儲能全球電化學(xué)儲能市場展望與技術(shù)創(chuàng)新

1、 01 可再生能源發(fā)展需要大規(guī)模儲能支撐02 全球2025 年新型儲能市場展望 03電化學(xué)儲能降本路徑： 鈉離子電池原理及發(fā)展趨勢2011年以來，隨著全球能源結(jié)構(gòu)快速向低碳形式轉(zhuǎn)型，可再生能源裝機(jī)加快發(fā)展，尤其是風(fēng)電、光伏等間歇性可再生能源在最近幾年成為全球新增裝機(jī)的主力。過去10年，全球可再生能源裝機(jī)容量始終保持8-10%的年化增速。 2021年全球可再生能源總裝機(jī)量達(dá)到3064GW（不含抽蓄），其中風(fēng)電為825GW，光伏 849GW。電力系統(tǒng)的波動(dòng)性將隨著可再生能源滲透率的提高而日漸提升，同時(shí)用電側(cè)的電氣化率提升也進(jìn)一步增加了電力系統(tǒng)調(diào)度的挑戰(zhàn)，因此電網(wǎng)需要大幅提高靈活性，各類儲能技術(shù)將扮

2、演重要的角色。本文探討的儲能需求主要以提升電網(wǎng)靈活性的電力儲能裝機(jī)為主，不包含各種便攜式儲能產(chǎn)品。電力儲能廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)，不同應(yīng)用場景對儲能的持續(xù)放電時(shí)長有不同需求，對應(yīng)電力系統(tǒng)常用的時(shí)序分析方法，可分為超短時(shí)（秒級到分鐘級）、短時(shí)（小時(shí)到數(shù)日）和長期時(shí)間尺度（周、月、年）。全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織根據(jù)各大洲電力裝機(jī)和負(fù)荷的分布特點(diǎn)，預(yù)測到2050年全球以氫能、抽水蓄能、壓縮空氣、液流電池等長時(shí)電力儲能將占到儲電量的95%，以鋰電池、鈉電池、飛輪、超級電容為主的等短時(shí)儲能將占儲能功率容量的92%。到2050年，主要應(yīng)用于發(fā)電側(cè)一次調(diào)頻、日內(nèi)調(diào)峰，以及用戶側(cè)日內(nèi)調(diào)峰的

3、短時(shí)儲能占整體儲能功率的81%，占儲電量的5%。我們預(yù)測兼具功率型和能量型的鋰離子電池、鈉離子電池等電化學(xué)儲能技術(shù)短期發(fā)展迅速，2025年以電化學(xué)儲能為主的新型儲能全球累計(jì)裝機(jī)有望從2021年的 51GWh達(dá)到741GWh，2022-2025年新增電力儲能裝機(jī)分別達(dá)到55/110/193/331GWh，復(fù)合增速有望超過70%。從2022到2035年全球電化學(xué)儲能將得到廣泛規(guī)?；瘧?yīng)用，但產(chǎn)品仍需進(jìn)一步改善安全性，提升循環(huán)次數(shù)和能量密度，以及降低成本。全球鋰資源分布不均衡的大背景下，當(dāng)前碳酸鋰價(jià)格高企，為了緩解上游資源緊張對儲能以及動(dòng)力電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展制約，以寧德時(shí)代為代表的電池企業(yè)、當(dāng)升科技、

4、容百科技為代表的材料企業(yè)紛紛布局鈉離子電池體系，寧德時(shí)代在2021年宣布計(jì)劃在2023年量產(chǎn)鈉離子電池，近期當(dāng)升科技和容百科技也相繼推出鈉離子正極材料，旨在推動(dòng)上游資源供給更為豐富，成本更低，同時(shí)安全性更高的電化學(xué)儲能技術(shù)推廣普及，共同推動(dòng)電化學(xué)儲能早日進(jìn)入TW級別的發(fā)展階段。投資建議：我們同時(shí)看好鋰離子電池與鈉離子電池在電力儲能領(lǐng)域的發(fā)展前景，推薦鈉電池及材料布局前瞻的企業(yè)：1）電池企業(yè)：寧德時(shí)代；2）材料企業(yè)：當(dāng)升科技、容百科技、廈鎢新能、璞泰來、天賜材料。風(fēng)險(xiǎn)提示：1.儲能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展不及預(yù)期；2.下游需求不及預(yù)期；3.鈉離子電池產(chǎn)品競爭加劇第一章：可再生能源的發(fā)展需要大規(guī)模儲能支撐201

5、0-2020年，公用事業(yè)光伏平均度電成本（LCOE）下降了85%，集中式光伏LCOE下降了68%，陸上風(fēng)電LCOE下降了56%，海上風(fēng)電LOCE下降了48%，光伏和風(fēng)電技術(shù)發(fā)電成本已經(jīng)達(dá)到或低于化石燃料發(fā)電成本。2011-2021年，全球可再生能源新增裝機(jī)容量增長超過130%，而不可再生能源僅增長了24%。自2014年以來，以光伏、陸上風(fēng)電為主的可再生能源新增裝機(jī)已經(jīng)開始超過非可再生能源。2021年，可再生能源累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到3064GW（不含抽蓄），發(fā)電量約為 8000TWh。為了實(shí)現(xiàn)全球升溫1.5C的情景，到2030年，可再生能源裝機(jī)容量仍將相比于2020年增加2倍以上。圖1：2010-2

6、023年全球光伏、集中式光伏、陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電平均度電成本和PPA/現(xiàn)貨競拍電價(jià)圖2：2001-2021年全球可再生能源新增新增裝機(jī)（GW）及占比（%）資料來源：IRENA，整理270非可再生能源可再生能源可再生能源占比22518013590450資料來源： IRENA，整理90%75%60%45%30%15%0%2011年以來，隨著全球能源結(jié)構(gòu)快速向低碳形式發(fā)展，可再生能源裝機(jī)加快發(fā)展速度，尤其是風(fēng)電、光伏等間歇性可再生能源在最近幾年成為全球新增裝機(jī)的主力。2021年，全球可再生能源總裝機(jī)量達(dá)到3064GW（不含抽蓄），其中風(fēng)電為825GW，光伏849GW。過去10年，全球可再生能源裝機(jī)容

7、量始終保持8-10%附近的年化增速。 圖3：2011-2021年全球可再生能源累計(jì)裝機(jī)量（GW）及同比增速3,5003,0002,5002,0001,5001,0001,0571,0901,1371,1761,2121,2471,273201120122 0132 0142 0152 0162 0172 0182 0192 02020215000水力發(fā)電風(fēng)能太陽能生物質(zhì)能地?zé)崮艹毕茉鏊?8%14312715.8%1248491187161118.5% 8.5% 8.4% 9.0% 8.7%84962281053004895908.5%39510.2% 72422010426777141300

8、911803497.9%6227328254164675145647.7%1,2961,3121,3331,41116%14%12%10%8%6%4%2%0%資料來源：IRENA，整理隨著可再生能源的發(fā)展，以光伏和風(fēng)電為代表的間歇性電源占發(fā)電量的比例逐步提高，截至到2020年，德國、英國已經(jīng)突破或者接近30%，歐盟地區(qū)整體也已經(jīng)突破20%。美國和中國分別達(dá)到12和10%，并且中國未來5年將快速提升占比。 圖4：2020年全球主要地區(qū)風(fēng)電光伏發(fā)電量（TWh）及占比其他能源發(fā)電TWh風(fēng)力發(fā)電量TWh光伏發(fā)電量TWh風(fēng)光發(fā)電占比8,0007,00033%26135%29%20%17%17%13333

9、712%11%10%10%10%14412%39610%845113513 7421819208 8 57112423027191125713243910192734765413828472,2203,5816,89646730%6,0005,0004,0003,0002,0001,0000德國英國澳大利亞意大利土耳其巴西日本法國墨西哥歐盟美國25%20%15%10%5%0%中國資料來源：Ember，整理我們比較了國內(nèi)的權(quán)威能源研究機(jī)構(gòu)全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心，以及國際可再生能源署的研究預(yù)測，兩家機(jī)構(gòu)雖然對于全球發(fā)電量的預(yù)測存在15%的差距，但對于全球可再生能源容量占比，以及發(fā)電量占比較為趨同，

10、可以借鑒兩家機(jī)構(gòu)對于以風(fēng)電、光伏為代表的間歇性電源的消納占比，用于預(yù)測儲能市場的發(fā)展依據(jù)。兩家機(jī)構(gòu)均認(rèn)為，在2030-2035年全球風(fēng)電光伏消納占比將達(dá)到40%以上，2050年達(dá)到60%以上。 表1：全球能源互聯(lián)網(wǎng)合作組織預(yù)測（GW）202120352050風(fēng)電84937496760光伏（GW）825489010920水電（GW）123022822860核電*455489520其他可再生能源150489780總發(fā)電量（TWh）270002900051000總裝機(jī)量（GW）74741630026000可再生能源發(fā)電量占比29%57%75%風(fēng)電光伏等發(fā)電量占比*8%44%60%可再生能源裝機(jī)占比4

11、1%70%82%可再生能源裝機(jī)容量（GW）3,05411,41021,320資料來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織，IEA，整理 表2：國際可再生能源署在升溫1.5C情景預(yù)測（GW）202120302050陸上風(fēng)電（GW）84929556172海上風(fēng)電（GW）8253822002光伏（GW）1230522114036水電（含抽蓄）（GW）45514652508其他可再生能源 （GW）1507493082總發(fā)電量（TWh）270004218978698總裝機(jī)量（GW）74741426630229可再生能源發(fā)電量占比29%65%90%風(fēng)電光伏等發(fā)電量占比*8%42%63%可再生能源裝機(jī)占比41%76

12、%92%可再生能源裝機(jī)容量（GW）3,0541077127799資料來源：IRENA，整理高比例清潔能源系統(tǒng)需要足夠的調(diào)節(jié)能力同時(shí)應(yīng)對來自消費(fèi)側(cè)和供應(yīng)側(cè)的隨機(jī)變化。一般把用電負(fù)荷減去風(fēng)、光出力后的值定義為凈負(fù)荷，凈負(fù)荷的波動(dòng)特性決定了能源系統(tǒng)對調(diào)節(jié)能力的需求。凈負(fù)荷的波動(dòng)性與用電負(fù)荷、新能源出力特性密切相關(guān)，隨著新能源滲透率提高而增大。以華北某省夏季典型日為例進(jìn)行分析，當(dāng)新能源滲透率為零時(shí)，用電負(fù)荷為28.54GW，即為凈負(fù)荷，呈現(xiàn)早、晚兩個(gè)高峰，夜間低谷的波動(dòng)特性；新能源滲透率達(dá)到20%時(shí)，凈負(fù)荷平均值下降，白天光伏發(fā)電使凈負(fù)荷的日內(nèi)高峰明顯減?。划?dāng)新能源滲透率增加到50%時(shí)，風(fēng)、光出力對凈

13、負(fù)荷的影響程度進(jìn)一步加大，在中午光伏最大出力時(shí)刻凈負(fù)荷降至零以下，呈現(xiàn)“鴨形曲線”特點(diǎn)；當(dāng)新能源滲透率增加到80%時(shí)，凈負(fù)荷在日內(nèi)大部分時(shí)間小于零，波動(dòng)性更加明顯。總體上看，隨著新能源滲透率的提高，凈負(fù)荷的最大值和平均值不斷下降，標(biāo)準(zhǔn)差和最大變化速率不斷提高，能源系統(tǒng)對儲能的需求越來越強(qiáng)烈。 圖5：不同新能源滲透率下凈負(fù)荷短時(shí)間尺度波動(dòng)情況資料來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織，整理表3：不同新能源滲透率下凈負(fù)荷短時(shí)間尺度波動(dòng)情況新能源滲透率（%）0205080凈負(fù)荷最大值（GW）28.5425.5917.314平均值（GW）23.4119.685.29-7.85標(biāo)準(zhǔn)差（GW）4.333.095

14、.7212.24最大變化速率（GW/h）3.894.646.7716.69資料來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織，整理電源側(cè)：跟蹤計(jì)劃出力及平滑發(fā)電輸出，為系統(tǒng)提供調(diào)峰、調(diào)頻及備用容量等輔助服務(wù)，解決棄風(fēng)、棄光；電網(wǎng)側(cè)：延緩輸變電設(shè)備的升級與增容，提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定水平；用戶側(cè)：分時(shí)電價(jià)管理、容量費(fèi)用管理、提高供電質(zhì)量和可靠性、提高分布式能源就地消納、提供輔助服務(wù)等方面。儲能廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的不同場景。不同應(yīng)用場景對儲能的持續(xù)放電時(shí)長有不同需求，對應(yīng)電力系統(tǒng)常用的時(shí)序分析方法，可分為超短時(shí)、短時(shí)和長期時(shí)間尺度。電源側(cè)：平滑新能源出力波動(dòng)、調(diào)頻等場景屬于超短時(shí)和短時(shí)尺度應(yīng)用

15、，季節(jié)性調(diào)峰等場景屬于長期尺度應(yīng)用；電網(wǎng)側(cè)：提供系統(tǒng)備用、延緩輸變電設(shè)備阻塞等均屬于短時(shí)尺度應(yīng)用； 圖6：電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)儲能情況短時(shí)尺度（小時(shí)天）長期尺度（多日及以上）平滑風(fēng)光出力跟蹤發(fā)電計(jì)劃調(diào)頻提高發(fā)電基地送出調(diào)峰調(diào)頻提供備用容量黑啟動(dòng)服務(wù)超短時(shí)尺度（秒分鐘）電源側(cè)提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性無功支撐緩解設(shè)備阻塞事故備用電網(wǎng)側(cè)用戶側(cè)：提高電能質(zhì)量、調(diào)頻屬于超短時(shí)和短時(shí)尺度應(yīng) 提高電能質(zhì)量需求側(cè)響應(yīng)備用電源參與輔助服務(wù)用，參與需求側(cè)響應(yīng)在短時(shí)和長期尺度均有應(yīng)用。用戶側(cè)資料來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織，整理根據(jù)技術(shù)類型的不同，以電能釋放的儲能方式主要分為機(jī)械儲能、電磁儲能和電化學(xué)儲能。不同儲能

16、技術(shù)具有不同的內(nèi)在特性（如功率密度和能力密度），電化學(xué)儲能同時(shí)具有較高的能量密度和功率密度，決定了其廣泛的技術(shù)適用性。其中，鋰離子電池同時(shí)具有高功率密度與高能量密度。 表4：不同儲能技術(shù)類型主要特點(diǎn)儲能技術(shù)適用儲能時(shí)長響應(yīng)時(shí)間放電時(shí)長綜合效率/%壽命：年技術(shù)成熟度應(yīng)用場景物理儲能抽水蓄能長時(shí)s-min級1-24h75-8540-60成熟調(diào)峰、備用空氣儲能長時(shí)min級1-24h70-8920-40成熟調(diào)峰、備用飛輪儲能短時(shí)ms- min級ms -15min93-9515+商業(yè)化早期調(diào)頻、平滑波動(dòng)電磁儲能超導(dǎo)儲能短時(shí)100 msms -8s95-9820+開發(fā)階段調(diào)頻、平滑波動(dòng)超級電容短時(shí)ms級m

17、s -60 min90-9520+開發(fā)階段調(diào)頻、平滑波動(dòng)電化學(xué)儲能鉛蓄電池短時(shí)ms - min級min-h75-905商業(yè)化調(diào)峰、調(diào)頻、通訊基站備用電源鈉硫電池短時(shí)ms級s-h級80-9010-15商業(yè)化調(diào)峰、調(diào)頻、能量管理、備用液流電池短時(shí)/長時(shí)ms級s-h級60-855-10商業(yè)化早期調(diào)峰、調(diào)頻、能量管理、備用鋰離子電池短時(shí)/長時(shí)ms - min級min -h級98-955-15商業(yè)化調(diào)峰、調(diào)頻、能量管理、備用化學(xué)儲能氫能短時(shí)/長時(shí)ms - min級min -h級60-9010-20開發(fā)階段調(diào)峰、調(diào)頻、能量管理、備用電轉(zhuǎn)甲烷短時(shí)/長時(shí)ms - min級min -h級-開發(fā)階段調(diào)峰、調(diào)頻、能

18、量管理、備用資料來源：中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)、中科院電工所、中國電動(dòng)汽車百人會(huì)，整理 圖7：2022-2070年全球儲能路線規(guī)劃資料來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織，整理北美地區(qū)、歐洲凈負(fù)荷長期波動(dòng)較大，需要更多的長期儲能，因此儲電量占年用電量比例明顯高于其他洲，分別達(dá)到1.8%和1.6%；而且北美光伏裝機(jī)容量較多，凈負(fù)荷短時(shí)尺度波動(dòng)較大，因此對短時(shí)儲能的需求也較大，儲能裝機(jī)需求達(dá)到最大負(fù)荷的39%，是長時(shí)和短時(shí)最大的市場之一。亞洲地區(qū)幅員遼闊，內(nèi)部各區(qū)域特點(diǎn)各異，東亞、南亞季風(fēng)型氣候明顯，風(fēng)電出力的季節(jié)性波動(dòng)較大，因此需要配置較多長期儲能。西亞、中亞光伏裝機(jī)占比高，且外送電力流較大，對短期儲能需求

19、較高；東南亞水電資源豐富，調(diào)節(jié)能力充足，對儲能需求較少。非洲和中南美新能源滲透率相對較低，凈負(fù)荷波動(dòng)主要體現(xiàn)在短時(shí)尺度，特別是非洲光伏裝機(jī)占比大，需要大量短時(shí)儲能減少棄光，儲能裝機(jī)需求約為最大負(fù)荷的30%；中南美洲水電資源豐富，為系統(tǒng)提供充足的調(diào)節(jié)能力，因此儲能裝機(jī)需求最小，僅占最大負(fù)荷的12%。綜上，全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織預(yù)計(jì)2050年前，清潔能源的大規(guī)模開發(fā)利用將為全球帶來約4.1TW、500TWh的儲能需求。 表5：2050年全球各區(qū)域儲能裝機(jī)容量預(yù)測區(qū)域歐洲非洲北美中南美亞洲合計(jì)新能源滲透率（%）653850436157%儲能裝機(jī)容量（TW）0.430.210.620.072.77

20、4.1占最大負(fù)荷比例（%）303039124438%儲電量（TWh）1351.23160.50.43204.1501占用用電量比例1.6%0.03%1.8%0.01%0.5%0.75%用電量（TWh）8,4384,1008,9174,30040,82066,574資料來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織，整理當(dāng)新能源滲透率小于等于20%時(shí)，儲能在電網(wǎng)中最大負(fù)荷占比較小，其中主要的儲能類型是抽蓄，電網(wǎng)主要依靠傳統(tǒng)化石能源機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)新能源滲透率上升至50%時(shí)，儲能系統(tǒng)和傳統(tǒng)機(jī)組對調(diào)節(jié)電網(wǎng)貢獻(xiàn)基本持平，兩者最大負(fù)荷占比超過70%，應(yīng)用最為廣泛的儲能形式轉(zhuǎn)變成電化學(xué)儲能；當(dāng)新能源滲透率上升至80%時(shí)

21、，儲能系統(tǒng)將對電網(wǎng)的調(diào)節(jié)起到主導(dǎo)作用，其最大負(fù)荷占比約80%。我們預(yù)計(jì)到2035年全球電化學(xué)儲能（含動(dòng)力電池）裝機(jī)容量將達(dá)到1000GW，2050年達(dá)到2590GW；因此2021-2025年全球電化學(xué)儲能年均新增裝機(jī)容量達(dá)到97GW，2035-2050年年均新增裝機(jī)容量達(dá)到159GW。圖8：不同新能源滲透率下維持電網(wǎng)系統(tǒng)平衡所需的調(diào)節(jié)工具最大負(fù)荷（功率）占比（%） 圖9：2035年和2050年電化學(xué)儲能（含動(dòng)力電池）和抽水蓄能功率預(yù)測 (TW)12010032.5電化學(xué)儲能抽蓄2036-2050年均新增電化學(xué)儲能159GW以上2022-2035年均新增電化學(xué)儲能97GW以上1.000.50.5

22、0.180.022.59儲能提供占系統(tǒng)負(fù)荷最大比例（ ）806040%2000%20%50%80%傳統(tǒng)機(jī)組抽蓄電化學(xué)儲能 其他短時(shí)儲能長期儲能需求側(cè) 電網(wǎng)互聯(lián)調(diào)節(jié)交易21.510.50202120352050資料來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織，整理資料來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織，預(yù)測短時(shí)尺度應(yīng)用場景包括跟蹤出力計(jì)劃、二次調(diào)頻（也稱為自動(dòng)發(fā)電控制，Automatic Generation Control，AGC）、日內(nèi)削峰填谷、提供系統(tǒng)備用等，持續(xù)放電時(shí)長要達(dá)到小時(shí)級，并可較頻繁地轉(zhuǎn)換充放電狀態(tài)，對儲能的功率等級、循環(huán)壽命要求較高，對響應(yīng)時(shí)間要求較低。長期尺度應(yīng)用場景包括長期需求側(cè)響應(yīng)、

23、季節(jié)性調(diào)峰等，持續(xù)放電時(shí)長要達(dá)到數(shù)日甚至數(shù)周，因此需要儲能的功率和容量能夠分別實(shí)現(xiàn)，具有存儲容量大、成本隨容量增長不明顯、轉(zhuǎn)化效率高等特點(diǎn)，對響應(yīng)時(shí)間、循環(huán)壽命要求較低。全球能源互聯(lián)網(wǎng)合作組織預(yù)計(jì)到2050年，短時(shí)儲能主要配置在調(diào)頻、日內(nèi)調(diào)峰、應(yīng)急備用、緩解阻塞、提高電能質(zhì)量等應(yīng)用場景，提供功率調(diào)節(jié)能力，約占全部儲能裝機(jī)容量的92%,達(dá)到3772 GW，而儲電量僅占5%左右，達(dá)到25.05 TWh（含動(dòng)力電池）；長期儲能主要配置在季節(jié)性調(diào)峰和長期需求側(cè)響應(yīng)等場景，主要提供能量型調(diào)節(jié)能力，功率僅占8%左右，為328GW，而儲電量約占95%，達(dá)到476 TWh。類型功率 (GW)儲電量（TWh）應(yīng)

24、用場景適用儲能技術(shù)短時(shí)功率型為主377225.05功率型應(yīng)用場景，比如電力調(diào)頻或平滑新能源波動(dòng)的儲能場景，則需要儲能電池在秒級至分鐘級的時(shí)間段快速作用，進(jìn)行緊急功率支撐，穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。功率型儲能應(yīng)用場景主要對儲能技術(shù)的功率等級、響應(yīng)時(shí)間、循環(huán)次數(shù)、安全性、功率成本和效率要求較高。飛輪儲能、超級電容器、鋰離子電池較為適用；鉛炭電池、液流電池、鈉硫電池一般適用。長時(shí)能量型為主328476能量型應(yīng)用場景，要求儲能技術(shù)能夠降低電網(wǎng)的高峰負(fù)荷，提高低谷負(fù)荷，平滑負(fù)荷曲線，提高負(fù)荷率，降低電力負(fù)荷需求，減少發(fā)電機(jī)組投資和穩(wěn)定電網(wǎng)運(yùn)行。能量型應(yīng)用場景主要對儲能技術(shù)的功率等級、放電時(shí)長、循環(huán)次數(shù)、安全性、能量

25、成本和效率要求較高。抽水蓄能完全適用。壓縮空氣儲能、熱儲能、鋰離子電池、鉛炭電池，液流電池、鈉硫電池、氫儲能較為適用。 圖10：2050年全球各區(qū)域儲能裝機(jī)容量預(yù)測 表6：2050年全球儲能裝機(jī)容量預(yù)測90%80%70%60%50%40%30%20%100%8%5%92%短時(shí)長時(shí)95%10%0%功率占比儲電量占比資料來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織，整理資料來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織，整理氫能源、抽水蓄能、壓縮空氣儲能等主要提供能量調(diào)節(jié)能， 比較適用于季節(jié)性調(diào)峰、長期需求響應(yīng)等情況。電化學(xué)儲能兼顧能量型和功率型的優(yōu)勢，應(yīng)用場景較為靈活，可用于一次調(diào)頻、提高電能質(zhì)量、平滑新能源出力等情況，

26、到2050年電動(dòng)車中的電池也將通過V2G的模式積極參與負(fù)荷側(cè)響應(yīng)，成為短時(shí)儲能的重要組成部分；超級電容、飛輪等短時(shí)儲能技術(shù)的功率性能佳，但是能量密度低，適用于用戶側(cè)電能質(zhì)量改善、一次調(diào)頻等場景。除了短時(shí)和長時(shí)儲能的分類之外，我們還可以根據(jù)電力系統(tǒng)具體的應(yīng)用場景，區(qū)分不同儲能的功率配比和能量配比。在測算短時(shí)儲能的市場空間上限時(shí)，我們考慮電化學(xué)和其他短時(shí)儲能所適用的場景主要為發(fā)電側(cè)日內(nèi)調(diào)峰、發(fā)電側(cè)一次調(diào)頻、用戶側(cè)日內(nèi)調(diào)峰三類情況為主，因此綜合測算2050年全球短時(shí)儲能的配置容量超過3300GW，儲電量超過26,000GWh（含動(dòng)力電池）。 表7：2050年全球儲能應(yīng)用場景及占比 表8：2050年全

27、球短時(shí)儲能應(yīng)用空間測算（GW/GWh）場景功率占比儲電量占比電網(wǎng)側(cè)-綜合應(yīng)用10%1%發(fā)電側(cè)-日內(nèi)調(diào)峰25%2%發(fā)電側(cè)-一次調(diào)頻5%0.2%發(fā)電側(cè)-一季調(diào)峰3%32%用戶側(cè)-日內(nèi)調(diào)峰51%3%用戶側(cè)-一季調(diào)峰5%62%用戶側(cè)-電能質(zhì)量1%0%應(yīng)用場景功率儲電量占比發(fā)電側(cè)-日內(nèi)調(diào)峰25%2%發(fā)電側(cè)-一次調(diào)頻5%0%用戶側(cè)-日內(nèi)調(diào)峰0.510.03合計(jì)81%5%短時(shí)儲能應(yīng)用場景（含動(dòng)力電池）3,321 GW26,066 GWh資料來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)合作組織，整理資料來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)合作組織，預(yù)測第二章：2025年新型儲能市場展望 表9：國內(nèi)儲能相關(guān)政策和規(guī)劃頒布時(shí)間發(fā)布主體政策名稱涉及儲能的

28、主要內(nèi)容2014年3月十一屆全國人大四次會(huì)議國家“十二五”規(guī)劃綱要首次提到“儲能”，要求在“十二五”期間指導(dǎo)新能源、智能電網(wǎng)、儲能行業(yè)的發(fā)展建設(shè)以及規(guī)劃新能源重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)。2014年6月國務(wù)院能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）提出加強(qiáng)電源與電網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃，科學(xué)安排調(diào)峰、調(diào)頻、儲能配套能力，切實(shí)解決棄風(fēng)、棄水、棄光問題。2016年4月國家發(fā)改委、國家能源局能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030年）提出加快發(fā)展高效儲能、先進(jìn)儲能技術(shù)創(chuàng)新、積極推進(jìn)儲能技術(shù)研發(fā)應(yīng)用、攻克儲能關(guān)鍵技術(shù)等任務(wù)和目標(biāo)。2017年9月國家發(fā)改委、國家能源局等關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見提出未來10年中國儲

29、能行業(yè)兩步走戰(zhàn)略：“十三五”期間，建成一批不同技術(shù)類型、不同應(yīng)用場景的試點(diǎn)示范項(xiàng)目，探索一批可推廣的商業(yè)模式；“十四五”期間，儲能項(xiàng)目廣泛應(yīng)用，形成較為完整的產(chǎn)業(yè)體系，成為能源領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)新增長點(diǎn)。2019年6月國家發(fā)改委、科技部等貫徹落實(shí)2019-2020年行動(dòng)計(jì)劃進(jìn)一步提出加強(qiáng)先進(jìn)儲能技術(shù)研發(fā)和智能制造升級、完善落實(shí)促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策、推進(jìn)抽水蓄能發(fā)展、推進(jìn)儲能項(xiàng)目示范和應(yīng)用、推進(jìn)新能源汽車動(dòng)力電池儲能化應(yīng)用、加快推進(jìn)儲能標(biāo)準(zhǔn)化，明確了儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的具體任務(wù)和分工。2020年1月教育部、國家發(fā)改委、國家能源局儲能技術(shù)專業(yè)學(xué)科發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2020-2024年）儲能技術(shù)人才培養(yǎng)專業(yè)學(xué)

30、科體系日趨完善，推動(dòng)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(dòng)儲能技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)研究達(dá)到國際領(lǐng)先水平，形成一批重點(diǎn)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。2020年1月國家發(fā)改委、市場監(jiān)督管理總局等關(guān)于加強(qiáng)儲能標(biāo)準(zhǔn)化工作的實(shí)施方案建立儲能標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)工作機(jī)制，建設(shè)儲能標(biāo)準(zhǔn)體系，推動(dòng)儲能標(biāo)準(zhǔn)化示范，推進(jìn)儲能國際化等重點(diǎn)任務(wù)。2021年3月全國人民代表大會(huì)中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四五規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要加快電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施智能化改造和智能微電網(wǎng)建設(shè)，提高電力系統(tǒng)互補(bǔ)互濟(jì)和智能調(diào)節(jié)能力，加強(qiáng)源網(wǎng)荷儲銜接，提升清潔能源消納和存儲能力，提升向邊遠(yuǎn)地區(qū)輸配電能力，推進(jìn)煤電靈活性改造，加快抽

31、水蓄能電站建設(shè)和新型儲能技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用。2021年7月國家發(fā)改委、國家能源局關(guān)于加快推動(dòng)新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見到2025年，實(shí)現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變，裝機(jī)規(guī)模達(dá)30GW以上；到2030年，實(shí)現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展，裝機(jī)規(guī)模基本滿足新型電力系統(tǒng)相應(yīng)需求。2021年9月國家能源局抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（20212035年）到2025年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十三五”翻一番，達(dá)到62GW以上；到2030年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十四五”再翻一番，達(dá)到 120GW左右；到2035年，形成滿足新能源高比例大規(guī)模發(fā)展需求的，技術(shù)先進(jìn)、管理優(yōu)質(zhì)、國際競爭力強(qiáng)的抽水蓄能現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)，培育形成一

32、批抽水蓄能大型骨干企業(yè)。2022年2月國家發(fā)改委、國家能源局“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案到2025年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件。其中，電化學(xué)儲能技術(shù)性能進(jìn)一步提升，系統(tǒng)成本降低 30%以上；火電與核電機(jī)組抽汽蓄能等依托常規(guī)電源的新型儲能技術(shù)、百兆瓦級壓縮空氣儲能技術(shù)實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用；兆瓦級飛輪儲能等機(jī)械儲能技術(shù)逐步成熟；氫儲能、熱（冷）儲能等長時(shí)間尺度儲能技術(shù)取得突破。到2030年，新型儲能全面市場化發(fā)展，儲能與電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)深度融合發(fā)展，基本滿足構(gòu)建新型電力系統(tǒng)需求。 表10：全國各省“十四五”風(fēng)光儲裝機(jī)目標(biāo)及當(dāng)前儲能配置要求省份文件發(fā)布日期十四五目標(biāo)

33、儲能配比配置時(shí)長 h風(fēng)電光伏儲能風(fēng)電光伏江蘇江蘇省 “十四五”可再生能源發(fā)展 專項(xiàng)規(guī)劃2022/7/11累計(jì)28GW以上，其中海上15GW以上累計(jì)35GW以上抽水蓄能裝機(jī)達(dá)到 328 萬千瓦 以上/湖南湖南省“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃2022/6/23累計(jì)12GW以上累計(jì)13GW以上優(yōu)先提升0.3GW級煤電機(jī)組深度調(diào)峰能力，增加系統(tǒng)調(diào)峰能力0.47GW以上；力爭全省形成占最大負(fù)荷5%左右的需求側(cè)響應(yīng)能力。15%5%2重慶重慶市能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃（2021-2025）2022/6/15/廣西廣西可再生能源“十四五”規(guī)劃2022/6/6新增陸上風(fēng)電并網(wǎng)不低于15GW，核準(zhǔn)開工海上風(fēng)電不低于7

34、.5GW，其中并網(wǎng)不低于3GW新增集中式/分布式光伏并網(wǎng)不低于10/3GW加快推進(jìn)7座，共計(jì)8.4GW抽水蓄能電站開工建設(shè)，力爭實(shí)現(xiàn)南寧抽水蓄能電站首臺機(jī)組投產(chǎn)，新增集中式新型儲能不低于2GW，儲能容量不低于4GWh。20%15%2浙江浙江省“十四五”新型儲能發(fā)展規(guī)劃、浙江省可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃2022/6/6累計(jì)6.4GW以上，新增4.5GW以上累計(jì)27.5GW以上，新增12GW以上，其中分布式光伏新增5GW，集中式光伏新增7GW抽蓄電站力爭新增3.4GW，累計(jì)達(dá)7.98GW；新增儲能裝機(jī)規(guī)模3GW時(shí)。/2山西浙江省可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃環(huán)境影響評價(jià)報(bào)告2022/6/1累計(jì)30

35、GW以上累計(jì)50GW左右，新增并網(wǎng)分布式光伏5GW水電（含抽蓄）2.24GW以上，新型儲能6GW左右。5-10%5%-15%/福建福建省“十四五”能源發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃2022/5/21累計(jì)9GW，新增4.1GW，海上風(fēng)電新增開發(fā)10.3GW累計(jì)5GW左右，新增3GW抽水蓄能達(dá)5GW/10%/湖北湖北省能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃2022/5/19累計(jì)10GW，新增5GW累計(jì)22GW左右，新增15GW/10%10%2上海上海市能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃2022/5/15新增1.8GW新增2.7GW/江西江西省“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃2022/5/7累計(jì)7GW，新增2GW累計(jì)24GW左右，新增16GW/10

36、%1貴州貴州省新能源和可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃2022/4/19累計(jì)10.8GW，新增5GW累計(jì)31GW左右，新增20.43GW/10%/廣東廣東省能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃2022/4/13新增海上風(fēng)電17GW，新增陸上風(fēng)電3GW新增20GW新增抽水蓄能電站2.4GW。/河北河北省“十四五”新型儲能發(fā)展規(guī)劃2022/4/10/新型儲能規(guī)模4GW以上。15%15%2云南云南省“十四五”規(guī)劃新能源項(xiàng)目清單2022/4/72021-2024年風(fēng)光項(xiàng)目共計(jì)72.94GW/北京北京市“十四五”期間能源發(fā)展規(guī)劃2022/4/1累計(jì)0.3GW，新增0.11GW新增光伏0.7GW，整區(qū)屋頂光伏新增1.2GW

37、形成10GW級的應(yīng)急備用和調(diào)峰能力/四川四川省“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃2022/3/4累計(jì)10GW，新增6GW累計(jì)12GW，新增10GW/10%/內(nèi)蒙古內(nèi)蒙古自治區(qū)“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃2022/3/9累計(jì)89GW，邊境沿線、戈壁荒漠規(guī)劃布局風(fēng)電基地20GW，累計(jì)建成分散式風(fēng)電項(xiàng)目4GW。累計(jì)45GW，其中光伏治沙基地20GW；光伏礦區(qū)生態(tài)修復(fù)基地5GW；累計(jì)建成分布式光伏發(fā)電6GW；新增太陽能熱發(fā)電0.5GW。抽水蓄能累計(jì)投產(chǎn)1.2GW。20%-30%15%-30%2河南河南“十四五”現(xiàn)代能源體系和碳達(dá)峰碳中和規(guī)劃2022/2/22新增并網(wǎng)10GW以上新增并網(wǎng)10GW以上力爭新型儲能達(dá)2

38、.2GW10%-20%10%-20%2青海青海省“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃2022/2/28累計(jì)16.5GW累計(jì)達(dá)45.8GW力爭建成電化學(xué)等新型儲能達(dá)6GW10%10%2天津天津市可再生能源“十四五”發(fā)展規(guī)劃2022/1/27累計(jì)2GW累計(jì)達(dá)5.6GW力爭儲能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到0.5GW15%10%1甘肅甘肅省“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃2022/1/5累計(jì)38.53GW累計(jì)41.69GW，其中分布式光伏3.5GW儲能累計(jì)6GW，抽蓄新增裝機(jī)總投資150億元5%-10%5%-10%2山東山東省能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃2021/8/19累計(jì)25GW累計(jì)57GW儲能設(shè)施4.5GW左右10%10%/寧夏寧夏回族自治

39、區(qū)應(yīng)對氣候變化“十四五”規(guī)劃2022/1/5累計(jì)25GW累計(jì)57GW/10%10%2經(jīng)過“十二五”和“十三五”期間國家和產(chǎn)業(yè)的持續(xù)投入，中國儲能技術(shù)的水平快速提升，壓縮空氣儲能、儲熱儲能、鉛蓄電池、鋰離子電池、液流電池和鈉離子電池已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平；抽水蓄能、飛輪儲能、超級電容器和儲能新技術(shù)和世界先進(jìn)水平還有一定差距，但總體商差距在逐步縮小。2021年中國機(jī)構(gòu)和學(xué)者發(fā)表儲能SCI論文11949篇，居世界第一位，且遙遙領(lǐng)先第二位美國，中國已經(jīng)成為全球儲能技術(shù)基礎(chǔ)研究最活躍的國家。在關(guān)鍵技術(shù)和繼承示范方面也均取得重要進(jìn)展，中國已成為世界儲能技術(shù)研發(fā)和示范的主要核心國家之一。 圖11：2021

40、年中國和世界主要儲能技術(shù)水平對比 表11：2021年中國在主要儲能技術(shù)上的研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)展抽水蓄能壓縮空氣 儲能儲熱 飛輪儲能 鉛蓄電池 鋰離子電池液流電池 鈉離子電池超級電容器儲能新技術(shù) 技術(shù)研發(fā)工程示范推廣應(yīng)用儲能技術(shù)中國研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)展抽水儲能超高水頭、超大容量抽水蓄能實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，定速抽蓄世界領(lǐng)先，變速抽蓄與國外有較大差距。壓縮空氣10-100MW儲能系統(tǒng)取得里程碑式進(jìn)展，張家口首套100MW壓縮空氣儲能項(xiàng)目達(dá)到世界引領(lǐng)水平。儲熱儲冷高溫熔鹽儲熱、大容量跨季節(jié)儲熱和儲冷、熱泵儲熱、卡諾電池以及電化學(xué)儲熱是當(dāng)前儲熱研究的熱點(diǎn)。飛輪儲能大容器功率型飛輪儲能取得階段性進(jìn)展，縮小了與國際先進(jìn)水

41、平的差距，為10MW以上項(xiàng)目應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。鉛蓄電池技術(shù)研發(fā)主要集中在鉛炭電池，通過在負(fù)極添加高活性的碳材料，抑制負(fù)極硫酸鹽化引起的容量快速衰減。鋰離子電池正負(fù)極材料、快充技術(shù)、固態(tài)電池等取得重要突破，鋰補(bǔ)償技術(shù)、無模組技術(shù)和刀片電池是技術(shù)進(jìn)展亮點(diǎn)。液流電池全釩液流電池是主流技術(shù)，解決其規(guī)?；?、成本、效率等問題是研究熱點(diǎn)，鋅溴、鐵鉻液流電池正在探索。鈉離子電池最接近鋰離子電池的電池技術(shù)，其基礎(chǔ)研究、技術(shù)水平和集成示范均取得重要進(jìn)展，已處于國際領(lǐng)先水平超級電容器在關(guān)鍵材料、單體技術(shù)、成組管控、系統(tǒng)集成與應(yīng)用和使役性能進(jìn)行全鏈條技術(shù)攻關(guān)，并實(shí)現(xiàn)規(guī)模示范。新型儲能研究重點(diǎn)是液態(tài)金屬電池、多價(jià)金屬離子電

42、池和水系電池的材料研究，相關(guān)單體、模組等正在深入研究。商業(yè)化國際國內(nèi)資料來源：中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，整理資料來源：中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，整理電化學(xué)儲能系統(tǒng)主要由電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、儲能變流器（PCS）、能量管理系統(tǒng)（EMS）及其他電氣設(shè)備構(gòu)成。電池作為整個(gè)儲能系統(tǒng)中核心組成部分，成本占到整個(gè)儲能系統(tǒng)成本的50%，是儲能降本的關(guān)鍵。 圖12：電化學(xué)儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 圖13：電化學(xué)儲能成本構(gòu)成儲能變流器（PCS）能量控制系統(tǒng)（EMS）控制信息狀態(tài)信息儲能電池組控制信息狀態(tài)信息電池管理系統(tǒng)（BMS）EMS 10%其他 5%BMS 5%CS%電池 60%P 20資料來源：GTM，整理

43、資料來源：陽光電源，測算2021年我國磷酸鐵鋰電池儲能中標(biāo)價(jià)格已下降至1.2-1.7元/Wh。根據(jù)BNEF測算，2022年全球電化學(xué)儲能EPC成本約為261美元/kWh（約1.66元/Wh），預(yù)計(jì) 2025年將降至203美元/kWh（約1.29元/Wh）。 表12：2021 年部分磷酸鐵鋰電池儲能電站 EPC 招標(biāo)情況時(shí)間省市項(xiàng)目業(yè)主中標(biāo)候選人儲能單價(jià)（元/Wh）2021年2月4日江蘇國華投資華竹根沙H1國家能源集團(tuán)陽光電源1.674國網(wǎng)武漢南瑞1.7302021年3月15日深圳深圳灣科技生態(tài)園一園區(qū)分布式儲能電站供貨及安裝深圳灣科技深圳庫博能源1.6802021年4月15日福建寧德國網(wǎng)時(shí)代福

44、建吉瓦級寧德霞浦儲能工程（一期）EPC國網(wǎng)時(shí)代中國電建福建2.034平高集團(tuán)1.1202021年4月29日河南河南平煤鋰500kW/2400kWh用戶側(cè)儲能項(xiàng)目河南平煤國能鋰電科華數(shù)據(jù)1.247中航鋰電1.2462021年8月2日山東山東半島南3號海上風(fēng)電配套儲能系統(tǒng)設(shè)備國家電投上海和元儲能1.310科華數(shù)據(jù)1.3452021年8月18日山東三峽能源慶元儲能電站示范項(xiàng)目EPC三峽新能源山東電力1.780中國電建華東院1.710中國能建山西院1.7362021年9月3日山東山東華電滕州儲能電站仙姑電化學(xué)儲能系統(tǒng)設(shè)備華電滕州新能源山東電氣1.375許繼集團(tuán)1.4302021年9月29日河南華潤電力

45、原陽縣20MW分散式風(fēng)電項(xiàng)目配置3MW/6MWh儲能系統(tǒng)EPC總承包華潤風(fēng)電遠(yuǎn)景能源1.5702021年9月29日河南華潤電力杞縣分散式風(fēng)電項(xiàng)目儲能系統(tǒng)EPC華潤風(fēng)電遠(yuǎn)景能源1.4102021年11月4日山東海華新能源（鄄城）有限公司100MW風(fēng)電項(xiàng)目海華新能源許繼電氣1.598上海融和1.7002021年11月4日山東華潤電力禹城一期風(fēng)電項(xiàng)目儲能系統(tǒng)EPC海華新能源許繼電氣1.440資料來源：招標(biāo)采購網(wǎng)、能源電力說，整理美國：由于儲能ITC稅收抵免率由2020-2022年的26%下降至2023年的22%，近兩年美國新型儲能項(xiàng)目存在搶裝現(xiàn)象；意大利推出戶用光伏及儲能稅收減免的新生態(tài)政策，最高減

46、110%，戶用光伏有望持續(xù)增長；愛爾蘭已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了2020年采用40%可再生能源電力的目標(biāo)，儲能項(xiàng)目作為電網(wǎng)輔助服務(wù)的需求越來越迫切；由于島嶼眾多，菲律賓電網(wǎng)系統(tǒng)互連率低，正在推動(dòng)建設(shè)可再生能源和儲能新型電網(wǎng)體系。2021年新增德國新增家用光伏的配出比超過60%，約40萬套；澳大利亞在各州補(bǔ)貼及FIT退坡的支持下達(dá)13套；預(yù)計(jì)2025年，美國、歐洲、日本、澳大利亞將繼續(xù)引領(lǐng)全球家用儲能市場。 圖14：全球新型儲能裝機(jī)容量及占比前十國家（截至2021年底） 圖15：全球家儲典型市場增長情況（MWh）10,0008,0006,0004,0002,000862434%6342新增裝機(jī)（MW）新增裝機(jī)占

47、比25%20298%15226%126812685%5% 761507507228340%30%20%9%10%4,0003,5003,0002,5002,0001,5001,000澳大利亞美國德國01%3%2%2% 2540%5000201620172018201920202021資料來源：中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，整理資料來源：中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，整理2021年特斯拉儲能新增裝機(jī)3.9GWh，同比增長32%，約占全球新型儲能市場份額的16%。2017-2021年，特斯拉儲能新增裝機(jī)年均復(fù)合增長率高達(dá)82.74%。目前特斯拉旗下主要有Powerwall、Powerpack、Megapack

48、三款儲能產(chǎn)品，其中， Powerwall是2015年5月推出的戶用儲能電池；Powerpack和Megapack則是商用能源產(chǎn)品，分別于2017年和2019年推出，供商業(yè)機(jī)構(gòu)和公共事業(yè)機(jī)構(gòu)使用。2021年特斯拉儲能裝機(jī)增長動(dòng)力主要來源于Megapack。特斯拉正在提高M(jìn)egapack工廠的產(chǎn)能。由于市場需求仍持續(xù)高于產(chǎn)能，特斯拉儲能裝機(jī)增長仍受到電池產(chǎn)能的限制。據(jù)特斯拉高管在業(yè)績交流會(huì)中透露， Megapack目前在全球儲能市場正處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。 2021年，年產(chǎn)40GW的Megapack工廠已在美國加州破土動(dòng)工，建成后特斯拉的產(chǎn)能將從現(xiàn)有的 3GWh擴(kuò)大至40GWh。 圖16：特斯拉儲能

49、系統(tǒng)裝機(jī)量（MWh）及同比增速1,8001,6001,4001,2001,0008006004002000600%特斯拉儲能系統(tǒng)安裝量MWh522%同比增速12741295978199%846204%117%104%136%100%83%109%57%59%44571%9071%46%14%1%-39%-38%500%400%300%200%100%0%-100%資料來源：公司公告，整理根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟的不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2021年底，2021年我國新增電力儲能裝機(jī)繼續(xù)保持高速增長，新增投運(yùn)規(guī)模達(dá)10.5GW，同比增長220。新增最多的是抽水蓄能，單機(jī)規(guī)模100MW以上，占年度新增裝

50、機(jī)79%左右，約8.1 GW。其次是鋰離子電池、壓縮空氣儲能、液流電池、鉛蓄電池、儲熱儲冷技術(shù)，單機(jī)可達(dá)10-100MW，其中鋰離子電池新增裝機(jī)達(dá)到18%，約1.8 GW。第三是鈉離子電池、飛輪儲能、超級電容器，目前單機(jī)容量已達(dá)到MW級，其中鈉離子發(fā)展受關(guān)注最多，未來可能進(jìn)入第二梯隊(duì)。第四是液態(tài)金屬、金屬離子電池、水系電池等新型儲能技術(shù)，需要進(jìn)一步的研發(fā)，以今早實(shí)現(xiàn)集成釋放和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。 圖17：2021年中國儲能新增裝機(jī)規(guī)模（MW）超級電容器, 2.0, 0%鉛蓄電池, 1.7, 0% 圖18： 2021年中國儲能新增裝機(jī)梯隊(duì)劃分飛輪儲能, 2.8, 0%液流儲能, 23, 0%壓縮空氣儲能

51、, 170, 2%鋰離子電池, 1843, 18%儲熱儲能, 100, 1%鈉離子電池, 0.2, 0%其他, 1.0, 0%抽水蓄能鈉離子電池第一梯隊(duì) 第二梯隊(duì)壓縮空氣儲能、液流電池、鉛蓄電池、儲熱儲冷電池抽水蓄能, 8050, 79%鈉離子電池 第三梯隊(duì)技術(shù)飛輪儲能、超級電容器應(yīng)規(guī)用第四梯隊(duì)液態(tài)金屬、金屬離子電池、水系電池等模資料來源：中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，整理資料來源：中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，整理截至2021年底，全球已投運(yùn)電力儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模209.4GW，同比增長9%。其中，抽水蓄能的累計(jì)裝機(jī)占比首次低于90%，比去年同期下降4.1個(gè)百分點(diǎn)；新型儲能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模緊隨其后，為2

52、5.4GW，同比增長67.7%，在新型儲能中，鋰離子電池占據(jù)絕對主導(dǎo)地位，市場份額超過90%。截至2021年底，中國已投運(yùn)電力儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模46.1GW，占全球市場總規(guī)模的22%，排名世界第二，同比增長30%。其中，抽水蓄能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模最大，為 39.8GW，同比增長25%，所占比重與去年同期相比再次下降，下降了3個(gè)百分點(diǎn)；新型儲能增速最快，同比增長75%，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到5.7GW。2021年，中國新增儲能項(xiàng)目首次突破10GW，達(dá)到10.5GW，其中，抽水蓄能新增8GW，同比增長437%；新型儲能新增容量規(guī)模首次突破2GW，達(dá)到2.4GW（ 4.9GWh ），同比增長54%。 圖19

53、：全球電力儲能市場累計(jì)裝機(jī)規(guī)模（截至2021年底，單位：GW ）熔融鹽儲熱, 3.4, 2%鋰離子電池, 23.2, 11%抽水蓄能, 180.5, 86%新型儲能, 25.5, 12%壓縮空氣, 0.6, 1%鉛蓄電池, 0.6, 0%鈉硫電池, 0.5, 0%飛輪儲能, 0.5, 0%液流電池, 0.2, 0%其他, 0.1, 0%資料來源：中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，整理 圖20：中國電力儲能市場累計(jì)裝機(jī)規(guī)模（截至2021年底，單位：GW）抽水蓄能, 39.8,86%熔融鹽儲熱, 0.6,1%鋰離子電池, 5.2, 11%新型儲能, 5.8, 13%壓縮空氣, 0.2, 1%鉛蓄電池, 0.

54、3, 1%飛輪儲能, 0.0, 0%超級電容, 0.0, 0%液流電池, 0.1, 0%其他, 0.0, 0%資料來源：中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，整理注：新型儲能是指除抽蓄、熔融鹽儲熱等以外的儲能，主要包括電化學(xué)儲能、壓縮空氣、飛輪儲能等。截至2021年底，全球新型儲能累計(jì)裝機(jī)25.37GW，同比增長67.7%；2021年全球新增裝機(jī)10.24GW，同比增長78.2%；2013-2021年全球新增裝機(jī)年均復(fù)合增長率高達(dá)79.5%。美國、中國和歐洲引領(lǐng)全球儲能市場的發(fā)展，三者合計(jì)占全球市場的80%。從應(yīng)用端來看，全球新型儲能項(xiàng)目電源側(cè)、用戶側(cè)、電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用比例趨于均衡，其中電源側(cè)占比最高，約為37%

55、。 圖21：2012-2021年全球新型儲能累計(jì)和新增裝機(jī)規(guī)模（MW）及累計(jì)同比 圖22：2021年全球新型儲能項(xiàng)目應(yīng)用領(lǐng)域30,00025,00020,000累計(jì)裝機(jī)（MW）新增裝機(jī)（MW）累計(jì)同比100%25,36615,12490%80%70%60%電源側(cè) 37%用戶側(cè) 31%15,00050%10,00040%30%5,00002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017201820192020202120%10%0%電網(wǎng)側(cè) 32%資料來源：中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，整理資料來源：中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，整理截至2021年底，中國新型儲能累計(jì)裝機(jī)5.73GW，同比

56、增長74.5%；2021年中國新增裝機(jī)2.45GW，同比增長56.2%；2013-2021年新增裝機(jī)年均復(fù)合增長率高達(dá)84.2%。從應(yīng)用端來看，中國新型儲能項(xiàng)目偏向于電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)，其中電源側(cè)占比最高，約為41%。2021年，新型儲能中鋰離子電池和壓縮空氣均有百兆瓦級項(xiàng)目并網(wǎng)運(yùn)行，特別是后者，在2021年實(shí)現(xiàn)了跨越式增長，新增投運(yùn)規(guī)模170MW，接近2020年底累計(jì)裝機(jī)規(guī)模的15倍。 圖23：中國新型儲能累計(jì)和新增裝機(jī)規(guī)模（MW）及累計(jì)同比 圖24： 2021年中國新型儲能項(xiàng)目應(yīng)用比例7,0006,0005,0004,0003,0002,0001,0000累計(jì)裝機(jī)（MW）新增裝機(jī)（MW）累計(jì)同

57、比5,7303,2842011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 202190%80%70%60%50%40%30%20%10%0%電源側(cè) 41%用戶側(cè) 24%電網(wǎng)側(cè) 35%資料來源：中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，整理資料來源：中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，整理我們預(yù)測未來幾年全球以電化學(xué)儲能為主的新型儲能保持高速增長，2022年海外儲能同比增速最高，達(dá)到573%。到2025年，國內(nèi)市場主要通過新能源集中式項(xiàng)目的發(fā)電側(cè)配儲、電網(wǎng)調(diào)峰能力建設(shè)等方式，以電化學(xué)為主的新型儲能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到182GWh，用電側(cè)工商業(yè)和大工業(yè)配儲電量達(dá)到70GWh；海外以歐美澳

58、等光伏裝機(jī)較多的市場為主，到2025年儲能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到490GWh。 表13：全球新型儲能市場發(fā)展預(yù)測（以電化學(xué)為主）GWh20212022202320242025全球新型電力儲能累計(jì)裝機(jī)50.8106217410741全球新型電力儲能新增裝機(jī)1055110193331新增裝機(jī)同比增速439%100%75%71%中國新型電力儲能累計(jì)裝機(jī)11.530.769.1136.4251.7中國新型電力儲能新增裝機(jī)4.919.238.467.3115新增裝機(jī)同比增速292%100%75%71%海外新型電力儲能累計(jì)裝機(jī)3975147273490海外新型電力儲能新增裝機(jī)53672126216新增裝機(jī)同比增速5

59、73%100%75%71%資料來源：裝機(jī)功率數(shù)據(jù)來自中關(guān)村儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，儲能裝機(jī)儲電量數(shù)據(jù)（gwh）為估算和預(yù)測，該儲能預(yù)測不考慮不具備負(fù)荷側(cè)或者系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的儲能，例如便攜式小儲能、通信基站備用電源等。第三章：鈉離子電池原理及發(fā)展趨勢鈉離子電池由來已久，與鋰離子電池原理相同。鈉離子電池最早由ARMAND團(tuán)隊(duì)于20世紀(jì)80年代提出，在90年代經(jīng)過產(chǎn)業(yè)化推廣得到技術(shù)應(yīng)用。鈉離子電池本質(zhì)是在充放電過程中由鈉離子在正負(fù)極間嵌入脫出實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移、而鋰離子電池是通過鋰離子在正負(fù)間移動(dòng)來進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移，工作原理實(shí)質(zhì)上相同的。從材料體系來看，除了隔膜以外，其他各材料組分均有明顯變化，特別是正極和負(fù)極材料變

60、化明顯。 圖25：鈉離子電池工作原理圖資料來源：鈉離子電池正極材料研究進(jìn)展，整理 表14：鈉離子電池與鋰離子電池材料體系對比材料與設(shè)備鋰離子電池鈉離子電池正極材料磷酸鐵鋰、三元材料等鐵錳銅/鎳三元體系、磷酸體系、硫酸體系、普魯士藍(lán)類化合物等負(fù)極材料石墨碳類材料、金屬氧化物、磷基材料電解液溶質(zhì)為六氟磷酸鋰溶質(zhì)為六氟磷酸鈉隔膜無變化無變化集流體銅箔鋁箔設(shè)備無變化無變化資料來源：: 中科海納官網(wǎng)、鈉離子電池正極材料研究進(jìn)展，整理鈉資源豐富：鈉元素在地殼中豐度為2.3%，位居所有元素第六位，顯著高于鋰元素的0.0017%。陳立泉院士表示目前全球探明的可供開采的鋰資源儲量僅能滿足14.8億輛電動(dòng)汽車，隨