儲能行業(yè)2023年未來已來

行業(yè)概況儲能技術(shù)成為剛需減少棄風棄電，促進實現(xiàn)可再生能源發(fā)電的削峰填谷新能源發(fā)電波動性明顯存在峰值時發(fā)電功率高于電網(wǎng)負荷產(chǎn)生棄風棄光的問題未來隨新能源裝機比例提升，棄風棄光的問題將日益突出。加強電網(wǎng)基建可以提升其負荷，使其可以承載更高功率的發(fā)電。配備發(fā)電側(cè)儲能則可以在電網(wǎng)輸送通道受限和光伏/風電滿負荷工作的情況下實現(xiàn)調(diào)峰平滑新能源發(fā)電輸出曲線緩解電網(wǎng)負擔削峰谷可以在低需求時段吸收電力，并在高峰需求時段將其釋放到電網(wǎng)或支持客戶的負載這有效地將一些負荷從高峰時段（紅色）轉(zhuǎn)移到非高峰時段（綠色）。圖表1削峰填谷AEClutain，利用峰谷差進行套利，減少電費支出在用戶方面儲能最常見的應用是利用峰谷電價差進行套利具體來說通過在電價時給儲能系統(tǒng)充電，在高電價時給儲能系統(tǒng)放電，可以實現(xiàn)峰谷電價差套利，降低電力成本。對于大型工業(yè)企業(yè)來說，也可以利用儲能在負荷高峰時放電，從而實現(xiàn)降低產(chǎn)能電費。根據(jù)NREL研究表明，在實際的系統(tǒng)中，這些家庭在第一年平均支付394美元的能源費用和516美元的需求費（計費周期內(nèi)間隔內(nèi)所需的最大電量向客戶收取額外費用選取五個家庭進行研究，平均而言，賬單節(jié)省-最佳調(diào)度導致第一年的能源費用減少6（22美元第一年的需求費用減少73（374美元能源費用的減少相對較小因高峰期和非高峰期的能源費用相差只有1美分，因此，增加節(jié)約的空間很小。圖表2峰谷價差調(diào)節(jié)能源費用和需求費的一年費一年求用每個波需求每個波需求家庭號實際的最優(yōu)的減少的實際的最優(yōu)的減少的實際最的實際最的1$.9$.06$.1$857712|65|02$.9$.22$.4$.27212|06|03$.7$.86$.7$.37912|77|24$.9$.35$.6$.36712|212|05$.5$.49$.1$827112|79|0平均±差）$(±$)$26±2$(±$)$273(512|478|4NRL，提高電力統(tǒng)穩(wěn)定性新能源發(fā)電設備在過程中,外部環(huán)境不能確保設備可以持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電,存在一定的隨機性儲能系統(tǒng)可以對隨機性間歇性和波動性的可再生能源發(fā)電出力進行平滑控制從源頭降低波動性，滿足可再生能源并網(wǎng)要求，為未來大規(guī)模發(fā)展應用打好基礎。全球范圍內(nèi)具有突發(fā)性影響范圍超過10萬人停電時長＞1h的大停電事故屢屢發(fā)生美國、加拿大、澳大利亞、巴西、印度等國家大停電事故發(fā)生次數(shù)最多，普遍具有國土面積遼闊、供電跨度大、電力運行工況復雜的特點。北美電網(wǎng)系統(tǒng)設施老舊，亞非拉地區(qū)缺乏強大電力設施建設投入導致斷電缺電現(xiàn)象頻發(fā)疊加氣候變暖寒潮龍卷風、高溫干旱等極端氣候多發(fā)，當?shù)鼐用駥o急備電需求屬于剛需。戶用家儲在電廠事故或者極端自然災害事件中提供應急電源，提高用電穩(wěn)定性。全球分布式光伏和戶用家儲仍處于低水平起步階段，大部分地區(qū)光儲滲透率在10以下，發(fā)展空間大。加拿大北美洲澳大利加拿大北美洲澳大利英國巴西% %印度新西蘭菲律波多黎各 美國其他資料來源：北極星火力發(fā)電網(wǎng)，儲能技術(shù)分類按照應用域通常根據(jù)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)的位置將儲能分為表前業(yè)務和表后業(yè)務其中發(fā)電側(cè)及輸電側(cè)屬于表前業(yè)務，用電側(cè)屬于表后業(yè)務，每個部分的儲能目的各不相同。圖表4按應用領(lǐng)域分類資料來源：派能招股說明書，按照應用術(shù)廣泛使用的儲能技術(shù)分類方法是基于其儲能形式儲能可以分為機械儲能、電學儲能、熱儲能和化學儲能。圖表5按應用技術(shù)分類METtdy，機械儲能最廣泛和成熟的存儲技術(shù)是機械儲能中的抽水儲能占全球總能量存儲容量的95但是由于受到地理因素和成本的原因目前占有量呈下降趨勢根據(jù)抽水能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2021截至2021年底我國抽水蓄能電站裝機容量3639萬千瓦居界首位。熱儲能：以熱能的形式儲存電能或熱能。在放電循環(huán)中熱量被轉(zhuǎn)移到流體中，后被用于驅(qū)動熱機并將電排放回系統(tǒng)根據(jù)儲存熱量的原理熱能儲存可分為感熱(加固體或液體介質(zhì)的溫度)、潛熱(改變材料的相)或熱化學熱(支持吸熱和放熱反應)?；瘜W能儲存系統(tǒng)通過化學鍵的形成來儲存電能兩種最受歡迎的新興技術(shù)都是于“電轉(zhuǎn)氣”的概念：“電轉(zhuǎn)氫發(fā)電”和“電轉(zhuǎn)合成氣發(fā)電”。電化學儲能電池將能量儲存在兩種化學溶液中這兩種化學溶液儲存在外部儲中，并通過一堆電化學電池，其中充放電過程是通過一種選擇性膜進行的。按時間領(lǐng)分類根據(jù)儲能時長，可以分為短期、中期和長期儲能。根據(jù)能量釋放持續(xù)時間，可以將儲能方式進行區(qū)域分類。中等持續(xù)時間的類別分鐘到小時之間，功率范圍在10-100M長時間類別跨度為數(shù)小時到數(shù)天，功率范圍在300MW以上。目前大多數(shù)部署的電池儲存設施的儲存時間為4小時或更短，如鉛酸電池、部分鋰電池、電磁儲能，可用于調(diào)峰調(diào)頻、平滑出力、緊急備用等;大多數(shù)現(xiàn)有的抽水蓄能設施的持續(xù)時間為8-12小時或長，屬于長期儲能，可用于電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、備用容量等。每一種應用對儲能技術(shù)都有其特定的要求。一些應用需要高功率和長存儲時間，而另一些應用則相反。因此，在采儲能之前，了解其技術(shù)特點及其應用要求是非常重要的。圖表6按時間領(lǐng)域分類Reerhae，存儲技術(shù)在能量密度上也有所不同，能量密度是每單位體積所能存儲的最大能量。具有高能量密度的電池技術(shù)特別適合用于電動汽車和移動電子設備;然而能量密度較低的技術(shù)可以用于電力系統(tǒng)的存儲應用在這些應用中空間的有效利用通常不那么重要。儲能發(fā)展趨勢儲能總需求量呈現(xiàn)上升趨勢未來隨著成本持續(xù)下降及商業(yè)模式日益成熟儲能市場發(fā)展?jié)摿薮箢A計2022全球新增裝機容量將達35.5GWh，未來有望持續(xù)保持高增長，預計2025年新增裝機300Wh，221205年AR達97.。根據(jù)Gloalae數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，預計2026年全球電化學儲能量可以達到92.2GW。圖表7 2025年全球儲裝機總需求 圖表8全球電化學儲場趨勢0

00 00 0 0 0 GGW0 0 0 0 0 0 0 200 201 202E 203E 204E 205E

CNSA， Glblaa，未來4小電池儲能在儲能市場占有主導地位根據(jù)NREL建模的場景分析到2050年美國每天的存儲部署可能在130GW到80之間，這足以支持80或更高的可再生能源發(fā)電。預計未來4小時電池儲能在儲能市占有主導地位。圖表9不同場景儲能測NRL，存量以抽蓄能為主，電化學儲能主導增量化學儲能和電化學儲能統(tǒng)稱為新型儲能，是目前主要主要的發(fā)展方向電化學儲能同時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，鋰離子電池同時具有高功率密度與高能量密度根據(jù)CNESA全球儲能項目數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計截至年底，中國各類型儲能裝機量結(jié)構(gòu)與全球情況相似，均以抽水蓄能為主要裝機類型，占據(jù)86左右裝機容量全球運行的電力儲能項目容量總計為209.4W同比增長9水蓄能比重首次低于90同比下降4.1個百分點其次是新儲能為25.4W同比長67.7。鋰離子電池在新能源存儲中占比最大，市場份額超過90。圖表10全球電力儲能場容量MW（2021年底) 圖表11中國電力儲能場容量MW（2021年底）抽水儲能抽水儲能 熔巖熱儲能 鋰離子電池儲能鈉離子電池儲能蓄電池 液流電其它 壓縮空氣儲能 飛輪儲.%83.6%89.%抽水儲能 熔巖熱儲能 鋰離子電池儲能鈉離子電池儲能蓄電池 液流電其它 壓縮空氣儲能 飛輪儲12.2%86.2%90.%CNSAlblngySoaerjctDtbse， CNSAlblEegySoaePoetaaae，華安證券研究所電化學儲以鋰離子電池為主流方向抽水蓄能占據(jù)儲能絕對份額，鋰離子電池是電化學儲能主流技術(shù)路線。結(jié)果表明，通過對不同儲能技術(shù)的功率和能量密度的比較，可以確定儲能裝置的尺寸。儲能裝置的體積隨著功率和能量密度的增加而減小，因此鋰離子電池可以獲得更小的尺寸。另一方面，左下角顯示了更大體積的儲能設備。所有熱儲能和電化學儲能裝置(Ni-M,a-S,Li-on&aNCl)的能量密度都高于其他儲能裝置。相反SCESSMES和ES功率密度高于其他儲能設備類型此外CAES和PHS的能量密度最小，同時，CAES、PHS、VRB、PSB和ZnBr提供的功率密度也最小。圖表12儲能裝置功率能量密度比較ReealendutanbeEegy，在功率和能量密度方面，電化學存儲系統(tǒng)特別是鋰離子電池與其他能源存儲備相比，具有平均功率密度和能量密度較高的特點。因此，鋰離子電池具有體積小的勢。在最新技術(shù)中，鋰離子電池也展現(xiàn)出優(yōu)勢。圖表13最新儲能技術(shù)能分析ReealendutanbeEegy，1.3.4存儲成本持續(xù)降低，性能更優(yōu)鋰離子電池組的成本在過去10年里下降了80以上，而且在電動汽車需求的推下隨著生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴大預計成本還將繼續(xù)下降根據(jù)BloombrgEF數(shù)據(jù)鋰離子電池電池組2021年的成本為132美元/千瓦。圖表14鋰電池包價格時間變化趨勢NRLTasomngEEGY儲能行業(yè)賽道儲能電池儲能電池產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游原材料及設備中游儲能系統(tǒng)及集成下游電力系統(tǒng)儲能應用。儲能電池上游的原材料主要包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜以及結(jié)構(gòu)件等;上游的集成系統(tǒng)設備主要包括涂布機攪拌機等產(chǎn)業(yè)鏈中游主要為儲能系統(tǒng)的成與制造對于一個完整的儲能系統(tǒng)一般包括電池組電池管理系統(tǒng)(BMS)能量管系統(tǒng)(EMS以及儲能變流器(PC)四大組成部分產(chǎn)業(yè)鏈下游的應用場景主要發(fā)電側(cè)電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的電力系統(tǒng)儲能。電池組是儲能系統(tǒng)最主要的構(gòu)成部分；電池管理系統(tǒng)主要負責電池的監(jiān)測、評估、保護以及均衡等；能量管理系統(tǒng)負責數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡監(jiān)控和能量調(diào)度等；儲能變流器可以控制儲能電池組的充電和放電過程，進行交直流的變換。圖表15儲能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈資料來源：《派能科技招股說明書》，儲能電池系統(tǒng)由電池組和電池管理系統(tǒng)兩部分組成電池組是整個儲能系統(tǒng)中成占比最高的部分，約占70，BMS占比為6，儲能電池系統(tǒng)占電化學儲能成本比76。圖表16電化學儲能成構(gòu)成BMS6

PCS6

EMS3EPC4變壓器3集裝箱8電池模組70資料來源：中國能源研究會，儲能電池能大部分的儲能設備都不需要運動，所以不需要能量密度、功率密度，不同能量存儲方案對能量密度的需求也不同；在電池材料上，要注重材料的膨脹率、能量密度、電材料性能的均勻性，以達到更好的使用壽命和更低的價格。儲能電池充放電更為頻繁在相同的10年日歷壽命的前提下對循環(huán)壽命有著更高的要求若儲能電站和家用儲以每天一次的頻率進行充放電，儲能鋰電池的循環(huán)次數(shù)壽命一般要求能夠大于3500次，若提高充放電頻率循環(huán)壽命要求通常要求能夠達到5000次以上此外由于儲能電的規(guī)模基本上都是兆瓦級別以上甚至百兆瓦的級別，因此儲能電池的成本要求比動力電池的成本更低安全性也要求更高儲能電池的要求是0.5K1KKW（含ACK及BMS儲能電池對于價格更為敏感和苛刻，天量級別的需求數(shù)量決定了儲能電池的成本控制相比車用電池來說更為重要。圖表17動力和儲能電體系性能要求比較國際能源網(wǎng)，中汽數(shù)據(jù)，綜上，儲能應用對電池的能量密度和功率密度的要求有所放寬，更強調(diào)降低配儲度電成本，儲能電池需具有低成本、長壽命，且確保電池應用的安全性。磷酸鐵鋰電池性能與儲能需求適配度較高，已成為國內(nèi)主流路線。三元鋰電池能量密度和功率密度高，但成本較高且安全性相對較弱2022年6月國家能源局綜合《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要（2022年版（征求意見稿提出中大型電化學儲能電站不得用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池。磷酸鐵鋰電池安全性優(yōu)、循環(huán)壽命長、金屬資源儲量豐富、成本較低且環(huán)保，已成為儲能電池的主要選擇。圖表18不同電池體系能對比資料來源：《鈉離子電池：從基礎研究到工程化探索》，鋰離子電池鋰電池儲能是當前技術(shù)最為成熟、裝機規(guī)模最大的電化學儲能技術(shù)。根據(jù)中關(guān)村儲能數(shù)據(jù)2021年鋰離子電池占中國新型儲能裝機量的897是最具代表性的新型儲能技術(shù)，目前廣泛應用于1-2小時的中短時儲能場景中，在4-8小時的儲能項目中也有應用。鋰離子電池儲能產(chǎn)業(yè)鏈相對來說已經(jīng)比較成熟，在整個系統(tǒng)中，電池成本占比最高。但受限于上游鋰資源價格居高不下，當前的整個鋰離子電池儲能系統(tǒng)成本與201年初相比不降反升。鈉離子電池鈉電池組成結(jié)構(gòu)、工作原理與鋰電池相似。鈉電池是一種新型二次電池，其組成結(jié)構(gòu)與鋰電池相似，主要包括正極材料、負極材料、電解液和隔膜。鈉電池主要通過N+在電池正負極之間來回的脫出和嵌入來實現(xiàn)充放電過程在充電時Na+從正極材料脫出經(jīng)過電解液和隔膜嵌入到負極材料，此時，外電路中電子從負極流向正極。鈉電池放電過程與充電過程相反。鋰電池則是通過Li+在電池正負極之間來回的脫出和嵌入來實現(xiàn)上述過程，因此兩者工作原理相似，均被稱為“搖椅式電池”。圖表19鈉離子電池工原理資料來源：中科海納官網(wǎng)，寧德時代2021年7月分布的第一代鈉離子電池單體能量密度達到160h/g，已經(jīng)接近磷酸鐵鋰電池的能量密度目前海辰儲能正式發(fā)布的2022電池新品首款300Ah電力儲能和大圓柱戶用儲能專用電池，循環(huán)壽命可達12000次，能量效率達95。采用辰儲能300h電力儲能專用電池的儲能系統(tǒng)，相較當下280h儲能電池，可以實現(xiàn)全生命周期度電成本降低25.3如果以用戶側(cè)儲能電站按照一天一充應用場景下可實現(xiàn)IRR（內(nèi)部收益率）提高18.4；前三年儲能系統(tǒng)總放電量增加5，從而減少電量超配實現(xiàn)初始投資節(jié)省5。根據(jù)中科海鈉和中國儲能網(wǎng)的測算，1wh鋰電成本為0.3元，鈉電成本則為0.9元，鉛酸電池成本為0.40元。電池組性能決定最終產(chǎn)品的安全性、使用壽命，也最終決定了儲能系統(tǒng)的盈利性。與動力電池追求極致的能量密度不同，儲能電池更加注重循環(huán)壽命。若要提升儲能經(jīng)濟性，除系統(tǒng)降本外，提升循環(huán)壽命亦為重要途徑。數(shù)據(jù)顯示，當儲能電池循環(huán)壽命提升到1000次儲能成本將降至1000元/Wh以下扣除充放電損耗和折舊度電成本將低于0.16元因此下一階段除關(guān)注電池自身降本情況外也需關(guān)注儲能系統(tǒng)循環(huán)次數(shù)提升情況。圖表20循環(huán)壽命對儲度電成本的影響資料來源：《電工電能新技術(shù)》，儲能電池成本預算鋰離子電池全壽命儲能度電成本（LCOS）測算核心假設:初始投資成本包括能量成本PCSBMS、EMS系統(tǒng)成本建設成本以及其他成本鋰離子電池儲能系統(tǒng)初始投資成本由于項目區(qū)別具有一定差異，綜合近期鋰離子電池儲能項目中標價格為1.5元/h。年度運維成本：運維成本包括電站運營期間的燃料動力費、以及為了維持電站運營所必須的零部件更換、系統(tǒng)維護、人工費等費用，根據(jù)儲能類型的不同大致占初始投資成本的1-10。鑒于鋰離子電池儲能電站普遍采用遠程監(jiān)控與定期巡檢相結(jié)合的方人工費用相比其他電池類型低，假設運維成本占初始投資成本的4。系統(tǒng)殘值率：儲能系統(tǒng)報廢的剩余價值減去處置成本所得到的凈值，根據(jù)電池類型不同占初始投資成本的3-40其中磷酸鐵鋰電池相較其他類型電池回收價值較低設其系統(tǒng)殘值率為5。系統(tǒng)壽命：鋰離子電池循環(huán)壽命為3500-000次，假設其循環(huán)壽命為7500次，年均循環(huán)次數(shù)500次，則系統(tǒng)壽命為15年。圖表21磷酸鐵鋰電池LOS測算核心假設 圖表22磷酸鐵鋰電池LOS測算數(shù) 值 數(shù)

年 0 1 2 ..... 15本元Wh)0本元Wh)02數(shù)次)本元Wh)01命)本元Wh)006率%)25

本元Wh)15量本元Wh)15量MWh)資元)本W(wǎng)h)07度%)舊)PCS元Wh)03率%)免元)BMS元Wh)01命)350-1000本元)EMS元Wh)01量%)量值) 1 4 值%)6本L值%)6本LCO(/wh)率%)資料來源：知網(wǎng)文獻， 資料來源：知網(wǎng)文獻，在初始投資成本1.5元/Wh，年均循環(huán)次數(shù)500次，儲能壽命為15年的假設下，鋰離子電池儲能系統(tǒng)度電成本約為0.56元/Wh。鈉離子電池儲能全壽命儲能度電成本（LCOS）測算核心假設:初始投資成本：當前鋰離子產(chǎn)業(yè)化正在推進中，假設成熟時期可比鐵鋰電池低30目前成本約370元/Wh，而且隨著產(chǎn)業(yè)鏈成熟材料成本有望進一步下探結(jié)結(jié)構(gòu)件好電氣件成本，初始容量投資有望控制在500-00元/Wh。年度運維成本：每年需要3.7左右，為0.04元/W。壽命：可循環(huán)2000次以上，中科海鈉、寧德時代等表示其產(chǎn)品可達3000次，隨著研發(fā)持續(xù)投入和技術(shù)迭代，電池循環(huán)壽命有望突破8000次以上循環(huán)效率：可以達到84-90。貼現(xiàn)率：考慮到當前央企能源企業(yè)的融資成本在4-5，取6作為折現(xiàn)率。圖表23鈉離子電池LCOS測算核心假設 圖表24鈉離子電池LCOS測算年0年012資元)舊)免元)本元)量值)值)值本LCO(/wh)0.62資料來源：知網(wǎng)文獻， 資料來源：知網(wǎng)文獻，由于產(chǎn)業(yè)尚未應用假設在相對成熟階段在初始投資成本1.1元/Wh年均循環(huán)次數(shù)300次，壽命為13年，LOCS為0.2元/kh，與磷酸鐵鋰電池相當。儲能電池游市場大型儲能大型儲能裝機規(guī)模通常在MWh級以上，大電芯有望成為主流。大型儲能系統(tǒng)是推可再生能源大規(guī)模應用、建設新型電力系統(tǒng)的重要設施，可以起到調(diào)峰、調(diào)頻、備用容量、平滑出力、緩解電網(wǎng)阻塞等作用，包括發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)儲能等，通常在幾十甚至上百MWh使用的電芯以大容量方形電芯為主在儲能應用中280Ah及以上的大容量電能夠有效降低儲能系統(tǒng)成本，并降低集成難度，優(yōu)勢明顯，正逐步在電力儲能場景替代原有的50Ah和10Ah電產(chǎn)品。電力儲能大電芯發(fā)展趨勢明顯需求側(cè)大型電力儲能設施的業(yè)主和投資者對大電芯的關(guān)注度快速上升，華能、中國能建等業(yè)主方在其最新儲能電池招標中均要求單體容量不低于280Ah供給側(cè)自2019年寧德時代推出280h電芯以來國內(nèi)已超過家電芯企業(yè)推出280Ah電池產(chǎn)品；海辰、中創(chuàng)新航等電芯廠商均加碼擴產(chǎn)280Ah芯。戶用儲能與動力和大儲相比，戶用儲能對電芯技術(shù)的要求相對放寬。戶用場景對電池能量度等要求相對較低，影響用戶體驗的主要是產(chǎn)品整體設計，包括電池管理和全屋能源配等，對電芯性能的要求相對放寬，主要強調(diào)安全性和降本。封裝路線尚無定型戶用儲能系統(tǒng)規(guī)模在10kWh級別大圓柱電（單體容量10A-50Ah方5Ah30A軟30Ah-0Ah案均有公司選用目前戶儲采用的電芯封裝路線并無定型。小電芯或?qū)⒊蔀閼魞χ髁?。當前歐洲戶儲市場正經(jīng)歷低壓向高壓系統(tǒng)的產(chǎn)品迭代。高電壓平臺可降低電流，從而控制系統(tǒng)發(fā)熱量，提高放電效率。儲能系統(tǒng)容量不變的情況下高壓系統(tǒng)對應的電芯容量減小例如低壓平臺儲能電芯多為100Ah高壓平臺漸向50Ah過渡。100h以下小容量電池在戶用家儲領(lǐng)域仍有較長的應用生命周期。目前我國主要儲能電池提供商多為動力電池制造商。根據(jù)GGII統(tǒng)計，2021年國儲能電池出貨量48GWh，其中電力儲能電池出貨量29GWh，同比增長339；而根據(jù)全研究機構(gòu)EVTank與伊維經(jīng)濟研究院共2021年全球儲能電池出貨量66.3GWh，同比增長1326電力系統(tǒng)儲能是主要增量貢獻2021年全球市場中儲能電池出貨量排前十位的中國儲能技術(shù)提供商，依次為：寧德時代、鵬輝能源、比亞迪、億緯動力、派能科技、國軒高科、?；履茉础⒅袆?chuàng)新航、南都電源和中天科技。圖表25中國儲能技術(shù)供商2021年度全球市場能電池出貨量排榜資料來源中國能源研究會儲能專委會中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟儲能變流器（PCS）儲能變流（PCS又稱儲能逆變器是連接儲能電池系統(tǒng)和電網(wǎng)的雙向電流可控換裝置，能夠在電網(wǎng)和儲能系統(tǒng)間精確快速地調(diào)節(jié)電壓、頻率、功率，實現(xiàn)恒功率恒流充放電以及平滑波動性電源輸出。其不僅能滿足傳統(tǒng)并網(wǎng)變流器對直流電轉(zhuǎn)換為交流電的逆變要求還可滿足儲能系“充電+放電帶來的雙向變流需求具有對電池充電放電功能，可用于光伏、風力發(fā)電功率平滑、削峰填谷、微型電網(wǎng)等多種場合。并網(wǎng)模式下，在負荷低谷期，儲能變流器把電網(wǎng)的交流電整流成直流電給電池組充電，在負荷高峰期，儲能變流器把電池組中的直流電逆變成交流電反送到電網(wǎng)中；離網(wǎng)模式下，能變流器與主電網(wǎng)脫開，給本地的部分負荷提供滿足電網(wǎng)電能質(zhì)量要求的電能。儲能變流器產(chǎn)業(yè)鏈及分類圖表26儲能變流器產(chǎn)鏈，儲能變流器上游主要由IGBT印制電路板電線電纜組成儲能變流器中游為工升壓型儲能變流器、高壓直掛型儲能變流器。儲能變流器下游為風光電站、光伏電站、電網(wǎng)系統(tǒng)、變電站等。儲能變流器上游原材料主要為IGBT電容電阻電抗器PCB等電力電子元器件機柜機箱等結(jié)構(gòu)件和其他輔材上游行業(yè)市場競爭較為充分除IGBT仍以進口為主外其他主要電力電子元器件基本實現(xiàn)國產(chǎn)化結(jié)構(gòu)件輔助材料的成本主要為其材料成本主要受大宗商品價格波動影響。目前國內(nèi)IGBT市場主要由英飛凌三菱電機富士電機等海外廠商占據(jù)其中比最高的是英飛凌，為15.9。圖表272021年中國儲電池企業(yè)全球儲能池貨量資料來源：，儲能變流器(PCS)按照電路拓撲結(jié)構(gòu)和變壓器的配置方式可分為工頻升壓型和高壓直掛型。根據(jù)級數(shù)不同又可分為單級和雙級拓撲。儲能變流器按輸出電壓又可以分為兩電平三電平多電平三類三電平拓撲結(jié)又可分為I型三電平和T型三電平。隨著電平數(shù)的增加，PCS直流側(cè)的電壓等級和輸電能質(zhì)量可以被進一步提高。隨著直流電壓趨近1,500V,行業(yè)主流拓撲結(jié)構(gòu)多為三電拓撲結(jié)構(gòu)。工頻升壓型PCS根據(jù)級數(shù)又分為單級和雙級PCS單級結(jié)構(gòu)簡單且效率高但電容量和電壓靈活性差雙級PCS提高了電池容量和電壓靈活性但成本較高控制相對單級PCS更復雜，效率更低。中國現(xiàn)有大容量儲能系統(tǒng)多采用單級PCS，而超大規(guī)模儲能電站則采用鏈式結(jié)構(gòu)的高壓直掛型PCS。按照應用場景的不同，PCS可以分為儲能電站、集中式、工商業(yè)及戶用四大類，要區(qū)別是功率大小。圖表28儲能變流器按用場景分類IFNON，盛弘份，陽光電源，固德威，機械工業(yè)出版社儲能變流器(PCS)多與戶用光伏結(jié)合使用相應的儲能系統(tǒng)主要作為備用電源在網(wǎng)斷電的時候應急供電，同時儲存電能余電靈活上網(wǎng)，增加峰谷套利利潤，安裝方式為壁掛式戶外安裝。工商業(yè)多用于分布式光伏發(fā)電站，相應儲能系統(tǒng)與戶用相似但裝規(guī)模較小，市場需求不多。集中式儲能變流器多應用于發(fā)電側(cè)電網(wǎng)側(cè)的配套儲能系統(tǒng)中該儲能系統(tǒng)裝機量相對較大具有一定的規(guī)?？梢詳偲骄C合建設成本，相應市場需求也更多，此類儲能統(tǒng)多參與調(diào)峰、調(diào)頻等電網(wǎng)服務，儲能變流器多與其他模塊集成在集裝箱內(nèi)部，單機率較大。圖表29常規(guī)逆變器分類1-4>50kW<10kW<2kW窄寬寬高資料來源：各公司公告，企業(yè)官網(wǎng)，市場現(xiàn)狀特性以組串式逆變器為主組串PCS彌補集中式不足，開啟規(guī)模化應用業(yè)內(nèi)目前電池儲能系統(tǒng)主要采取集中式PCS，多組電池并聯(lián)將引起電池簇之間的不均衡，久之并聯(lián)電池簇中會出現(xiàn)一部分電池實際出力不足而另一部分超出倍率使用的現(xiàn)象造“木桶效應而組串式PCS以實現(xiàn)簇級管理提升系統(tǒng)壽命提高全壽命周期放電容量規(guī)?；瘧泌厔菀岩婋r。當前市場以組串式逆變器為主，微型逆變器尚處于發(fā)展階段。綜合考慮逆變器的不同技術(shù)并結(jié)合其市場策略做出選擇的背景下，當前組串式逆變器仍是市場較為主流選擇。目前，華為、陽光電源、固德威、錦浪科技等光伏逆變器的核心供應商均在組串式逆變器有布局。而微型逆變器作為一種新的技術(shù)路線尚處于發(fā)展期，技術(shù)門檻較高，供應商較少國外的微型逆變器市場發(fā)展較早但出貨仍集中于海外龍頭Enphase我國微型逆變器供應商較少，一方面是因為國內(nèi)相關(guān)技術(shù)研發(fā)較晚，另一方面是因為國內(nèi)市場對于微型逆變器的需求處于導入階段，尚未進入放量階段。微型逆變器出貨步高增發(fā)電效率微逆實現(xiàn)組件級最大功率點跟（MPP相較于組串式組件級的MPPT技術(shù)能夠更好的規(guī)避組件不匹配局部陰影等造成的失配損失同時微型逆變器于啟動電壓低（20V左右），弱光效應更好?？煽啃晕⒛妾毩⑦\行單個微型逆變器故障時只會影響數(shù)個組件單元系能夠繼續(xù)運行。安全性：采取并聯(lián)電路設計和單組件DC/AC轉(zhuǎn)，直流電壓（60V左右，不于組件最高輸出直流電壓消除了運行時的直流高壓風險同時具備組件級關(guān)斷能。從全球微型逆變器市場供給來看近五年來微型逆變器出貨量穩(wěn)步上升2021年出貨量創(chuàng)歷史新高達到3.61W同比上漲58.3但由于單瓦成本略高應用場景限制，過去全球微型逆變器在分布式市場的滲透率維持在25之間。當下，隨著居民用電價格的飆升，微型逆變器作為更為安全和高效的產(chǎn)品將加速其在戶用光伏領(lǐng)域的滲透。SC下游市場PCS在儲能系統(tǒng)中價值量占比約10海外大趨勢是光儲混合逆變器與戶用并網(wǎng)變器渠道高度重合，儲能逆變器有明顯溢價。今年，在競選上電國軒青海型號為6的PCS時其中0.17元/W的報價刷新了行業(yè)新低基本與當前的集中式光伏逆變器集采價格持平。圖表30全球逆變器空測算單位 202020212022E2023E2024E2025E國內(nèi)市場：國內(nèi)逆變器出貨量 GW 50637896118137集中式逆變器(含集散式)占比32.7%29.6%26.8%24.1%21.2%18.7%組串式逆變器占比67.0%69.6%72.0%74.0%76.0%77.0%微型逆變器占比0.3%0.8%1.2%1.9%2.8%4.3%集中式逆變器價格元/W0.160.150.150.140.140.13組串式逆變器價格元/W0.220.220.180.170.170.16微型逆變器價格元/W1.481.261.070.910.770.66國內(nèi)集中式市場空間億元262830292928國內(nèi)組串式市場空間億元7497109121132139國內(nèi)微逆市場空間億元2610152130國內(nèi)光伏逆變器合計市場空間億元102131149165181196海外市場：海外逆變器出貨量GW85117154176194215集中式逆變器(含集散式)占比31.4%30.4%27.5%24.6%21.7%18.8%組串式逆變器占比65.0%65.0%67.0%69.0%71.0%73.0%微型逆變器占比3.6%4.6%5.5%6.4%7.3%8.2%集中式逆變器價格元/W0.220.210.200.190.180.17組串式逆變器價格元/W0.330.330.320.310.290.28微型逆變器價格元/W2.121.801.531.301.110.94海外集中式市場空間億元597585827673海外組串式市場空間億元182251331376412455海外微逆市場空間億元6597130146156167海外光伏逆變器合計市場空間億元306423546605644694全球光伏逆變器合計市場空間億元408554695769825890儲能市場：儲能變流器新增需求GW5.018.332.060.083.0100.0儲能變流器合計需求（考慮備貨和更新?lián)Q替換）GW24.037.070.094.0115.0儲能變流器價格元/W1.001.000.950.900.850.80儲能變流器市場空間億元50240352630799920全球逆變器市場空間億元4587941047139916241810CPA，odMcezie，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)，IRNA，能源局儲能變流器與光伏逆變器在使用場景技術(shù)原理上游供應商和下游客戶上有較高重合度因此儲能變流器企業(yè)大多來自光伏逆變器廠商行業(yè)競爭格局也類似,光伏逆器廠商進軍儲能PCS領(lǐng)域有先發(fā)優(yōu)勢。但儲能PCS毛利率高于光伏并網(wǎng)逆變器。儲場景對逆變器的需求比光伏并網(wǎng)場景更復雜，除了直流向交流轉(zhuǎn)換外，還需要具備從交流轉(zhuǎn)換為直流并離網(wǎng)快速切換等功能同時儲能PCS還是雙向變流器有充電和放兩個方向的能量控制。因此儲能變流器技術(shù)壁壘相較并網(wǎng)逆變器更高，售價與毛利率均明顯高于并網(wǎng)逆變器。儲能變流器作為儲能裝置和電網(wǎng)中間的關(guān)鍵器件存在不可替代性，近幾年受到策的支持，我國化學儲能規(guī)模的不斷增長，帶動儲能變流器市場需求攀升，市場規(guī)模不斷擴大2021年我國儲能變流器產(chǎn)量由2015年的55萬千瓦增長至194.75萬瓦儲能變流器需求量由2015年的4.6萬千瓦增長至185.0萬千瓦。預計2022年我國儲能變流器產(chǎn)銷量均有望突破200萬千瓦。由于當前國內(nèi)儲能變流器市場集中度較高，但于市場尚未被完全開發(fā)，因此未來儲能變流器行業(yè)仍存在巨大發(fā)展機遇。據(jù)中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前PCS上市企有30家。根據(jù)CNSA計，2021年全球市場中，儲能PCS出貨量排名前十位的中國儲能PCS提供商包括陽光電源、科華數(shù)據(jù)、古瑞瓦特和上能電氣等公司。2021年中國新增投運的電化學儲能項目中裝機規(guī)模排名前十位的儲能逆變器供商，依次為：上能電氣、科華數(shù)能、索英電氣、南瑞繼保、陽光電源、盛弘股份、華自科技、智光儲能、匯川技術(shù)和許繼。目前從事逆變器的上市企業(yè)主要有上能電氣固德威和錦浪科技等。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看上能電氣固德威以光伏逆變器為主錦浪科技以組串式逆變器為主從營收來看錦浪科技營收位于行業(yè)較高水平2021年為33.12億從營收增速看固德威成長快，2021年營收增速達6853，毛利率達到31.7，凈利率達10.4。隨著國內(nèi)逆企業(yè)快速發(fā)展，國產(chǎn)逆變器在海外的競爭優(yōu)勢凸顯。受到國內(nèi)市場政策波動影響，尤其是2018年531新政后，國內(nèi)逆變器企業(yè)加快拓展海外渠道，加速海外布局。2021年，全球逆變器出貨量前十大公司中中國企業(yè)獨占6席，其中華為、陽光電源逆變器出貨量分列全球第一第二分別為52GW和近4GW第三名為海外公司其出貨量為15GW左右，與華為、陽光電源存在較大差距。圖表31部分PCS上市企業(yè)介紹22了%;、能、過%1入8億比%長%約%。PCS比約 PCS12%）PCS。2儲能，能、PCS為3081比約%。為90%長13%。充電 PCS逆 位電 能 為%221營 ） 478長22%比18%約%。 升78p為48%。器 1入176增長能、變 308%占53%。PCSPCS資料來源：各公司公告，德業(yè)股份：微逆出貨環(huán)比高增，歐洲逐步起量。2022Q-3微逆出貨44.6萬臺，其中20223出貨2.5萬臺超上半年總量環(huán)增50+其中歐洲市場開始逐步起量德國出貨占比達15，環(huán)比提升4pct。盈利方面，20223微逆毛利率達40.4，環(huán)比4.2ct，主要系匯率波動+成本下降，2023年預計實現(xiàn)翻倍增長。禾邁股份歐美需求旺盛下微逆出貨環(huán)比高增公司202Q3微逆業(yè)務實現(xiàn)出貨萬臺，環(huán)增48，歐洲市場占比上升達46，北美市場出貨超20萬臺，占比約30；利方面，2022Q3公司綜合毛利率47.9，環(huán)增.5CT主要因為1）公司北美占比提+價格上漲，微逆毛利率環(huán)增；2）隨著微逆收入持續(xù)增長，占公司整體收入比重提升。需求旺盛下公司產(chǎn)能持續(xù)提升，預計年底產(chǎn)能達月產(chǎn)20萬臺，預計2022全年微逆出貨120萬臺，同比增長200，2023年預計繼續(xù)實現(xiàn)翻倍以上增長，微逆出貨250萬臺+固德威：2021年公司在歐洲市場的逆變器營收占比達30.66，美洲收入占比10.2。境外市場毛利率顯著高于境內(nèi)，以歐洲、澳洲為代表的境外市場更注重產(chǎn)品性能相比境內(nèi)市場價格相對不敏感因此毛利率較高2021年公司在歐洲的毛利率47.8美洲為36.6遠高于境內(nèi)隨著海外市場占比的持續(xù)提升固德威逆變器毛利率在國內(nèi)同行業(yè)公司中維持在較高水平。目前固德威的儲能主要替代的是10W以下的市場，后續(xù)會逐步替代10kW以上的場儲能的價值量高于并網(wǎng)同樣一臺10kw的逆變器并網(wǎng)的價格在700-800元儲能的價格則會達到1.5倍另外電池也將達20000多元/套是并網(wǎng)逆變器的3-4倍因此儲能一體機的價值量會是并網(wǎng)逆變器的5倍以上，對收入利潤貢獻比較明顯。目前網(wǎng)逆變器毛利率35左右，儲能約為42。陽關(guān)電源逆變器國內(nèi)外毛利率分布情況歐洲市場的毛利率持續(xù)較高,整體毛利是40到5之間。錦浪科技202年Q1歐洲銷售占出口份額的42Q2歐洲銷售占據(jù)出口的接近70Q3儲能逆變器出貨占比提升逆變器出貨超過30萬臺其中并網(wǎng)逆變器出貨近30萬臺，環(huán)比增長約50同比增長超過80儲能逆變器出貨7~8萬臺超過22H1出貨總和萬臺較2021年銷量實現(xiàn)翻倍以上增長三季度公司儲能逆變器出貨占比約25儲逆變器單臺價格與盈利更高，且對歐洲銷售占比提升、海運費用下降，因此盈利能力環(huán)比持續(xù)提升。圖表32同行業(yè)部分企業(yè)PCS產(chǎn)品毛利率對比稱-202年1-6月20220201陽電源儲系統(tǒng)27未披露錦儲變器02未披露未披露41固德威儲能產(chǎn)品264185654上電氣儲行業(yè)83.228未披露首儲變器94.65551資料來源：各公司公告，溫控溫控是指通過加熱或冷卻技術(shù)對電池的溫度進行有效控制和調(diào)節(jié)的過程。溫控系與電池管理系統(tǒng)配合，對鋰電池進行恒溫控制，使其維持在安全的參數(shù)范圍內(nèi)，避免池進入熱失控狀態(tài)。鋰電池安全性、容量衰減受溫度影響較大。根據(jù)研究表明，鋰電最佳溫度區(qū)間為10-35℃，過度的高低溫都會對鋰電池壽命和安全性產(chǎn)生影響。圖表33鋰電池工作溫區(qū)間資料來源：百度學術(shù)，在高溫環(huán)境下，鋰電池內(nèi)部的SEI膜首先分解，隨后負極材料與電解液產(chǎn)生反應隔膜熔融，最終正極材料及電解液發(fā)生分解。這些變化會導致鋰離子通道發(fā)生閉塞，起正負極直接接觸、短路，從而放出大量熱和氣體，導致內(nèi)部壓力增加，發(fā)生如電池包、破裂、泄壓閥破裂、鋁箔熔化等熱失控現(xiàn)象。熱失控一旦發(fā)生，電池內(nèi)部溫差可520℃，對安全性帶來嚴峻挑戰(zhàn)。此外，高溫會導致電池內(nèi)阻增加、活性材料和有效離子流失，進而降低電池容量。在低溫環(huán)境下，電池負極會析鋰形成鋰枝晶，嚴重時刺穿SEI膜，影響安全性。溫會導致電解液凝固，阻抗增加，進而降低電池容量，根據(jù)《鋰離子電池低溫特性研進展》，磷酸鐵鋰電池容量保持率0℃下為60-70，在?20℃時降低至20-0。溫度外，電池間溫差亦會對電池性能產(chǎn)生影響。圖表34特斯拉的儲能統(tǒng)火災資料來源：中國儲能網(wǎng)，電化學儲能當前的兩大關(guān)鍵問題君可由良好的溫度控制來有效解決一是度電成本溫控可以有效幫助延緩電池容量衰減；另一個問題則是安全性，有效溫控可以防止電池熱失控2025年中國電化學儲能溫控市場規(guī)模有望達22.8-0.8億元對應的2022025年年均復合增速為77和9未來高容量高倍率儲能應用增多將對溫控提出更高要求，其應用必要性將愈發(fā)突出。儲能溫控技術(shù)主要包括風冷、液冷、熱管冷卻、相變冷卻。其中，風冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單、可靠性高、壽命長、成本低、易于實現(xiàn)，是目前國內(nèi)主流技術(shù)路徑。液冷系統(tǒng)散效率高、散熱速度快，在高倍率、高容量場景下優(yōu)勢凸顯，故全球儲能系統(tǒng)正呈現(xiàn)液加速滲透，取代風冷的趨勢。熱管冷卻、相變冷卻需與風冷、液冷配合使用，因價格高，目前在儲能領(lǐng)域應用較少。風冷風冷以空氣為電池側(cè)的冷卻介質(zhì)，利用空氣對流換熱降低電池溫度，風冷可以分為自然風冷和強制風冷兩種，自然風冷通過空氣本身與電池表面的溫度差產(chǎn)生熱對流，強制風冷需要在PACK內(nèi)額外安裝風扇等來強化空氣對流散熱。風冷方案在冷源側(cè)的主產(chǎn)品形態(tài)是空調(diào)機組原材料包括壓縮機風機換熱器電源模塊變頻器傳感器、膨脹閥等。圖表35空氣冷卻落地一體機方案資料來源：中國儲能網(wǎng)，風冷溫控系統(tǒng)一般由儲能溫控廠商直接提供整體系統(tǒng)產(chǎn)品，其中核心部件包括壓機、風機、換熱器等。風冷具備方案成熟、成本低、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，但同時由于空的比熱容低，導熱系數(shù)低，風冷一般應用于功率較低場景。風冷系統(tǒng)：價值量約為3000萬/GWh風冷系統(tǒng)與傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成相似風冷系統(tǒng)的核心零部件包括壓縮機電機、冷凝器蒸發(fā)器主要材料包括冷軋板、鍍鋅板銅鋁等其中壓縮機成本占比最高電機和電控次之目前儲能熱管理中風冷應用占比最高。據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院2021年能風冷系統(tǒng)成本約為3000萬元/GWh方案較為成熟風冷系統(tǒng)優(yōu)點是結(jié)構(gòu)較為簡單系統(tǒng)鋪設方案成熟，整體成本和維護成本較低。缺點在于冷卻介質(zhì)比熱容較低，風冷的換熱系數(shù)較低（25~100），易導致電池簇間溫差，整體散熱效率低于液冷方案，同時通道占地更大，對預留面積要求更高。圖表36風冷系統(tǒng)零部價值量占比壓縮機壓縮機電機冷軋鍍鋅不銹鋁銅管注塑電控5%4%2%8%12%5%8%11%28%5%12%資料來源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，液冷液冷主要以乙二醇水溶液等液體為電池側(cè)的冷卻介質(zhì)，將電芯集成后布置在液冷板上形成PACK單元儲能液冷溫控系統(tǒng)一般分為液冷板管路接頭冷（包含水泵壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥等零部件）等環(huán)節(jié)，液冷板、管路、快速連接器更偏重精密加工制造等能力，冷機涉及到流道的設計等，看重整體系統(tǒng)設計能力和系統(tǒng)集成能力液冷系統(tǒng)中電芯可實現(xiàn)3-5℃左右的溫度均衡有效提升電池的一致性水平提高儲能全壽命周期的電池能量利用率，降低電池的熱失控風險，儲能集成商應用液冷比例大幅提升。液冷系統(tǒng)：價值量約為9000萬/GWh據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院2021年液冷系統(tǒng)價值量在9000元/GWh從價值量拆分來看，液冷主機價值量最高，其中包括壓縮機、冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器、水泵等零部件，其次是液冷板，液冷主機和液冷板合計占比約為68；換熱器占比約為10，管路占為8。圖表37液冷管路布置 圖表38液冷系統(tǒng)成本成資料來源《大容量鋰離子電池儲能系統(tǒng)的熱管理技術(shù)現(xiàn)狀分析，資料來源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，相變材料卻利用材料本身相態(tài)的轉(zhuǎn)換來吸熱，達到降溫散熱目的。所選材料比熱容越大、傳系越高電池散熱效果越好。通常與其他熱管理技術(shù)相結(jié)合使用，以達到均勻電池溫度布、降低接觸熱阻、提高散熱速度等目的。優(yōu)勢：結(jié)構(gòu)緊湊、接觸熱阻低冷卻效果好劣勢：占空間，成本高；依賴性較高，吸收的熱量需要依靠液冷系統(tǒng)、風冷系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)等導出，否則將無法持續(xù)吸熱從而導致失效。熱管冷卻利用介質(zhì)在熱管吸熱端的蒸發(fā)常走電池熱量，熱管放熱端通過冷凝方式將熱量發(fā)到外界以此達到散熱冷卻目的。適合用于經(jīng)常工作在高倍率工況的鋰電池茶統(tǒng)．如快電池系統(tǒng)調(diào)頻儲能系統(tǒng)等。優(yōu)勢：更高的敞熱速度和散執(zhí)效率，漏液風險低。安全性劣勢：成本高風冷、液冷優(yōu)勢明顯風冷適合功率、儲能容量小的場景，液冷適合功率大、散熱要求高的場景。過去電化學儲能需求量、容量較小，一般不配備溫控系統(tǒng)或選擇風冷作為溫控系統(tǒng)，其散熱易受到雨水、沙子等影響，壽命減少、耐候性較差。液冷換熱系數(shù)高、比熱容大、冷速度快可快速有效降溫且結(jié)構(gòu)緊湊占地小不受海拔和氣壓影響適用范圍更廣隨著電化學儲能需求量、容量越來越大，液冷的占比有望逐步提升。隨著儲能電站大化、高功率、高密度和運行環(huán)境復雜化的趨勢，未來液冷占比有望快速提升。電池溫比較圖表39風冷、液冷對池溫度的不同控制資料來源：《ApledhralEgneig》，根據(jù)ApplidhemalEgneeing的實驗研究，對使用空氣冷卻和液體冷卻系統(tǒng)的電池模塊進行比較，使用空氣冷卻的電池的最低和最高局部溫度在37℃和之間對于有液體冷卻的電池最高和最低溫度在30℃和42℃之間空氣冷卻和液體冷卻之間電池的最高溫差隨著功率消耗的增加而減小。每消耗0.5W，液冷系統(tǒng)最溫度平均比風冷系統(tǒng)低3℃左右。電池壽命比較根據(jù)長安汽車股份有限公司北京研究院的研究顯示，在不同緯度環(huán)境下，采用風冷和液冷兩種溫控方式下電池的壽命對比如下圖所示液冷最高可將電池的壽命提高17同時在遠景能源發(fā)布的新型液冷儲能產(chǎn)品其實測數(shù)據(jù)顯示可以將電池壽命提高20圖表40風冷、液冷對池壽命的不同影響已全充放電次數(shù)為例）20002000不同方式電池壽命對比1854風冷 液冷173418321599161014131518129610000北京重慶深圳瓊州長安汽車股份有限公司北京研究院，從市場空間來看根據(jù)統(tǒng)計2021年電力儲能系統(tǒng)出貨量為29GWh同比增長電化學儲能系統(tǒng)的高增長正帶動儲能溫控快速發(fā)展根據(jù)GGII測算202-05年中國儲能溫控市場規(guī)模將從46.6億元增長至164.6億元CAGR為523液冷作為中長期技術(shù)方案，市場滲透率或?qū)⒅鸩教嵘?，預測2025年液冷市場占比將達到45左右目前儲能熱管理中液冷方案關(guān)注度非常高，有望引領(lǐng)中長期發(fā)展方向。液冷的單套系統(tǒng)價值量高于風冷系統(tǒng)，市面已有成熟方案，新進入者眾多，主流供應商仍在加速研究迭代，有望成為未來儲能熱管理的主流溫控方案。圖表41風冷、液冷滲率預測風冷、液冷滲透率預測100%風冷、液冷滲透率預測100%風冷液冷80%80%74%68%60%61%40%39%55%45%20%20%26%33%0%2021A2022E2023E2024E2025E華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，龍頭企業(yè)分析具體看，儲能溫控行業(yè)競爭者主要有三類，分別為工業(yè)制冷設備廠商，拓展至儲能行業(yè)，比如同飛股份、高瀾股份；數(shù)據(jù)中心溫控廠商：如英維克、佳力圖；傳統(tǒng)空調(diào)、壓縮機、風機廠商轉(zhuǎn)型：比如申菱環(huán)境、奧特佳、松芝股份。同飛股份工業(yè)溫控國產(chǎn)先鋒綜合競爭力強公司成立以來圍繞工業(yè)溫持續(xù)發(fā)展，客戶覆蓋數(shù)控裝備領(lǐng)域和儲能行業(yè)的眾多企業(yè)。多年技術(shù)研發(fā)和經(jīng)驗積是公司在國內(nèi)工業(yè)溫控領(lǐng)域核心競爭力之一，公司擁有2000多產(chǎn)品型號和規(guī)模化產(chǎn)能力，先發(fā)優(yōu)勢明顯。工業(yè)溫控應用廣泛，國產(chǎn)大勢已來，公司作為國產(chǎn)先鋒，預計將充分受益。高瀾股份深耕電力電子熱管理行業(yè)多年致力于熱管理領(lǐng)域的全場景覆蓋過內(nèi)生+并購將業(yè)務拓展至新能源汽車熱管理特種行業(yè)熱管理等領(lǐng)域相關(guān)業(yè)務已為公司營收新的增長點同時高瀾股份正在積極拓展儲能溫控數(shù)據(jù)中心溫控業(yè)務通過外延+內(nèi)生已深度布局新能源汽車電子與熱管理領(lǐng)域產(chǎn)品包括隔熱棉加熱膜FPCCCS等，已積累寧德時代、國軒高科、中航鋰電、比亞迪等優(yōu)質(zhì)客戶。英維克成立于2005年是一家國內(nèi)領(lǐng)先的精密溫控節(jié)能設備的提供商以密溫控為核心，目前已經(jīng)布局機房溫控、機柜溫控、軌道交通列車溫控等多個領(lǐng)域核心團隊主要來自于華為與艾默生等國際大廠，具有豐富的行業(yè)經(jīng)驗。目前在數(shù)據(jù)心溫控，儲能溫控等多個領(lǐng)域均位于行業(yè)前列。從具體數(shù)據(jù)來看，由于此前儲能溫控市場空間較小，且行業(yè)的定制化屬性突出，市場競爭并不充分英維克的市場份額較大且盈利水平較好據(jù)統(tǒng)計2012年-021年，英維克儲能產(chǎn)品在全球累計支撐了6GW/1GWh的電化學儲能應用，在中國累計支撐了1999W的電化學儲能應用。佳力圖國內(nèi)老牌精密空調(diào)龍頭聚焦運營商市場成立于2003年精密空起家，聚焦運營商市場，主要客戶為三大運營商。對比國內(nèi)廠商，佳力圖專注于運營商數(shù)據(jù)中心，隨著近年來銷售系統(tǒng)的逐漸優(yōu)化，公司經(jīng)營能力顯著提高，盈利能力高于同行由于專注于運營商市場未來需求充足且明確同時運營商價格敏感性較低，故公司毛利率顯著高于同行。消防系統(tǒng)近年來儲能高速發(fā)展的同時安全事故頻發(fā)2017年至今全球共發(fā)生儲能全事故30余起，主要是采用三元電池的體系。2021年4月，北京市豐臺區(qū)光儲充體化項目發(fā)生火災爆炸造成3人死亡若無法解決安全問題其或成為制約儲能展的重要阻力，因此，推進儲能消防將有利于護航儲能有序、健康、穩(wěn)定發(fā)展。機械濫用、熱濫用電濫用為鋰電池熱失控的三大誘因電池熱失控發(fā)生后若無法進行有效防護會進而引發(fā)熱蔓延造成儲能系統(tǒng)的爆炸燃燒相較電動汽車儲能系統(tǒng)由更多電池單體連結(jié)而成，故發(fā)生熱失控概率更高，對安全防護提出更高求解決儲能系統(tǒng)安全問題需要由高效熱管理技術(shù)-安全預警技術(shù)-安全防護技術(shù)-防安全技術(shù)建“由防到消的主動協(xié)同安全防控體系2021年9月《電化學能電站安全規(guī)程（征求意見稿）》出臺，該規(guī)程要求儲能消防要融入視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要系統(tǒng)性的解決方案需要精細化及科技化等規(guī)定了儲能電站設備安全技術(shù)要求運行、維護、檢修、試驗等方面的安全要求，為行業(yè)參與者指引了方向，將有效規(guī)儲能消防行業(yè)發(fā)展。在電池系統(tǒng)熱失控蔓延無法遏制時消防滅火措施需要阻斷"著火三角形三個素中的一個或多個，來達到保證火災安全的目的。合理的熱失控蔓延抑制措施需要慮措施的可行性。圖表42著火三角形資料來源：《EnryCnesonadMngmnt》，消防市場增量空間巨大從市場競爭格局來看我國消防行業(yè)集中度極低我國消防行業(yè)起步較晚在經(jīng)歷了定點生產(chǎn)和備案/許可制階段后，于2001年起進入市場化發(fā)展階段。但由于過去準入門檻較低，導致行業(yè)形成了“區(qū)域性小公司”為主的生態(tài)，市場集中度較低。具體來看青鳥消防威海廣泰和天廣中茂三家企業(yè)市占率分別為2.20.9和0.9CR3僅.5，與歐美成熟市場對比差距極大，龍頭企業(yè)市占率有較大提升空間。圖表43國內(nèi)消防行業(yè)爭格局96.46%96.46%青鳥消防 威海廣泰 天廣中茂 其他天廣中茂0.39%青鳥消防2.25%威海廣泰0.95%資料來源：華經(jīng)情報網(wǎng)，消防市場有望高速增長。儲能消防市場規(guī)模=新增儲能裝機容量*儲能系統(tǒng)成本*消防成本占比。隨原材料價格逐步回落與鋰電池儲能技術(shù)逐步提升，電化學儲能系成本將逐年降低，根據(jù)BNEF測算，2025年有望降至1.4元/h左右。根據(jù)青鳥防公告目前消防占儲能系統(tǒng)成本約3隨著風光電高比例接入電網(wǎng)儲能利用率快速提升，進而帶來更旺盛的消防需求，相應消防成本占比逐年提升。儲能消防目單站價值量較低，行業(yè)未形成統(tǒng)一標準。預計隨《電化學儲能電站安全規(guī)程》正式的出臺，將有效帶動行業(yè)規(guī)范發(fā)展，提升儲能消防產(chǎn)品質(zhì)量與數(shù)量，行業(yè)有望迎來需兩端同步改善。國安達國安達為國內(nèi)特種消防龍頭在滅火劑驅(qū)動劑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面擁多項核心技術(shù)。近年來公司解決了新能源汽車鋰電池箱、特高壓換流站等特殊領(lǐng)域消防難題，并前瞻性布局電化學儲能消防產(chǎn)品。國安達與國家電網(wǎng)有堅實的長期合作基礎自2012年開始合作于2019年12研發(fā)出變壓器固定自動滅火系統(tǒng)，2020年0月通過了聯(lián)合驗收，所使用的“壓縮空氣泡沫滅火技術(shù)”最終確定為特高壓換流站的關(guān)鍵消防配套技術(shù)。同時與國家電網(wǎng)也建立了緊密的合作研發(fā)關(guān)系。圖表44國安達政策優(yōu)勢公司公告，青鳥消防：是我國消防電子領(lǐng)域龍頭廠商。青鳥消防成立于2001年，2019在深交所掛牌上市，自成立以來，公司始終聚焦于消防安全與物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，為各行業(yè)建筑及設施提供消防安全整體解決方案，提供從“早期預警→火災報警→疏散逃生→主動滅火”的“一站式、全鏈條”產(chǎn)品與服務，是國內(nèi)規(guī)模最大、品種最全、技術(shù)實力最強的消防產(chǎn)品供應商之一。圖表45青鳥消防滅火解決方案資料來源：青鳥消防官網(wǎng)，公司火災自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)業(yè)務營收占比由216年的4.逐步降低至201年的4.，智能疏散與防火門監(jiān)控系統(tǒng)+消防自動滅火系統(tǒng)業(yè)務營收占比由2016年的106逐步提升至2021年的30.，氣體檢測系統(tǒng)+電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)+電源監(jiān)控+余壓監(jiān)控系統(tǒng)+滅火器業(yè)務營收占比由216年的32逐步提升至2021年的125。圖表46青鳥消防各業(yè)營收占比公司公告，國內(nèi)外儲能分析中國：表前業(yè)務主導，表后業(yè)務以大型儲能為主中國儲能市場發(fā)展空間巨大中國、美國、印度、日本、德國、法國、澳大利亞、韓國和英國將是主要國家。2040年這9個市場的裝機容量將占到總裝機容量的三分之二短期來看美國在全占有領(lǐng)先地位但是根據(jù)BloomerNEF預測到21世紀20年代中國將超越美國并成為全球儲能第一大國。中國將一直領(lǐng)先到2040年。圖表47全球累積儲能分布圖勢BlobrNF，表前：應用仍是國內(nèi)裝機主要來源表前應用仍是國內(nèi)裝機主要來源根據(jù)CNESA數(shù)據(jù)221年國內(nèi)新增儲能裝機中41來自于電源側(cè)儲能，35來自于電網(wǎng)側(cè)儲能，表前應用合計占2021年國內(nèi)儲能裝比例達到76其中將電源側(cè)拆分來看新能源配儲依舊是電源側(cè)儲能的下游核心應用2021年占電源側(cè)裝機比例超過70。圖表48國內(nèi)儲能裝機比風光

儲能+常規(guī)機

獨立儲能風儲

電源

電網(wǎng)側(cè)% 變電站光儲其他港口岸電

EV充電

用戶產(chǎn)業(yè)園

工商

匯集站其他CNSA，表后：業(yè)以大型儲能為主國內(nèi)用戶側(cè)儲能以工商業(yè)和產(chǎn)業(yè)園為主。201年國內(nèi)新型儲能中用戶側(cè)儲能占比達到24重要性愈發(fā)凸顯細分應用場景來看國內(nèi)工商業(yè)和產(chǎn)業(yè)園占據(jù)了絕對主力合計占比超過80，是用戶側(cè)應用的主流用途。圖表49用戶儲能分布圖工商業(yè)工商業(yè) 產(chǎn)業(yè)園 V充電站 港口岸電 其它56%29%8%3%4%CNSA，宏觀、地政策輔助新能源發(fā)電配儲快速鋪開目標&框架：01年7月改委、能源局發(fā)布《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見明確了未來幾年的裝機量目標其中指出到2025年裝機規(guī)模達到30GW新儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，新型儲能向全面市場化發(fā)展。管理規(guī)范221年9月國家能源局印《新型儲能項目管理規(guī)（暫行年10月國家能源局國家市場監(jiān)督管理總局印《電化學儲能電站并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議示范文本(試行)》。地區(qū)落實截止221年全國已有21個省級行政區(qū)在全省或部分地區(qū)明確了新增新能源發(fā)電項目規(guī)制性配儲能比例以及配儲時長。3個省份出臺鼓勵配儲政策。綜合來看，平均配儲比例約為10，配儲時長約為2h。其中，全省或部分地區(qū)要求配儲的省份2021年風電光伏裝機量達到全國風光裝機量的81，為儲能裝機量增加的主要來源美國：表前業(yè)務快速提升，表后以戶儲為主電力系統(tǒng)本情況從最高層面來說，美國本土的電力系統(tǒng)由三個獨立的同步電網(wǎng)組成：東部聯(lián)網(wǎng)部聯(lián)網(wǎng)和得克薩斯州電力可靠性委員（ERCOT它們之間僅靠幾條小容量的直流線相連。這三個電網(wǎng)如圖所示，分別占美國電力銷售量的73、9和。圖表0北美電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)況資料來源：美國能源部，從實際構(gòu)成上講美國電網(wǎng)目前由約17000英里的高200kV以上輸電線路和相關(guān)設備以及近600000英里的低壓配電線路組成這包括約2400英里765V交流線路，這是運行的美國最高電壓等級線路，以及3000多英里的500kV直流線路。儲能正在成為許多國家實現(xiàn)碳中和目標的關(guān)鍵賦能技術(shù)之一2021年盡管受到新冠肺炎疫情和供應鏈短缺的影響全球新儲能市場繼續(xù)快速增長2021年全球新增運電力儲能項目產(chǎn)能總量為18.3GW同比增長185其中新型儲能占比最大為首次突破10GW，是2020年的2.2倍，同比增長117。美國、中國和歐洲繼續(xù)引領(lǐng)全儲能市場的發(fā)展，合計占全球市場的80。圖表512021年全球新工儲能項目分布（MW)6%7%7%34%22%24%美中6%7%7%34%22%24%日本和韓澳大利亞其它CNSA，表前：美裝機量快速提升，總體占比高達882021年的美國儲能市場發(fā)展仍然創(chuàng)造了歷史記錄一方面新增儲能項目規(guī)模首次突破3GW，是2020年同期的2.5倍，其中，88的裝機份額來自表前應用，主要因為美國60+的光伏裝機以及多數(shù)風電裝機是在地面電站儲能貼近新能源安裝具有更強的經(jīng)濟性根據(jù)Woodmac數(shù)美國公用事業(yè)規(guī)模的儲能市場繼續(xù)加速2022年第二季為2,60Mh儲能，預計到2026年全美儲能可以達到52.4Gh。圖表52美國儲能裝機持續(xù)增長（單位：GWh）60454565134030201002022 2023 2024 2025 2026用戶儲能 非用戶儲能 電網(wǎng)范圍Wodac，按照是否與新能源電站共址可將儲能分為獨立儲能和新能源配儲2020年之前美國表前儲能裝機以獨立儲能為主且主要滿足功率型需求配儲時長普遍較短2021年起美國表前儲能中新能源配儲的裝機規(guī)模大幅領(lǐng)先獨立儲能。隨著越來越多光伏系統(tǒng)接入電網(wǎng)，預計能量型需求占比將提升，有望驅(qū)動表前儲能平均配儲時長提高至4小時表前儲能的主要作用為電網(wǎng)服務峰谷套利調(diào)峰減少棄風/棄光及備用電源中獨立儲能主要側(cè)重于電網(wǎng)服務（50），光伏配儲更側(cè)重于減少棄