储能行业研究报告：储能迎来发展大潮

一、储能是新能源发展不可或缺的要素

1.1 全球新能源发电占比提升

全球大力发展新能源，新能源发电占比提升

新能源为全球发电量增长贡献主要力量。从总量来看，2020年全球发电总量超2.5万TWh,其中化石燃料（火电）仍是主 要发电能源，发电量占比超70%；而新能源发电总量占比上升明显，2020年占比超25%。

从增量上来看，2011年全球新能源在新增电力装机量的占比首次超过传统能源，2020年占比达到83%，预计未来仍将主 导新增装机市场。

1.2 新能源对于电网灵活性的要求提升

新能源发电出力不稳定，且与用电高峰存在错位

新能源发电出力与用电高峰存在错位，且不稳定。首先，从用电规律来看，早晨10点和晚上8点分别是两个高峰。但是风电、光电发电站 分别在凌晨、中午出力较大，其出力时段分布与用电负荷存在较大差异。其次，季节、天气也会造成新能源发电出力的波动和不稳定性， 需要其他电力措施来辅助提升电网的稳定性。

新能源发电的进一步发展需要电网的灵活性提升。当新能源发力不稳定因素造成系统电力供应大于需求时，会导致新能源发电被弃，造 成资源浪费；当发力不稳定因素造成系统电力供应小于需求时，会导致负荷削减、电力短缺。所以当新能源出力与电力负荷不匹配时需 要灵活性调节资源作为媒介进行调控，以此提高电力系统向上调节以及向下调节的能力，使电力系统达到供需动态平衡。而2020年我国 传统灵活性调节资源（如燃气）的装机量占比仅为4.46%，且新能源资源丰富的地区往往传统灵活性调节资源较匮乏。未来随着新能源发 电占比的提升，新能源发力不稳定的问题日益突出，电力系统调节能力不足亟需解决，我国对于灵活性调节资源的需求量将进一步增加。（报告来源：报告研究所）

1.3 储能成为新型电力系统不可或缺的第四要素

国家大力引导储能发展

储能成为新型电力系统不可或缺的第四要素。2021年02月25日，国家发改委、国家能源局发布《关于推进电力源网荷 储一体化和多能互补发展的指导意见》，明确了源网荷储一体化实施路径，通过优化整合本地电源侧、电网侧、负荷 侧资源，以先进技术突破和体制机制创新为支撑，探索构建源网荷储高度融合的新型电力系统。

二、电化学储能在众多方案中脱颖而出

2.1 电化学储能将脱颖而出

储能技术路径主要分为机械储能、电磁储能、电化学储能和其他储能

目前储能技术路径主要分为机械储能、电磁储能、电化学储能和其他储能。其中机械储能中的抽水蓄能由于技术最为成 熟，目前是储能市场上应用最广、占比最高的技术，但是抽水蓄能对于地理条件的依赖度高。电化学储能是目前市场上 关注度最高的储能技术，主要分为锂电池、铅酸电池、液流电池、钠硫电池四种储能电池类型。其中锂离子电池技术较 为成熟，已进入规模化阶段量产阶段，是目前发展最快、占比最高的电化学储能技术。

2.2 电化学储能三大应用场景

①发电侧

储能在发电侧应用占比最高，主要功能包括平抑出力、调频/调压、削峰填谷。其中削峰填谷是储能在发电侧最核心的 功能，即在新能源发力高峰时消纳弃风、弃光；在新能源发力不足时放电，来平滑发电输出，提高新能源发电利用率。

②电网侧

储能在电网侧的功能以电力辅助服务为主，主要包括调峰、调频、无功调节、电力系统备用和黑启动。其中调峰、调 频是主要的辅助手段。调峰指在电负荷较低的“谷段”，储能系统从电网充电；在电负荷较高的“峰段”，储能系统 向电网放电，以此来平滑电力需求分布；调频指用电负荷变化引起电网频率改变时，电网内各运行机组的调节系统将 根据各自的静态特性改变机组的功率，或通过增减某些机组的负荷，以恢复电网的频率，从而适应外界负荷变化的需 要。

③用户侧

储能在用户侧的主要功能有“削峰填谷” 、新能源消纳和容量管理，其中“削峰填谷”是用户侧最主要的商业模式， 既可用来套利也可用来存储电能。对于一般工商业用户而言，通常利用储能在电价便宜的时候充电，在电价贵的时候 放电，来达到降低度电成本的效果；对于5G基站、数据中心等这类用户而言电能断供将会带来巨大损失，所以储能更 多的是充当备用电源的角色。（报告来源：报告研究所）

2.3 模式创新和降本增强电化学储能经济性

共享储能模式提高经济性，成为储能新推手

从商业模式来看，储能电站若只为单个新能源电站提供服务时利用率低；服务于单个新能源场站的储能设施，往往资源分散，管理难度 大且运营成本高；分散场站的储能难以实现统一调度与结算，无法参与多种电网侧辅助服务，业务模式难以商业化。

共享储能拓宽储能收益路径，有望解决以上难题，给发电侧储能带来新机遇。共享储能是指在新能源汇集站建设共享储能电站，储能电 站与区域内内甚至区域外的新能源电站、供电公司同时签订电费结算协议，当新能源电站受到限电影响时，由调度机构（电网）将弃风、 弃光电量存储在共享储能系统中，在负荷侧用电高峰或有接纳空间时释放电能。实现了储能电站的统一调度和管理。

三、电化学储能大时代正在来临

3.1 全球电化学储能快速增长

2021年全球新增新型储能达10.2GW，同比增长117%

2021年，全球已投运电力储能项目累计装机规模209.4GW，同比增长9%。其中，新型储能的累计装机规模占比12.2%， 为25.4GW，同比增长67.7%，锂离子电池占据占据新型储能市场份额超过90%。

3.2 中国电化学储能发展提速

2021年中国新增新型储能2.4GW/4.9GWh

根据CNESA测算，2021年中国已投运电力储能项目累计装机规模46.1GW，占全球市场总规模的22%，同比增长30%。其中2021年 新型储能增长2.4GW/4.9GWh，累计装机规模达到5.73GW，同比增长75%。锂离子电池占据新型储能市场的份额达到89.7% 。

从新型储能规划在建项目情况来看，2021年中国新型储能走向规模化发展：2021年规划、在建、投运的项目共计865个、 26.3GW。其中投运的新型储能项目主要以10-50MW的中小体量为主，占比46%；规划/在建储能项目以50MW及以上的大体量项目 为主，占比达到85%，其中规划在建的百兆瓦项目超过70个，百兆瓦项目多为独立储能/共享储能形式，在体量上具备为电网发 挥系统级作用的基础和条件。

四、电化学储能空间测算

4.1 中国：发电侧风光配储贡献主要增量

风光配储主导发电侧储能增长

2019-2021中国光伏新增装机量分别为30.22、48.75、52.57GW。根据CAPI预测，在保守，乐观，中性三种情况下，2022-2026 年中国光伏新增装机量分别为75、80、85、90、95GW，90、95、100、110、116GW，83、88、93、100、106GW，五年复合增长 率分别为13%、17%、15%。

2019-2021中国风电新增装机量分别为24.88、72.50、46.83GW。2020年是陆上风电补贴的最后一年，产生陆上抢装，2020年后 风电装机增长速度回归平稳。根据GWEC预测，2022-2026年中国陆上风电新增装机量分别为46.28、50.18、49.68、50.15、 52.81GW，占全球风电新增装机比例分别为46%、49%、47%、42%、41%,五年复合增长率12%;2022-2026年中国海上风电装机预计 增加39GW，占全球的43%。

4.2 中国：电网侧储能空间相对有限

2022-2026年，电网侧新型储能增量将约18GWh

核心假设1：电网侧仅起到调峰补充作用；电网侧调频需求率一般为3%~5%，火电调频需求约为2%，风光电波动性更强，假设每年增加0.4%。

核心假设2：根据CNECA统计，2021年电网侧储能装机量2.01GW，电化学调频、调峰需求渗透率分别为2.12%、0.04%；假设2022-2024年储能 调频渗透率每年增加1%。调峰渗透率为0.01%；2025-2026储能调频渗透率为2%，调峰渗透率为0.02%。

核心假设3：电化学调频电流密度较大（2C），容量较小，时间较短；电化学调峰电流密度小（1C），容量较大，充放电时间较长；假设电 化学调频、调峰时间分别为1h、2h。

结论：我们预计2022-2026年电网侧储能累计电量分别为4.33、6.28、8.74、13.53、19.58GWh，2022-2026电网侧新型储能增量约18GWh。

4.3 中国：用户侧储能需求将持续增长

2022-2026年，用户侧新型储能增量将约13GWh

核心假设1：新能源蓝皮书2021预测2025年全社会用电量9.5万亿千瓦时，假设2022-2026用电量增速由5%到3%逐年下降。

核心假设2：假设2022-2026年储能配制仍以工商业为主，且2022-2026年工商业用电量占全社会用电量比例维持在86%。

核心假设3：电化学储能渗透率=用电侧储能累计装机/工商业功率；根据CNECA统计，2021年用户侧储能装机量1.37GW，则可以计算出2021 年电化学储能渗透率为0.08%；假设2022-2026年电化学储能渗透率增速每年增长0.01%。

核心假设4：假设2022-2024年每套储能的充放电时长为2h。

结论：我们预计2022-2026年电网侧储能累计电量分别为4.25、6.17、8.55、11.44、14.89GWh，2022-2026电网侧新型储能增量约13GWh。

五、电化学储能非电芯重点环节梳理

5.1 电化学储能系统构成

电化学储能系统涉及环节多

储能产业的上游以电池制造为主，包含正负级材料、电解液、隔膜等；中游是储能系统的集成商，包括整个储能系统 的设计以及电池组、电池管理系统、能量管理系统、储能变流器等多个子系统选型；经过EPC整包厂商建设后，供发电 侧、电网侧、用电侧等领域应用使用。（报告来源：报告研究所）

储能领域参与企业众多，主要包括以宁德时代、中储国能、亿纬动力为代表的储能技术提供商，以上能电气、科华数 能、索英电气为代表的储能PCS提供商和以海博思创、电工时代、科华数能为代表的储能系统集成商等。

5.2 电化学储能温控系统

锂电池对运行温度要求严苛，温控系统发挥重要作用

15°C—35°C之间的范围是电池实现全部性能的最佳工作温度范围。该温度范围也是电池运行最有效、最可靠和最安 全的温度范围，超出标准范围会减小电池容量、减慢化学反应速度并增加生命周期成本。

受制于锂电池运行对温度的要求，温控系统对锂电储能系统的良好运行极为重要。目前主要的温控方案包括一体式顶 出风空调+风管精确送风方案、分体式冷热通道隔离方案、顶置式空调+风管精确送风方案、一体式下出风方案、风冷 冷水型温控方案等。

5.3 电化学储能消防系统

消防系统作为储能柜刚需，起到预警和消灾的作用

据不完全统计，2011-2021年全球共发生50起储能电站起火爆炸事故，事故的主要原因在于电池管理系统缺陷、锂电池 内部热失控等，因此消防系统作为储能柜刚需起到预警和消灾的作用。

消防系统主要由火灾探测器、火灾控制器、声光报警器、通讯控制器、声光报警及手动开关和灭火装置等组成。系统 在火灾隐患期和发生初期，能够及时探测到火灾险情并发出预警、报警信号，达到预定火灾确定条件时，自动启动灭 火装置，将火灾消灭在萌芽状态，从而达到保护储能集装箱安全的目的。

消防系统的价值量约占到储能柜整体价值的2%-4%，约为4-16万/MWh。