2022年儲能行業(yè)研究報告

概覽標簽：儲能、儲能系統(tǒng)、物理儲能、機械儲能、電磁儲能、電化學儲能、壓

縮空氣儲能、飛輪儲能、超級電容器、超導儲能、鋰電池、鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池、儲能逆變器、電池管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、

微電網(wǎng)、削峰填谷、新能源消納、寧德時代、陽光電源——實現(xiàn)“雙碳”目標的必由之路2022年中國儲能行業(yè)研究報告儲能：儲能是指通過介質或設備把能量存儲起來，在需要時再釋放的過程，通常儲能主要指電力儲能。儲能又是石油油藏中的一個名詞，代表儲層儲存油氣的能力。物理儲能：物理儲能指的是利用抽水、壓縮空氣、飛輪等物理方法實現(xiàn)能量的存儲，具有環(huán)保、綠色的優(yōu)點。物理儲能具有規(guī)模大、循環(huán)壽命長和運行費用低等優(yōu)點，但需要特殊的地理條件和場地，建設的局限性較大，且一次性投資費用較高，不適合較小功率的離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。電磁儲能：電磁儲能包括超導儲能、電容儲能、超級電容器儲能。超導儲能超導儲能系統(tǒng)(SMES)利用超導體制成的線圈儲存磁場能量，功率輸送時無需能源形式的轉換；級電容器儲能超級電容器根據(jù)電化學雙電層理論研制而成，可提供強大的脈沖功率，充電時處于理想極化狀態(tài)的電極表面，電荷將吸引周圍電解質溶液中的異性離子，使其附于電極表面，形成雙電荷層，構成雙電層電容。電化學儲能：電化學儲能，通過電池所完成的能量儲存、釋放與管理過程。電化學儲能指的是以鋰電池為代表的各類二次電池儲能。抽水蓄能：抽水蓄能，一種儲能技術。即利用水作為儲能介質，通過電能與勢能相互轉化，實現(xiàn)電能的儲存和管理。利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫，在電力負荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電。可將電網(wǎng)負荷低時的多余電能，轉變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時期的高價值電能。適用于調頻、調相，穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓，還可提高系統(tǒng)中火電站和核電站的效率。壓縮空氣儲能：壓縮空氣儲能是指在電網(wǎng)負荷低谷期將電能用于壓縮空氣，將空氣高壓密封在報廢礦井、沉降的海底儲氣罐、山洞、過期油氣井或新建儲氣井中，在電網(wǎng)負荷高峰期釋放壓縮空氣推動汽輪機發(fā)電的儲能方式。飛輪儲能：飛輪儲能是指利用電動機帶動飛輪高速旋轉，在需要的時候再用飛輪帶動發(fā)電機發(fā)電的儲能方式。飛輪儲能系統(tǒng)是一種機電能量轉換的儲能裝置，突破了化學電池的局限，用物理方法實現(xiàn)儲能。通過電動/發(fā)電互逆式雙向電機，電能與高速運轉飛輪的機械動能之間的相互轉換與儲存，并通過調頻、整流、恒壓與不同類型的負載接口。來源：行行查研究中心整理?2022

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名詞解釋（1/3）

超級電容器：超級電容器是指介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，它既具有電容器快速充放電的特性，同時又具有電池的儲能特性。超導儲能：超導儲能是由于超導磁體環(huán)流在零電阻下無能耗運行持久地儲存電磁能，且在短路情況下運行，所以稱超導儲能。超導線圈的優(yōu)點在于，一次儲能可長期無損耗地保存，又可瞬時放出，儲存能量高，用低壓電源勵磁即可，裝置體積小，節(jié)省了常規(guī)所需的送變電設備和減少送變電損耗。鋰電池：鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質溶液的電池。鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。鉛酸電池：鉛酸電池，是一種電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池放電狀態(tài)下，正極主要成分為二氧化鉛，負極主要成分為鉛；充電狀態(tài)下，正負極的主要成分均為硫酸鉛。液流電池：液流電池是由Thaller于1974年提出的一種電化學儲能技術，是一種新的蓄電池。液流電池由點堆單元、電解液、電解液存儲供給單元以及管理控制單元等部分構成，是利用正負極電解液分開，各自循環(huán)的一種高性能蓄電池，具有容量高、使用領域（環(huán)境）廣、循環(huán)使用壽命長的特點，是一種新能源產品。鈉硫電池：鈉硫電池（NaS）作為一種新型化學電源，自問世以來已有了很大發(fā)展。鈉硫電池體積小、容量大、壽命長、效率高，在電力儲能中廣泛應用于削峰填谷、應急電源、風力發(fā)電等儲能方面。微電網(wǎng)：微電網(wǎng)（Micro-Grid）也譯為微網(wǎng)，是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、負荷、監(jiān)控和保護裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。微電網(wǎng)的提出旨在實現(xiàn)分布式電源的靈活、高效應用，解決數(shù)量龐大、形式多樣的分布式電源并網(wǎng)問題。開發(fā)和延伸微電網(wǎng)能夠充分促進分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實現(xiàn)對負荷多種能源形式的高可靠供給，是實現(xiàn)主動式配電網(wǎng)的一種有效方式，使傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)過渡。來源：行行查研究中心整理?2022

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名詞解釋（2/3）

儲能逆變器（PCS）：儲能逆變器可控制蓄電池的充電和放電過程，進行交直流的變換，在無電網(wǎng)情況下可以直接為交流負荷供電。PCS由DC/AC雙向變流器、控制單元等構成。PCS控制器通過通訊接收后臺控制指令，根據(jù)功率指令的符號及大小控制變流器對電池進行充電或放電，實現(xiàn)對電網(wǎng)有功功率及無功功率的調節(jié)。PCS控制器通過CAN接口與BMS通訊，獲取電池組狀態(tài)信息，可實現(xiàn)對電池的保護性充放電，確保電池運行安全。電池管理系統(tǒng)（BMS）：電池管理系統(tǒng)一般指BMS電池系統(tǒng)，BMS電池系統(tǒng)俗稱之為電池保姆或電池管家，主要就是為了智能化管理及維護各個電池單元，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。能量管理系統(tǒng)（EMS）：能量管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)），自動發(fā)電控制（AGC）和經(jīng)濟調度控制（EDC），電力系統(tǒng)狀態(tài)估計（StateEstimator），安全分析（Security

Analysis），調度員模擬培訓系統(tǒng)（DTS）。削峰填谷：削峰填谷是調整用電負荷的一種措施。根據(jù)不同用戶的用電規(guī)律，合理地、有計劃地安排和組織各類用戶的用電時間。以降低負荷高峰，填補負荷低谷。減小電網(wǎng)負荷峰谷差，使發(fā)電、用電趨于平衡?！霸淳W(wǎng)荷儲一體化”：所謂的“源網(wǎng)荷儲一體化”指的是電源、電網(wǎng)、負荷、儲能整體解決方案的運營模式。執(zhí)行一體化的模式，可精準控制社會可中斷的用電負荷和儲能資源，提高電網(wǎng)安全運行水平。提升可再生能源電量消費比重，促進能源領域與生態(tài)環(huán)境協(xié)調可持續(xù)發(fā)展。來源：行行查研究中心整理?2022

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名詞解釋（3/3）

中國儲能行業(yè)市場概述——定義及形式分類

儲能的定義儲能是指通過介質或設備把能量存儲起來，在需要時再釋放的過程。儲能又是石油油藏中的一個名詞，代表儲層儲存油氣的能力。儲能可以對電力進行存儲，在需要的時候釋放，能夠有效解決電力在時間和空間上的不平衡。儲能技術的應用貫穿于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、用電的各個環(huán)節(jié)。儲能形式廣義上，儲能可以分為電儲能、熱儲能和氫儲能三類，其中電儲能是目前最主要的儲能形式。電儲能中，根據(jù)儲存的原理不同可以分為物理儲能、電磁儲能、電化學儲能

三類。其中，物理儲能是目前最為成熟、成本最低、使用規(guī)模最大的儲能方式，電磁儲能由于充放電速度快等明顯優(yōu)勢同樣具有極大發(fā)展?jié)摿?，但目前技術還不夠成熟，電化學儲能是應用范圍最為廣泛、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮膬δ芗夹g。目前在多種類型的儲能技術中，以抽水蓄能、電化學儲能應用最為廣泛。資料來源：CNESA，行行查研究中心資料來源：北極星儲能網(wǎng)，行行查研究中心熱儲能電儲能氫儲能物理儲能電磁儲能電化學儲能抽水蓄能壓縮空氣儲能飛輪儲能超級電容器超導儲能鋰電池鉛酸電池鈉硫電池液流電池儲能形式儲能技術79%18%2021年中國儲能裝機容量占比2%1%抽水蓄能鋰離子電池壓縮空氣儲能其他來源：行行查研究中心整理?2022

HangHangCha2022年6月7日，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布《關于進一步推動新型儲能參與電力市場和調度運用的通知》，通知明確了新型儲能可作為獨立儲能參與電力市場，鼓勵配建新型儲能與所屬電源聯(lián)合參與電力市場、加快推動獨立儲能參與電力市場配合電網(wǎng)調峰、充分發(fā)揮獨立儲能技術優(yōu)勢提供輔助服務、優(yōu)化儲能調度運行機制、進一步支持用戶側儲能發(fā)展、建立電網(wǎng)側儲能價格機制。隨著儲能盈利環(huán)境的不斷改善，儲能項目目前進入高速發(fā)展階段。由于場景的多樣性、各儲能技術與降本的情況，儲能路線未來會是百花齊放的局面。各儲能技術根據(jù)其輸出功率、能量密度、儲能容量、充放電時間等特點，將在不同的應用場景發(fā)揮最優(yōu)儲能效果。各儲能技術的系統(tǒng)額定功率與放電時間

各儲能技術的能量密度與功率密度

中國儲能行業(yè)市場概述——儲能主要技術路徑對比

1KW10KW100KW1MW10MW100MW1GW秒分鐘小時UPS電能質量

電網(wǎng)支持負載轉移大功率管理液流電池：Zn-Cl

Zn-Air

Zn-Br；釩液流電池（VRB）、多硫化物液流電池（PSB）、新化學電池鈉硫電池（NaS）先進鉛酸電池高能超級電容器鈉-氯化鎳電池鋰離子電池鉛酸電池鎳鎘電池鎳氫電池

高功率飛輪高功率超級電容器

超導磁抽水蓄能電站壓縮空氣儲能能量密度（Wh/L）電容器超級電容器飛輪儲能鋰電燃料電池鈉硫電池鉛酸電池鋅溴液流電池鎳鎘電池超導儲能多硫溴流電池釩液流電池壓縮空氣儲能抽水蓄能功率密度（W/I）資料來源：IRENA，行行查研究中心資料來源：IRENA，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

HangHangCha大型儲能小型儲能

中國儲能行業(yè)技術路徑——物理儲能：抽水蓄能（1/2）

抽水蓄能即利用水作為儲能介質，通過電能與勢能相互轉化，實現(xiàn)電能的儲存和管理。利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫，在電力負荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電?？蓪㈦娋W(wǎng)負荷低時的多余電能，轉變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時期的高價值電能。抽水蓄能電站按建設類型可分為純抽水蓄能電站和混合式抽水蓄能電站。純抽水蓄能電站沒有或只有少量的天然來水進入上水庫（以補充蒸發(fā)、滲漏損失）。廠房內安裝的全部是抽水蓄能機組，其主要功能是調峰填谷、承擔系統(tǒng)事故備用等任務，而不承擔常規(guī)發(fā)電和綜合利用等任務?；旌鲜匠樗钅茈娬镜纳纤畮炀哂刑烊粡搅鲄R入，來水流量已達到能安裝常規(guī)水輪發(fā)電機組來承擔系統(tǒng)的負荷。廠房內所安裝的機組，一部分是常規(guī)水輪發(fā)電機組，另一部分是抽水蓄能機組。相應地這類電站的發(fā)電量也由兩部分構成，一部分為抽水蓄能發(fā)電量，另一部分為天然徑流發(fā)電量。所以混合式抽水蓄能電站除了可以調峰填谷和承擔系統(tǒng)事故備用外，還能實現(xiàn)常規(guī)發(fā)電和滿足綜合利用。我國抽水蓄能電站的發(fā)展始于20世紀60年代后期。20世紀80年代中后期，我國電力供需和電網(wǎng)調峰矛盾突出，我國抽水蓄能發(fā)展迎來第一個建設高峰期。其間廣州抽蓄電站，北京十三陵以及浙江天荒坪抽蓄電站相繼建成投產。抽水蓄能電站分類電站類別電站功能混合型抽水蓄能電站在電機運行過程中增加常規(guī)的水電機組輔助運行，使電站既能調節(jié)電網(wǎng)，又能通過徑流發(fā)電。純抽水蓄能電站專門為電網(wǎng)的調節(jié)而建立，主要作用是按計劃進行發(fā)電，同時為了保證電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，還會針對電網(wǎng)的峰值以及低谷情況進行針對性的調節(jié)，最重要的任務就是調整電網(wǎng)的峰值負荷和調頻1968資料來源：行行查研究中心資料來源：北極星儲能網(wǎng)，中國水力發(fā)電工程學會公眾號，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

HangHangCha1973-19751968年，河北崗南水庫安裝1.1萬千瓦的進口抽水蓄能機組。1994-20001973年和1975年北京密云水庫白河水電站分別改建并安裝了兩臺1.1萬千瓦抽水蓄能機組，總裝機容量2.2萬千瓦，標志著我國抽水蓄能電站建設起步。廣州抽水蓄能電站1期、2期分別于1994年和2000年建成投產，總裝機容量240萬千瓦。北京十三陵抽水蓄能電站裝機規(guī)模80萬千瓦，于1997年建成;浙江天荒坪抽水蓄能電站裝機180萬千瓦，于2000年全部投產。2015-20172021全國新開工22座抽水蓄能電站，開工容量3085萬千瓦，建成投產抽水蓄能機組22臺，共685萬千瓦。2021年底全國抽蓄電站累計裝機規(guī)模36GW,中長期發(fā)展規(guī)劃到2025年，由水蓄能投產總規(guī)模6200萬千瓦以上;到2030年，投產總規(guī)模1.2億千瓦左右。中國抽水蓄能發(fā)展歷程

中國儲能行業(yè)技術路徑——物理儲能：抽水蓄能（2/2）

名稱國家裝機容量（MW）水庫蓄能（MWh）豐寧抽水蓄能電站中國3,60040,000巴斯縣抽水蓄能站美國3,00324,000惠州抽水蓄能電站中國2,448/廣州抽水蓄能電站中國2,400/奧多々良木発窟所日本1,93215,546拉丁頓抽水蓄能電站美國2,12219,548天荒坪抽水蓄能電站中國1,83610,460截至2021年底，位于中國河北省承德市的豐寧抽水蓄能電站是當前世界規(guī)模最大的抽水蓄能電站，創(chuàng)造四項世界第一：裝機容量世界第一，儲能能力世界第一，地下廠房規(guī)模世界第一，地下洞室群規(guī)模世界第一。2021年世界最大的抽水蓄能電站抽水蓄能的工作原理是將水的重力勢能轉化為機組旋轉機械能，再將機械能轉化為電能，能量轉化效率70%-80%。抽水蓄能電站具有抽水和發(fā)電兩種基本功能，利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫，在電力負荷高峰期再放水至下水庫。抽水蓄能是目前唯一具有規(guī)模性和經(jīng)濟性的電能貯存形式、是解決電網(wǎng)調峰調頻及事故備用的最成熟工具，加快發(fā)展抽水蓄能是可再生能源大規(guī)模發(fā)展的重要保障和構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的迫切要求。抽水蓄能工作原理示意圖上池（水庫）壓力隧洞調壓井水電站變壓器調壓井輸電線下池（水庫）尾水隧洞尾水100%抽水蓄能耗電量發(fā)電量70%資料來源：中國電力網(wǎng)《2021年全球水力發(fā)電報告》，行行查研究中心資料來源：北極星電力網(wǎng)，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

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中國儲能行業(yè)技術路徑——物理儲能：壓縮空氣儲能（1/2）

除了抽水蓄能外，能夠實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應用的儲能方式就是壓縮空氣儲能。壓縮空氣儲能是指在電網(wǎng)負荷低谷期將富余電能用于驅動空氣壓縮機壓縮空氣，將空氣高壓密封在山洞、報廢礦井、過期油氣井、沉降的海底儲氣罐或地面儲氣罐中，在電網(wǎng)負荷高峰期釋放壓縮空氣推動燃汽輪機發(fā)電的儲能方式。壓縮空氣儲能的能源轉化效率較高，一般在75%左右，如果再采用一些先進的技術（如超導熱管技術等），其效率能進一步提升到80%以上。國內壓縮空氣儲能技術不斷進步，壓縮空氣儲能（CAES）、先進絕熱壓縮空氣儲能（AA-CAES）、超臨界壓縮空氣儲能系統(tǒng)（SC-CAES）、液態(tài)壓縮空氣（LAES）等都有研究覆蓋，500kW容量等級、1.5MW容量等級及10MW容量等級的壓縮空氣儲能示范工程均已建成。壓縮空氣儲能技術研發(fā)歷程地點項目規(guī)模參與單位甘肅寧縣100MW/400MWh大唐中寧能源開發(fā)有限公司山東蘭陵100MW/600MWh國華投資山東公司湖北應城300MW中能建數(shù)字科技集團有限公司、國網(wǎng)湖北綜合能源服務有限公司江西瑞昌1000MW/6000MWh葛洲壩能源重工有限公司山東泰安2*300MW6*300MW中能建數(shù)字科技有限公司、魯銀投資遼寧朝陽300MW中能建數(shù)字科技有限公司河北張北縣100MW中儲國能技術有限公司南京400MW蘇鹽集團、中國科學院工程熱物理研究所、中儲國能技術有限公司貴州畢節(jié)10ME中國科學院工程熱物理研究所河北黃驊200MW/1600MWh中國華電集團河北華瑞能源集團有限公司河南葉縣100MW/800MWh平頂山晟光儲能有限公司、中國機械設備工程股份有限公司2021年6月-2022年4月國內壓縮空氣儲能項目15KW液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)2MW液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)5KW蓄熱式壓縮空氣儲能系統(tǒng)15KW先進空氣儲能系統(tǒng)1.5MW先進壓縮空氣儲能系統(tǒng)國家能源大規(guī)模物理儲能技術研發(fā)中心10MW先進壓縮空氣儲能系統(tǒng)100MW壓縮空氣儲能系統(tǒng)20052009201020112013201520162020資料來源：CNESA，中儲國能官網(wǎng)，行行查研究中心資料來源：北極星儲能網(wǎng)，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

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中國儲能行業(yè)技術路徑——物理儲能：壓縮空氣儲能（2/2）

54267813零污染環(huán)境友好不依賴任何化石燃料不排放任何有害物質綜合儲能綜合性儲能技術儲冷系統(tǒng)可為中央空調提供冷能儲熱系統(tǒng)可為居民供暖提供熱量無地理條件約束新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)利用儲罐儲存液態(tài)空氣，不再依賴巖石洞穴、鹽洞等特殊地理環(huán)境安全可靠安全無爆炸風險系統(tǒng)最高壓力值處于我國規(guī)定的中壓管道壓力值范圍內壽命長全機械設備使用壽命長達30-50年效率高系統(tǒng)儲能和釋能過程的熱能和冷能均能夠很好地回收，儲能效率可達70%規(guī)模大單體功率可達100MW張家口項目儲電量可達40萬度成本低邊際成本在規(guī)模化后逐級降低最低度電成本低至0.2元87651234燃料壓縮機膨脹機電動機/發(fā)電機M/G燃燒室泵離合器資料來源：中科院之聲，行行查研究中心資料來源：中儲國能官網(wǎng)，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

HangHangCha離合器壓縮空氣儲氣裝置空氣廢氣鹽穴壓縮空氣儲能是指利用鹽穴來進行儲能。利用低谷電壓縮空氣存儲于鹽穴中，在高峰用電時釋放高壓空氣做功發(fā)電，整個過程都是通過空氣的壓縮和釋放來實現(xiàn)電能的存儲和輸出。當前鹽穴綜合利用開發(fā)已獲得國家支持，鹽穴是指在含鹽地層或鹽丘中利用鉆井注入水等溶劑使鹽巖溶解形成的地下空腔，是一種優(yōu)良的儲存資源。我國鹽礦資源豐富，但與歐美等國相比在鹽穴儲能利用方面的研究起步較晚，鹽穴地下儲庫的建設數(shù)量和技術水平仍有較大差距。當前鹽穴綜合利用開發(fā)已成為國家支持、行業(yè)內重點關注的發(fā)展方向，未來隨著相關研究及應用的持續(xù)推進，我國鹽穴綜合利用開發(fā)有望得到快速發(fā)展。2022年5月26日，我國首個鹽穴壓縮空氣儲能電站在江蘇金壇成功并網(wǎng)投運。壓縮空氣儲能系統(tǒng)工作原理

新型壓縮空氣儲能優(yōu)勢電力

中國儲能行業(yè)技術路徑——物理儲能：飛輪儲能

飛輪儲能是一種源于航天的先進物理儲能技術，是指利用電動機帶動飛輪高速旋轉，在需要的時候再用飛輪帶動發(fā)電機發(fā)電的儲能方式。飛輪儲能主要有飛輪轉子、支撐軸承、高速電機、電力電子控制裝置、真空室五個部分組成。其中，飛輪是整個產品的核心部件，直接決定著儲存能量的多少，電力電子變換裝置決定了輸入輸出能量的大小。系統(tǒng)工作時，利用電能驅動飛輪高速旋轉，將電能轉換為機械能，在需要的時候通過飛輪慣性拖動電機發(fā)電，將儲存的機械能變?yōu)殡娔茌敵觯此^的飛輪放電）的一種儲能方式。不同于其他電池技術，其優(yōu)越性體現(xiàn)在短時間、高頻次、大功率充放電特性上。飛輪儲能，響應快、適于模塊化。相比抽水儲能電站和壓縮空氣電站，飛輪儲能設備體積要小很多，所以其對工作環(huán)境的適應性更強，更容易模塊化。儲能時飛輪系統(tǒng)將外界輸入的電能通過電動機轉化為飛輪轉動的動能儲存起來，當外界需要電能的時候，通過發(fā)電機將飛輪的動能轉化為電能，輸出到外部負載。磁軸承磁軸承保護軸承徑向傳感器飛輪轉子（機械能）徑向傳感器(電能)(電能)電力電子轉換裝置能量輸入電動/發(fā)電機電力電子轉換裝置能量輸出飛輪儲能裝置結構示意圖及其工作原理軸向傳感器保護軸承飛輪儲能的應用場景飛輪儲能應用場景UPS市場軌道交通市場電網(wǎng)調頻市場儲能式電動汽車充電樁資料來源：中關村儲能產業(yè)技術聯(lián)盟公眾號，行行查研究中心資料來源：行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

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中國儲能行業(yè)技術路徑——電磁儲能：超級電容器儲能

電磁儲能是電力儲能技術的一種，電磁儲能主要包括超導磁儲能、電容儲能和超級電容器儲能三種方式。電磁儲能是一種新興的儲能技術，與其他儲能技術相比，電磁儲能在充放電速度極快、轉換效率等方面具有明顯優(yōu)勢，技術成熟之后在一些特定領域作用重大。超級電容器也稱為雙電層電容器，其中的電荷以靜電方式存儲在電極和電解質之間的電層界面上，在整個充放電過程中，不發(fā)生化學反應。在兩個電極上施加電場后，溶液中的陰、陽離子分別向正、負電極遷移，在電極表面形成雙電層；撤消電場后，電極上的正負電荷與溶液中的相反電荷離子相吸引而使雙電層穩(wěn)定，在正負極間產生相對穩(wěn)定的電位差。這時對某一電極而言，會在一定距離內（分散層）產生與電極上的電荷等量的異性離子電荷，使其保持電中性；當將兩極與外電路連通時，電極上的電荷遷移而在外電路中產生電流，溶液中的離子遷移到溶液中呈電中性。超級電容的優(yōu)點為充放電速度快（最主要優(yōu)勢）、使用壽命長、大電流放電能力強，缺點為能量密度低、制造成本高。超級電容器傳統(tǒng)電容器鋰電池電容量/容量1~60,000F<10mF1,200~3,350mAh充放電時間數(shù)秒至數(shù)分鐘<1秒半小時至數(shù)小時充放電循環(huán)壽命/次數(shù)>10萬次數(shù)千小時<1萬次功率密度（W/kg）1,000~2,0001,000~10,00050~200能量密度（Wh/kg）3~15<0.120~100工作溫度范圍-40°C~70°C-40°C~85°C-25°C~45°C超級電容器、傳統(tǒng)電容器和鋰電池對比集電板（current

collector）電解質（electrotyte）資料來源：行行查研究中心資料來源：CNKI，《超級電容器國內外應用現(xiàn)狀研究》，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

HangHangCha活性炭電極（activated

carbon

electrode）隔板（separator）A充電前B充電后超級電容器的工作原理電網(wǎng)變壓器功率變換器旁路開關電流引線杜瓦超導磁體冷卻系統(tǒng)磁體保護主監(jiān)控系統(tǒng)Usc，isc資料來源：行行查研究中心資料來源：南方電網(wǎng)技術，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

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中國儲能行業(yè)技術路徑——電磁儲能：超導儲能

超導儲能是利用超導線圈通過整流逆變器將電網(wǎng)過剩的能量以電磁能形式儲存起來，在需要時再通過整流逆變器將能量饋送給電網(wǎng)或作其他用途，可以通過電力電子換流器與外部系統(tǒng)快速交換有功和無功功率。由于超導儲能具備反應速度快、轉換效率高等優(yōu)點，可以用于改善供電質量、提高電力系統(tǒng)傳輸容量和穩(wěn)定性、平衡電荷，因此在可再生能源發(fā)電并網(wǎng)、電力系統(tǒng)負載調節(jié)和軍事等領域被寄予厚望。超導儲能的工作原理是利用超導體的電阻為零的特性制成的儲存電能的裝置。通過功率變換器將電網(wǎng)的能量以電磁能的形式儲存在超導磁體中，根據(jù)電網(wǎng)或負荷需要，再通過功率變換器將能量饋送給電網(wǎng)或負荷。超導儲能系統(tǒng)大致包括超導線圈、低溫系統(tǒng)、功率調節(jié)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)四大部分。超導材料技術開發(fā)是超導儲能技術的重中之重。超導材料大致可分為低溫超導材料、高溫超導材料和溫室超導材料。超導儲能的技術優(yōu)勢是具有高達95%的轉換效率；毫秒級的響應速度、大功率和大能量系統(tǒng)；壽命長及維護簡單、污染小；技術劣勢有成本很高（材料和低溫制冷系統(tǒng)），使得它的應用受到很大限制。超導儲能優(yōu)缺點優(yōu)點缺點超導儲能由于直接將電能儲存在磁場中，并無能量形式轉換，能量的充放電非?？?幾毫秒至幾十毫秒)，功率密度很高;極快的響應速度，可改善配電網(wǎng)的電能質量超導材料價格昂貴；維持低溫制冷運行需要大量能量;能量密度低(只能維持秒級);雖然已有商業(yè)性的低溫和高溫超導儲能產品可用，但因價格昂貴和維護復雜，在電網(wǎng)中應用很少大多是試驗性的超導儲能裝置拓撲示意圖

中國儲能行業(yè)技術路徑——電化學儲能系統(tǒng)：商業(yè)化落地歷程

2000年-2010年截至2010年底電化學儲能累計裝機規(guī)模2.7MW資料來源：CNESA，派能科技招股書，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

HangHangCha2011年-2015年截至2015年底電化學儲能累計裝機規(guī)模164.1MW2016年-2020年2020年底預測電化學儲能累計裝機規(guī)模3.3GW2021年-2025年電化學儲能是指利用化學元素做儲能介質，充放電過程伴隨儲能介質的化學反應或者變價。依據(jù)儲存設備，電化學儲能可分為鋰電池、鉛酸電池、鉛碳電池、液流電池及鈉硫電池儲能，其中，鋰電池和鉛酸電池是產業(yè)化應用最為廣泛的電化學儲能技術路線。電化學儲能是當前應用范圍最廣、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮碾娏δ芗夹g。我國電化學儲能市場大致可分為四個發(fā)展階段：①技術驗證階段（2000~2010年）：主要是開展基礎研發(fā)和技術驗證示范；②示范應用階段（2011~2015年）：通過示范項目開展，儲能技術性能快速提升、應用模式不斷清晰，應用價值被廣泛認可；③商業(yè)化初期（2016~2020年）：隨著政策支持力度加大、市場機制逐漸理順、多領域融合滲透，儲能裝機規(guī)模快速增加、商業(yè)模式逐漸建立；④產業(yè)規(guī)?；l(fā)展階段（2021~2025年）：儲能項目廣泛應用、技術水平快速提升、標準體系日趨完善，形成較為完整的產業(yè)體系和一批有國際競爭力的市場主體，儲能成為能源領域經(jīng)濟新增長點。中國電化學儲能產業(yè)發(fā)展歷程技術驗證◎科研計劃實施◎技術驗證示范示范應用◎示范項目開展◎應用模式探索◎國際市場拓展◎應用價值明晰商業(yè)化初期◎政策支持力度加大◎裝機規(guī)?？焖僭黾印蚨囝I域融合滲透◎商業(yè)模式逐步建立產業(yè)規(guī)?；l(fā)展◎儲能項目廣泛應用◎技術水平快速提升◎標準體系完善◎形成完整產業(yè)體系

中國儲能行業(yè)技術路徑——電化學儲能系統(tǒng)：BMS是核心部分

完整的電化學儲能系統(tǒng)主要由電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS）、儲能變流器（PCS）以及其他電氣設備構成。電池組是儲能系統(tǒng)最主要的構成部分；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。電化學儲能系統(tǒng)的主要結構及作用

電化學儲能系統(tǒng)組成圖

電池管理系統(tǒng)(BMS)電器架構主要構成主要作用儲能電池系統(tǒng)直流充電電芯

電池模組

儲能變流器直流發(fā)電狀

控

狀

控態(tài)

制

態(tài)

制信

信

信

信息

息

息

息控制信息電池管理系統(tǒng)

能量管理系統(tǒng)狀態(tài)信息其他軟硬件系統(tǒng)電池組（Pack）電池組是電化學儲能系統(tǒng)實現(xiàn)電能儲存和釋放的主要載體，一般先由多個電芯經(jīng)串/并聯(lián)后形成電池模組，再由多個電池模組經(jīng)并聯(lián)成電池組。電池

管理系統(tǒng)（BMS）BMS能有效地監(jiān)測電池組的各

種狀態(tài)、對電池組充電與放電過程進行安全管理、對電池組可能出現(xiàn)的故障進行報警和應急保護處理以及對電池組的運行進行優(yōu)化控制，并保證電池組安全、可靠、穩(wěn)定的運行。儲能

逆變器（PCS）PCS控制電池組的充放電過程，是負責交直流變換的電子裝置。能量

控制系統(tǒng)（EMS）EMS包含了數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡監(jiān)控、能量調度和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分析四大類。從控制器1從控制器2整車控制器電機控制器組合儀表車載充電器監(jiān)控、標定和程序刷新接口高壓控制器BMS外部CAN1

LBMS外部CAN1

HBMS內部

CANLBMS外部CAN2

HBMS外部CAN2

IBMS內部CANH電機控制信號電池電流電池電壓電池總負電池總正維修開關……BDU主控制器資料來源：行行查研究中心資料來源：派能科技，陽光電源，行行查研究中心資料來源：電子工程世界，騰訊網(wǎng)，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

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中國儲能行業(yè)技術路徑——電化學儲能：鋰離子電池

鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池。3C產品使用的其實是鋰離子電池，通常俗稱其為鋰電池。而真正的鋰電池由于危險性大，很少應用于日常電子產品。鋰電池是由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池，它的比能量極高，但是有安全隱患。鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯，負極材料是鋰。電池組裝完成后電池即有電壓，不需充電。這種電池其實也可以充電，但循環(huán)性能不好，在充放電循環(huán)過程中，容易形成鋰枝晶，造成電池內部短路，所以一般情況下是禁止充電的。鋰離子電池主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作：充電時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極，是現(xiàn)代高性能電池的代表。鋰離子電池的優(yōu)點為電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、自放電小、充電迅速等，缺點為成本高、容易衰老、回收率低等、目前主要應用在手機、筆記本電腦等電子產品中。鋰電池鉛酸電池液流電池鈉硫電池備電時長30min-7h3-12h4-8h1-4h循環(huán)圈數(shù)500-10,0005,000-15,0001,500-6,500<6,000優(yōu)點長壽命、高能量密度、高效率、響應速度快、環(huán)境適應性強適用范圍廣泛，原材料資源豐富（鋅、鐵）；15-20年壽命；工作溫度范圍寬能量密度高、循環(huán)壽命長、功率特性好、響應速度快技術成熟、結構

簡單、價格低廉、維護方便缺點價格依然偏高，存在一定安全風險能量密度偏低；充放電倍率低；效率較低陽極的金屬鈉是易燃物，高溫運行，因而存在一定的安全風險能量密度低、壽命短，不宜深度充放電和大功率放電電化學儲能技術對比鋰離子電池工作原理資料來源：行行查研究中心資料來源：行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

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中國儲能行業(yè)技術路徑——電化學儲能：鋰電池（1/2）

目前常見的正極材料主要有鈷酸鋰（LCO）、錳酸鋰（LMO）、磷酸鐵鋰（LFP）和三元材料。鈷酸鋰是最先商業(yè)化的正極材料，電壓高、振實密度高、結構穩(wěn)定、安全性好，但成本高且克容量低。錳酸鋰成本低、電壓高，但循環(huán)性能較差且克容量同樣較低。三元材料根據(jù)鎳鈷錳（另外還有NCA）的含量不同，容量和成本有所差異，整體能量密度高于磷酸鐵鋰和鈷酸鋰。磷酸鐵鋰成本低，循環(huán)性能好，安全性好，但電壓平臺較低，壓實密度較低，從而導致整體的能量密度較低。目前動力領域以三元和鐵鋰為主，消費領域鈷酸鋰較多。負極材料可分為碳材料和非碳材料兩大類：碳材料包括人造石墨、天然石墨、中間相碳微球、軟碳、硬碳等；非碳材料包括鈦酸鋰、硅基材料、錫基材料等。其中天然石墨和人造石墨目前應用最廣，天然石墨雖具備成本和比容量優(yōu)勢，但其循環(huán)壽命低，且一致性較差；而人造石墨的各項性能比較均衡，循環(huán)性能優(yōu)異，與電解液的相容性也比較好。人造石墨主要用于大容量的車用動力電池和中高端消費型鋰電池，天然石墨主要用于小型鋰電池和一般用途的消費型鋰電池。而非碳材料中的硅基材料還在不斷研發(fā)突破中。

常見鋰電池正極材料

鋰電池負極材料分類情況指標鈷酸鋰(LCO)錳酸鋰(LMO)磷酸鐵鋰(LFP)三元電池鎳鈷錳酸(NCM)鎳鈷鋁酸鋰(NCA)結構層狀尖晶石聚陰離子型層狀層狀循環(huán)壽命（次）500-1,000500-1,000>2,0001,500-2,0001,500-2,000比容量（mAh/g）140-155100-130140-155155-190170-190優(yōu)點充放電穩(wěn)定、工藝簡單錳資源豐富、成本低、安全性能好成本低、高溫性能好電化學性能好、循環(huán)性能好、能量密度高能量密度高、低溫性能好缺點鈷價格昂貴能量密度低低溫性能差鈷價格昂貴鈷價格昂貴電池產品相關影響體積能量密度高、成本高、安全性較差，適用高端數(shù)碼成本低、能量密度低，適用低端數(shù)碼、電動自行車安全性好、循環(huán)壽命長，適用客車電池綜合性能好，適用各類數(shù)碼產品與乘用車電池綜合性能較好，適用各類數(shù)碼和乘用車電池鋰電池負極材料非碳材料碳材料石墨類負極材料石墨烯負極材料無序碳負極材料硅基負極材料鈦酸鋰負極材料其他非碳負極材料天然石墨人造石墨復合石墨中間相碳微球硬碳軟碳SiO負極材料硅碳負極材料硅基合金負極材料資料來源：容百科技招股說明書，行行查研究中心資料來源：凱金能源招股說明書，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

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中國儲能行業(yè)技術路徑——電化學儲能：鋰電池（2/2）

電解液添加劑是指添加量較少，可以顯著改善電池一種或幾種性能的物質，一般分為阻燃添加劑、防過充添加劑、成膜添加劑、電解液穩(wěn)定劑和其他添加劑。其中，成膜添加劑一般選用還原分解電位較高的化合物，在首次充放電時能夠先于電解液的其他溶劑成分分解，在負極表面形成穩(wěn)定的SEI層（固體電解質界面膜，是電子絕緣體卻是Li+的優(yōu)良導體，Li+可以經(jīng)過該鈍化層自由地嵌入和脫出），從而保護電極免受溶劑分子的破壞，提高電池壽命與安全性。鋰電池隔膜根據(jù)生產工藝可以分為干法隔膜和濕法隔膜，其中濕法隔膜中的濕法膜涂覆將是大趨勢。濕法和干法各有優(yōu)缺點，濕法工藝薄膜孔徑小而且均勻，薄膜更薄，但是投資大，工藝復雜，環(huán)境污染大。干法工藝相對簡單，附加值高，環(huán)境友好，但孔徑和孔隙率難以控制，產品難以做薄。鋰電池電解液添加劑分類

鋰電池隔膜分類及特點鋰電池添加劑阻燃添加劑防過充添加劑成膜添加劑電解液穩(wěn)定劑其他添加劑有機成膜添加劑無機成膜添加劑VC：碳酸亞乙烯酯，含量高時可能導致高低溫性能劣化FEC：氟代碳酸乙烯酯，低溫性能好，高溫儲存性能不佳VEC：乙烯基碳酸乙烯酯，高溫儲存性能好1,3-PS：1,3–丙磺酸內酯，高溫儲存性能好鋰電池隔膜干法隔膜濕法隔膜干法單拉干法雙拉濕法基膜涂覆隔膜PP、PEPP濕法異步拉伸濕法同步拉伸陶瓷涂覆PVDF涂覆芳綸涂覆PEPE硬彈性薄膜冷、熱拉伸形成納米微孔膜β晶在熱和應力作用下轉化為α晶，吸收沖擊能在材料內部產生孔洞環(huán)境友好，設備簡單，投資小，周期短，成本低，能耗低，生產難度小成孔劑與聚烯烴樹脂混合的熔融材料塑化后拉伸，將成孔劑萃取出來，形成微孔膜材料厚度均勻，拉伸強度高，抗穿刺性強，透氣性好，化學穩(wěn)定性好，安全性好提高隔膜的耐高溫、耐熱收縮性能和穿刺強度，好的浸潤和吸液保液的能力，提高電池壽命（相較異步拉伸）同步拉伸厚度均勻性進一步提升，透明度高，光學性能好缺點：車速慢，拉伸比例固定，可調性差提高耐高溫性能和安全性，對液體電解質吸收性好，延長電池循環(huán)壽命，增加大倍率放電性能優(yōu)秀的耐熱性和防火阻燃性，良好的浸潤和吸液保液的能力，延長電池的循環(huán)壽命，提高隔膜的抗氧化性，實現(xiàn)高電位化，提高能量密度資料來源：行行查研究中心資料來源：《電解液添加劑對鋰離子電池電化學性能影響研究》，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

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中國儲能行業(yè)技術路徑——電化學儲能：鉛酸電池

鉛酸電池（VRLA）是一種電極主要由鉛及其氧化物制成、電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池荷電狀態(tài)下，正極主要成分為二氧化鉛，負極主要成分為鉛；放電狀態(tài)下，正負極的主要成分均為硫酸鉛。鉛酸電池工作原理為鉛酸蓄電池是以二氧化碳和海綿狀金屬鉛分別為正、負極活性物質，硫酸溶液為電解質的一種蓄電池。鉛酸電池的優(yōu)

點為產業(yè)鏈較成熟、使用安全、維護簡單、成本低、壽命長、質量穩(wěn)定等，缺點為充電速度慢、能量密度低、循環(huán)壽命短、易造成污染等方面的問題。鉛酸電池作為備用電源應用在電信、太陽能系統(tǒng)、電子開關系統(tǒng)、通訊設備、小型后備電源（UPS、ECR、電腦后備系統(tǒng)等）、緊急設備等，作為主電源應用在通訊設備、電力控制機車（采集車、自動運輸車、電動車）、機械工具啟動器（無繩電鉆、電動起子、電動雪橇）、工業(yè)設備/儀器、攝像等方面。鉛酸電池鋰離子電池（磷酸鐵鋰/石墨體系）質量能量密度30-50（W?h）/kg120-180（W?h）/kg體積能量密度60-100（W?h）/L200-350（W?h）/L單位能量原料成本0.40元/（W?h）0.43元/（W?h）循環(huán)壽命300-500次3000次以上平均工作電壓2.0V3.2V-20oC容量保持率小于60%小于70%安全性優(yōu)優(yōu)環(huán)保特性差優(yōu)鉛酸電池與鋰電池對比電球導線正極（+）負極（-）PbSO4SO42-SO42-4H2PbSO42H2OPbO22e-Pb2e-Pb電子流方向電子流方向稀硫酸流放電時的化學反應放電時的化學反應負極側PbSO4正極側PbO2Pb+H2SO4Pb+H2SO4充電時的化學反應負極側Pb+H2SO4PbSO4PbO2正極側Pb+H2SO4鉛酸電池的工作原理Pb+2H2SO4+PbO22PbSO4+2H2O資料來源：CNKI，《鈉離子電池：從基礎研究到工程化探索》，行行查研究中心資料來源：汽車之家，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

HangHangCha電池堆電解液電解液泵泵電源/負載

中國儲能行業(yè)技術路徑——電化學儲能：液流電池與鈉硫電池

負荷資料來源：金屬百科，中國釩網(wǎng)，行行查研究中心資料來源：網(wǎng)絡公開資料整理繪制，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

HangHangCha電源放電充電放電負

極鈉Na固體電解質β氧化鋁陶瓷Na+

S正

極硫

磺Na2Sx

e-液流電池的工作原理離子膜

電極液流電池是通過可溶電對在惰性電極上發(fā)生電化學反應而完成儲電放電的一類電池。一個典型的液流電池單體的結構包括：正、負電極；隔膜和電極圍成的電極室；電解液罐、泵和管路系統(tǒng)。液流電池一般是通過液態(tài)活性物質發(fā)生氧化還原反應來實現(xiàn)電能與化學能的相互轉化，從而實現(xiàn)電能存儲與釋放的電化學儲能裝置。液流電池存在很多的細分類型和具體的體系，目前全球真正研究較為深入的液流電池體系只有四種，包括全釩液流電池、鋅溴液流電池、鐵鉻液流電池和多硫化鈉/溴液流電池。鈉硫電池由正極、負極、電解質、隔膜和外殼組成，與一般二次電池（鉛酸電池、鎳鎘電池等）不同，鈉硫電池是由熔融電極和固體電解質組成，負極的活性物質為熔融金屬鈉，正極活性物質為液態(tài)硫和多硫化鈉熔鹽。鈉硫電池的陽極由液態(tài)的硫組成，陰極由液態(tài)的鈉組成，中間隔有陶瓷材料的貝塔鋁管。電池的運行溫度需保持在

300°C以上，以使電極處于熔融狀態(tài)。鈉硫電池的工作原理

中國儲能行業(yè)技術路徑——燃料電池：氫儲能電池

氫燃料電池是一種將氫氣所具有的化學能直接轉換成電能的裝置，基本原理是氫氣進入燃料電池的陽極，在催化劑作用下分解成氣質子和電子，形成的氫質子穿過質子交換膜達到燃料電池陰極并與氧氣結合生成水，電子則通過外部電路到達燃料電池陰極形成電流。本質上是一種電化學反應發(fā)電裝置。燃料電池工作原理質子交換膜催化劑層O?或空氣陰極陽極H?H?OH?擴散層

e-O?或空氣H2O資料來源：第一元素網(wǎng)，行行查研究中心資料來源：億華通招股書，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

HangHangCha燃料電池與鋰離子電池對比對比因素鋰離子電池氫燃料電池能量密度鋰離子電池能量密度提升受制于電池材料理論瓶頸燃料電池是一種發(fā)電裝置，能量密度遠高于鋰離子電池功率密度提升有限開放動力系統(tǒng)，功率密度提升容易安全性高密度性和高安全性難以兼容，過高的能量密度容易導致安全性問題燃料儲存導致危險可靠性可靠性不足高可靠性環(huán)境溫度適應性低溫性能較差溫度適應范圍為-30-90℃使用壽命實際電動汽車的使用壽命為5-8年按每天1.5小時，使用壽命達9年以上政策支持補貼逐漸退出補貼力度較大資源約束鋰礦石資源緊缺減少鉑金資源消耗環(huán)境保護排放轉移至上游煤電零排放、低碳41%35%24%電源側電網(wǎng)側用戶側

中國儲能行業(yè)應用領域——發(fā)電側、電網(wǎng)側和用戶側

儲能可分為發(fā)電側、電網(wǎng)側和用戶側三大應用場景，雖然儲能系統(tǒng)安裝在發(fā)電側、電網(wǎng)側和用戶側，能夠給電網(wǎng)提供的輔助服務的功能是一樣的，但每個應用場景側重點不盡相同。具體表現(xiàn)為，發(fā)電側：調頻、新能源消納、黑啟動，提升電能質量；電網(wǎng)側：提高電網(wǎng)穩(wěn)定性、平滑網(wǎng)絡需求、降低電網(wǎng)投資、電能交易及綜合服務；用戶側：削峰填谷、需量管理、需求側響應、后備電源、微電網(wǎng)應用。根據(jù)中關村儲能產業(yè)技術聯(lián)盟（CNESA）公布的數(shù)據(jù)顯示，2021年我國新投運儲能項目以電源、電網(wǎng)側為主，新增儲能項目中電源、電網(wǎng)側分別占比41%和35%。由此可見，隨著新型電力系統(tǒng)的建設，“十四五”期間，電源、電網(wǎng)側儲能將占據(jù)新增儲能裝機的主要位置。儲能的應用場景

2021年中國新增新型儲能項目應用場景分布電力調峰輔助動態(tài)運行系統(tǒng)調頻可再生能源并網(wǎng)緩解電網(wǎng)阻塞延緩輸配電擴容升級電力自發(fā)自用峰谷價差套利容量電費管理提升供電可靠性發(fā)電側輸配電側家庭工商業(yè)教育、醫(yī)療和軍事等用電側電網(wǎng)資料來源：派能科技招股書，行行查研究中心資料來源：CNESA，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

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中國儲能行業(yè)應用領域——風光電配儲：以市場化手段推動發(fā)展

“風光+儲能”成為人類解決未來能源問題的重要解決方案。作為發(fā)展?jié)摿薮蟮男庐a業(yè)形態(tài)，風光儲在能源革命進程中將起到關鍵作用，在推動新時代能源更高起點、更高層次、更高質量的發(fā)展中不可或缺。風電、光伏大規(guī)模接入電網(wǎng)，在優(yōu)化電源結構的同時，其波動性和間歇性缺陷給電網(wǎng)帶來的影響也日趨放大，電網(wǎng)的調峰、消納壓力巨大。用市場化的手段推動風光儲的發(fā)展，使市場在資源配置中起決定性作用，有利于轉變包括儲能和以風光為主的可再生能源的發(fā)展方式，同時使新興產業(yè)的發(fā)展質量更高、更有效率、更加公平、更可持續(xù)。隨著儲能市場規(guī)模的擴大，技術各地風光電配儲要求成本逐年下降，電改紅利不斷釋放，儲能獨立主體地位將得到確立和鞏固，可直接參與電網(wǎng)級調峰、電力市場調頻等輔助服務市場、備電及需求側響應服務及電力現(xiàn)貨市場交易，把儲能的應用價值直接在市場中充分體現(xiàn)出來，實現(xiàn)電網(wǎng)、發(fā)電、儲能、需求側的多方共贏。共享儲能電站示意圖35kV/0.4kVDCACPV輸電線路輸電線路35kV/0.4kVDCAC升壓站關口表BESS升壓站關口表WIND35kV/0.4kV35kV/0.4kV35kV/0.4kV35kV/0.69kVDCACDCACDCACBESSBESS獨立儲能電站風電場站光伏電站輸電線路資料來源：行行查研究中心資料來源：行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

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中國儲能行業(yè)應用領域——微電網(wǎng)：小型發(fā)配電系統(tǒng)（1/2）

微電網(wǎng)是相對于傳統(tǒng)電網(wǎng)的一個概念，微電網(wǎng)是電網(wǎng)配售側向社會主體放開的一種具體方式。微電網(wǎng)是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、負荷、監(jiān)控和保護裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)

，是目前國內儲能系統(tǒng)的主要應用。在小水電地區(qū)、供電能力下降地區(qū)、無電海島等電力不足地區(qū)，儲能系統(tǒng)獨立或與其他能源配合，可以在微電網(wǎng)失去電源的時候為重要負荷持續(xù)供電，主要解決供電穩(wěn)定性和安全性問題。分布式發(fā)電單元是微電網(wǎng)的核心組件，是以新能源為主的多種能源形式在用戶附近的發(fā)電單元，可就地向用戶提供電能。新能源能量密度偏低，進行大功率電力發(fā)電需要適合的場地，電力不穩(wěn)定，屬間歇式電力源，所以新能源發(fā)電常出現(xiàn)電壓和頻率不穩(wěn)定的情況，易對大電網(wǎng)造成嚴重沖擊。微電網(wǎng)的最大特點是可以對分布式能源進行就地消化、就地平衡，同時也可以和大電網(wǎng)進行能量交換。微電網(wǎng)的典型架構

微電網(wǎng)分類配網(wǎng)變電站監(jiān)控保護子系統(tǒng)并網(wǎng)開保護裝置

關配網(wǎng)調度子系統(tǒng)能源管理子系統(tǒng)能源管理用戶負荷光伏風力發(fā)電柴油發(fā)電機分布式發(fā)電單元儲能系統(tǒng)儲能子系統(tǒng)通訊控制器執(zhí)行機構通訊網(wǎng)絡電力線路二次電路結構框圖微電網(wǎng)種類簡介直流微電網(wǎng)分布式電源、儲能裝置、負荷等均連接至直流母線，直流網(wǎng)絡再通過電力電子逆變裝置連接至外部交流電網(wǎng)。直流微電網(wǎng)通過電力電子變換裝置可以向不同電壓等級的交流、直流負荷提供電能，分布式電源和負荷的波動可由儲能裝置在直流側調節(jié)。交流微電網(wǎng)分布式電源、儲能裝置等均通過電力電子裝置連接至交流母線。交流微電網(wǎng)仍然是微電網(wǎng)的主要形式。通過對PCS處開關的控制，可實現(xiàn)微電網(wǎng)并網(wǎng)運行與孤島模式的轉換。交直流混合微電網(wǎng)既含有交流母線又含有直流母線，既可以直接向交流負荷供電又可以直接向直流負荷供電。中壓配電支線微電網(wǎng)以中壓配電支線為基礎將分布式電源和負荷進行有效集成的微電網(wǎng)，它適用于向容量中等、有較高供電可靠性要求、較為集中的用戶區(qū)域供電。低壓微電網(wǎng)在低壓電壓等級上將用戶的分布式電源及負荷適當集成后形成的微電網(wǎng)，這類微電網(wǎng)大多由電力或能源用戶擁有，規(guī)模相對較小。資料來源：百度百科，行行查研究中心資料來源：北極星電力網(wǎng)，中國電科院，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

HangHangCha

中國儲能行業(yè)應用領域——微電網(wǎng)：小型發(fā)配電系統(tǒng)（2/2）

資料來源：百度百科公開資料整理，行行查研究中心資料來源：全國能源信息平臺，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

HangHangCha開發(fā)和延伸微電網(wǎng)能夠充分促進分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實現(xiàn)對負荷多種能源形式的高可靠供給，是實現(xiàn)主動式配電網(wǎng)的一種有效方式，使傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)過渡。微電網(wǎng)的提出旨在實現(xiàn)分布式電源的靈活、高效應用，解決數(shù)量龐大、形式多樣的分布式電源并網(wǎng)問題。儲能在微電網(wǎng)中主要作用

我國代表性微電網(wǎng)試點項目項目電壓等級容量規(guī)模儲能河南鄭州財專分布式電源接入及微電網(wǎng)控制智能電網(wǎng)試點項目380V光伏350KW電池儲能200KW/200KWh浙江分布式發(fā)電/儲能及微電網(wǎng)接入控制試點項目380V光伏60KW、風電10kKW、雙饋模擬系統(tǒng)30KW、柴油機250KW蓄電池儲能60KW/60KWH、飛輪儲能250KW河北承德圍場縣御道口村莊微電網(wǎng)試點項目380V光伏50KW、風電60KW鋰電池儲能100KW/128KWH中新天津生態(tài)城分布式電源接入及微電網(wǎng)建設項目380V光伏50KW、風電12KW鋰電池儲能25KW/50KWH主要作用具體介紹提高分布式能源的穩(wěn)定性

分布式能源諸如太陽能、風能、生物質能等可再生能源，普遍受外界環(huán)境如光照、溫度、風力、氣候等因數(shù)影響比較大，所發(fā)電量具備隨機性、不穩(wěn)定性特點。在微電網(wǎng)與電網(wǎng)斷開，獨立運行情況下，微電網(wǎng)中分布式能源的輸出功率隨著環(huán)境因數(shù)的變化而變化，無法為負荷提供穩(wěn)定的輸出。儲能系統(tǒng)應用于微電網(wǎng)中，通過能源管理系統(tǒng)（EMS），將分布式能源與儲能系統(tǒng)、主電網(wǎng)協(xié)同控制，可以平穩(wěn)分布式能源的波動，穩(wěn)定輸出，并提供分布式能源的就地利用率，避免遠距離傳輸給主電網(wǎng)照成傳輸壓力及電力損耗。除此之外，儲能系統(tǒng)還能在夜間，或分布式能源維修期間，持續(xù)為主要負載提供部分電源，減少停電時間。改善用戶用電的電能質量在微電網(wǎng)與主電網(wǎng)連接，并網(wǎng)運行時，其電能質量必須符合國家相關標準，即功率因數(shù)、電

壓不對稱、電流諧波畸變率、電壓閃降等參數(shù)需達到相應值。按以上第一點中所述，微電網(wǎng)在無儲能系統(tǒng)的情況下，受其本身能源的特性影響，無法保證電能質量，尤其是電壓穩(wěn)定性。儲能系統(tǒng)的運用，能夠對微電網(wǎng)電能質量的提升發(fā)揮重要的作用，系統(tǒng)通過對儲能系統(tǒng)中

PCS控制，在穩(wěn)定電能輸出的同時，調節(jié)儲能系統(tǒng)向微電網(wǎng)輸出的有功、無功，同時解決電壓驟降/跌落問題。在面對主電網(wǎng)電壓驟升、驟降等問題時，儲能系統(tǒng)可以提供快速功率緩沖，快速吸收/補充電能，提供有功，無功功率支撐，穩(wěn)定電壓波動。儲能系統(tǒng)也能為微電網(wǎng)提供

部分諧波治理功能。調峰儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)中，可以在負荷低谷時候，存儲分布式能源發(fā)出的多余電能，在負荷用電高峰時候釋放電能，調節(jié)負荷需求。儲能系統(tǒng)作為微網(wǎng)中能量緩沖環(huán)節(jié)，在微網(wǎng)系統(tǒng)中是必不可少的。儲能系統(tǒng)在滿足峰值負荷用電的同時，可以降低發(fā)電機組或變壓器所需容量。

中國儲能行業(yè)應用領域——儲能電站：調節(jié)用電峰谷負荷

資料來源：陽光電源官網(wǎng)，行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

HangHangCha電力系統(tǒng)主要由發(fā)電側和用電側組成的，我國的發(fā)電側有水力發(fā)電，火力發(fā)電，核能發(fā)電，以及太陽能、風力等新能源發(fā)電等等，用電側主要是工廠、企業(yè)、商場、家庭等等。還有一部分設施，既可以用電也可以發(fā)電，這個就是儲能電站。儲能電站可以對電力進行存儲，在需要的時候釋放，能夠有效解決電力在時間和空間上的不平衡。儲能電站技術的應用貫穿于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、用電的各個環(huán)節(jié)。實現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷、可再生能源發(fā)電波動平滑與跟蹤計劃處理、高效系統(tǒng)調頻，增加供電可靠性。大型儲能電站系統(tǒng)示意圖通過發(fā)電端穩(wěn)定發(fā)電設備輸出，調節(jié)峰谷負荷，提高利用效率；通過配電端減少配電網(wǎng)容量需求，減緩電網(wǎng)阻塞，延緩配電網(wǎng)升級壓力；通過用電端利用峰谷電價合理分配用電。儲能電站安裝儲能設備來平滑可再生能源發(fā)電的波動性，可以緩沖其對電網(wǎng)的沖擊；儲能系統(tǒng)能夠確?？稍偕茉措娬景凑沼媱澾M行出力，與區(qū)域內的其它發(fā)電設備協(xié)調，合理安排發(fā)電量，減少電能的損耗和浪費。同時儲能電站的電池儲能能讓系統(tǒng)的響應速度達到

秒級，通過快速的充放電及時調整出力，跟上電網(wǎng)

負荷的變化，維持系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定。儲能設備可以

在電力系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)事故和電網(wǎng)崩潰時保障重要機

構和部門的用電安全，與電力電子變流技術相結合，實現(xiàn)高效的有功功率調節(jié)和無功控制，快速平衡系

統(tǒng)功率，減小擾動對電網(wǎng)的沖擊。

中國儲能行業(yè)應用領域——工商業(yè)及戶用：“光伏-儲能”模式

工商業(yè)儲能多一體化建造，采用一體柜。隨著大工業(yè)用戶的增多，工商業(yè)儲能配備容量可以達到MW級以上，系統(tǒng)配置與儲能電站基本一致。工商業(yè)儲能對系統(tǒng)控制的要求低于儲能電站，部分PCS產品也具有BMS的功能。在EMS方面，工商業(yè)儲能只需要設定充放電時間即可完成能量管理，功能性需求也低于儲能電站?！肮夥?“儲能”為家用儲能的主要應用場景。通過布置于屋頂?shù)墓夥姵貙⒛茈娔軅鬏數(shù)娇刂葡到y(tǒng)，控制系統(tǒng)將電能通過逆變器向家用電器供電或直接將電能傳輸?shù)絻δ茈姵卮鎯Γ辉谟秒姼叻迤?，儲能電池將能量通過控制系統(tǒng)和逆變器向家用電器供電。當儲能電池存儲能量大于需求時，用戶可以選擇將部分電力出售給電網(wǎng)系統(tǒng)。部分控制平臺支持虛擬電網(wǎng)，可以跳過電網(wǎng)實現(xiàn)用戶之間的電力分享。戶用儲能的主要投資包括光伏電池、儲能電池、逆變器及控制平臺。逆變器家用負載儲能電池電表電網(wǎng)系統(tǒng)光伏陣列交流直流通信輸電線路升壓站用戶變壓器負荷采集關口表DCACBESSBESSBESSDCACDCAC負荷采集BESSDCAC10kV/0.4kVBESSDCAC10kV/0.4kVBESSDCAC10kV/0.4kV關口表低壓側并網(wǎng)系統(tǒng)中壓側并網(wǎng)系統(tǒng)資料來源：行行查研究中心資料來源：行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

HangHangCha解決方案特點：◎儲能系統(tǒng)具備接入0.4kV側和中壓側兩種接入方式;◎配置負荷采集裝置，實時監(jiān)測用電功率的變化并依據(jù)此數(shù)據(jù)動態(tài)調節(jié)儲能系統(tǒng)的功率輸出，防止變壓器超限和倒送電;◎“削峰填谷”運行模式，大幅減少用電的峰谷差，科學地減少耗能費用，達到改善經(jīng)濟性的目的◎作為備用電源，廠區(qū)斷電時為重要負載提供支撐。工商業(yè)儲能系統(tǒng)結構戶用光伏+儲能模式

中國儲能行業(yè)產業(yè)鏈——不同技術路徑下各環(huán)節(jié)布局（1/2）

抽水蓄能產業(yè)的上游即抽水蓄能電站的設備供應方，主要設備包括水輪機、發(fā)電機、水泵、進水閥、壓縮空氣系統(tǒng)等；產業(yè)中游為抽水蓄能電站的設計、建設和運營;產業(yè)下游為抽水蓄能電站的應用，主要應用在電網(wǎng)系統(tǒng)，作為電網(wǎng)的調峰、填谷、調頻、調相、事故備用等用途。壓縮空氣儲能產業(yè)上游為原材料及設備包括鹽穴、儲氣裝置及其他相關設備；產業(yè)中游為儲能系統(tǒng)和技術方案、EPC；下游應用包括調頻、電壓調節(jié)、峰值負載調節(jié)、負載平衡、靜止儲備、黑啟動。壓縮空氣儲能可以實現(xiàn)電能的大規(guī)模清潔儲能，大幅改善發(fā)電、用電的時空結構，實現(xiàn)電力供需的“削峰填谷”。工業(yè)用電上游商業(yè)用電居民用電水輪機水泵發(fā)電機抽水蓄能電站設計盾構機其他抽水蓄能電站建設鹽穴儲氣裝置設備儲能系統(tǒng)/技術方案EPC抽水蓄能產業(yè)鏈

壓縮空氣儲能產業(yè)鏈中游

下游

上游-原材料/設備

中游-系統(tǒng)/項目建設下游-應用調頻電壓調節(jié)峰值負載調節(jié)靜止儲備資料來源：中新網(wǎng)，中國科學院工程熱物理研究所，金壇鹽穴，行行查研究中心資料來源：行行查研究中心來源：行行查研究中心整理?2022

HangHangCha

中國儲能行業(yè)產業(yè)鏈——不同技術路徑下各環(huán)節(jié)布局（2/2）

原材料正極材料負極材料隔膜結構件電解液零部件IGBT元器件PMIC電源芯片無源器件程序開發(fā)半導體零部件電池儲能逆變器能量管理系統(tǒng)（EMS）其他電氣設備儲能系統(tǒng)集成儲能系統(tǒng)安裝儲能系統(tǒng)運維發(fā)電側：新能源電站；傳統(tǒng)電站；電網(wǎng)側：

電網(wǎng)公司；用電側：家庭；工商業(yè)用戶；◎緩解電網(wǎng)阻塞◎延緩輸配電設備◎擴容升級◎電力調峰◎輔助動態(tài)運行◎系統(tǒng)調頻◎可再生能源并網(wǎng)◎電力自發(fā)自用◎峰谷價差套利◎容量電費管理◎提升供電可靠性電池管理系統(tǒng)（BMS）隨著新能源大規(guī)模開發(fā)、高比例并網(wǎng)，電力電量平衡、安全穩(wěn)定控制等方面將面臨巨大挑戰(zhàn)。儲能作為支撐可再生能源發(fā)展的關鍵技術，可運用于電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配、用、調度等多個環(huán)節(jié)，有助于穩(wěn)定電網(wǎng)，提供更多應用場景。電化學儲能產業(yè)鏈分為上、中、下游三個環(huán)節(jié)。上游主要為原材料和零部件供應商，其中原材料包括正負極

材料、隔膜、結構件和電解液等，零部件包括IGBT元器件、PMIC電源芯片、無源器件、半導體零部件等；中游主要是儲能系統(tǒng)集成，包括電池、逆變器、電池管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)等；下游涵蓋發(fā)電側、電網(wǎng)側、用電側的應用場景，且應用場景逐漸多元，隨著政策進一步扶持，有望迎來快速發(fā)展期。電化學儲能產業(yè)鏈上游：原材料、零部件

中游：儲能系統(tǒng)集成

下游：終端客戶資料來源：行行查研究中心來