2022年中国电化学储能短报告：千亿赛道，能源革命下一站（摘要版）

研究报告2022/09 www.leadleo.com 2022年 中国电化学储能短报告：千亿赛道，能源革命下一站 2022ChinaElectrochemicalEnergyStorageShortReport 2022年中国電気化学エネルギー貯蔵短報 （摘要版） 报告标签：碳中和、电化学储能、锂离子电池、铅蓄电池、液流电池主笔人：鲍金玲 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明�处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、�版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 随着“3060双碳”目标的深入，可再生能源发电的比例将会越来越高，但大部分可再生能源都具有间歇性的特点，因此，储能必不可少。储能即能量的存储，根据储存方式的不同，储能又可分为电储能、热储能和氢储能三类，其中，电化学储能是指各种二次电池产能，主要包括锂离子电池、铅蓄电池、液流电池和钠硫电池等。电化学储能是现阶段应用范围最广、发展潜力最大的电力储能技术，也是本文的研究重点。锂离子电池则是电化学储能技术发展的重心，在全球电化学储能市场中占据绝对主导地位。本文聚焦于中国电化学储能电池发展，将解答以下几个问题：(1)有哪些企业参与了铅蓄电池竞争？（2）有哪些企业参与了液流电池竞争？（3）有哪些企业参与了储能锂离子电池竞争？ 报告要点速览 观点提炼 • • 从企业竞争格局来看，铅蓄电池行业迎来了龙头时代，在国家环保政策的高压下，部分企业因生存能力较弱退�市场，行业集中度大幅提高，实力较为强劲的企业包括天能股份、骆驼股份、南都电源、超威动力、圣阳股份、雄韬股份等。其中，天能股份以2021年铅蓄电池营业收入335亿元的优秀成绩牢牢占据第一梯队。骆驼股份在中国汽车起动、启停电池领域占据主要市场份额，在汽车主机配套市场占有率约为25%，维护替换市场占有率保持在25%。 •中国本土的液流电池企业往往市场体量较小，产业仍处于发展初期，产业龙头、巨头格局尚未显现。本土涉及液流电池的上市企业主要是国网英大和上海电气，非上市企业较多，如乐山晟嘉电气股份有限公司、大连融科储能技术发展有限公司、湖南省银峰新能源有限公司、四川星明能源环保科技有限公司、北京普能世纪科技有限公司、湖南汇锋高新能源有限公司、北京和瑞储能技术有限公司等。中国企业基本技术面已经成熟，核心问题是需要通过供应链的优化和扩大项目的体量规模来降低生产成本。 储能锂电池正处于快速发展的阶段，很多动力锂电池企业纷纷布局储能锂电池领域，并取得了一定的市场份额，宁德时代、比亚迪等动力电池巨头在储能领域也远超其他竞争对手，整体行业格局呈现双超多强格局。相关数据显示，2021年中国储能锂电池市场份额排名TOP10的企业分别是宁德时代、比亚迪、鹏辉能源、亿纬锂能、中天储能、派能科技、瑞浦能源、国轩高科、南都电源、昆宇电源，这10家企业占据了79%的市场份额。 储能是中国战略性新兴产业的重要组成部分，中国政府为了促进储能行业高质量发展，在人才培育、技术指导、项目示范、制定标准等方面频繁�台政策，推动行业步入规模化发展阶段 政策促进储能行业规模化发展 中国政府关于促进储能发展的相关政策，2020-2022年 时间 政策/会议 颁布单位 主要内容 2020-01 《关于加强储能标准化工作的实施方案》 国家能源局、应急管理部、市监总局 提�建立储能标准化协调工作机制、建设储能标准体系、推动储能标准化示范、推进储能标准国际化等重点任务。 2020-06 《2020年能源工作指导意见》 国家能源局 要求加大储能发展力度。研究实施促进储能技术与产业发展的政策，开展储能示范项目征集与评选，积极探索储能应用于可再生能源消纳、电力辅助服务、分布式电力和微电网等技术模式和商业模式，建立健全储能标准体系和信息化平台。 2020-07 《关于组织申报科技创新（储能）试点示范项目的通知》 国家能源局 通过分析总结示范项目成功经验和存在问题，促进先进储能技术装备与系统集成创新，建立健全相关技术标准与工程规范，培育具有市场竞争力的商业模式，推动�台支持储能发展的相关政策法规。 2021-07 《关于加快推动新型储能发展的指导意见》 发改委、国家能源局 到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变。新型储能技术创新能力显著提高，核心技术装备自主可控水平大幅提升，在高安全、低成本、高可靠、长寿命等方面取得长足进步，标准体系基本完善，产业体系日趋完备，市场环境和商业模式基本成熟，装机规模达3,000万千瓦以上。新型储能在推动能源领域碳达峰碳中和过程中发挥显著作用。到2030年，实现新型储能全面市场化发展。新型储能核心技术装备自主可控，技术创新和产业水平稳居全球前列，标准体系、市场机制、商业模式成熟健全，与电力系统各环节深度融合发展，装机规模基本满足新型电力系统相应需求。新型储能成为能源领域碳达峰碳中和的关键支撑之一。 2021-07 《关于进一步完善分时电价机制的通知》 发改委 上年或当年电网预计最大系统峰谷差率超过40%的地方，峰谷电价价差原则上不低于4:1；其他地方原则上不低于3:1，尖峰电价在峰段电价基础上上浮比例原则上不低于20%。此次分时电价机制设定峰谷电价价差为4:1或3:1以上，拉大峰谷电价，刺激用户侧储能发展。 2022-05 《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》 发改委、国家能源局 新型储能可作为独立储能参与电力市场。鼓励配建新型储能与所属电源联合参与电力市场。加快推动独立储能参与电力市场配合电网调峰。充分发挥独立储能技术优势提供辅助服务。优化储能调度运行机制。进一步支持用户侧储能发展。建立电网储能价格机制。 储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统的重要支撑技术，也是中国战略性新兴产业的重要组成部分。中国政府积极�台储能激励政策，在人才培养、技术指导、项目示范、制定标准等方面为储能的高质量发展扫清市场发展障碍，大力推动储能行业进入规模化发展阶段。电化学储能作为储能行业的重要组成部分，也将得到进一步发展。 来源：各政府官网、头豹研究院 储能可解决可再生能源间歇性的问题，助力可再生能源发电发展，电化学储能是现阶段应用范围最广、发展潜力最大的电力储能技术，其中，锂离子电池是电化学储能技术发展的重心 定义及分类 锂离子电池 热储能 储能技术分类及具体情况 基本原理：正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构成。充电时，Li+从整机脱嵌经过电解质嵌入负极；放电时则相反。 优点：长寿命、高能量密度、高效率、响应速度快、环境适应性强。 缺点：价格高昂，存在一定的安全风险。 铅蓄电池 基本原理：铅酸电池的正极二氧化铅和负极纯铅浸到电解液中，两极间会产生2V的电势。 优点：技术成熟、结构简单、价格低廉、维护方便。 缺点：能量密度低、寿命短，不宜进行深度充放电和大功率放电。 基本原理：正极由液态的硫组成，负极由液态的钠组成， 钠硫电池 电池运行温度需保持在300℃以上，以使电池处于熔融状态。优点：能量密度高、循环寿命长、功率特性好、响应速度 快。 缺点：阳极的金属钠是易燃物，且运行在高温下，因而存在一定的安全风险。 液流电池 电化学储能 电储能 储能技术 基本原理：是利用正负极电解液分开、各自循环的一种高性能蓄电池。 优点：容量高、使用领域广、循环使用寿命长、电解液可循环利用、生命周期性价比高、环境友好。 缺点：电池正负极电解液交叉污染，成本较高，能量转化效率不高。 抽水 蓄能 优点：技术成熟、功率和容量较大、寿命长、运行成本低。缺点：受地理资源条件的限制，能量密度较低，总投资较高。 压缩空 气储能 机械储能 优点：容量大、工作时间长、充放电循环次数多、寿命长。缺点：效率相对较低、建站条件较为苛刻。 飞轮 储能 氢储能 优点：功率密度高、寿命长、环境友好。 缺点：能量密度低、充放电时间短、自放电率较高。 注：中国钠硫电池的研发工作起步较晚，日本NGK公司是全球唯一具有大规模商业化生产钠硫电池能力的企业，中国的钠硫技术与其相比仍有15-20年差距，短期内难以进行商业化推广，因此本文不讨论该技术。 随着“3060双碳”目标的深入，可再生能源发电的比例将会越来越高，但大部分可再生能源都具有间歇性的特点，因此，储能必不可少。储能即能量的存储，根据储存方式的不同，储能又可分为电储能、热储能和氢储能三类，其中，电化学储能是指各种二次电池产能，主要包括锂离子电池、铅蓄电池、液流电池和钠硫电池等。电化学储能是现阶段应用范围最广、发展潜力最大的电力储能技术，也是本文的研究重点。锂离子电池则是电化学储能技术发展的重心，在全球电化学储能市场中占据绝对主导地位。 来源：派能科技招股说明书、头豹研究院 由于环保政策的高压等因素，中国铅蓄电池行业进行了行业洗牌，部分生存能力较差的企业退�市场，行业集中度大幅提高，天能股份、骆驼股份整体表现优异，占据该行业主要市场份额 铅蓄电池：竞争格局 《铅酸蓄电池行业规范条件》企业名单中企业注册地分布 注：颜色越深，企业数量越多 中国铅蓄电池产量占比，2021年 注：按2021年产量计算占比 中国铅蓄电池竞争格局气泡图，2021年 完整版登录www.leadleo.com，搜索《2022年中国电化学储能短报告：千亿赛道，能源革命下一站》 从区域竞争来看，中国铅蓄电池产量主要集中在江苏省和浙江省。根据工信部发布的《铅蓄电池行业规范条件》企业名单，江苏省和浙江省的铅蓄电池生产企业数量最多，均为21家，此外，江西省、安徽省和山东省分别为16家、14家、11家。从企业竞争格局来看，铅蓄电池行业迎来了龙头时代，在国家环保政策的高压下，部分企业因生存能力较弱退�市场，行业集中度大幅提高，实力较为强劲的企业包括天能股份、骆驼股份、南都电源、超威动力、圣阳股份、雄韬股份等。其中，天能股份以2021年铅蓄电池营业收入335亿元的优秀成绩牢牢占据第一梯队。骆驼股份在中国汽车起动、启停电池领域占据主要市场份额，在汽车主机配套市场占有率约为25%，维护替换市场占有率保持在25%。 液流电池具有容量高、使用领域广、循环使用寿命长、电解液可循环利用等优势，在大规模储能领域有望取代锂电池。全钒液流电池和铁铬液流电池研发进度和商业化进度均较快 液流电池：发展现状 液流电池的组成 电极 电池组 电解液 电解液 泵 电源/负载 泵 电解液存储罐 电解液存储罐 液流电池优势突🎧，在储能方面有望成为锂电池的替代品。与传统锂电池相比，液流电池的正、负极电解液存储罐是完全独立分离放置在堆栈外部的，并通过两个循环动力泵将正、负极电解液通过导管泵流入液流电池堆栈中持续发生电化学反应，通过将化学能与电能进行相互转换作用来完成电能的存储与释放。虽然现阶段液流电池仅占电池市场的5%左右，但其具有容量高、使用领域广、循环使用寿命长、电解液可循环利用、生命周期性价比高、环境友好等优势，因此在大规模储能领域获得越来越多的关注，有望在储能方面成为锂电池的替代品。根据电解液中活性物质的不同，液流电池又可分为铁铬液流电池、全钒液流电池、锌镍液流电池、锌铁液流电池等，其中，全钒液流电池不存在正负极电解液交叉污染问题，发展尤为迅速，是现阶段技术成熟度最高、产业化程度最高的液流电池技术。除全钒液流电池外，铁铬液流电池由于绿色安全、电解液原材料丰富等优势，研发进度也较快，有望成为液流电池的主流路线之一。 全钒液流电池和铁铬液流电池研发进度和商业化进度均较快 液流电池分类 循环寿命/次 能量效率/% 中国商业化进度 全球商业化