式兩種形式。

分佈式儲能系統因爲接入位置靈活,應用場景更爲廣泛。結合電力系統構成,分佈式儲能的應用場景主要包括髮電側、電網側和用電側,具體分爲以下六大類:新能源電站配套儲能、用戶側儲能、微電網儲能、分佈式發電交易配套、增量配電網儲能和電網側儲能。

儲能技術包括物理儲能和化學儲能,下面又有多種技術路線,爲企業進入儲能領域提供了衆多的發展機會。從全球範圍內來看,已商業應用的儲能技術包括抽水蓄能、飛輪儲能、鉛酸/鉛炭電池、鋰離子電池、鈉硫電池、熔鹽儲熱、相變儲熱,其它儲能技術基本處於示範應用狀態,部分儲能技術在個別地區初步具備商用潛力。


二、儲能產業市場前景

從全球和中國儲能項目構成看,比較成熟的儲能技術分別爲抽水儲能、電化學儲能、熔融鹽儲能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能五種,電化學儲能裝機量的增長最爲迅猛,成爲推動儲能市場發展的主要力量。
截至2020年底,全球已投運儲能項目的累計裝機規模爲191.1GW,已投運抽水蓄能項目佔比達90.3%;電化學儲能項目累計裝機規模達到14.2GW,2020年新增投運4.7GW中,電化學儲能佔比約75%。2021年全球電化學儲能新增裝機量爲10GW,預計2022-2025年全球電化學儲能新增裝機量爲25/40/55/75GW。

中國儲能市場穩步擴張,截至2020年底,中國已投運儲能項目累計裝機規模爲35.6GW,佔全球市場總規模的18.6%,同比增長9.8%,漲幅比2019年同期增長6.2%。其中抽水蓄能的累計裝機規模最大,達到31.79GW,佔比達到了89.3%。電化學儲能裝機規模佔比僅爲9.2%。

中國儲能市場裝機量及增長率

2020年中國儲能裝機量佔比


三、儲能產業政策梳理

在進入“十四五”發展的新階段,我國相關部門和機構強化產業各方參與者協同共進,積極引導儲能政策和市場環境的改善,促進儲能商業化和規模化發展,實現新的政策窗口期。

近兩年儲能產業相關政策


四、儲能電池產業分析

電化學儲能產業鏈上游爲電池、電池管理、能量管理系統以及儲能變流器等設備供應商;中游爲儲能系統集成商、施工企業等;下游爲終端應用客戶,包括風/光/傳統電站、電網公司、工業儲能、家用儲能等。
電化學儲能設備以電池爲核心,電池成本佔比約58.6%,寧德時代等龍頭企業在儲能電池結構創新(CTP)和材料體系上完善技術佈局,建立全球競爭價格優勢,加劇行業技術壁壘,有望率先受益於儲能市場需求的爆發。
儲能設備成本結構

我國儲能電池行業的競爭格局較爲集中,頭部效應較爲明顯,逐漸形成壟斷競爭格。儲能電池行業的CR3達到了67%,CR6達到了75%,CR8達到了77%;其中,寧德時代和比亞迪市場佔比分別爲59.7%和16%。隨着我國政策對儲能電池產品提出更高的要求,以及行業資金和技術密集的特點,市場份額將進一步向頭部企業集中。

2020年中國儲能電池行業市場集中度

2020年中國儲能電池企業競爭格局
從主要材料構成看,儲能電池包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鈉硫電池、鎳溴電池、釩電池、金屬空氣電池、鋰電池等,目前鋰離子電池在電化學儲能方面的應用最多,而釩電池、鈉電池有望成爲儲能行業大發展賽道上的新星。

不同類型儲能電池特性


1、釩電池

釩電池壽命長、規模大、安全可靠的優勢尤爲突出,可用於建造千瓦級到百兆瓦級儲能電站,十分適合作爲儲能電池,尤其是在光伏、風電等新能源領域。目前釩電池市場體量較小,龍頭格局未顯,產業仍處於發展初期。釩電池在儲能領域的滲透率將穩步提升,預計2021-2025年是釩電池滲透率提升的爆發期,2025年釩電池在儲能領域滲透率有望達到15%-20%。目前全球範圍內研發和製造企業主要包括日本住友電工SEI、大連融科、北京普能等。國內釩電池生產企業主要爲北京普能、大連融科、武漢南瑞、上海電氣、偉力得。

釩電池產業鏈構成


2、鈉電池

鈉電池處於產業化早期階段,在技術和性能層面還有待提升。在關鍵材料方面,已有較高電化學活性的關鍵材料,如過渡金屬氧化物﹑聚陰離子化合物、普魯士藍類材料和非晶態材料,晶格限制較弱的非晶態材料具有極大的研究前景。在製造工藝方面,鈉離子電池可以實現與鋰離子電池生產設備、工藝的完美兼容,產線可進行快速切換,完成產能快速佈局。

鈉離子電池產業鏈構成

鈉離子電池產業鏈主要企業


五、儲能系統關鍵部件

預計2025年電化學儲能新增市場規模接近350億元,儲能變流器(PCS)接近70億元,電池管理系統(BMC)突破55億元,能量管理系統(EMS)突破31億元。新增儲能變流器企業集中在生產製造、研發服務、應用推廣三大環節,新增電池管理系統企業主要聚焦研發服務與應用推廣兩大環節。

2018-2021儲能市場(PCS、BMC)新增企業分佈


1、儲能逆變器

儲能逆變器中游爲集中式逆變器、組串式逆變器、集散式逆變器、微型逆變器。儲能逆變器上游主要由電子元器件(功率半導體、集成電路、電感磁性元器件、PCB線路板、電容、電感、開關器件、連接器等)、結構件(散熱器、壓鑄件、機櫃機箱、鈑金件等)和輔助材料(膠水、包材、塑膠件等絕緣材料)組成。

在儲能逆變器市場,原來做變流器、逆變器的企業紛紛進入儲能逆變器領域,代表廠商有陽光電源、上能電氣、科士達、固德威、錦浪科技等企業。其中,陽光電源的儲能變流器和集成系統在國內出貨量排名第一,科士達、固德威、錦浪科技在儲能領域的營收也都以光伏逆變器產品爲主。


2、儲能熱管理

熱管理也是儲能系統的核心構件。目前的儲能系統熱管理路線基本採用強迫風冷的方式,液冷散熱的技術還不成熟。風冷的核心是空調和風道,風冷系統簡單成本較低,液冷在保證儲能系統安全、散熱效率、功耗等方面綜合優勢顯著。液冷系統的核心爲冷水機和液冷板。其中冷水機包括壓縮機、冷凝器、節流器、蒸發器和水泵等部件,冷水機生產商包括英維克、同飛股份等;液冷板的生產工藝分爲釺焊、吹脹、壓鑄、衝壓、攪拌摩擦焊等,液冷板生產商包括銀輪股份、三花智控、飛榮達、科創新源等。


六、儲能產業典型企業

1、派能科技

派能科技位於上海,是行業領先的儲能電池系統提供商,在歐洲、非洲、北美等海外家用儲能市場表現尤爲突出。
公司垂直整合產業鏈,是國內少數同時具備電芯、模組、電池管理系統、能量管理系統等儲能核心部件自主研發和製造能力的企業之一。公司具備儲能系統集成解決方案的設計能力,支持爲家庭、工商業、電網、通信基站和數據中心等各類場景打造一站式儲能解決方案,使儲能系統的整體性能達到最優。

目前,派能科技專注於磷酸鐵鋰電芯、模組及儲能電池系統的研發、生產和銷售,除了不斷擴大電芯產能和儲能系統產能之外,還在積極佈局磷酸錳鐵鋰電池、鈉離子電池等新的儲能技術路線。


2、科華數據

科華數據總部位於廈門,在數據中心、智慧能源、新能源三大產品和技術方向上處於行業領先地位,新能源領域主要產品包含光伏逆變器、光伏離網控制器、儲能變流器、離網逆變器等產品及相應配套系統解決方案。
公司在儲能逆變器市場排名靠前,國內市場中,公司在儲能變流器提供商中裝機排名第二;海外市場中,公司在儲能變流器提供商中裝機排名第三。公司已在發電側、電網側、用電側以及微網儲能等領域進行佈局,擁有全系列、全場景儲能解決方案。
2020年下半年,公司建成佔地面積4000平方米的智能化多功能新能源產品生產車間,主要生產500K以上功率級光伏/儲能產品及系統集成;2021年下半年,公司建成一座佔地10000平方米的智能化多功能箱式產品集成車間,主要生產光伏箱變一體機、儲能集裝箱及數據中心預製化集裝箱,年產能預計將達15GW。


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