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储能的重要， 超过我们的想象， 所以， 踏踏实实多了解一点， 很有必要。
01 储能技术种类及优缺点 1.1） 储能技术种类 当前世界储能技术按储能方式不同主要分为五种， 分别是 机械类储能、 电气类储能、 电化学储能、 热储能、 化学储能，。 上述五种储能技术又可根据具体操作上的区别， 细分为以下类别： 1、 机械类储能 主要包括 抽水储能、 压缩空气储能、 飞轮储能。 2、 电气储能 主要包括 超级电容器储能、 超导储能。 3、 电化学储能 主要包括 锂电池、 铅酸电池、 液流电池。 4、 热储能 主要包括 储冷、 储热。 5、 化学储能 主要包括 合成天然气、 电解水(制氢)。
1.2） 储能技术优缺点 1.2.1） 抽水蓄能 抽水储能技术是指， 在电力负荷低谷期将水从下池水库抽到上池水库， 将电能转化成重力势能储存起来， 在电网负荷高峰期释放的能源储存方式。 一旦用电高峰期来临， 电力供给不足的情况下， 就 可以为电力系统带来增量供电， 满足用户需求， 整个电网就会实现平稳地运转。 抽水蓄能是迄今为止应用最成熟和最经济的储能方式， 抽水蓄能使用寿命是电化学储能的 3-5 倍， 综合效率最高能够做到 85% ， 每度电的蓄能成本也只有 0.21-0.25 元， 在诸多的储能技术里是最划算的。 抽水蓄能在储能市场占据绝对优势位置。 截至 2020 年底， 我国抽水蓄能装机量只有 3149 万千瓦， 《抽水蓄能中长期发展规划 (2021-2035 年)》政策明确出十四五期间新增装机 1.8 亿千瓦（ 180GWh ）， 对应空间是 2000 亿左右， 是当前的 6 倍， 此前抽水储能的一个增速大概只有10%几， 这也意味着未来几年行业将会迎来加速扩容。
优点： 拥有超过200MW的巨大电能储存能力、 可储藏时间长达6个月、 超快的响应速度、 很低的每瓦储能运行成本， 是一种无污染的储能技术。 缺点： 依赖于地理条件、 需要很高的水电站， 抽水站建设成本高昂， 其次对地理、 地形影响很大。 1.2.2) 压缩空气蓄能 优点： 适合瞬间响应； 适合于电的尖峰削平， 电压骤降， 晃电； 可连接如 太阳能、 风能、 电网 等各种能源。 缺点： 储能的压缩空气会被加热从而导致能量的损耗在转换过程； 能源的利用效率偏低， 至今没有商业化； 受地理条件的限制大。 1.2.3) 电化学储能 所谓的电化学储能， 就是用化学元素来做储能介质， 借助化学反应来实现充放电。 它对应的产品就是我们都很熟悉的各种动力电池， 主要是锂电池， 主要的应用场景就是光伏和风电的配套， 也可以分为 发电侧、 用户侧。 电化学储能作为飞速发展的储能技术， 是具备高度灵活性的调节资源， 在电力系统中的份额快速提升， 累计装机占比已从 2016 年约 1%增长至 2020 年的 7.5%， 位列第二。 2020 年新增的储能装 中75.1%来自电化学储能， 贡献了大部分增量， 可见是当下储能行业中最大的风口。 这里再补充一下钠电池。 由于钠离子储量为锂储量 420 倍， 存量丰富、价格低廉， 理论 Bom 成本较锂电池可减低 30%- 40% ， 且钠电池安全性、 高低温、 快充性能更优异， 因此在储能市场具备广阔应用空间， 以上是钠 电池的优点。 钠电池的缺点则是电池循环寿命和能量密度相较锂电池偏低， 一般在 1000 次左右， 宁德 2021 年 7 月底发布的第一代钠电池， 循环次数可达到 3000 次以上， 通常是不太能被应用到新能源汽车上的， 未来的主要应用场景很有可能就是储能领域， 毕竟储能现在的第一需要解决的问题就是成本和经济性的问题。
当下电池成本占系统成本比例约 67% ， 是占比最重要的一块， 也是整个行业中确定性最大的部分。
优点： 一种高级且成熟的储能技术， 容易叠加模块， 放大储电规模， 为不间断电源提供后备电源支持， 可以接入各种能源。 缺点： 化学电池的电解液可能有危险、有害； 电池技术应用于大规模能源存储还有待于进一步商业化的推广和验证； 对于太阳能、 风能， 电化学储能并不是效率最高的储能方式。 1.2.4) 化学储能 优点： 适合于能量的长时间存储， 有限的或没有能量耗散使能源存储于可再生能源在荒漠地区成为可能。 缺点： 能源转换效率普遍偏低， 无法用于短时间的断电供应。 1.2.5) 飞轮储能 优点： 能够存储并快速释放电能； 飞轮再次充电的时间只要数分钟， 而电池要数小时； 环境适应能力强， 配套设施成本及运营维护成本低;快速的响应使其可以提供瞬间高压， 可以用来补偿电力的尖峰和瞬间压降。 缺点： 飞轮过度负荷存在风险； 不适合空间较为狭小的地方； 当前技术尚不成熟， 响应时间长短极度依赖功率大小； 飞轮组储能技术难度较大。
02 海外发展情况 2.1） 美国市场 美国作为世界第一大经济体， 是一个碳排放大国， 拜登在领导人气候峰会上宣布， 到 2030年将美国的温室气体排放量较2005年降低 50% ， 到 2035 年通过向可再生能源过渡实现无碳发电， 到 2050 年实现碳中和目标， 各州政府也陆续提出 100%可再生能源计划， 要求 2030-2050 年间， 逐渐达成 100%清洁能源发电。 这也意味着美国也将加速推动可再生能源成为发电主力。 据统计， 2020 年， 美国新增光伏装机 12.3GW ， 在疫情影响下仍达到了历史最大容量增幅； 新增 风电装机 17.1GW ， 可再生能源年发电量已达到美国总发电量的 21% 从储能方式看， 抽水蓄能仍然占据储能市场主力， 度电成本最低， 根据美国能源部列示的储能项目统计， 截至 2020 年 12 月， 抽水蓄能占累计装机量的 92% ， 但是它受到地理位置的约束， 审批和建设周期长（项目的审批和建设时间长达 10 年左右）， 因此新建放缓， 目前的水电储能项目大多 是 1970 年代和 1980 年代初安装， 2000 年以后装机容量极低。
而化学储能则是近年来美国储能市场的新趋势， 根据 Wood Mackenzie 和 ESA 统计， 美国 2020 年新增储能装机量达 1.46GW/3.48GWh ， 其中化学储能新增 1.1GW/2.6GWh ， 是主要的增长动力， 同比增长 207% ， 占到美国储能每年增量的 90%以上， 化学储能中， 锂离子电池累计装机占比65.9%。
有意思的是， 2020 年疫情期间美国的电池储能市场出现了爆发性增长， 全年装机依旧达到 489MW， 同增 199%； 2021 年已计划的装机就达到 4.3GW ， 同增 776%。
为什么会出现这么一个现象呢？ 主要有以下几点原因： （ 1 ）随新能源装机逐年增长， 对消纳的需求日益提升， 而美国电网较老旧， 且改造成本高， 难以适应新能源对电网调度的要求， 因此新能源电站对电池储能的需求是刚性的 。 （ 2 ）随着 2018 年 FERC841 号法案的通过， 电池储能被允许平等的参与电力辅助服务和电力批发 市场， 使得电池储能的盈利模式得以建立， 开启了储能的装机热潮。 （ 3 ）美国发电量中 40%来自天然气， 随光伏、锂电池成本降低， 当前在电网侧， 光储项目的调峰效果与经济性均优于天然气， 而在发电侧， 只要将储能的功率配比控制在 50%以内， 多数光储 PPA 项目相较天然气电站就开始具备竞争力， 因此电力企业的投资积极性高。 很简单， 只要储能的投资建设成本不断降低+新能源发电的渗透率和收益性不断提升， 那么就大概率会迎来储能行业爆发的拐点。 2.2） 欧洲市场 欧洲是应对全球气候变化的先导者， 率先提出 2050 碳中和目标， 各国相继提出淘汰煤电。 2015 年欧洲发起《巴黎协定》， 要求减少全球温室气体排放； 2019 年， 欧盟率先出台 2050 碳中和计划， 走在了各国应对气候变化的前列； 2020 年的欧盟峰会上， 27 个成员国领导人就减排目标达成一致， 到 2030 年将温室气体排放量较 1990 年的水平减少 55%。 随着燃煤的逐步退出， 可再生能源成为发电主力军。 为推动可再生能源发展， 各国都推出了针对可再生能源的激励政策， 建立起以上网电价为主的补贴政策机制。 2010 至 2020 期间， 欧洲可再生能源装机稳步增长， 截至 2020 年， 欧洲累计新能源装机容量 609.5GW。 其中德国是欧洲可再生能源装机规模最大的国家， 总装机容量达 131.82GW， 占据欧洲市场的 21.6%。 德国新能源累计装机中， 陆上风电装机 54.44GW， 占比 41.3% ； 光伏装机 53.78GW ， 占比 40.8% ； 海上风电 7.75GW ， 占比 5.9%。 储能市场， 欧洲的发展规律与美国类似， 抽水储能占比最高， 占据欧洲储能市场的 94%， 但基本上都是之前建好的项目， 新增项目基本上大多以化学储能为主， 欧洲 2020 年新增化学储能装机量 1.2GW/1.9GWh ， 同比增长 19%， 2020 年全球储能市场新增规模达到 5.3GW/10.7GWh ， 欧洲市场功率占比 22.64%。
以德国为例， 截至 2020 年运行的大型储能系统（100kW）的累计装机容量中， 锂电池占据 81%， 锂电池/钠硫电池占比 3% ， 铅酸电池占比 1% ， 还有 15%尚未得到统计。 锂电池占储能主导地位， 是未来发展方向。
2.3） 特斯拉的储能布局 马斯克对于特斯拉的定位绝非仅限于是一家汽车制造公司， 而应该是新能源公司。 特斯拉在 2015 年发布了能量墙和能量包， 当时主要是给家庭和小型商用机构做备用电源用的。 这个产品挺有吸引力， 所以大众汽车在美国布局的 100 多个电动车充电站， 安装的储能电池就是特斯拉的能量包。 2015 年 10 月底， 美国加州亚里索峡谷的地下储存设施， 因为设备老化， 发生了美国史上最严重的 一次天然气泄漏事故， 当时在当地对几千户居民造成了身体伤害。 这次事故处理过程当中， 加州政府为了弥补洛杉矶的电力短缺， 它在 2016 年发出了一份采购订单， 要求部署一套可靠的公用能源储存解决方案。 特斯拉作为供应商之一， 用能量包打造了一个锂电池 储能系统， 能够支撑 2500 个家庭的短缺用电， 帮着发电站实现了调峰调频。 2016 年特斯拉又帮南澳大利亚州部署了一套储能系统， 来帮助当地应对风暴和酷热带来的大面积停 电。 它在南澳的这个储能项目， 对接的就是风电场产生的风电了。 这个项目在 2017 年建成之后， 覆盖的家庭数量超过 3 万户， 一度成为了全球最大的锂离子电池储能项目。 而这个纪录很快又被特斯拉自己打破了。 它借着这个项目， 特斯拉后续又跟风电厂合作， 在澳大利亚不断推出越来越大的储能电池项目， 来帮南澳电网调峰调频。 从 2016 年起的三年里， 它储能和发电业务的复合年均增长率达到了 192.8%。 2019 年， 特斯拉就又给公用事业规模的储能需求， 提供了一种产品， 名叫「Megapack」， 我们可 以叫它「巨型储能包」。 巨型储能包跟之前的能量包比起来， 同样的储能容量占地空间能够减少 40% ， 零部件也只需要之前的十分之一。 到了现在， 特斯拉的储能系统在全球 30 多个国家和地区都有市场， 从发电侧到电网侧再到用户侧它都覆盖到了。 所以说， 特斯拉其实是真正意义上的全球储能龙头。 03 未来发展空间 抽水储能行业空间预测： 考虑在建抽水蓄能电站工程施工进度， 预计到 2025 年总投运装机规模可 达到 65GW ， 也就是差不多相比当前增加一倍。 化学储能行业空间预测： ①保守场景下， 2021-2025 年行业的复合增长率为 57% ②理想场景下， 预计 2024 年和 2025 年将再形成一轮高增长， 累计规模分别达到 32.7GW 和 55.9GW ， 是一个十几倍的增量空间。
根据中国碳达峰目标， 2030 年光伏+风电累计装机量将超 12 亿 kWh， 2021-2025 年， 风电+光伏 年均新增装机空间约为 110GW ， 容量配置比例取 15% ， 容量时长取 2 小时， 预计我国 2021-2025 年发输配电侧（即电表前端）的储能装机需求约为 48GWh。
储能行业未来 5 年的一个增速预期都非常高， 基本上都是 50%以上， 在所有赛道中可能预期增速是最高的， 还要高于锂电池和光伏。 10 倍以上的一个发展空间。 当然这里面主要都是发电侧， 电网侧的调频需求新增装机量预计到 2025 年也才 4.14GWh 而已。 用户侧一端美国发展得还不错， 国内目前没有什么发展， 属于看不清。 展望未来， 正在发生的两大变化可能成为未来 5 年我国储能行业启动的强催化因素。 1 ） 能源结构。 伴随着可再生能源成本的下降， 至 2021 年国内光伏、 风电基本上都达到了平价条件， 后续发电成本的进一步降低将为储能的定价条件和市场化需求打开空间。 2 ） 成本： 化学储能的电池/电芯成本下降与循环寿命提高推动储能度电成本持续下降。 总结 很显然， 储能正处于共振向上的开始阶段， 这个行业可能是未来所有新能源产业链中增长最确定最具爆发力的细分赛道， 未来几年预计都是 50%+的增速。 新能源发电与储能的匹配度非常好， 大力发展新能源需要推动储能的发展来匹配， 同时， 储能的发展也会反过来拉动光伏、风 电的发展。 从产业周期看， 感觉有点类似于 5、 6 年前的光伏， 整个行业在发展初期， 这个过程中当然也会有真正的龙头公司跑出来， 现在确定性比较高的就是锂电池和逆变器龙头， 至于谁是赔率比较高的黑马， 还能涨 5-10 倍的， 还看不清， 只能边走边看。 电化学储能行业与锂电池、 光伏重合度比较高， 很多之前锂电池、 光伏行业的热门公司， 未来很有可能也变成储能行情中的炒作对象， 除了宁德时代、 阳光电源、 比亚迪这种绝对龙头以外， 还有其他的一些小弟比如 科士达、 上能电气、 科华数据、 百川股份、 天奈科技， 这些小弟相比大哥可能赔率更好， 也是可以关注的， 说不定他们会从第三梯队变成第二梯队， 获得爆发性的增长。 |
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