2023能源電子產(chǎn)業(yè)研究報告

2023能源電子產(chǎn)業(yè)研究報告能源電子產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況能源電子底層支撐：電子信息技術(shù)及產(chǎn)品能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要任務(wù)能源電子趨勢展望目目錄CONTENTS能源電子產(chǎn)業(yè)研究報告（一）能源電子的概念內(nèi)涵 1（二）能源電子的發(fā)展形勢 4二能源電子產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況… 5（一）能源生產(chǎn)層 5（二）能源服務(wù)層 10（三）能源應(yīng)用層 17三能源電子底層支電子信息技術(shù)及產(chǎn)品… 31（一）基礎(chǔ)元器件及設(shè)備 31（二）智能制造和運維 36四、能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要任務(wù) 37（一）加快電子信息技術(shù)和能源技術(shù)融合，提升能源電子產(chǎn)品供給能力… 37（二樹立行業(yè)性區(qū)域性示范標桿深化能源電子技術(shù)及產(chǎn)品應(yīng)用… 38（三加強統(tǒng)籌推動能源電子高質(zhì)量發(fā)展… 38五、能源電子趨勢展望 38（一）政策展望：各省市主動推動能源電子布局… 38（二）市場展望：雙碳引領(lǐng)的新能源應(yīng)用及新型電力系統(tǒng)建設(shè)將推動能源電子規(guī)模大幅增長 能源電子產(chǎn)業(yè)研究報告能源電子產(chǎn)業(yè)研究報告專業(yè)就是實力精準就是品牌專業(yè)就是實力精準就是品牌 PAGE1 PAGE10PAGE10一、能源電子：連接電子信（一）能源電子的概念內(nèi)涵1傳統(tǒng)電力電子技術(shù)。1973年，Newell首次給出電力電子學(xué)（Powerelectronics）定義，電力電子技術(shù)是電力（power）、電子（electronics）與控制（control）技術(shù)之間的交叉學(xué)科，主要承擔(dān)電能形式（電壓、電流、頻率、相位、相數(shù)等）的變換。1980年，美國西B.K.Bose給出現(xiàn)代電力電子范疇，包括計算機輔助設(shè)計、模擬和數(shù)字電子學(xué)、微機應(yīng)用、控制理論、超大規(guī)模集成電路、電力半現(xiàn)代電力電子技術(shù)。隨著微電子技術(shù)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，電力半導(dǎo)體器件創(chuàng)新呈現(xiàn)新變革，尤

其是前者與全控型可關(guān)斷器件（如可關(guān)斷晶閘管、大功率三極管、功率場效應(yīng)管等）等結(jié)合，推動傳統(tǒng)電力電子技術(shù)向現(xiàn)代電力電子技術(shù)飛躍。1999年IEEEAPEC會議，T.Wilson給出公認定義，即現(xiàn)代電力電子是一種電能處理技術(shù)，采用功率半導(dǎo)體器件和線路對電能進行轉(zhuǎn)換、控制和高效利用的技術(shù)。其核心在于利用功率半導(dǎo)體器件的開關(guān)作用，構(gòu)成頻率從零到兆赫茲、容量從幾瓦到幾十瓦之間任意組合有功和無功電源，給各種負載供電，使電能的產(chǎn)生、傳輸和使用效率大大提升，并實現(xiàn)了用電裝置的小型化、輕量化和原材料的大量節(jié)省，廣泛應(yīng)用于電氣傳動、電力系統(tǒng)及各種電源系統(tǒng)等工業(yè)生產(chǎn)和民用部門。表1電力電子器件發(fā)展階段年份階段特征1956~1979年以傳統(tǒng)晶閘管（SCR）AC-DCAC-AC1957電力電子器件（SCR及其派生器件）占主導(dǎo)地位。該階段電力電子裝置主要是應(yīng)用普通晶閘管或整流管將交流電整流為直流供給負載，以電化學(xué)、電解電源裝置，電熱冶金用電源及直流傳動電力電子設(shè)備為三大支柱。年份階段年份階段特征1980~至今以GTO、BJT/GTR、MOSFET、IGBT、IGCT表的現(xiàn)代電力電子器件這些器件均為全控式器件，可以用于DC-ACDC-DC斬波器中。優(yōu)點是電路功率因數(shù)高，可工作在比較高的頻率，缺點是器件常工作于PWM狀態(tài)，對開關(guān)損耗極大。該階段電子裝置的核心技術(shù)是大功率交流傳動，至今其調(diào)速性能可與直流傳動相媲美，在很多需要調(diào)速的場合，已經(jīng)替代了原來廣泛應(yīng)用的直流電機調(diào)速系統(tǒng)。數(shù)據(jù)來源：賽迪研究院電子信息研究所整理2023，03表2電力電子器件分類分類產(chǎn)品描述特征單一型門級關(guān)斷晶閘管（GTO）電流型控制器件，容量僅次于普通晶閘管，幾乎壟斷了大功率電壓型逆變器和自換相電流型逆變器隨著GTO、GTR及各種形式的可關(guān)斷器件的出現(xiàn)，電子電子設(shè)備從以SCR為代表的整流器階段轉(zhuǎn)向以GTO、GTR為代表的逆變器階段電力晶體管（GTR）電流型控制器件MOSFET電壓型高頻器件，主要用來制作高頻開關(guān)電源及其他小功率的變頻電源，為電力電子設(shè)備走向高頻化奠定基礎(chǔ)復(fù)合型絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）以IGBT為功率器件的變換裝置已進入大批量生產(chǎn)階段，廣泛應(yīng)用于家用電器、通信電源、電機驅(qū)動等領(lǐng)域為解決器件高壓與通態(tài)壓降之間的矛盾，解決GTO、GTR電流驅(qū)動存儲時間長、開關(guān)頻率低、噪聲大等問題，克服MOSFET在目前電力半導(dǎo)體器件工藝技術(shù)及材料條件下難以制成高壓大電流這一缺陷，雙機理復(fù)合器件研制成功集成門級換向晶閘管（IGCT）為進一步解決可控器件上高壓大容量的問題，IGCT、IEGT迅速發(fā)展數(shù)據(jù)來源：賽迪研究院電子信息研究所整理2023，03表3電力電子器件發(fā)展脈絡(luò)產(chǎn)品描述整流管及晶閘管整流管及晶閘管已在交流調(diào)壓、調(diào)功、電解、電鍍、冶金、直流調(diào)速、交流調(diào)速等電力電子設(shè)備中廣泛應(yīng)用。其派生的半控器件幾乎滲透至電力電子技術(shù)所有領(lǐng)域，功率之大是其他電力半導(dǎo)體器件無法比擬的。如，光控晶閘管因出發(fā)回路與陽陰級間電位隔離，在直流輸電這一大容量電子電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，是其他電力半導(dǎo)體器件短期內(nèi)無法替代的GTO、GTR及達林頓晶體管在IGBTUPSMOSFET、IGBT高頻器件的應(yīng)用使變頻器輸出波形大為改觀，諧波含量大為減少，解決了GTO、GTR變頻器工作時產(chǎn)生的噪聲問題。變頻器的使用使我國能源得到很大節(jié)約，對改進生產(chǎn)工藝水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗起到很大作用IGCT、IEGT其誕生大大推動高壓大電流電力變換控制系統(tǒng)發(fā)展，目前國內(nèi)成套裝置應(yīng)用于工業(yè)、汽車、軌交、船舶等領(lǐng)域。2、能源電子的內(nèi)涵界定能源電子是電子信息技術(shù)和新能源需求融合創(chuàng)新產(chǎn)生并快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，是生產(chǎn)能源、服務(wù)能源、應(yīng)用能源的電子信息技術(shù)及產(chǎn)新型儲能電池、重點終端應(yīng)用、關(guān)鍵信息技術(shù)及產(chǎn)品等領(lǐng)域（統(tǒng)稱光

數(shù)據(jù)來源：賽迪研究院電子信息研究所整理2023，03儲端信）。能源電子與傳統(tǒng)的電力電子概念既有一定聯(lián)系，又有較大區(qū)別。聯(lián)系在于，能源電子“光儲端信”四大方向均需電力電子擔(dān)當重要角色；區(qū)別在于，能源電子更強調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈上下游協(xié)同，而傳統(tǒng)的電力電子則重點強調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈上游側(cè)。1、《關(guān)于推動能源電子發(fā)展的指導(dǎo)意見》首次提出能源電子產(chǎn)業(yè)的定義及范圍。圖1能源電子架構(gòu)圖數(shù)據(jù)來源：賽迪研究院電子信息研究所2023,03（二）能源電子的發(fā)展形勢1、能源電子是雙碳目標下現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系節(jié)能化、電氣化發(fā)展的重要依托當前，現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展離不開能源利用，生產(chǎn)端、服務(wù)端對能源的依賴性持續(xù)增強。隨著雙碳政策目標下現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系節(jié)能化、電氣化踏入加速通道，能源電子將成為支撐工業(yè)、能源領(lǐng)域供給側(cè)發(fā)展的新引擎，通過太陽能光伏、新型儲能系統(tǒng)、重點終端應(yīng)用、關(guān)鍵信息技術(shù)及產(chǎn)品等演進發(fā)展，增強現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系電氣化靈活性、提升電力負荷彈性，在執(zhí)行當前國家雙碳戰(zhàn)略、推進能源革命的基本國策中

持續(xù)發(fā)揮重要作用。2、能源電子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)正處于加速變革的關(guān)鍵期當前，能源電子領(lǐng)域正催生開啟新一輪的技術(shù)迭代、應(yīng)用加速、以及產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新鏈的深度調(diào)整，技術(shù)創(chuàng)新百花齊放、百家爭鳴。能源電子材料向氧化鎵等新型超寬禁帶半導(dǎo)體方向多路徑發(fā)力；襯底、外延環(huán)節(jié)等能源電子器件制造工藝產(chǎn)（低開關(guān)損耗）、高功率密度（組合集成化）、高功率因數(shù)及高壓大功率方向成為能源電子模塊和器件醞釀發(fā)力、創(chuàng)新突破的聚能陣地。能源電子正處于技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新變革的關(guān)鍵期，也是搶灘布局的窗口期。3、能源電子是地方區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和垂直行業(yè)發(fā)展的根本性手段能源電子產(chǎn)業(yè)使區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展具有穩(wěn)定途徑。一方面，通過對能源電子產(chǎn)業(yè)鏈條建設(shè)，可以提升能源領(lǐng)域和相關(guān)電子信息領(lǐng)域的整體動力，促進能源的有效綜合利用，使其具有良好的技術(shù)能力和應(yīng)用水平，從而推動擴大區(qū)域優(yōu)質(zhì)投資與重大項目落地，提升區(qū)域經(jīng)濟水平與效益；另一方面，能源電子產(chǎn)業(yè)具有促進裝備制造、軌道交通、航空航天、節(jié)能環(huán)保等重要垂直行業(yè)發(fā)展的作用，有助于推動區(qū)域產(chǎn)業(yè)（一）能源生產(chǎn)層1、光伏市場現(xiàn)狀在能源安全、碳達峰碳中和驅(qū)動下，光伏行業(yè)構(gòu)建了完整的政策體系。一方面，國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)2030年碳達峰行動方案的通知》《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》等一系列意見、通知，明確提

出到2030年風(fēng)電太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億千瓦以上。另一方面，國家發(fā)改委、工信部、國家能源局等部門發(fā)布《關(guān)于完善光伏發(fā)電上網(wǎng)電價機制有關(guān)問題的通知》《智能光伏智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2025年）》《關(guān)于促進新時代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實施方案》《關(guān)于推動能源電子發(fā)展的指導(dǎo)意見》等一批相關(guān)意見、政策，構(gòu)建了器件、產(chǎn)品、終端、應(yīng)用、價格等一系列的完整體系。光速產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖侔l(fā)展。2022年，光伏制造方面，制造端四個主55%以上，產(chǎn)（不含逆變器1.4萬億元，95%，是穩(wěn)定電子信息制造業(yè)增長的重要力量。多晶硅82.763.4%；357GW57.5%，電池片產(chǎn)量318GW，同比60.7%，組件產(chǎn)量288.7GW，58.8%。應(yīng)用端方面，發(fā)電新增裝機87.41GW，同比增長59.3%，分布式光伏成為重要增長58%，光伏整體392.61GW。圖22016-2022年我國光伏新增裝機情況（GW）數(shù)據(jù)來源：國家能源局2023,03光伏技術(shù)創(chuàng)新活躍。我國多項技術(shù)取得全球領(lǐng)先的優(yōu)勢，企業(yè)成為創(chuàng)新的中堅力量。2014年起，我國企業(yè)/研究機構(gòu)晶硅電池實驗室效率已打破紀錄56次。2022年，我國企業(yè)/研究機構(gòu)刷新效率紀錄14次。2022年我國鈣鐵礦電池研發(fā)效率也不斷取得新突破，純鈣缽礦電池，無機鈣缽礦電池等技術(shù)均快速發(fā)展。光伏對外貿(mào)易持續(xù)增長。2022年，光伏產(chǎn)品（硅片、電池片、電

池組件）出口總額達到512.5億美元，同比增長了80.3%，其中，電池片出口量約23.8GW，同比增長130.8%。2022年歐洲是我國光伏產(chǎn)品最主要出口市場，約占出口總額的46%，占比持續(xù)提高2。產(chǎn)業(yè)鏈情況我國光伏產(chǎn)業(yè)在技術(shù)、市場方面均有較強競爭力，光伏在多晶硅料、硅片、電池片、組件以及配套產(chǎn)業(yè)鏈等環(huán)節(jié)均已具備成套供應(yīng)能力。表4光伏領(lǐng)域部分重點企業(yè)企業(yè)名稱環(huán)節(jié)簡介協(xié)鑫多晶硅、硅片、組件光伏材料、光伏電站建設(shè)等領(lǐng)域均有布局。20214.761萬公噸、硅片總產(chǎn)量為38118兆瓦，在美國、南非等地均有光伏電站建設(shè)。2、相關(guān)數(shù)據(jù)來自于中國光伏行業(yè)協(xié)會。企業(yè)名稱環(huán)節(jié)簡介隆基硅片、電池片、組件2021年隆基營業(yè)收入809晶硅片生產(chǎn)量為70GW，組件出貨量38.52GW，其中對外銷售37.24GW，組件22.7%，為組件端龍頭。天合光能硅片、電池片、組件天合光能成立于1997年，2004年投產(chǎn)第一座光伏組件工廠。公司的光伏產(chǎn)品主要包括光伏電池和組件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，2021年組件出貨量全球排名位居第二。存在問題短期內(nèi)光伏發(fā)電收益面臨波動風(fēng)險。多省份提出納入保障性電網(wǎng)規(guī)模的光伏發(fā)電項目，需按一定比例配置儲能裝置。目前，儲能商業(yè)模式尚不明確，光伏強制配儲能將增加光伏裝機運營成本。此外，疊加土地、安裝、運維、安全保障等方面成本，短期內(nèi)光伏項目投資收益面臨波動風(fēng)險。電力交易市場為光伏發(fā)電收益帶來不確定因素。電力現(xiàn)貨市場交易形成分時電價，可以最大程度發(fā)揮市場機制，充分促進新能源消納。但現(xiàn)貨市場電價波動劇烈，與中長期交易的模式有較大不同。價格的不確定性極大地影響了光伏發(fā)電收益。尤其是不同省份電力現(xiàn)貨交易規(guī)則不同，造成光伏收益難以預(yù)測。以山西為例，山西作為我國首批電

力交易試點省份，其部分光伏電站0.2元/標準制定、檢測認證體系建設(shè)尚待完善。我國光伏產(chǎn)業(yè)的標準制定及檢測認證配套體系尚未能跟上產(chǎn)業(yè)技術(shù)、規(guī)模發(fā)展的步伐。標準方面，我國標準多而不強，整體采用率不高，與國外標準相比質(zhì)量較差。檢測認證方面，我國檢測認證體系建設(shè)落后，光伏產(chǎn)業(yè)鏈上器件、產(chǎn)品等均需要國外機構(gòu)認證，與我國光伏的產(chǎn)業(yè)地位不匹配。發(fā)展趨勢以風(fēng)光大基地為代表的大基地建設(shè)將成集中式光伏的新增長點?！笆奈濉币?guī)劃提出重點發(fā)展九大清潔能源基地及四大海上風(fēng)電基地。多個省份已開展申報、建設(shè)等相關(guān)工作。2021年，國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)的第一批大基地清單涉及19個省份、規(guī)?？傆?7.05GW，已全面開工建設(shè)；2022年印發(fā)的第二批清單已陸續(xù)開工，第三批基地形成了項目清單。隨著大基地建設(shè)的持續(xù)推進，風(fēng)光大基地有望成為“十四五”期間新能源新增裝機的重要組成部分。分布式光伏將成為光伏產(chǎn)業(yè)重要的增長極。2021年6月，國家能源局發(fā)布了《關(guān)于報送整縣屋頂分布式光伏開發(fā)試點方案的通知》，要求各地整合資源，實現(xiàn)分布式光伏的集約開發(fā)。一方面，以廣東、江蘇、浙江等東南沿海地區(qū)為代表的發(fā)達地區(qū)是我國負荷中心，能源消耗量高、土地資源有限。另一方面，我國中東部地區(qū)的光照條件符合分布式光伏發(fā)電的建設(shè)要求。隨著碳達峰、碳中和的持續(xù)推進，分布式光伏相關(guān)技術(shù)的持續(xù)進步，中東部地區(qū)分布式光伏建設(shè)將不斷增長。光伏應(yīng)用場景、開發(fā)模式呈多元化趨勢。一方面，“光伏+儲能”在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)、交通等多個領(lǐng)域不斷拓展新場景、新模式，持

續(xù)推動各行各業(yè)低碳發(fā)展。另一方天然氣、氫能、地?zé)岬榷嗥贩N能源協(xié)同發(fā)展，不斷加大水風(fēng)光、風(fēng)光火儲，區(qū)域耦合供暖的建設(shè)。2、氫能發(fā)展現(xiàn)狀氫能支持政策相繼臺。我國政府相繼出臺了《“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016—2030年）》《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年明確了氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略地位，將氫能作為未來國家能源體系的重要組成部分、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向?，F(xiàn)有制氫技術(shù)主要包括化石燃料制氫（煤、石油、天然氣）、電解水制氫和生物質(zhì)制氫。化石燃料制氫是我國制氫的主要途徑，我國能源煤炭資源較為豐富，煤化工制氫是我國制氫的主要方式，該方式耗水量大、碳排放量高，不利于發(fā)展低碳經(jīng)濟。電解水制氫是發(fā)展較成熟且應(yīng)用較廣泛的技術(shù)，該技術(shù)工藝簡單、排放低、制純度高，缺點在于耗電量大，電費占整體成本近80%?？稍偕茉粗茪浞矫妫稍偕茉粗茪浜哪茌^小、且無污染，但技術(shù)還未成熟，距離大規(guī)模使用尚有距離。氫能規(guī)?？焖僭鲩L。從求來看，根據(jù)國際能源署報告，2021年全球氫能需求為9400萬噸，能量2.5%，20301.15億噸。從投資及社會效益看，根據(jù)國際氫能委員會預(yù)計，到2030年，全球氫能領(lǐng)域投資總額將達到

5000億美元，到2050年，有望創(chuàng)造3000萬個工作崗位，減少60億噸二氧化碳排放，氫能在全球能源消費中比例將提升到18%。產(chǎn)業(yè)鏈情況氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要由制氫、儲運、加氫、應(yīng)用組成。制氫主要包括煤制氫、天然氣制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫電解水制氫等方式。儲運環(huán)節(jié)包括氣態(tài)儲運、液態(tài)儲運、固態(tài)儲運以及有機液態(tài)儲運等，涵蓋儲氫裝置、氫氣運輸?shù)取Ｏ掠螒?yīng)用包括工業(yè)、交通、建筑、能源（儲能）等領(lǐng)域。表5氫能部分重點企業(yè)企業(yè)名稱環(huán)節(jié)簡介國家能源集團、國家電力投資集團制氫、加氫、氫燃料電池國家電投集團是最早發(fā)力氫能產(chǎn)業(yè)的央企之一，布局PEM北京億華通燃料電池系統(tǒng)公司成立于2012年，主要為客車及貨車等商用車設(shè)計、研發(fā)、制造燃料電池系統(tǒng)包括核心零部件燃料電池電堆。自2016年推出首款商業(yè)化產(chǎn)品起，已累計202,900料電池系統(tǒng)，安裝于國內(nèi)多個城市運營的商用車上，包括北京、張家口、上海、成都、鄭州及淄博。中科富海氫液化20168月，是中科院理化所的科技成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化公司，依托理化所在大型低溫制冷系統(tǒng)的研發(fā)和制造方面的突破，其核心技術(shù)應(yīng)用涵蓋液氫到超流氦溫區(qū)大型低溫制冷裝備，工業(yè)氣體到到稀有氣體電子特氣一體化服務(wù)，天然氣提氦裝置和氫液化、液氫儲運及加氫站全套解決方案四大領(lǐng)域。存在問題我國制氫化石料制氫為主，二氧化碳排放量壓力大。我國以化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)品提純制氫為主，煤制氫、天然氣重整制氫和石油制氫占比分別為43%、16%和13%。工業(yè)副產(chǎn)制氫產(chǎn)量占28%。2020年化石能源制氫合計排放二氧3.225億噸，約占我國工業(yè)過程排放二氧化碳量的24.8%目前排放較低的“綠氫”制備存在技術(shù)不成熟或成本高等問題，尚不具備大規(guī)模推廣條件。我國氫能現(xiàn)有應(yīng)用場景單一。目前我國氫能已有的應(yīng)用主要在燃料電池，示范場景以公共汽車為主，導(dǎo)致各地氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要集中在以公交車為主的交通領(lǐng)域，在重型卡車等領(lǐng)域應(yīng)用不足。除此之外，氫能在分布式發(fā)電、化工、金屬冶煉、軌道交通、航空航天、熱電聯(lián)供等領(lǐng)域進展緩慢，其價值和潛力難以發(fā)揮。盡管現(xiàn)下已開始轉(zhuǎn)向工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，但仍處于示范階段。下一步發(fā)展方向綠氫有望成為未來的制氫主流技術(shù)。目前全球制氫結(jié)構(gòu)以天然氣

制氫為主，灰氫和藍氫所占比例在95%以上，其余為綠氫。中國氫氣產(chǎn)量為世界第一且逐年增長，綠氫能源轉(zhuǎn)化率低、成本高，隨著電力成本下降，有望成為未來制氫的主流技術(shù)。氫儲能助力可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用。氫儲能的優(yōu)勢在于大規(guī)模、長周期，是可再生能源電力空間轉(zhuǎn)移、拓展電能利用、應(yīng)對可再生能源隨機波動的最佳方式之一。通過氫儲能的應(yīng)用，可大幅提高風(fēng)能、光伏的利用率，推動可再生能2060光伏裝機48.1億千瓦、發(fā)電量7.9萬億千瓦時計算，通過氫儲能，富1-1.5億噸。（二）能源服務(wù)層能源服務(wù)層主要包括能源的傳輸與存儲。本報告重點就能源存儲進行展開分析。能源存儲即儲能，是指通過一種介質(zhì)或者設(shè)備，把一種能量形式用同一種或者轉(zhuǎn)換成另一種能量形式存儲起來，基于未來應(yīng)用需要以特定能量形式釋放出來的循環(huán)過程。根據(jù)能量存儲形式，電磁儲能，其中物理儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等；化學(xué)儲能主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池等；電磁儲能主要包括超級電容器儲能、超導(dǎo)儲能等。1、鋰離子電池市場現(xiàn)狀全球低碳化轉(zhuǎn)型發(fā)展驅(qū)動鋰電儲能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。全球低碳發(fā)展大背景下，高比例可再生能源的新型電力系統(tǒng)建設(shè)進程加速。光伏發(fā)電等可再生能源系統(tǒng)存在間歇性、隨機性、波動性等問題，現(xiàn)有電力系統(tǒng)要接受和消納大規(guī)模高比例波動性強的光伏發(fā)電，亟需大力發(fā)展各類儲能以彌補電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力缺口。其中電化學(xué)儲能中，鋰離子電池數(shù)量、容量占比最大，增長速度最快，已經(jīng)成為發(fā)展最快的電化學(xué)儲能技術(shù)，市場發(fā)展?jié)摿薮蟆娜蚩?，各國能源“綠色低碳”轉(zhuǎn)型驅(qū)動鋰離子電池儲能產(chǎn)業(yè)地緣政治等因素影響，戶用儲能需2022Fit

for55”一攬子計劃，如歐盟電池法提案，歐盟碳邊境調(diào)節(jié)稅等，提出2030年可再生能源發(fā)電占比調(diào)高至40%的計劃。美國發(fā)布“基礎(chǔ)設(shè)施2035100%無碳電力以及清潔能源發(fā)電。在此背景下，以光伏、風(fēng)能等為代表的可再生能源規(guī)模將大幅增長?？稍偕茉囱b機增長帶來電化學(xué)儲能需求ICC鑫欏資訊數(shù)據(jù)，2022年全球儲能電池產(chǎn)量139.86GWh，112.17%，其中電力儲能102.49GWh151%，基站9.82GWh,同比下滑16.24%，戶用儲能25.44GWh，同比增長及其他儲能2.01GWh,同比增長40.56%。從我國看，電化學(xué)儲能已成為重要增長極，其中鋰離子電池是當前技術(shù)最成熟、裝機規(guī)模最大的電2022能項目裝機規(guī)模達870萬千瓦，平2.12021年以上。分省域來看。20225的省份分別為：山東155萬千9071萬千瓦、6359萬千瓦。20225名的8989萬千瓦，湖北53萬千瓦，湖南50萬千瓦，內(nèi)蒙古33萬千瓦。2022年新增裝機技術(shù)占比來看，鋰離子電池儲能技術(shù)占比達94.2%，仍處于絕對主導(dǎo)地位。根據(jù)工信部的數(shù)據(jù)，2022年上半年，32GWh，已與去年全年儲能電池產(chǎn)量相仿。具體來看，一階材料環(huán)節(jié)，2022年上半年正極材料、負極材料、隔膜73萬噸，55萬噸，56億平方米和34萬噸，55%。二階材料環(huán)節(jié)，2022年上半年碳酸鋰、氫氧化1510.2萬噸，分別同比增長34%、25%。電池級

碳酸鋰、電池級氫氧化鋰（微粉級）的市場價格在高位區(qū)間震蕩，2022年上半年均價分別為44.5萬元/噸、43.2萬元/噸。產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況2021年中國儲能鋰離子電池的50.1GWh，市場份額排名前十的企業(yè)分別是：寧德時代、比亞迪、鵬輝能源、億緯鋰能、中天儲能、派能科技、瑞浦能源、國軒高科、南都電源和昆宇電源。前十大企業(yè)合計占據(jù)全國儲能產(chǎn)業(yè)79%的市場份額。其中，前四大企業(yè)市63%派能科技、瑞浦能源、國軒高科、南都電源、昆宇電源等企業(yè)位于第二梯隊。預(yù)計未來幾年我國儲能電池市場的集中度將進一步提高，強者恒強的產(chǎn)業(yè)格局逐步顯現(xiàn)。企業(yè)名稱簡介企業(yè)名稱簡介寧德時代202116.7GWh，銷售收入136601%10%。其儲能系統(tǒng)主要應(yīng)用于表前市場，包括發(fā)電側(cè)與輸配電側(cè)。寧德時代公司已與國家阿特斯等企業(yè)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。、企業(yè)名稱簡介鵬輝能源202117.64占公司總營收比例大幅提升至31%。鵬輝能源快布局全球儲能市場各細分領(lǐng)域頭部客戶，成為中國鐵塔、中國移動、陽光電源、古瑞派能科技派能科技202120.684.14%。其中，公司營業(yè)利潤3.5814.68%。派能科技銷售量為1540.34MWh，其中，以自主品牌和貼牌方式銷售儲能產(chǎn)品占比約95%，達到1455.89MWh。派能科技產(chǎn)品主要應(yīng)用于通信基站儲能、車載儲能、移動儲能、分布式工業(yè)/商用儲能、家庭儲能等領(lǐng)域。存在的問題鋰礦資源儲量不足成為牽制我國電池行業(yè)發(fā)展的主要因素。我國鋰資源儲量有限，主要依賴海外進口，受海外牽制較大。全球鋰礦高度集中于智利、澳大利亞和阿根廷等國家。2021年上述國家鋰資源儲量占全球已探明總儲量的72%。我國鋰資源儲量僅占全球7%，加之我國鋰資源供應(yīng)對進口依賴度較高。目前，國內(nèi)企業(yè)對于海外鋰礦投資頻頻受限，而且近年全球鋰資源探明量的增速放緩，不利于我國鋰資源供應(yīng)鏈穩(wěn)定。國內(nèi)鋰資源相對不足的儲量無法匹配我國鋰離子7%60%以上的動力電池市場份額之間難以匹配。在

碳酸鋰價格居高不下的背景下，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的利潤更多留在上游鋰礦端，造成下游電池廠面臨較大的成本壓力，一定程度上不利于產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展。下一步發(fā)展方向在能量密度及安全性的大力驅(qū)動下，固態(tài)電池成為研發(fā)熱點。固態(tài)電池的原理與液態(tài)鋰離子電池相同，但其電解質(zhì)為固態(tài)。與液態(tài)鋰離子電池相比，固態(tài)電池優(yōu)勢顯著。一是固態(tài)電池電解液具有不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液、耐高溫等優(yōu)良特性，可以取代傳統(tǒng)液態(tài)電池的電解液、電解質(zhì)鹽和隔膜，將徹底解決液態(tài)有機電解液的自燃風(fēng)險。二是固態(tài)電池能量密度高，有望突破液態(tài)電池的能量密度500Wh/kg電動汽車續(xù)航里程拉高至800km-1000km。加之固態(tài)電池工作溫度范圍寬、對大電流超快速充電耐受度高，是實現(xiàn)“加電比加油方便”的最短渠道。三是固態(tài)電池可大幅降低系統(tǒng)自身體積和重量。傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池必需的隔膜和電解液，占據(jù)了電池近40%的體積和25%的重量。將隔膜和電解液替換為固態(tài)電解質(zhì)后，電池正負極的間距可大幅縮短，電池的厚度隨之顯著降低。也正是由于在液態(tài)鋰離子電池戰(zhàn)場的失勢，美、日企業(yè)紛紛跳過當前主打液態(tài)鋰離子電池的階段，直接投擲重金押注固態(tài)電池賽道。日本為應(yīng)對中韓兩國電池產(chǎn)業(yè)的快2017年以來以舉國之力研發(fā)下一代固態(tài)電池，投入了巨額研發(fā)經(jīng)費。其中，日本豐田公司是目前固態(tài)電池技術(shù)最先進的汽車公2、鈉離子電池市場現(xiàn)狀鈉離子電池在全球儲能經(jīng)濟性訴求驅(qū)動下加速實現(xiàn)量產(chǎn)。全球低碳轉(zhuǎn)型背景下，電化學(xué)儲能需求高2022年以來鋰電上游原

材料價格大幅上漲，成本壓力逐級傳導(dǎo)至下游儲能電站運營商。電源側(cè)/電網(wǎng)側(cè)儲能注重投資回報率，成本上漲導(dǎo)致部分電力儲能項目建設(shè)出現(xiàn)不同程度的延期。長期來看，在碳酸鋰供需趨緊的預(yù)期下，鈉離子電池成本優(yōu)勢顯著。未來鈉電池產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟，材料成本日益降低，技術(shù)持續(xù)迭代，循環(huán)壽命不斷改善，鈉電池電力儲能度電成本下降空間顯著，儲能項目盈利能力有望增強。目前，鋰離子電池三元材料廠商開發(fā)鈉電正極材料的意愿逐漸增強，創(chuàng)業(yè)公司憑借技術(shù)優(yōu)勢搶跑市場，轉(zhuǎn)型新能源企業(yè)擴產(chǎn)積極，國內(nèi)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈配套逐漸成型。基于鋰離子電池成熟的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，鈉電池產(chǎn)品的研發(fā)事半功倍，進展迅速。此外由于鋰電、鈉電部分環(huán)節(jié)產(chǎn)線兼容，更加靈活和彈性的產(chǎn)能為鈉離子電池的增長注入潛力。鈉離子電池技術(shù)逐步成熟，有望推動產(chǎn)業(yè)化快速落地元。隨著電池材料規(guī)?；a(chǎn)，鈉離子電池相較鋰離子電池的成本優(yōu)勢有望長期預(yù)計將在電動兩輪車率先應(yīng)用，后續(xù)逐步推廣至低能量密度電動乘用車及儲能等領(lǐng)域。從電池材料技術(shù)路線看，鈉離子電池多技術(shù)路線齊頭并進，正極材料三種技術(shù)路線并行發(fā)展。其中，層狀氧化物進展最快，普魯士藍類應(yīng)用潛力廣闊；負

極材料硬碳是主流趨勢，低成本前驅(qū)體選擇及核心工藝積累是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵。產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況我國部分企業(yè)在鈉離子電池領(lǐng)域已開始產(chǎn)業(yè)化布局，并開展相關(guān)示范應(yīng)用。表7鈉離子電池領(lǐng)域重點企業(yè)企業(yè)名稱簡介寧德時代202172023年形成鈉離子電池基本產(chǎn)業(yè)鏈。同時，寧德時代宣布其第二代鈉離子電池的能量密度將達到200Wh/kg，系統(tǒng)能量密度可達到160Wh/kg關(guān)專利儲備分析，2016，2017富錳、銅錳等多種路線，負極包括硬碳和非碳升級路線。中科海鈉中科海鈉公司是由中科院物理所孵化，深耕鈉離子電池的一家電池企業(yè)。中科院物理研究所2011年起致力于鈉離子電池技術(shù)開發(fā)，2017并為其鈉離子電池產(chǎn)線提供技術(shù)支持。此外，中科海鈉與三峽江蘇能投、阜陽國資合資建設(shè)鈉離子電池生產(chǎn)基地。20219（六氟磷酸鋰頭部企業(yè)之一，20221-9排名第十三）與華陽股份簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，包括在六氟磷酸鈉、電池添加劑、負極等方面開展合作。湖南立方201320162015，2016Ah（/）120Wh/kg。公司201710kg201820212021池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的全資子公司湖南鈉方。20224140Wh/kg，同時湖南立方與中車株洲電力機車研究所簽約，湖南鈉方與振華新材簽約。目前公司生產(chǎn)的第一批鈉離子電池已經(jīng)在小型儲能、二輪、三輪電動車應(yīng)用。存在的問題鈉離子電池循環(huán)次數(shù)仍有待提升。鈉離子電池負極表面形成的SEI膜允許鈉離子遷入，阻止溶劑分子通過的特點，使得電池循環(huán)穩(wěn)定且可逆。但鈉離子體積較鋰離子更大，在嵌入脫出的過程中會導(dǎo)致電極材料微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致循環(huán)性能下降。目前，常見的鈉離3000鋰離子電池3000-6000次的循環(huán)壽命相比仍差距。美國Natronenergy公司采用面心立方結(jié)構(gòu)的普魯士藍材料開發(fā)的高倍率水系鈉離子電池，雖然在循環(huán)壽命上可達一萬次，但其能量密度僅為50Wh/kg，生產(chǎn)工藝也更為復(fù)雜。整體而言，鈉離子電池的循環(huán)壽命仍有待提升。具體來看，整機材料為普魯士藍的鈉離子電池循環(huán)壽命高于正極材料為陰離子的高于整機材料為層狀金屬氧化物的。材料體系仍未聚焦，產(chǎn)業(yè)鏈尚未成熟。一是鈉離子電池處于多種材料體系技術(shù)路線并行發(fā)展狀態(tài)，正負極材料體系相應(yīng)的電解液體系的性能仍待進一步提升，相應(yīng)的正

負極核心材料規(guī)模化供應(yīng)依然缺失。二是與鋰離子電池相比，鈉離子電池能量密度仍然較低，單位能量密度下的非活性材料帶來成本的上升，導(dǎo)致整體成本優(yōu)勢不明顯。三是鋰離子電池的設(shè)計方法和生產(chǎn)工藝雖然可以為鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化奠定技術(shù)基礎(chǔ)，但材料體系的變化導(dǎo)致的化成工藝、產(chǎn)品設(shè)計、極耳制作等環(huán)節(jié)與鋰離子電池仍有區(qū)別，生產(chǎn)工藝有待完善。此外，鈉離子電池的工作電壓范圍區(qū)別于鋰離子電池，且鈉離子電池具有較強的過放電耐受能力，因此，其電池管理系統(tǒng)（BMS）也需重新開發(fā)設(shè)計。鈉離子電池有望在儲能領(lǐng)域?qū)︿囯姵貙崿F(xiàn)部分替代。鈉離子電池相較鋰離子電池具備成本低、儲量豐富、電化學(xué)性能穩(wěn)定、快速充放電潛力大、低溫性能好等優(yōu)勢，其能量效率可達到85%以上。目前已有部分試點應(yīng)用，未來隨著鈉離子電池技術(shù)不斷成熟，將逐步實現(xiàn)對鋰電池在儲能應(yīng)用方面的部分替代。（三）能源應(yīng)用層1、重點領(lǐng)域工業(yè)多能互補的工業(yè)園區(qū)供電、供熱應(yīng)用逐步興起。綜合能源服務(wù)作為一種新型的能源供應(yīng)、轉(zhuǎn)換和利用方式，將成為工業(yè)園區(qū)實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型與低碳發(fā)展的重要手段之一。我國70%的工業(yè)用能集中在工業(yè)園區(qū)，其減碳潛力大。工業(yè)園區(qū)可通過集成分布式光伏、分散式風(fēng)電、天然氣、新型儲能、余熱回收、地源熱泵、智能微網(wǎng)、需求側(cè)響應(yīng)等輔助供用能系統(tǒng)，實現(xiàn)供能側(cè)的多能互補和用能側(cè)終端一體化。同時，充分利用先進計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)

網(wǎng)等電子信息技術(shù)，實現(xiàn)區(qū)域能源供需的智能管理，構(gòu)建新型園區(qū)供能用能生態(tài)鏈，以滿足綠色低碳、安全高效、可持續(xù)發(fā)展要求。程將迎來快速發(fā)展。多能互補技術(shù)、綜合能源體系是國家推進能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要載體，也是實現(xiàn)碳達峰、碳中和的重要力量支撐。在多能互補系統(tǒng)的建設(shè)中，與光伏發(fā)電、風(fēng)電等較為成熟的可再生能源供能方式相比，生物質(zhì)能、光熱、垃圾發(fā)電等“小眾”能源也有望得到充分利用。在園區(qū)減排壓力下，多能互補、綜合能源體系將迎來快速發(fā)展。案例：協(xié)鑫蘇州工業(yè)園區(qū)多能互補的能源系統(tǒng)蘇州工業(yè)園區(qū)建設(shè)多能互補的能源系統(tǒng)作為國家能源局首批多能互補2個天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)中心、3個區(qū)域能源中心、10個分布式10001000左右。為用戶提供高效智能的能源供應(yīng)服務(wù)和相關(guān)增值服務(wù)，同時實施能源需求側(cè)管理，推動能源清潔生產(chǎn)和就近消納。工業(yè)園區(qū)能耗相對集中、用能網(wǎng)一云”的能源體系：天然氣分布式能源作為區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)、熱網(wǎng)、冷網(wǎng)和天然氣網(wǎng)的“樞紐”，實現(xiàn)不同能源之間的轉(zhuǎn)換和貫通；通過儲電、儲熱、儲能和管網(wǎng)等設(shè)施對能源網(wǎng)的削峰填谷，降低用戶的用能成本。同時，通過綜合能源服務(wù)大數(shù)據(jù)云，對“源網(wǎng)荷儲”實時數(shù)據(jù)都進行著統(tǒng)一監(jiān)測和管理，服務(wù)對象包括能源大數(shù)據(jù)用戶、售電用戶、供熱用戶在內(nèi)的數(shù)千家用戶。通信通信基站的后備電源系統(tǒng)對可靠性和穩(wěn)定性有較高要求。鉛酸蓄電池由于技術(shù)成熟、成本低廉、工作溫度范圍大等特點，成為4G基進入5G但現(xiàn)有機房空間和設(shè)施難以承載后備電源容量的擴容需求。磷酸鐵鋰電池具有較高的能量密度，且在安全性、循環(huán)壽命、快速充放等方面具備明顯優(yōu)勢，可在一定程度上減5G基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和運營成本。因

此，磷酸鐵鋰電池有望加速取代鉛酸電池，成為5G時代基站后備電源的主流技術(shù)路線。根據(jù)GGII的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年中國鋰離子儲能37GWh，同比增長128.4%33%。鉛酸全面鋰電化，儲能電站5G快速發(fā)展，基站等基礎(chǔ)設(shè)施功耗大幅增加，需要能量密度更高的儲能系統(tǒng)。鋰離子電池正當其時。當前鋰離子電池的循環(huán)壽5倍，浮充壽命是2倍，生命周期成本已經(jīng)低于鉛酸電池。未來三年鋰離子30%2022年將與鉛酸電池的絕對成本基本持平。此外，鋰離子電池可以充分利用其良好的循環(huán)特性，通過電力削

峰避免市電增容改造，以分時峰谷電價錯峰降低電費，進一步降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運營成本。案例：華為鋰離子電池作為后備電源的供電解決方案華為通過對鋰電池系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)挖掘和自適應(yīng)狀態(tài)評估設(shè)計的電池管理系統(tǒng)，已經(jīng)在很多通信產(chǎn)品中得到了應(yīng)用。如在巴基斯坦，部分區(qū)域的電5886個站點每8000萬美元。鉛酸電池在這種區(qū)域使用，不僅因頻繁循環(huán)使用而導(dǎo)致電池壽命大幅縮減。而且每次市電恢復(fù)后，電池往往還未充滿就又需要放電，電池電量消耗過快導(dǎo)致需要頻繁啟動燃油發(fā)電機發(fā)電。華為向巴基斯坦運營商提供了以鋰離子電池作為后備電源的供電解決方案。通過電池管理系統(tǒng)靈活調(diào)整電池的充電電流，使鋰電池后備電源可以在市電SOH檢測和故障預(yù)警功能及時發(fā)現(xiàn)和定位故障電池，降低宕站風(fēng)險；通過電池休眠功能提高鋰電池的循環(huán)壽命，大大減少了燃油發(fā)電機的使用頻率。華為在巴基斯坦一期改造的1000多個站點，每年可節(jié)省燃油2210萬美元，1.5年即可收回投入成本。交通動力電池主要應(yīng)用于新能源汽車、電動叉車、電動船舶等領(lǐng)域。全球能源緊缺與環(huán)境問題的日益凸顯，疊加全球碳達峰、碳中和的“雙碳”共同目標，各國陸續(xù)推出燃油車禁售時間表等一系列戰(zhàn)略性支持政策，全球汽車產(chǎn)業(yè)電動化趨勢加速。根據(jù)中汽協(xié)的數(shù)據(jù)，

2021年我國新能源車銷量352.1萬輛，新能源車滲透率達到13%，電動化進程持續(xù)加速；其中，新能源乘用車銷量333.4萬輛，電動化15.19%，同比增長9.4%，純273萬輛，同比增長174%60萬輛，同比增143%。我國新能源汽車市場的繁榮發(fā)展，帶動鋰離子動力電池環(huán)節(jié)持續(xù)高增。2021年我國動力電池裝機147GWh，同比增長126%。軌道交通方面，新一代軌道交通系統(tǒng)的特征是以電力電子變頻為核心的電力驅(qū)動，高速列車、地鐵等的

電力牽引全部采用電力電子變頻裝置。隨著車網(wǎng)互動技術(shù)的逐步成熟，電動汽車新型電力系統(tǒng)建設(shè)中將扮演源網(wǎng)荷動互動中的重要角色。案例：車網(wǎng)互動技術(shù)車網(wǎng)互動技術(shù)（V2GtoGrid），是指當電網(wǎng)負荷低時為電動車充電，當電網(wǎng)負荷高時由電動車向電網(wǎng)放電，對電網(wǎng)進行削峰填谷。當電V2G車網(wǎng)互動充電樁，能夠?qū)㈦妱悠噺慕煌üぞ咦優(yōu)殡娋W(wǎng)“充電寶”，電網(wǎng)企業(yè)變相地從車主受眾處“租用”這能源消費體驗，助力實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標。換電模式成為全新賽 。目前新能源汽車主要有充電和換電兩種補能模式。換電模式即通過集中型充電站對大量電池集中存儲充電統(tǒng)一配送，并在換電站內(nèi)提供電動汽車的電池更換服務(wù)。隨著保有量的增長，新能源汽車充電模式面臨著快充需求增加、充電樁布局不均衡等問題。換電模式改變了長期以來傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、補能

形式及核心電池資產(chǎn)管理運營的發(fā)展模式，具有較強的創(chuàng)新生命力。一是換電作為新能源領(lǐng)域的細分賽道，對產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)及行業(yè)投資者都具備戰(zhàn)略意義。以車企為例，短期來看，換電網(wǎng)絡(luò)可提升用戶補能體驗，提高新能源車滲透率。長期來看，換電網(wǎng)絡(luò)是“光儲充檢”能源體系的重要環(huán)節(jié)之一，可協(xié)助車企向綠色能源運營商的方向轉(zhuǎn)型。二是相比充電，換電模式在效率、成本等方面存在優(yōu)越性，又可與充電模式形成場景互補，因而充換電一體化或?qū)⒊蔀槲磥硌a能體系的發(fā)展趨勢。建筑光伏建筑一體化（BIPV）推動建筑行業(yè)低碳化發(fā)展。BIPV是將光伏發(fā)電產(chǎn)品集成到建筑上，推動了空間的再利用、擴展了光伏的應(yīng)用場景、減少了輸配電過程中的能量損耗。同時，順應(yīng)了建筑清潔化、低碳化、可持續(xù)化的發(fā)展方向，為建筑低碳節(jié)能提供了解決方案。隨著《關(guān)于報送整縣(市、區(qū))屋頂分布式光伏開發(fā)試點方案的通知》

的下發(fā)，推進屋頂分布式光伏建設(shè)，建筑光伏一體化（BIPV）將成為未來分布式光伏重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。BIPV擴展了光伏的應(yīng)用，市場潛力巨大。光伏組件與幕墻、采光頂、屋頂、陽臺等建筑結(jié)構(gòu)結(jié)合目前光伏與建筑材料結(jié)合的形式主要包括與屋頂、墻體和遮擋裝置相結(jié)合。當前，我國BIPV應(yīng)用面積較小，僅占既有建筑的比例1%，且多以工商業(yè)屋頂應(yīng)用為主。隨著光伏建設(shè)成本的降低和技術(shù)的成BIPV進一步為大規(guī)模利用奠定基礎(chǔ)。案例：深圳國際低碳會展中心綠色建筑案例4.8120多項的一個低碳技術(shù)，建筑結(jié)構(gòu)、材料等的改變等，實現(xiàn)近零排放，其中最重要的一項，就是采用了“智能分布式光伏解決方案++能源管理云”的組合解決方案，是用戶側(cè)“源網(wǎng)荷儲”的典型案例。園區(qū)光伏項目全年發(fā)電可以達1273.7萬棵樹。能源管理云，則像園區(qū)的智慧大腦，對源、荷、儲進行調(diào)度管理，實現(xiàn)更好的協(xié)同工作。同時，低碳城內(nèi)三棟建筑的各項能耗指標參數(shù)也可以實現(xiàn)可視化，大網(wǎng)荷-儲”形成協(xié)同，以園區(qū)、城市為維度進行能源調(diào)度和能效管理，幫助園區(qū)降低用能成本，使園區(qū)運維更穩(wěn)定更高效。農(nóng)業(yè)農(nóng)光互補推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟化、環(huán)保化。農(nóng)光互補電站能最大化復(fù)合利用土地資源、促進農(nóng)業(yè)節(jié)能減排、改善生態(tài)環(huán)境。在“光伏+儲能”的應(yīng)用推廣下，全國各地漁光互補等多種方式建設(shè)的光儲項目兼具經(jīng)濟性、可推廣性，有助于緩解大規(guī)模可再生能源接入電網(wǎng)的光互補”將光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)種植有機結(jié)合，在發(fā)電的同時為農(nóng)業(yè)種植

經(jīng)濟作物提供適宜的生長環(huán)境，以此創(chuàng)造經(jīng)濟效益與社會效益。漁光互補助力漁業(yè)養(yǎng)殖轉(zhuǎn)型升級?！皾O光互補”是“光伏+”在漁業(yè)養(yǎng)殖的重點應(yīng)用，魚塘上方架設(shè)光伏板陣列為養(yǎng)魚提供遮擋，魚塘下方進行魚蝦養(yǎng)殖，形成“上可發(fā)電、下可養(yǎng)魚”的發(fā)電、養(yǎng)殖新模式。“漁光互補”有助于推動我國新能源產(chǎn)業(yè)與水產(chǎn)養(yǎng)殖的融合應(yīng)用，助力我國水產(chǎn)養(yǎng)殖的轉(zhuǎn)型升級，為我國漁業(yè)的綠色發(fā)展提供了一條全新路徑。案例：宿松縣匯口鎮(zhèn)曹湖村“光伏+農(nóng)業(yè)”發(fā)展模式曹湖村充分發(fā)揮農(nóng)村閑置土地、光照充足的自然條件等優(yōu)勢，在202015006億元，設(shè)計1501.6億千瓦時，項目運行期內(nèi)，1215萬元以上，為進一步提高土地利用效益。曹湖村探索了一條實行“板上發(fā)電、板下種植”的“農(nóng)光互補”新模式，在光伏板下種植白芨、黃精等中草藥，有效提高了土地利用率，帶動了勞動力就業(yè)，實現(xiàn)光伏產(chǎn)業(yè)與農(nóng)業(yè)融合發(fā)展，村30萬元以上。光伏+農(nóng)業(yè)新模式未來有望進一步與生態(tài)文明及經(jīng)濟轉(zhuǎn)型目標相結(jié)合，推動農(nóng)業(yè)建設(shè)向生態(tài)文明轉(zhuǎn)型。一方面，光伏+農(nóng)業(yè)市場空間

廣闊，光伏揚水技術(shù)有利于解決旱地缺水情況，我國可用耕地中55%為缺水旱地，光伏建設(shè)于大棚實現(xiàn)了對土地的空間再利用，同時光伏揚水技術(shù)將幫助旱地節(jié)水灌溉，據(jù)測算，1GW裝機的太陽能光伏揚水設(shè)備即可滿足5001000萬畝土地的用水需求。另一方面，光伏+農(nóng)業(yè)市場有助于實現(xiàn)生態(tài)友好目30WM的光伏項目為例，每430025年的48塵排放可減少3萬噸。能源風(fēng)光大基地建設(shè)加速推進。“十四五”大力推進風(fēng)電光伏基地河西走廊、黃河幾字彎、冀北、松遼、黃河下游新能源基地和海上風(fēng)2021戈壁地區(qū)為重點的第一批大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)項目下發(fā)，2022年建4500萬千瓦，20235200萬千瓦，目前第一批項目已全面開20222荒漠為重點地區(qū)的大型風(fēng)電光伏基地規(guī)劃布局方案》指出第二批項目2030裝機約4.55億千瓦，目前，第二批項目部分已經(jīng)開始建設(shè)。源網(wǎng)荷儲、多能互補是大基地

建設(shè)的主要模式。源網(wǎng)荷儲通過配套建設(shè)新能源和儲能項目，實現(xiàn)新能源的就地消納，可有效降低能耗水平、用電價格、碳排放水平，并減少新能源對電網(wǎng)的沖擊。儲能作為新能源大基地建設(shè)的重要調(diào)節(jié)性資源，通過平滑風(fēng)電、光伏發(fā)電的波動性、間歇性和隨機性，實現(xiàn)電力供需的實時平衡、緩解輸電堵塞、減少棄風(fēng)棄光，提升外送通道利用率，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲的協(xié)調(diào)互動。消納和送出能力不足、儲能協(xié)調(diào)控制及經(jīng)濟型是新能源大基地建設(shè)的制約因素。一方面，新能源大基地主要集中在內(nèi)蒙古、新疆、青海、甘肅、寧夏等風(fēng)光資源豐富的低負荷地區(qū)，通過多能互補模式建設(shè)大基地后，經(jīng)由特高壓通道將電力輸送至東南沿海、京津冀等負荷中心。由于新能源發(fā)電的波動性、間歇性等相關(guān)原因，我國特高壓通道利用率不足。另一方面，儲能與電源、負荷的協(xié)調(diào)控制技術(shù)尚不成熟，成為了大基地建設(shè)的主要技術(shù)難題之一，同時，儲能的盈利模式尚在探索階段，其經(jīng)濟效益未完全釋放，制約了大基地項目的收益。案例：內(nèi)蒙古烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲”一體化綜合應(yīng)用示范基地。202010月，三峽能源內(nèi)蒙古烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲”一體化綜合應(yīng)用示范基地啟動。該項目是全國首個“源網(wǎng)荷儲”一體化項目，國內(nèi)首個儲能配置規(guī)模達到千兆瓦時的新能源場站，也是全球規(guī)模最大的“源網(wǎng)荷儲”一300200萬千瓦，17030552小時儲能，以風(fēng)光互補保障電力供應(yīng)。項目分三期建設(shè)，共建設(shè)四座升壓儲能一體化站和5020211231日風(fēng)光全42.57.514萬千瓦×2小時儲能，現(xiàn)在已調(diào)試完畢，并網(wǎng)檢測結(jié)束，等待并網(wǎng)。2、新興領(lǐng)域（1）光伏+儲能基本情況+儲能”是有效解決光不同于傳統(tǒng)火力發(fā)電可人工調(diào)節(jié)發(fā)電效率，光伏發(fā)電高度依賴自然環(huán)境和氣象條件的先天特性導(dǎo)致其不可控性和不穩(wěn)定性凸顯。這種不可控和不穩(wěn)定性將在并網(wǎng)時對電網(wǎng)造成巨大電流沖擊，或?qū)⒃斐呻娋W(wǎng)設(shè)施受損。因此為了保障整個電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，電網(wǎng)對于新能源的接納也是有相應(yīng)的條件和要求。近年

來，隨著光伏發(fā)電裝機容量持續(xù)增電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性不足帶來的消納能力弱化是新能源消納最主要的潛在制約因素。因而，大規(guī)模儲能配置成為提升新能源發(fā)電滲透率的必然選擇。一方面，儲能系統(tǒng)可以通過存儲未消納的電量，并按需求調(diào)度放電時間來實現(xiàn)“削峰填谷”，解決棄峰問題。另一方面，儲能系統(tǒng)可以實現(xiàn)高頻率充放電和快速響應(yīng)調(diào)頻信號，從而實現(xiàn)新能源發(fā)電的短時輸出功率的實時調(diào)整，減緩電持續(xù)增長的光儲配比為儲能市場打開增量空間。由于新能源發(fā)電間歇性、波動性的特點，在不附加儲能的情況下，電網(wǎng)系統(tǒng)對風(fēng)力和15%當風(fēng)力和光伏發(fā)電滲透率超過20%時，電網(wǎng)系統(tǒng)凈負荷的波動振幅和強度將出現(xiàn)陡增。根據(jù)全國新能源消納監(jiān)測預(yù)警中心的數(shù)據(jù)，2022年月，全國各省平均棄光率約為2%9.3%，西藏的棄光率則達到了19.1%。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全國已有20余個省市出臺了相關(guān)政策，要求新建大型新能源場站必須配置5%-20%的儲能，且時長1-4小時不等。預(yù)2025年我國儲能電站裝機容202235.8GWh增長至118.8GWh，2021-2025年復(fù)合增速64%。面臨問題光伏配置儲能設(shè)施利用率不足。新型儲能包含電化學(xué)、機械儲能等各個類別、性能各異、技術(shù)成熟度不盡相同，性價比也存在較大差別。同時，各地資源稟賦、負荷情況、電力供給情況不盡相同。目前，已建成的光伏配儲電站普遍存

在利用率低下的問題，且業(yè)界缺乏自主調(diào)用儲能的商業(yè)模式與市場化激勵措施。以光伏為代表的發(fā)電企業(yè)配建的儲能和調(diào)峰裝備規(guī)模相對有限，無法在運行時以規(guī)模效應(yīng)降低成本，因而會出現(xiàn)運營成本居高不下，運行效率持續(xù)較低等問題。加之，目前光伏發(fā)電配建儲能設(shè)備僅僅對儲能配比等某些基本參數(shù)進行了規(guī)定，并未對具體使用規(guī)范和考核規(guī)則進行細化。此外，光伏配置儲能裝置在具體應(yīng)用層面也缺少相應(yīng)的具體規(guī)范，致使配套儲能設(shè)備難以實現(xiàn)良好的運行效益，進一步加劇個別企業(yè)選擇價廉質(zhì)劣產(chǎn)品的意向。上述形成的負面效應(yīng)不斷循環(huán)疊加，形成了負反饋的惡性循環(huán)。光伏配儲帶來運營成本疊加，商業(yè)盈利模式亟待探索。目前，光伏發(fā)電配建儲能設(shè)施的成本主要由光伏發(fā)電廠商承擔(dān)，未能形成向下游有效傳導(dǎo)和分散。近年來鋰資源漲價帶來的鋰離子儲能電池成本持續(xù)走高。上述兩大原因相互疊加，對光伏發(fā)電企業(yè)在運營中造成了巨大的成本壓力，進而影響到光伏發(fā)電企業(yè)在相關(guān)領(lǐng)域的投資和戰(zhàn)略決策。光伏配建儲能設(shè)施理論上能為電網(wǎng)體系提供調(diào)峰、備份、快速響應(yīng)等多種支撐，但現(xiàn)行市場機制無法有效發(fā)揮光伏發(fā)電配建儲能設(shè)施的實際價值。2022年5月，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合出臺《關(guān)于進一步推動新型儲能參與電力市場和調(diào)度運用的通知》。該通知對配建儲能站點的相關(guān)市場行為和機制作出了重要部署，將有效推動儲能的市場化運行進程和商業(yè)模式完善。然而，上述政策在地方落地及配套措施出臺層面仍面臨諸多問題亟待解決。（2）源網(wǎng)荷儲一體化源網(wǎng)荷儲一體化是電源、電網(wǎng)、負荷、儲能的組合，是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的重要措施和手段。源網(wǎng)荷儲是實現(xiàn)能源資源最大化利用的運行模式和技術(shù)，通過源源互補、源網(wǎng)協(xié)調(diào)、網(wǎng)荷互動、網(wǎng)儲互動和源荷互動等形式，以更經(jīng)濟、高效和安全的方式推動電力系統(tǒng)功率動態(tài)平衡運行。源網(wǎng)荷儲通過優(yōu)化整合本地電源、電網(wǎng)、負荷，精準控制用戶側(cè)、以信息技術(shù)為支撐，對

三方精準預(yù)測和控制，提高電網(wǎng)安全運行水平，解決可再生能源消納中電網(wǎng)波動性等問題。存在的問題價格機制限制了源網(wǎng)荷儲一體化發(fā)展。目前的輸配電價體系未能完全體現(xiàn)電能的商品屬性。現(xiàn)有輸配電價是同網(wǎng)同價，一旦并入省網(wǎng)，“源網(wǎng)荷儲”企業(yè)或園區(qū)雖然實現(xiàn)了就地消納，但需要按照與其他電源、負荷相同的輸配電價結(jié)算，影響了其經(jīng)濟性。下一步發(fā)展建議加快先進技術(shù)突破。著力推動包含多能互補技術(shù)、電力調(diào)度技術(shù)、儲能技術(shù)等各個關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展。在新型電力系統(tǒng)下，電網(wǎng)運行逐漸呈現(xiàn)智能化、數(shù)字化的特點。發(fā)展“源網(wǎng)荷儲一體化”運行亟需“云大物移智鏈邊”其中的云計算、大數(shù)據(jù)、電力物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算等技術(shù)手段，讓電網(wǎng)系統(tǒng)配備擁有海量數(shù)據(jù)處理分析、高度智能化決策等能力的云端解決方案。從而實現(xiàn)各類能源資源整合、打通能源多環(huán)節(jié)間的壁壘，讓“源網(wǎng)荷儲”各要素真正做到友好協(xié)同。加快體制機制創(chuàng)新。完善電力交易市場、健全電力輔助服務(wù)政策，激發(fā)市場活力，引導(dǎo)市場預(yù)期。通過完善市場化電價機制，調(diào)動市場主體積極性，引導(dǎo)電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負荷側(cè)和獨立儲能主動作為、合理布局、優(yōu)化運行，實現(xiàn)科學(xué)健康發(fā)展。（3）多能互補的智慧能源系統(tǒng)基本情況多能互補的智慧能源系統(tǒng)是多種能源類別互補的、可實現(xiàn)能源綜合、智慧利用的能源供需系統(tǒng)。該系統(tǒng)以功能區(qū)為對象，可實現(xiàn)不同類別能源的綜合規(guī)劃、綜合設(shè)計與智慧運行。同時，該類型系統(tǒng)可以實現(xiàn)橫向的“冷、熱、電、氣、水”能源多品種之間、縱向“源、網(wǎng)、荷、儲”能源多供應(yīng)環(huán)節(jié)之間的生產(chǎn)協(xié)同、管廊協(xié)同、需求協(xié)同以及

生產(chǎn)與消費間的智慧互動，從而構(gòu)建多種能量流之間開放互聯(lián)的綜合能源系統(tǒng)以滿足當?shù)厣鐓^(qū)乃至區(qū)域的用能需求。多能互補的智慧能源系統(tǒng)靠近能源的消費側(cè)，可以交互的非電能源形式更加多樣，能源消能互補、多源協(xié)同”的能源優(yōu)化運行方式，提升整體能源利用效率。多能互補的智慧能源系統(tǒng)是能源互聯(lián)網(wǎng)和多能互補概念結(jié)合的一種具體體現(xiàn)。其內(nèi)涵覆蓋了分布式能源、智能電網(wǎng)、微網(wǎng)、燃氣三聯(lián)供等，但綜合能源與分布式能源、智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)和燃氣三聯(lián)供等概念均有所不同，其供能種類和范圍不但更加廣泛，且著重強調(diào)整體運行的“智慧化”和能源生產(chǎn)、消費之間的“互動性”，是一種更加高級、具體的能源系統(tǒng)構(gòu)成方式。圖3多能互補的智慧能源系統(tǒng)的物理架構(gòu)下一步發(fā)展方向電子信息技術(shù)與能源技術(shù)的融合應(yīng)用助力構(gòu)建下一代智慧綜合能源系統(tǒng)。通過以先進計算、人工智能、大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，有助于在能源生產(chǎn)和消費側(cè)全面推進系統(tǒng)轉(zhuǎn)型、增強能源系統(tǒng)彈性、保障能源系統(tǒng)安全。在生產(chǎn)端，通過電子信息技術(shù)提升能源供應(yīng)的預(yù)測和決策能力，促進多氣等多種能源形式的互補利用，推

數(shù)據(jù)來源：南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)集團有限公司2023,03動建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)能源供應(yīng)多元化、智慧化。在消費端，結(jié)合不同主題的消費行為，通過更加精準的負荷預(yù)測，靈活配置需求側(cè)資源，通過點對點交易、聚合商等提高用戶參與度并降低用能成本，實現(xiàn)更高效、靈活、可靠的能源資源調(diào)度和使用。（4）智能微電網(wǎng)1）基本情況智能微電網(wǎng)是以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)，將可再生能源發(fā)電、智慧能源管控系統(tǒng)和輸配電高度集成的新型電網(wǎng)。智能微電網(wǎng)具備完整的發(fā)輸配電功能，可視為一個獨立電力系統(tǒng)，通過對能源的調(diào)度，提高了能源效率、供電的安全性和可靠性，同時減少輸配過程中的電能損耗。智能微電網(wǎng)運行模式包括并網(wǎng)模式和孤島模式。并網(wǎng)模式指智能微電網(wǎng)與常規(guī)配電網(wǎng)并網(wǎng)運行。孤島模式指當檢測到電網(wǎng)故障或電能質(zhì)量不滿足要求時，智能微電網(wǎng)將及時與電網(wǎng)斷開而獨立運行。對于公用電力企業(yè)，智能微電網(wǎng)可以在數(shù)秒內(nèi)做出響應(yīng)以滿足電網(wǎng)系統(tǒng)的需要。對于用戶，智能微電網(wǎng)可作為可定制的電源，以滿足用戶多樣化的需求。2）存在的問題缺乏智能微電網(wǎng)體系技術(shù)標準和規(guī)范。目前國內(nèi)尚無統(tǒng)一的智能微電網(wǎng)體系技術(shù)標準和規(guī)范，智能微網(wǎng)難以大規(guī)模開發(fā)利用。智能微電網(wǎng)建設(shè)、運營模式與目前電力法規(guī)存在一定的沖突，阻礙了智能微電網(wǎng)的發(fā)展。電力電子技術(shù)應(yīng)用水平有待提升。智能微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與先進

的電力電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)、通信技術(shù)緊密相關(guān)。電力電子技術(shù)應(yīng)用不足難以滿足高質(zhì)量電能的利用，同時需依賴儲能裝置來達到能量平衡。另外，基于電力電子器件的本身電氣特性和控制特點，智能微電網(wǎng)運行及故障特性與傳統(tǒng)電網(wǎng)有明顯區(qū)別，增加了繼電保護及自動化控制等方面的配置難度。項目投資大，風(fēng)險高。政策鼓勵投建和運營主體多元化，但目前大部分微網(wǎng)環(huán)節(jié)能源設(shè)施投資建設(shè)和運營均為單一主體，需要包括投資建設(shè)成本、運維成本、外購電成本以及自主申報的容量成本等多項費用，收益主要包括自發(fā)自用、外部售電、內(nèi)部售電、“過網(wǎng)費”、輔助服務(wù)補償和補貼收益。目前，項目成本基本已經(jīng)確定，收益受到政策、自然條件等影響，不確定性較高，投資風(fēng)險大。定化要求。由于微電網(wǎng)每個項目的需求不盡相同，都具有相對獨立的特性，因此項目建設(shè)無法標準化復(fù)制，需針對項目特性定制化開發(fā)。如因地制宜的分布式電源建設(shè)，自然條件各不相同，系統(tǒng)內(nèi)用戶的負荷情況也千變?nèi)f化，地方的能源補貼政策也不盡相同等等。這種定制化要求在一定程度上也增加了項目的建設(shè)成本。（5）虛擬電廠基本情況虛擬電廠是一種分布式多類型能源資源聚合管理運行模式。通過電子信息技術(shù)的應(yīng)用，將海量分布式發(fā)電、需求側(cè)和儲能資源聚合并統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制，從而作為一個特殊電廠參與電力市場和電網(wǎng)輔助服務(wù)并獲取收益。虛擬電廠作為新型儲能商業(yè)模式之一，在破解清潔能源消納難題、綠色能源轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮重要作用，能夠提升能源服務(wù)，實現(xiàn)對分布式能源的負荷預(yù)測、響應(yīng)分配、實時協(xié)調(diào)控制和儲能安全健康充放電管理，參與電力交易市場和需求響應(yīng)。我國虛擬電廠目前仍處于起步階段，以試點示范為主。2021年以來，我國出臺大量虛擬電廠支持發(fā)展政策，部分省市也出臺了明確的落地方案或補貼標準。例如，2021年7月，廣州市出臺《廣州市虛擬電廠實施細則》，明確了虛擬電廠

參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)的補貼標準，從輔助服務(wù)市場角度加速了虛擬電廠的市場認知。產(chǎn)業(yè)鏈分析虛擬電廠資本、技術(shù)、資源高度密集，吸引了能源、互聯(lián)網(wǎng)等一批企業(yè)參與。目前處于發(fā)展初期，市場集中度不高，且商業(yè)模式不清晰，用戶側(cè)與發(fā)電側(cè)資源參與意愿均不強。未來，虛擬電廠技術(shù)與商業(yè)模式逐步成熟，并參與電力市場交易，虛擬電廠將迎來快速發(fā)展。目前參與方包括：國網(wǎng)信通、國電南瑞、遠光軟件等電網(wǎng)領(lǐng)域信息化板塊企業(yè)，恒實科技、國能日新、華為、易事特、金智科技、科陸電子等智慧能源和IT領(lǐng)域方案提供商；國天楹、電享科技等新能源、新型儲能等領(lǐng)域企業(yè)。存在的問題虛擬電廠處于試點示范階 ，平臺功能、商業(yè)模式均不健全。平臺功能方面，虛擬電廠平臺質(zhì)量參差不齊，缺乏統(tǒng)一的標準和接口，現(xiàn)有試點的功能僅實現(xiàn)了對用戶的用能監(jiān)測優(yōu)化調(diào)度功能能力不足對分布式能源的閉環(huán)控制功能尚有待完善。商業(yè)模式方面，現(xiàn)有虛擬電廠是通過價格補償或政策引導(dǎo)參與市場，市場化機制尚不明晰。三、能源電子底層支撐：電子信息技術(shù)及產(chǎn)品（一）基礎(chǔ)元器件及設(shè)備1、光電子器件市場現(xiàn)狀光電子器件是利用電-光子轉(zhuǎn)換效應(yīng)制成的各種功能器件，包括光通信器件、光纖光纜、光照明器件、光傳感器件等在智能電網(wǎng)、能源勘探、智能照明、發(fā)電設(shè)備制造等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。近年來，中國光電子器件市場規(guī)模穩(wěn)步增

長，2020年市場規(guī)模195億元，2021230億元，2023270億元。產(chǎn)業(yè)鏈情況國外起步較早，我國光電子器件加速追趕。目前我國光模塊、光纖激光器、激光雷達等下游細分領(lǐng)域已具備較強競爭實力。光芯片部分細分市場正處于加速國產(chǎn)化環(huán)節(jié)，我國高功率激光芯片以及部分高速率激光芯片技術(shù)正處于不斷突破中，光探測芯片、25G以上高速率激光芯片仍主要依賴進口。表8光電子器件領(lǐng)域部分重點企業(yè)企業(yè)名稱簡介長光華芯20123D及相關(guān)光電器件和應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)生產(chǎn)和銷售。源杰科技2.5G10G25GA1、海信寬帶、中際旭創(chuàng)、博創(chuàng)科技、銘普光磁等國際前十大以及國內(nèi)主流光模塊廠商批量供貨，產(chǎn)品最終應(yīng)用于中AT&T等國內(nèi)外知名運營商網(wǎng)絡(luò)中。珠海光庫科技股份有限公司2000企業(yè)，當前業(yè)務(wù)聚焦于光纖激光器件、光通訊器件、鈮酸鋰調(diào)制器及光子集成產(chǎn)品三大方向，產(chǎn)品應(yīng)用在光纖激光、光纖通訊、量子技術(shù)、5G、數(shù)據(jù)中心、無人駕駛、光纖傳感、醫(yī)療設(shè)備、科40存在問題核心底層技術(shù)、工藝制造水平有待突破。核心底層技術(shù)方面，我國技術(shù)積累不足，上游芯片、器件依賴進口，底層技術(shù)掌控在西方國家手中。工藝制造方面，光電子器件材料生長、芯片制造工藝與國外高端水平差距較大，流片加工主要依賴德國、荷蘭、新加坡等國家，同時，我國缺乏成熟的工藝制造共享平臺，無法通過標準化工藝流程搭建工程化研發(fā)體系，制約了光電子器件的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。關(guān)鍵領(lǐng)域缺乏創(chuàng)新，技術(shù)推廣擴散不足。我國光電子技術(shù)的發(fā)展起步相對較晚，目前仍處于快速發(fā)展的跟跑階段，對于前沿技術(shù)的研發(fā)投入不足。同時，我國光電子器件產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)尚不完善，產(chǎn)業(yè)上下游協(xié)同應(yīng)不足，技術(shù)擴散、轉(zhuǎn)化不足。下一步發(fā)展方向向低成本、高集成、小型化的光子集成技術(shù)方向發(fā)展。光電子器件技術(shù)的先進性、可靠性、實用性、經(jīng)濟性對光通信市場、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的技術(shù)水平和市場競爭力至關(guān)重要。

5G、千兆寬帶等技術(shù)的持續(xù)應(yīng)用推廣，光電子器件生產(chǎn)廠商對低成本、低能耗、高度集成的生產(chǎn)線需求日益強烈，光子集成技術(shù)將成為各大廠商的重要發(fā)力點。硅光子技術(shù)是重要發(fā)展方向。目前，摩爾定律已接近極限，在光電子領(lǐng)域，硅光子技術(shù)是突破摩爾定律重要的方向之一。硅光子技術(shù)的傳輸速率較現(xiàn)有速度大幅提高，在各大龍頭企業(yè)的發(fā)力推動下，其技術(shù)快速發(fā)展走向成熟。未來，在單芯片上混載光路與電路的硅光子技術(shù)有望加速突破，為集成光電子器件的廣泛應(yīng)用帶來更大可能。光通信器件向更高速率的方向發(fā)展。隨著雙千兆網(wǎng)絡(luò)的逐步應(yīng)用，以及以視頻技術(shù)為代表的對網(wǎng)絡(luò)高要求的應(yīng)用的快速增長，各個垂直行業(yè)的信息量大幅提升，對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牡脱訒r、高帶寬等特性提出了更高的要求。在此背景下，超高速、超大容量、超長距離傳輸?shù)墓馔ㄐ牌骷蔀榱烁鱾€企業(yè)爭相研究的對象。未來，光通信產(chǎn)業(yè)將沿著“超高速率、超大容量、超長距離”的方向持續(xù)打造信息高速公路。2、功率半導(dǎo)體器件市場現(xiàn)狀功率半導(dǎo)體器件是電能處理和轉(zhuǎn)換的核心單元，通過利用半導(dǎo)體的單向?qū)щ娦詫崿F(xiàn)電源開關(guān)和電力轉(zhuǎn)換的功能，廣泛用于電動汽車電/動車牽引驅(qū)動、家用電器變頻、新能源發(fā)電、傳輸?shù)葓鼍啊８鶕?jù)Développement數(shù)充電樁、儲能等需求增長，2026年281MOSFET開關(guān)電源控制。功率MOSFET為電壓控制型器件，具有驅(qū)動功率小、開關(guān)速度高、無二次擊穿問題、安全工作區(qū)寬等顯著特點。這種器件還具有電流負溫度系數(shù)、良好的電流自動調(diào)節(jié)能力、良好的熱穩(wěn)定性和較高的抗干擾能力等優(yōu)點。其缺點是通態(tài)電阻大、導(dǎo)通壓降較高。另外，由于導(dǎo)電機理和結(jié)構(gòu)的特點，其電流容量和耐壓提高難度較大。它常用于中小功率、開關(guān)頻率較高的變換裝置中。IGBT由于其突出的性能獲得越來越廣泛的應(yīng)用。IGCT是集成

門極驅(qū)動電路和門極換流晶閘管（GCT）與IGBT主要用于大電流、中頻率的電動機驅(qū)動。它具有大功率晶體管的導(dǎo)通壓降低，通流密度大等優(yōu)點，又同MOSFET的開關(guān)頻率高、開IGBT發(fā)熱少，驅(qū)動功率小，體積趨于更小。同時，IGBT的安全工作區(qū)寬，噪聲低，驅(qū)動保護十分容易，具有正電阻溫度系數(shù)的IGBT可以并聯(lián)運行。產(chǎn)業(yè)鏈情況功率器件行業(yè)差異化大、產(chǎn)品類型多，市場集中度不高，各企業(yè)產(chǎn)品間關(guān)系以互補為主，我國在功率半導(dǎo)體器件方面逐步縮小與國際水平的差距，并涌現(xiàn)了一部分優(yōu)質(zhì)企業(yè)。表9功率半導(dǎo)體領(lǐng)域部分重點企業(yè)企業(yè)名稱簡介聞泰科技2018MOSFET消費領(lǐng)域的中低壓產(chǎn)品，聞泰科技與國外技術(shù)水平相當，但在高壓產(chǎn)品方面與國外存在差距。士蘭微“VD-MOS“MOSFET、IGBTLED斯達半導(dǎo)斯達半導(dǎo)是我國IGBT的龍頭企業(yè)，2021年全球IGBT（國內(nèi)IGBT公司產(chǎn)品主要應(yīng)用于工業(yè)控制、新能源及白色變頻家電等領(lǐng)域。存在問題我國產(chǎn)品在中低端領(lǐng)域有一定積累，但在高端領(lǐng)域主要依賴進口。我國處于功率半導(dǎo)體器件供應(yīng)鏈的相對末端，產(chǎn)品以二極管、晶閘管、低壓MOSFET等低功率半導(dǎo)體器件為主，而在高附加值、市場份額更大的中高檔產(chǎn)品領(lǐng)域，大量依賴進口?，F(xiàn)有國產(chǎn)功率器件主要應(yīng)用于消費電子、家用電器、軌道交通等領(lǐng)域，但產(chǎn)品品類不全且成本高企，在工業(yè)級和車規(guī)級等領(lǐng)域，嚴重依賴國外企業(yè)。發(fā)展方向大功率IGBT器件的參數(shù)將繼續(xù)向著更高電壓和更大電流方向發(fā)展。超高功率容量、高可靠IGBT是新型輸電裝備的核心器件，支撐超高壓、遠距離及海上風(fēng)

電柔性直流輸電工程建設(shè)。由于更大容量的電力傳輸需要單個壓接型IGBT器件更大的電流，因此目前國內(nèi)外都在瞄準通流能力方面進行提升。同時，柔性直流輸電技術(shù)作為新一代直流輸電技術(shù)，能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定運行水平，增加電網(wǎng)靈活性，將成為電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級的重要發(fā)展方向，其技術(shù)對以IGBT為代表的功率半導(dǎo)體器件提出了更高的要求。功率半導(dǎo)體器件向高頻化、高效率發(fā)展。未來，功率半導(dǎo)體器件將持續(xù)向高頻化、高效率的方向發(fā)展，其中高頻化縮小功率半導(dǎo)體器件的體積，同時可以減少磁性元件的使用，從而達到使整體系統(tǒng)體積變小的效果，以便更加靈活地應(yīng)用于新型電力系統(tǒng)的各種場景。3、敏感元器件及傳感類器件市場情況在新一代移動智能終端設(shè)備、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、工業(yè)機器人的蓬勃發(fā)展及旺盛的市場需求推動下，敏感元器件及傳感器市場規(guī)模發(fā)展迅速，2020年全球傳感器市場規(guī)模1600億美元，同比增長5.6%。中國市場規(guī)模也飛速增長，2020年中國敏感元器件和傳感器行業(yè)銷929億元，五年年均增長

11.2%。產(chǎn)業(yè)鏈情況盡管起步較晚，但中國本土企業(yè)逐漸發(fā)力，在圖像傳感器、MEMS加速度傳感器等方面形成了一定的競爭力。同時，隨著國內(nèi)市場的蓬勃發(fā)展，壓力傳感器、氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、超聲波傳感器、光纖傳感器等廠商取得了快速發(fā)展，在本土市場氛圍逐步增長，并初步形成國際競爭力。表10敏感元器件領(lǐng)域部分重點企業(yè)企業(yè)名稱簡介高德紅外1999心器件、紅外熱像儀、大型光電系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的高新技紅外熱像整機、以紅外熱成像為核心的綜合光電系統(tǒng)板塊。華工科技華工科技旗下子公司孝感華工高理是中國溫度傳感器龍頭企業(yè)，是國內(nèi)少數(shù)掌握熱敏芯片制造和封裝工藝核心技術(shù)的企業(yè)。華工NTC70%PTC50%漢威科技（含激光類、MEMS20030070%，穩(wěn)居國內(nèi)氣體傳感器領(lǐng)域龍頭地位。存在問題積累不足，市場占有率較低。除了少數(shù)圖像傳感器、MEMS聲學(xué)傳感器的企業(yè)之外，大部分本土企業(yè)的傳感器銷售額與市場占有率均處于

較低水平。在智能電表等智能終端上應(yīng)用的微型傳感器以及汽車、工業(yè)機器人、醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)品上所用的高精度高可靠傳感器主要來自于國外。我國本土企業(yè)雖然在全球敏感元器件領(lǐng)域取得了一定的地位，但產(chǎn)品絕大部分為傳統(tǒng)引線型，尚不能滿足智能化時代的發(fā)展需求。發(fā)展趨勢向片式化、小型化、功率型方向發(fā)展。隨著以消費電子、智能電表等為代表的下游應(yīng)用產(chǎn)品逐步向輕薄化、智能化的方向發(fā)展，電子元器件也進入了新的發(fā)展階段。敏感元器件及傳感類器件由以往只為適應(yīng)整機的小型化及新工藝要求為主變成以滿足數(shù)字化、智能化的發(fā)展要求為主，不斷向片式、小型、功