新型储能产业链全景分析
新型储能产业链全景分析
双碳和能源转型背景下,能源的可控化和可储化成为发展的核心。储能技术不只是解决风电、光伏大规模接入电网产生波动的关键技术,也是分布式能源、能源互联网等新兴模式发展所必需的技术基础,是解决能源供应不稳定性和能源消纳问题的关键。
近两年,新型储能产业飞速发展,装机规模快速增长,技术创新不断突破,应用场景更加丰富。本文将从产业链角度对储能产业整体进行分析,包括产业链环节梳理、各环节参与者梳理、区域产业集群分布等。
一、看懂产业链
新型储能产业链分布较为广泛,主要包括上游材料及设备、中游电池制造及系统集成安装、下游应用。新型储能产业链上游为储能电池、储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、空气压缩机、换热器、膨胀机、制氢等原材料及核心设备供应;中游为储能系统的集成,包括电化学储能、压缩空气储能、飞轮储能、超级电容、储氢、热储能等;下游为储能系统的应用,分为发电侧、电网侧、用户侧。
根据不同的储能技术,储能主要分为机械储能、电化学储能、热储能、化学储能、电磁储能等。利用这些储能技术,电能能以机械能、化学能、热能等形式存储下来,并适时反馈回电力网络。
产业链上游
产业链上游以电芯原材料及集成系统设备为主,电芯原材料包括正极材料、负极材料、隔膜、电解液、电子元器件、结构件、辅材等;集成系统设备主要包括空气压缩机、换热器、膨胀机、制氢、涂布机、搅拌机、辊压机等;这些材料是储能设备的基础,直接影响储能设备的性能和成本。
产业链上游电池材料代表企业有德方纳米、贵州安达、贝特瑞、天赐材料、恩捷股份、星源材质等公司;电池生产设备商有杭可科技、先导智能、北方华创、赢合科技等企业;抽水蓄能设备商有浙富控股、通裕重工、杭锅股份、大元泵业、东音股份、凌霄泵业等企业。
产业链中游
产业链中游主要为储能系统及集成。储能系统主要包括电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能逆变器(PCS)四个部分,其中最核心的是由电池组与电池管理系统组成的储能电池系统。其中,电池是储能的核心,PCS是储能与电网的枢纽,能量管理系统是储能的“大脑”,温控系统、消防系统是储能的“保护伞”。
储能系统设备:包括电池(如锂离子电池、铅酸电池等)、超级电容器、储能飞轮、储能压缩空气等。这些设备是储能产业链的核心,直接实现电能的储存和释放。
电池管理系统(BMS):包括电池管理软件、电池保护系统、电池监测系统等。BMS负责对储能电池进行智能化管理,确保电池的安全、高效运行。
储能系统集成:包括电化学储能、压缩空气储能、飞轮储能、超级电容、储氢、热储能等多种储能技术的系统集成。系统集成商根据客户需求,将各种储能设备和技术进行组合和优化,提供完整的储能解决方案。
产业链中游电池组制造的代表企业有宁德时代、比亚迪、海基新能源、国轩高科等;电池管理系统制造代表企业有科工电子、高特电子、高泰昊能等;储能变流器制造代表企业有阳先电源、科华恒盛、南瑞继保等;能量管理系统制造代表企业有派能科技、国电南瑞、中天科技、平高电气等;储能系统集成代表企业有库博能源、猛狮科技、南都电源、电气国轩等;储能系统安装代表企业有永福股份、特变电工、正泰电器、中国电建、中国能建等;抽水蓄能建设商有中国电建、国投电力、湖北能源、永福股份、桂冠电力等。
产业链下游
储能技术的应用领域非常广泛,包括电力储能(如电网调峰、调频、黑启动等)、交通运输(如电动汽车、轨道交通等)、新能源汽车、工业储能(如数据中心、通信基站等)、家用储能等。这些领域对储能技术的需求不断增长,推动了储能产业链的发展。
产业链下游系统应用代表企业主要有国家能源、国投电力、中国华能、中核集团、国家电投、中广核等。
二、新型储能产业新形势
(一)新型储能产业快速发展为我国经济贡献新增长点
从应用市场看,根据国家能源局统计,2023年新增新型储能装机规模达到22.6GW/48.7GWh,同比增长超过260%;截至2023年底,我国新型储能累计装机规模达31.39GW/66.87GWh,其中锂电储能产品占比达97.4%。从供给能力看,根据工业和信息化部统计,2023年我国储能型锂电池产量达到185GWh,同比增长85%。预计2025年,全球及我国新型储能年度新增装机或分别超过75GW、30GW,我国锂电储能累计装机规模将达到70GW,到2030年将达到270GW。新型储能产业发展将由规模优势向质量和效率优先变革。
(二)技术创新推动形成新型储能产业发展新质生产力
在全球能源消费电力化大背景下,新型储能技术将朝向高安全、长寿命、低成本和高效率方向加速演进。
刀片电池及无模组集成(CTP)等结构创新技术不断革新,推动储能系统集成效率大幅提升;电池管理系统均衡能力、电池状态估算能力均有显著改善。阻燃电池材料和结构设计、基于热失控模型的多信号融合监测预警技术、高效绿色灭火材料和抑制复燃技术等典型关键安全技术均已取得突破性进展。先进液流电池、高效压缩空气储能产品、长寿命钠离子电池等新型储能技术成熟快速提升。安全技术方面,从电芯、模块、电池簇、到集装箱系统的多级安全保障体系日趋完善,采用先进的技术架构提供安全、可靠的储能产品整机方案。
储能系统集成用智能传感器件和集成控制相关芯片国产供给率分别达到90%和50%,储能用先进功率半导体器件国产化水平不断提升。
3D数据可视化、深度学习算法、储能站运行分析、智能化运维和智能运营策略等先进运维技术不断创新,实现储能电站的数据存储、运行监视、设备管理、智能运维、能量分析和辅助决策等功能,保障储能电站安全、高效、可靠运行。
(三)融合发展成为新型储能产业高质量发展新引擎
应用方面,新型储能迈向全面市场化发展阶段,与电力系统各环节加速融合。在确保网络信息安全的前提下,促进储能基础设施与信息技术的深度融合,支持能量信息化技术的研发应用,实现对储能的能源互联网管控,提高储能资源的利用效率,充分发挥储能系统在能源互联网中的多元化融合应用。基于多种储能实现能源互联网多能互补、多源互动,开放共享的分布式储能大数据平台和能量服务平台的建设将成为新型储能产业发展重要方向。分布式户用、工业园区等不同层次的终端用户互补利用各类能源和储能资源,实现多能协同和能源综合梯级利用正在加速推进。推动电动汽车与电网(V2G)能量互动,开展V2G示范应用,统筹电动汽车充放电、电力调度需求,综合运用峰谷电价、电动汽车充电优惠等政策,实现电动汽车与电网能量高效互动,降低电动汽车用电成本,提高电网调峰调频、车网融合储能服务蕴含巨大潜力。
(四)国际竞争新形势对新型储能产业发展带来挑战
产业逆全球化布局将增大我国新型储能供应链安全风险。在供应链韧性与安全超越成本与效率的考量下,产业链供应链区域化布局将加剧各地区对上游稀缺性矿产资源的争夺,对我新型储能产业上游资源供应产生严重威胁。
贸易壁垒日益加深将影响我国新型储能产业优势产品外贸出口优势。美国、欧盟相继通过《通胀削减法案》、《关键原材料法案》以及“碳关税”等政策设定贸易壁垒,对我国新型储能企业和优势产品实施“排挤”和“限制”,降低我国电池企业全球范围内供给能力,影响我国优势产品外贸出口增长动能,企图削弱我国新型储能产品的国际竞争优势。
三、最新产业相关政策
储能的发展水平代表着一个国家在半导体领域的“软实力”。为了加快拉近与发达国家储能研发水平的差距,中国积极推进中国储能的发展,近年来发布了多项鼓励支持政策。