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储能行业专题报告:多种储能技术路线竞相发展

来源: | 作者: | 发布时间: 2023-12-13 | 290 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:


  二、装机规模方面,抽水蓄能强势延续,锂电池高歌猛进,压缩空气等新型技术蓄势待发

  (一)全球储能装机规模持续增长,锂电池等电化学储能规模突破


  抽水蓄能以长寿命、运行成本低以及安全性方面的优势,前期取得了较大规模的应用。伴随着新能源配储等大型储能电站的应用,锂电池储能的规模随之获得了较快的增长。目前,除了抽水储能外,还没有一种储能技术能同时满足能量密度高、储能效率高、寿命长、功率密度大、环境友好以及成本低等大规模应用的条件,因此抽水蓄能仍占有举足轻重的地位。

  据CNESA统计,2022年全球已投运电力储能项目累计装机规模为237.2GW,同比增长15%。其中,抽水蓄能累计装机规模占比79.3%,首次低于80%,与去年同期相比下降6.8%。锂离子电池等新型储能累积装机规模达45.7GW,占比19.3%,同比增长80%。锂电池累积装机规模仅次于抽水蓄能,占比为18.2%,年增长率超过85%,在新型储能中占据主导地位。

  截至2022年底,我国已投运电力储能项目累计装机规模为59.8GW,占全球市场总规模的25%。其中,抽水蓄能装机量为46.1GW,累计装机占比同样首次低于80%,与去年同期相比下降8.3%。新型储能累积装机规模达13.1GW/27.1GWh,累计装机规模首次突破10GW。锂电池累积装机规模仅次于抽水蓄能,占比为20.59%,在新型储能中占据主导地位。而锂电池受益于性能优势,在大型储能电站及工商业储能系统中应用广泛,装机规模随之高速增长。

  2022年,中国新增投运电力储能项目装机规模16.5GW,首次突破15GW,其中,抽水蓄能新增规模9.1GW,新型储能新增规模创历史新高,达到7.3GW/15.9GWh。新型储能中,锂离子电池占据绝对主导地位,比重达97%。此外,铅蓄电池、压缩空气储能、液流电池、飞轮、钠离子电池等其它技术,在装机规模上有所突破,应用场景和应用模式逐渐增多。

  (二)各技术路线分处不同应用阶段,抽水蓄能及锂电池已大规模应用

  从集成示范及应用规模来看,可将各技术路线分为研发小试、示范应用、商业推广和大规模应用等阶段,其中抽水蓄能和锂电池已经处于大规模应用阶段,铅蓄电池、液流电池、钠硫电池等也处于商业应用阶段,而超级电容器、超导储能等目前还处于研究和示范阶段,距离大规模应用仍有一定距离。

  三、锂电池等电化学储能发展迅速,已成为新型储能增量主要贡献者

  (一)全球储能市场处于增长阶段,电化学储能占比逐年上升


  2022年全球储能累计装机规模为237.2GW,其中电化学储能累计装机规模34.6GW,占比约为14.58%,中国电化学储能累计装机规模达到11GW。电化学储能技术在海内外都获得了快速发展,全球和中国的电化学储能累计装机规模在2017-2022年期间持续增长,并有进一步扩大的趋势,抽水蓄能仍为主流,但电化学储能占比逐年上升,未来几年将贡献全球储能主要增量。

  国家能源局发布的《新型电力系统发展蓝皮书(征求意见稿)》中,在规模化、高安全性新型储能技术装备领域方面提出重点开展长寿命、低成本及高安全的电化学储能关键核心技术、装备集成优化研究,提升锂电池安全性、降低成本,发展钠离子电池、液流电池等多元化技术路线。

  (二)锂离子电池综合性能优越,是目前电化学储能主流路线

  锂离子电池综合性能优越,具有储能密度高、充放电效率高、响应速度快等优点,是目前发展最快的新型储能技术,也是电化学储能主流路线。锂电池结构主要包括正极、负极、电解液和隔膜四大部分,正极材料约占整体成本的40%,负极材料、隔膜和电解液分别占约15%,20%,10%。

  根据正极材料的不同,锂离子电池可分为钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池等。其中,磷酸铁锂电池的安全性、循环寿命、成本等各方面性能与储能需求适配度高,已成为主要路线。

  锂离子储能电池已经建立了较为健全的产业链。产业链上游主要为原材料加工,中游为储能锂电池制造,下游为储能多场景应用及锂电池回收。

  1.储能电池以磷酸铁锂电池为主,国内龙头受益于磷酸铁锂路线认可度提升优势凸显

  据ICC统计,2023年1-6月,全球储能电池(以锂电池为主)产量98GW,同比增长115%,储能电池出货量102GWh,同比增长145%。从近年来的出货量增速来看,据SNEResearch数据显示,2021年全球储能电池出货量为44GWh,2022年出货量达122GWh,同比增长177%,2023年上半年储能电池出货量已接近2022年全年水平,储能电池出货量增速明显。大储和工商业装机需求增长带动下,储能电池去库存明显,库存已处于正常水平。

  储能电池的核心需求在于安全性高、成本低和使用(循环)寿命长,其次才是能量密度,因此磷酸铁锂路线相较其他锂电池路线更具优势,内驱外需推动下,储能产业的快速发展也拉动磷酸铁锂电池正极材料需求。

  据中国汽车动力电池产业创新联盟统计数据,2023年1-7月,我国储能电池累计销量达35.5GWh。其中磷酸铁锂电池累计销量35.2GWh,我国储能电池累计出口达7.3GWh,其中磷酸铁锂电池累计出口7.3GWh。