储能温控行业市场分析

储能温控行业市场分析第一节储能温控行业市场规模及概述一、储能温控行业概述储能技术是将电能储存起来以便以后需要时利用的技术，主要目的是实现电力在供应端、输送端以及用户端的稳定运行。传统能源时代，电力消费方式单一，传统的煤电、燃机供给足以应对电网稳定调节需求。在新能源革命时代，新能源发电具备波动性较大、调节能力较差等特点，电力系统对于平滑输出、调峰调频等电力辅助服务的需求明显增长。随着新能源发电占比提升，电力能源结构将明显变化，储能需求加速释放。而在储能项目的运行维护过程中，热管理是其中的核心安全环节。储能电池系统电池容量和功率大，高功率密度对散热要求较高，同时储能系统内部容易产生电池产热和温度分布不均匀等问题，因而温度控制对于电池系统寿命、安全性极为重要。储能温控系统技术路线目前主要是风冷（采用空气介质）、液冷（液体介质）。目前储能行业中以风冷方案为主，方案提供商主要是原先数据中心温控的企业，主要系行业目前装机较多的是通信基站、小型地面电站等功率密度相对较低的项目，风冷方案的制冷效率可以满足。风冷系统是以空气为冷却介质，利用对流换热降低电池温度的一种冷却方式。风冷系统具有结构简单、易维护及成本低等优点。而缺点在于空气的比热容低，导热系数也很低，这使得风冷通常应用于产热率比较低的场合，在储能领域主要应用在通信基站、小型地面电站等功率密度相对较小的领域。目前风冷系统主要的优化因素在：1、风速2、电池分布3、空气流向。液冷系统是以液体为冷却介质，通过对流换热将电池产生的热量带走。目前常用介质有水、乙二醇水溶液、纯乙二醇、空调制冷剂和硅油等。整体上液冷系统的换热系数高、比热容大、冷却速度快，且液体比热容不受海拔和气压的影响适用范围较广，同时液冷系统的结构较为紧凑，使得空间占比较小。液冷系统根据液体冷却介质与电池的接触方式分为直接和间接两种：1、直接接触指电池单体或者模块沉浸在液体中，让液体直接冷却电池；2、间接接触指在电池间设置冷却通道、冷板。二、储能温控行业相关政策分析2021年7月15日，国家发展改革委、国家能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，意见指出到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变。新型储能技术创新能力显著提高，核心技术装备自主可控水平大幅提升，在高安全、低成本、高可靠、长寿命等方面取得长足进步，标准体系基本完善，产业体系日趋完备，市场环境和商业模式基本成熟，装机规模达3000万千瓦以上。新型储能在推动能源领域碳达峰碳中和过程中发挥显著作用。到2030年，实现新型储能全面市场化发展。新型储能核心技术装备自主可控，技术创新和产业水平稳居全球前列，标准体系、市场机制、商业模式成熟健全，与电力系统各环节深度融合发展，装机规模基本满足新型电力系统相应需求。新型储能成为能源领域碳达峰碳中和的关键支撑之一。2020年12月30日，国家能源局发布《关于加快能源领域新型标准体系建设的指导意见》。意见提出，在智慧能源、能源互联网、风电、太阳能、地热能、生物质能、储能、氢能等新兴领域，率先推进新型标准体系建设，发挥示范带动作用。稳妥推进电力、煤炭、油气及电工装备等传统领域标准体系优化，做好现行标准体系及标准化管理机制与新型体系机制的衔接和过渡。三、储能行业市场规模分析近来国家政府机关陆续发布相关政策，在优化峰谷电价机制、建立尖峰电价机制等面对现行分时电价机制作了进一步完善，并鼓励发电企业自建储能或调峰能力增加并网规模，引导市场主体多渠道增加可再生能源并网规模。新型储能作为提升能源电力系统调节能力、综合效率和安全保障能力，支撑新型电力系统建设的重要举措，是能源领域碳达峰碳中和的关键支撑之一。近年来，光伏风电等新能源发电大幅发展，而储能产业发展并未跟上，储新比近年来逐步下降，2020年中国储新比约为6.7%，明显低于中国以外其他国家和地区15.8%的储新比。图表1：新能源配储情况2016-2020年全球储能装机增长稳定，增长率维持在2-3.5%区间，2020年装机量达到191.1GW，增长趋势有望长期延续。全球储能保持持续增长主要得益于不同国家政策支持，其中欧美等发达国家或地区都出台了支持储能发展的政策；海外较高的电价水平，尤其是在风电和光伏渗透率不断提升的情况下海外的电价也保持了一定程度的上涨，叠加市场化机制，为储能商业模式的丰富提供了支持。国内储能装机呈现高速增长状态，2016-2020年CAGR达10.02%，其中，除2019年受行业景气度略微下行影响外，其余年份储能装机增长率均维持在8%以上。根据CNESA数据，截至2020年，国内储能装机规模也已达到35.6GW。在“双碳”目标指引下，在风电和光伏装机较快增长的情况下，在政策的鼓励下，在成本不断下降的推动下，储能行业和储能装机有望迎来一个黄金发展期。第二节储能温控行业竞争格局分析一、储能温控行业产业链分析储能温控环节直接下游为储能系统集成商，储能系统集成商下游一般为包括电网、发电集团等在内的业主方以及工商业需求场景。储能风冷温控系统一般由储能温控厂商直接提供整体系统产品，其中核心部件包括压缩机、风机、换热器等，按照风冷方案单GWh成本约3000万元，这3000万元集中流入风冷温控系统提供商，目前国内包括英维克、申菱环境、黑盾股份等均有相关产品销售。储能液冷温控系统一般由集成商对内部电池包液冷系统、外部制冷供液系统分别采购，按照液冷整体方案单GWh成本约9000万元，对应电池包液冷系统单GWh成本约3000万元、外部制冷供液系统单GWh成本约6000万元，分别流入不同环节产品供应商。储能液冷温控系统中，内部电池包液冷系统主要包含液冷板、管路、快插接头等零部件，更加偏重精密加工制造等能力，一般由下游储能系统集成商进行部件采购进行组装，对应部件价值量流入相关环节供应商。储能液冷温控系统中，外部制冷供液系统包含水泵、压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等零部件，看重整体系统设计能力和系统集成能力，一般由储能系统集成商对整体外部制冷供液系统进行采购。此外部分储能系统集成商也在测试端到端系统解决方案，也多由英维克等外部制冷供液系统供应商参与。图表2：储能温控行业产业链二、行业格局竞争初步形成，风冷和液冷市场存在差异行业需求当前处于爆发期，短期内由各厂商在渠道、产品、研发等方面的积累差异，竞争格局初步形成。由于风冷方案成熟度更高、并且在初期投入来看较液冷显著具备优势，风冷是当前储能温控主力方案，目前风冷领域，英维克、黑盾股份、申菱环境等均有成熟产品，英维克份额占据绝对优势。而液冷具备更加高效均匀的制冷能力，随着储能密度的提升、液冷产品成熟度的提升，未来液冷的占比预计将逐步提升。液冷领域，外部制冷供液系统环节目前来看英维克、奥特佳（空调国际）目前在出货规模上领先，松芝股份、高澜股份等预计今年将产生订单销售，同飞股份、申菱环境等也在积极进行客户拓展；内部电池包液冷系统产品领域，科创新源、飞荣达等均明确表示有液冷板等产品布局。从中长期角度看，储能安全性要求必然持续强化，产品性能领先和品牌优势突出厂商的市场份额预期将更为乐观。第三节储能温控行业发展前景分析一、液冷方案是未来趋势未来随着新能源电站、离网储能等更大电池容量、更高系统功率密度的需求起来，据产业一致反馈，液冷方案占比将快速提升，目前宁德时代正在推广户外液冷电柜。其优势主要是靠近热源、温度均匀、能耗低，同时也比风冷更适合户外的环境。根据其官方文件介绍该产品可实现储能的长期高可靠性和高稳定性,同时使得储能电站的占地面积减少35%,并可不停机分区维护,实现灵活运维。同时阳光电源、比亚迪等厂商也纷纷推出液冷电柜产品，用于户外储能系统。户外液冷电柜可广泛应用于光伏储能、风电储能、电网储能、商业储能等多种储能场景。风冷具备方案成熟、结构简单、易维护、成本低等优点，但同时由于空气的比热容低，导热系数低，风冷一般应用于功率较低场景。相比风冷，液冷方式电池单体温差更小，寿命更长；散热系统效率更高，冷却均匀性更好；可长时间大倍率充放电，系统适应性更好；散热系统占地面积更小，能耗更低，故障率更低，维护成本更低。初期CAPEX投入来看，液冷成本一般明显高于风冷，但基于液冷更高效均匀的制冷能力，高储能能力场景液冷整个生命周期投入方面具备优势。未来液冷的占比将逐步提升，高倍率场景将以液冷方案为主，另外储能系统温控系统也趋向风冷、液冷一体化、集成化设计。二、电化学储能温控有望量价齐升从目前各大厂商提出的方案来看，液冷方案较风冷方案可以实现电池寿命提升20%以上，能耗减少20%以上，电池温差3摄氏度以内。未来随着储能能量和充放电倍率的提升，液冷的占比将逐步提升，有望成为未来主流方案。从初期投资来看，液冷较风冷显著提升，进一步打开储能温控市场空间。基于产业调研情况，综合假设当前单GWh储能温控平均成本为3000万元-9000万元，其中风冷方案单GWh成本3000万元，液冷整体方案单GWh成本9000万元，对应电池包液冷系统单GWh成本3000万元、制冷供液系统单GWh成本6000万元，未来价格年降幅5%：基于对未来电化学储能规模的测算，框算全球、国内储能温控市场规模如下：1）全球市场，2025年电化学储能温控市场规模将达到42-126亿元，2021-2025年CAGR66%，2030年电化学储能温控市场规模将达到121-364亿元。2）中国市场，2025年电化学储能温控市场规模将达到8-24亿元，2021-2025年CAGR61%，2030年电化学储能温控市场规模将达到30-89亿元。三、本土企业强势崛起，国产替代加速在温控节能领域，本土企业经过多年的研发创新，积累了丰富的技术储备，并且凭借国内品牌商的培育、贴近市场等优势迎来了发展机遇。本土优质企业迅速崛起，在品牌技术、市场规模中迅速向国际巨头靠拢，市场份额快速提升，强势打破以海外行业巨头为主的竞争格局。目前本土企业逐渐替代外国企业在中国市场的市场地位，本土企业在中国市场占据绝对的市场份额。在散热领域，本土企业起步较晚，但随着技术、人才引进及研发投入力度的加大，本土企业基础供货能力显著提升，市场渗透率逐步提高，逐步打破以海外为主的竞争局面。目前本土企业瞄准散热市场在数据中心服务器、5G基站、新能源汽车中的使用场景，加大投资力度，不断完善散热领域战略布局。未来随着本土通信、互联网、汽车电子等