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儲能行業(yè)發(fā)展概況、應(yīng)用情況、市場容量及發(fā)展趨勢
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2024-07-08

（1）儲能行業(yè)發(fā)展概況及應(yīng)用情況

①儲能技術(shù)簡介

儲能即能量的存儲，指通過某種介質(zhì)或設(shè)備，將一種形式的能量轉(zhuǎn)化成另一種較為穩(wěn)定的能量形式并存儲，在需要時以特定能量形式釋放出來的一系列技術(shù)和措施。

憑借受地理條件影響較小、建設(shè)周期較短、能量密度大等優(yōu)勢，電化學(xué)儲能可靈活運用于各類電力儲能場景中，是當前應(yīng)用范圍最廣、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮碾娏δ芗夹g(shù)，其中又以鋰離子電池為主，主要應(yīng)用于分鐘至小時級的工作場景。

②儲能應(yīng)用場景

儲能在電力系統(tǒng)中具有豐富的應(yīng)用場景，通常將儲能的應(yīng)用場景分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)，具體如下：

在發(fā)電側(cè)，不同于傳統(tǒng)的火電、水電，新能源發(fā)電輸出功率受到光照強度、溫度等自然條件的影響，輸出功率存在季節(jié)性和日間差異，無法根據(jù)用電端需求調(diào)整發(fā)電量，屬于不穩(wěn)定的電源，因此裝機或發(fā)電占比達到一定程度時，會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定。為保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，新能源系統(tǒng)將借助儲能產(chǎn)品再并網(wǎng)，以平滑電力輸出，進而緩解以光伏、風(fēng)電為代表的新能源發(fā)電因其間歇性與波動性對電網(wǎng)穩(wěn)定性帶來的沖擊和棄風(fēng)棄光等電力消納問題。

在電網(wǎng)側(cè)，傳統(tǒng)的電網(wǎng)設(shè)計和建造遵循最大負荷法，即新建或增容改造時，輸配電及控制設(shè)備必須考慮最大負荷，從而會存在投資成本較高、資產(chǎn)利用率較低的問題。電網(wǎng)側(cè)儲能技術(shù)的出現(xiàn)可打破原有最大負荷法的原則，在新建電網(wǎng)或舊電網(wǎng)增容改造時，可有效緩解電網(wǎng)阻塞、促進設(shè)備的擴容升級，從而達到節(jié)約電網(wǎng)投資成本、提高資產(chǎn)利用率的效果。發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的儲能，一般以集裝箱為主要載體，主要應(yīng)用于 30kW 功率以上的應(yīng)用場景，需要較高的產(chǎn)品容量。

在用戶側(cè)（負荷側(cè)），主要將新能源發(fā)電和儲能系統(tǒng)相結(jié)合，以實現(xiàn)高比例的低成本電力自發(fā)自用，降低用戶的用電成本并利用儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)能力提高用戶的用電穩(wěn)定性。同時，用戶還可以在電價處于低谷時利用儲能系統(tǒng)存儲電能，在電價處于高峰時減少使用電網(wǎng)電能的數(shù)量甚至從儲能系統(tǒng)中釋放電能出售，進而通過峰谷電價獲取收益。用戶側(cè)的儲能，一般以分布式儲能柜為主要載體，主要適用于 1kW 至 10kW 功率段的工商業(yè)園區(qū)和分布式光伏電站等應(yīng)用場景，產(chǎn)品容量相對較低。

③“源網(wǎng)荷儲”系統(tǒng)是儲能的延伸應(yīng)用場景

“源網(wǎng)荷儲”系統(tǒng)是一種包含“電源、電網(wǎng)、負荷、儲能”整體解決方案的運營模式，可提高能源利用效率，提高電網(wǎng)安全運行水平，解決清潔能源消納過程中電網(wǎng)波動性等問題。在這個系統(tǒng)中，源指的是能源供給方，包括可再生能源如太陽能、風(fēng)能、水能，以及傳統(tǒng)能源如煤炭、石油和天然氣等；網(wǎng)指的是能源傳輸網(wǎng)絡(luò)，包括輸電線路和電力系統(tǒng)設(shè)備；荷指的是能源的終端用戶，包括居民、企業(yè)、公共設(shè)施等；儲指的是能源的儲存技術(shù)，包括儲能設(shè)備和儲能技術(shù)。

在傳統(tǒng)模式的電力系統(tǒng)下，電源以火電廠為代表，負荷以居民端和工業(yè)端為代表。兩者空間相對獨立，聯(lián)系兩者的電網(wǎng)控制采取了面向自身的大電網(wǎng)一體化控制模式，即源隨荷動的實時平衡模式。

“新型電力系統(tǒng)”下，作為“負荷”的用戶側(cè)，新增了新能源汽車等充電需求，顯著增加了電網(wǎng)的壓力。而光伏等新能源發(fā)電方式的引入，使用戶側(cè)具備成為“電源”的可能。另外，考慮新能源汽車的快充需求與新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性，在用戶側(cè)建立“儲能”設(shè)施能夠平抑新能源發(fā)電、用電對電網(wǎng)的沖擊，實現(xiàn)波峰送電、波谷取電。

伴隨新能源應(yīng)用場景的多元化，用戶逐步萌生了構(gòu)建局部微電網(wǎng)的需求，即將“電源”（光）、“儲能”（儲）和“負荷”（充）連接起來，通過配套的調(diào)控技術(shù)、通信技術(shù)以實現(xiàn)對各類分布式能源整合調(diào)控，構(gòu)建小型微電網(wǎng)，實現(xiàn)新能源本地的自發(fā)自用，并與大電網(wǎng)雙向連接，減少對大電網(wǎng)的沖擊，甚至在某種程度上可以支撐大電網(wǎng)的平衡。該小型微電網(wǎng)系統(tǒng)與儲能構(gòu)成了“光儲充綜合能源系統(tǒng)”，是“源網(wǎng)荷儲”較為重要的應(yīng)用方向。

（2）儲能行業(yè)應(yīng)用前景和市場容量

根據(jù) CNESA 的相關(guān)報告，截至 2023 年末，全球已投運儲能項目累計裝機功率達到 289.20GW，較 2022 年末 237.20GW 同比增長約 21.92%。新型儲能的累計裝機規(guī)模高達 91.33GW，同比增長 99.62%。

截至 2023 年末，中國已投運儲能項目累計裝機功率達到 86.50GW，較 2022年末 59.80GW 同比增長 44.65%，占全球累計裝機功率 29.91%，占比較 2022 年末提升 4.70 個百分點。其中，抽水蓄能的累計裝機規(guī)模最大，占比 59.40%。市場增量主要來自鋰電子電池、鉛蓄電池、壓縮空氣等新型儲能，其累計裝機規(guī)模達到 34.51GW，同比增長 163.93%。 2023 年，中國新型儲能新增規(guī)模21.44GW，同比增長 191.77%。新型儲能中，鋰離子電池和壓縮空氣均有百兆瓦級項目并網(wǎng)運行。

從新型儲能規(guī)劃在建項目情況來看，中國新型儲能已經(jīng)走向規(guī)?；l(fā)展。2022 年規(guī)劃、在建、投運的項目共計 1,799 個、約 104.50GW。其中投運的新型儲能項目主要以小于 10MW 的中小體量為主，數(shù)量占比約 61.98%；規(guī)劃中和在建的儲能項目以 10MW 及以上的大體量項目為主，數(shù)量占比達到 75.73%，其中規(guī)劃在建的百兆瓦項目超過 402 個，在體量上具備為電網(wǎng)提供儲能支持的基礎(chǔ)和條件。

（3）儲能行業(yè)發(fā)展趨勢

①鋰電池關(guān)鍵材料價格下降助推儲能系統(tǒng)的大規(guī)模普及

鋰離子電池憑借循環(huán)特性好、響應(yīng)速度快等特點，是目前電化學(xué)儲能中的主流產(chǎn)品。鋰離子電池主要由正極材料、負極材料、電解液、隔膜和外殼組成，根據(jù)正極材料的不同，鋰電池主要分為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。

磷酸鐵鋰電池以磷酸鐵鋰作為正極材料，三元鋰電池以鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰作為正極材料。盡管三元鋰電池相比磷酸鐵鋰電池具有更高的能量密度，但是磷酸鐵鋰電池在循環(huán)壽命、安全性和成本方面優(yōu)勢明顯，因此更適合儲能場景，是目前電化學(xué)儲能正極材料發(fā)展趨勢。

受 2021 年下半年以來大宗商品價格上漲和電解質(zhì)等關(guān)鍵材料市場需求增長等因素影響，磷酸鐵鋰價格持續(xù)攀升，根據(jù) Wind 數(shù)據(jù)顯示，作為磷酸鐵鋰主要原材料的 99.5%電池級碳酸鋰價格于 2022 年 11 月達到 57 萬元/噸。隨著磷酸鐵鋰市場供需的變動和鋰電池生產(chǎn)技術(shù)的快速進步，磷酸鐵鋰價格持續(xù)回落。鋰電池關(guān)鍵材料價格的下降將大幅促進儲能系統(tǒng)需求的釋放，帶動儲能市場規(guī)模的發(fā)展壯大。

②儲能可較好地解決新能源帶來的電網(wǎng)系統(tǒng)平衡問題，是新型電力系統(tǒng)的戰(zhàn)略性支撐，將迎來規(guī)模化發(fā)展

近年來，為鼓勵新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國家引導(dǎo)建設(shè)以新能源為主體的“新型電力系統(tǒng)”，并加快構(gòu)建適應(yīng)新能源高比例發(fā)展的電力體制、新型電網(wǎng)和創(chuàng)新支撐體系。國家能源局于 2021 年 3 月發(fā)布《關(guān)于做好可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃編制工作有關(guān)事項的通知（國能綜通新能〔2020〕29 號）》，指出“優(yōu)先開發(fā)當?shù)胤稚⑹胶头植际娇稍偕茉促Y源，大力推進分布式可再生電力、熱力、燃氣等在用戶側(cè)直接就近利用，結(jié)合儲能、氫能等新技術(shù)，提升可再生能源在區(qū)域能源供應(yīng)中的比重。在電源側(cè)研究水電擴機改造、抽水蓄能等儲能設(shè)施建設(shè)、火電靈活性改造等措施，提升系統(tǒng)調(diào)峰能力”。

根據(jù)國家能源局公布的數(shù)據(jù)，2022 年全國風(fēng)電、光伏發(fā)電新增裝機突破1.25 億千瓦，再創(chuàng)歷史新高；2023 年全國可再生能源新增裝機 3.05 億千瓦，占全國新增發(fā)電裝機的 82.70%；截至 2023 年末，可再生能源（含風(fēng)電、太陽能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、常規(guī)水電、抽出儲能等）裝機達 15.16 億千瓦，占全國發(fā)電總裝機的 51.90%。

然而由于新能源發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性，規(guī)模并網(wǎng)將對現(xiàn)有電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行造成沖擊。儲能系統(tǒng)可以發(fā)揮其電力消納能力實現(xiàn)削峰填谷功能，進而改善電網(wǎng)穩(wěn)定性，實現(xiàn)平滑供電，因此新能源的發(fā)展必將同步帶動儲能行業(yè)的發(fā)展。

③儲能裝機增量主要來源于發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)，央企、國企將是儲能投資的重要參與者

根據(jù) CNESA 數(shù)據(jù)，2018-2020 年，我國發(fā)電側(cè)新增裝機分別占 17.4%、20.0%和 25.7%，電網(wǎng)側(cè)新增裝機分別占 32.0%、19.0%和 37.8%。2018 年 10 月30 日，國家發(fā)改委連同國家能源局發(fā)布《國家清潔能源消納三年行動計劃任務(wù)（2018-2020）》，提出到 2020 年棄風(fēng)率力爭控制在 5%左右，棄光率低于5%。

2021 年以來，山東、寧夏、青海等省份相繼出臺新能源強制配儲政策，要求新能源裝機必須搭配一定比例功率的儲能系統(tǒng)。上述政策的出臺和實施將有力推動我國發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的儲能裝機需求。

在秉持貫徹“碳中和”新發(fā)展理念，以最大化消納新能源為主要任務(wù)的新型電力系統(tǒng)背景下，各地央企、國企將進一步規(guī)劃落實新能源裝機計劃，未來發(fā)電側(cè)新能源發(fā)電裝機量將持續(xù)放量增長。

儲能技術(shù)可以起到削峰填谷的功效，減輕電網(wǎng)的波動，保障電力系統(tǒng)安全運行，儲能的需求也將隨之提升。例如，國家電網(wǎng)近年來聚焦新型儲能材料裝備、系統(tǒng)集成、規(guī)劃布局、試驗檢測、運行控制等領(lǐng)域，持續(xù)投入，已開展100 余項課題研究；國網(wǎng)鎮(zhèn)江供電公司投運了光儲充直柔微電網(wǎng)示范項目，實現(xiàn)了光伏用電在區(qū)域內(nèi)自發(fā)自用，并可以根據(jù)外部環(huán)境靈活調(diào)整運行模式，以直流電向相鄰臺區(qū)進行柔性互聯(lián)。

④分時電價機制完善迎來儲能市場發(fā)展機遇

2021 年 7 月，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進一步完善分時電價機制的通知》，從優(yōu)化峰谷電價機制、建立尖峰電價機制、建立健全季節(jié)性電價機制和豐枯電價機制等六個方面對現(xiàn)行分時電價機制作了進一步完善，要求：①電力系統(tǒng)峰谷差率超過 40%的地方，峰谷電價價差原則上不低于 4:1，其他地方原則上不低于 3:1；②各地建立尖峰電價機制，尖峰時段根據(jù)前兩年當?shù)仉娏ο到y(tǒng)最高負荷95%及以上用電負荷出現(xiàn)的時段合理確定，尖峰電價在峰段電價基礎(chǔ)上上浮比例原則上不低于 20%。

在用戶側(cè)，儲能系統(tǒng)獲取收益的方式主要取決于峰谷價差，峰谷價差越大，通過儲能系統(tǒng)參與峰谷價差獲利的收益率越高；對于工商業(yè)用戶，在中國現(xiàn)行的兩部制電價下，除繳納與用電量正相關(guān)的電度電費之外，還需繳納基于變壓器容量或最大需量的容量電費。

除參與峰谷價差獲利外，工商業(yè)用戶可以使用儲能系統(tǒng)在用電低谷時充電并在用電高峰時放電，降低變壓器容量或最大需量，進而降低容量電費部分的成本。隨著電價市場化改革進程加速以及電力交易機制的完善，用戶側(cè)儲能系統(tǒng)參與峰谷價差獲利的可行性不斷增強，儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟效益日益顯現(xiàn)，有助于儲能市場規(guī)模的進一步擴大。

⑤儲能技術(shù)研發(fā)不斷加快，儲能標準體系日益健全

2019 年 6 月 25 日，國家發(fā)改委、科技部、工信部、國家能源局共同印發(fā)《貫徹落實<關(guān)于促進儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見>2019-2020 年行動計劃》，明確提出由科技部牽頭推動儲能技術(shù)研發(fā)，計劃在國家重點研發(fā)計劃中，著力加強對先進儲能技術(shù)研發(fā)任務(wù)的部署，集中攻克制約儲能技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的規(guī)模、效率、成本、壽命、安全性等方面的瓶頸技術(shù)問題，使中國儲能技術(shù)在未來 5-10 年甚至更長時期內(nèi)處于國際領(lǐng)先水平，形成系統(tǒng)、完整的技術(shù)布局，以及具有核心競爭力的產(chǎn)業(yè)鏈。

由國家能源局牽頭提升儲能運行安全性，在電源側(cè)研究并采用響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性高、具備隨時啟動能力的儲能系統(tǒng)，提高機組運行穩(wěn)定性和故障快速恢復(fù)能力，在電廠全廠失電的情況下實現(xiàn)發(fā)電機組黑啟動。在電網(wǎng)側(cè)研究并采用大容量、響應(yīng)速度快的儲能技術(shù)，抑制因系統(tǒng)擾動導(dǎo)致的發(fā)電機組振蕩，在短時間內(nèi)提供足夠的有功功率動態(tài)支撐，降低系統(tǒng)崩潰的風(fēng)險。

2020 年 1 月 9 日，國家能源局、應(yīng)急管理部、國家市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加強儲能標準化工作的實施方案》，強調(diào)建立儲能標準化協(xié)調(diào)工作機制以及儲能標準體系、推動儲能標準化示范工作。

2020 年 1 月 17 日，教育部、國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合頒布《儲能技術(shù)專業(yè)學(xué)科發(fā)展行動計劃（2020-2024 年）》，計劃在未來 5 年增設(shè)若干儲能技術(shù)本科專業(yè)、二級學(xué)科和交叉學(xué)科，完備儲能技術(shù)人才培養(yǎng)專業(yè)學(xué)科體系，并推動建設(shè)若干儲能技術(shù)學(xué)院（研究院），建設(shè)一批儲能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺，推動儲能技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)研究達到國際領(lǐng)先水平。

隨著儲能技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，儲能效率、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性均有望得到進一步的提升，結(jié)合我國日益完善的儲能行業(yè)標準，已為儲能產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。

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