储能技术的发展前景及市场调研报告

储能技术的发展前景及市场调研报告储能产业链概述储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统、“互联网+”智慧能源的重要组成部分和关键支撑技术。储能能够为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动、需求响应支撑等多种服务，是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段；储能能够显著提高风、光等可再生能源的消纳水平，支撑分布式电力及微网，是推动主体能源由化石能源向可再生能源更替的关键技术；储能能够促进能源生产消费开放共享和灵活交易、实现多能协同，是构建能源互联网，推动电力体制改革和促进能源新业态发展的核心基础。[1]《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》首次明确储能战略定位。《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》2019-2020年行动计划为储能产业的后期发展指明方向。在政策的指引下储能产业进入新时代，储能参与需求响应和电力辅助服务的应用目前已经得到了验证，但是作为能源行业的新技术，储能的应用仍处于初级阶段，必须经历漫长的示范期才能形成完善的电力市场。[2]全球储能行业发展分析储能市场总体情况来自美国能源部全球储能数据库（DOEGlobalEnergyStorageDatabase）的数据显示，截至2018年6月底，全球累计运行的储能项目装机规模195.74吉瓦（共1747个在运项目）。其中，抽水蓄能184.20吉瓦（353个在运项目）；储热4.03吉瓦（225个在运项目）；其他机械储能2.65吉瓦（78个在运项目）；电化学储能4.83吉瓦（1077个在运项目）；储氢0.02吉瓦（14个在运项目），相应类型规模占比如图1所示。资料来源：DOEGlobalEnergyStorageDatabase图1

全球累计运行储能项目类型分布2018年全球电化学储能呈现爆发式增长，累计电化学储能装机规模高达6625.4MW，对比2017年累计规模2926.6MW，同比增长126.4%。2000-2018年全球电化学储能市场累计装机规模变化如图2所示。图2.全球电化学储能市场累计装机规模（2000-2018）（数据来源：CNESA全球储能项目库）地区分布从地域来看，全球储能项目装机主要分布在亚洲的中国、日本、印度和韩国，欧洲的西班牙、德国、意大利、法国、奥地利和北美的美国（见图3），这10个国家储能项目累计装机容量占全球的近五分之四。资料来源：DOEGlobalEnergyStorageDatabase图3

2018年全球累计运行储能装机TOP10国家（单位：吉瓦）从累计运行的储能规模来看，2017年，美中日依旧占据储能项目装机的领先地位,其中美国仍是全球最大的储能市场。中国的储能产业虽然起步较晚，但近几年发展速度令人瞩目；澳大利亚、印度等新兴市场涌现；欧洲储能市场呈现出全新的、多元化的发展态势。技术分类根据能量存储方式的不同，储能技术主要分为机械储能（如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等）、电磁储能（如超导储能、超级电容等）、电化学储能（如锂离子电池、钠硫电池、铅酸电池、镍镉电池、锌溴电池、液流电池等）等三大类，此外还有储热、储冷、储氢等。不同储能技术，在寿命、成本、效率、规模、安全等方面优劣不同。同时，由于具体条件不同，储能目的各有差异，储能方式的选择还取决于对发电装机、储能时长、充电频率、占地面积、环境影响等诸多方面的要求。近年来储能技术不断发展，许多技术已进入商业示范阶段，并在一些领域展现出一定的经济性。以锂电、铅酸、液流为代表的电化学储能技术不断发展走向成熟，成本进一步降低；以飞轮、压缩空气为代表的机械储能技术也攻克了材料等方面的难关，产业化速度正在加快；而以锂硫、锂空气、全固态电池、钠离子为代表的新型储能技术也在不断发展，取得了技术上的进步。总体来看，机械储能是目前最为成熟、成本最低、使用规模最大的储能技术，电化学储能是应用范围最为广泛、发展潜力最大的储能技术。目前，全球储能技术的开发主要集中在电化学储能领域。2.3.1抽水蓄能仍占绝对优势抽水蓄能是全球装机规模最大的储能技术，也是目前发展最为成熟的储能技术。大部分抽水蓄能电站和水电站、核电站一起结合应用，在很多国家都有推广，尤其是发达国家，在核电的开发、水能、风能的利用和蓄能配套方面已有一定成功经验，其中日本、美国和欧洲等国的抽水蓄能电站装机容量占全世界抽水蓄能电站总和的80%以上。国际可再生能源署（IRENA）2017年发布的报告《电力储存与可再生能源——2030年的成本与市场》指出，到2017年中全球储能装机容量为176吉瓦，抽水蓄能装机169吉瓦，占比96%。尽管抽水蓄能仍占绝对优势，但是未来其成本下降空间有限，而各类电池储能成本可望下降50%～60%。预计2030年抽水蓄能装机将小幅增至235吉瓦，而电池储能将快速攀升至175吉瓦。我国已先后建成潘家口、广州、十三陵、天荒坪、山东泰山、江苏宜兴、河南宝泉等一批大型抽水蓄能电站，根据水电水利规划设计总院发布的《中国可再生能源发展报告2017》，截至2017年底，中国抽水蓄能在建规模为38.51吉瓦，已建总装机容量为28.69吉瓦，是世界上抽水蓄能装机容量最大的国家。（图4是中国储能市场累计装机规模情况）图4.中国储能市场累计装机规模（2000-2018）（数据来源：CNESA全球储能项目库）2.3.2电化学储能保持快速增长根据中关村储能产业技术联盟项目库的不完全统计，2000～2017年间全球电化学储能项目累计装机投运规模为2.6吉瓦，容量为4.1吉瓦时，年增长率分别为30%和52%。图5为2013～2017年间全球投运电化学储能项目装机规模。图5

2013～2017年全球投运电化学储能项目装机情况（单位：兆瓦）图62018年上半年全球投运电化学储能项目分布情况图7.中国电化学储能市场累计装机规模（2000-2018）（数据来源：CNESA全球储能项目库）中国储能行业需求分析及预测政策加持，行业步入快速发展阶段3.1.1以新能源汽车为发展重点，对电化学储能需求快速扩大《中国制造2025》提出纯电动和插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、节能汽车、智能网联汽车是国内未来重点发展的方向，并分别提出了2020年、2025年的发展目标。2016年10月26日发布的《节能与新能源汽车技术路线图》指出：随着新能源汽车在家庭用车、公交客车、出租车、物流用车、公务用车等领域的大量普及，至2030年，新能源汽车逐渐成为主流产品、汽车产业初步实现电动化转型。预计至2020年，新能源汽车销量占汽车总体销量的比例达到7%以上。至2025年，新能源汽车销量占汽车总体销量的比例达到20%以上。至2030年，新能源汽车销量占汽车总体销量的比例达到40%以上。电动汽车是影响储能年收入和市场装机规模的长期驱动因素。新能源汽车的快速发展，促进电化学储能行业，尤其是锂离子电池行业的市场需求迅速扩张。电化学储能电站装机预测情况如图8所示。图8.2019~2024年中国电化学储能电站装机预测情况（单位：MW）[1]3.1.2行业政策密集出台，为行业发展塑造了良好的政策环境自2017年10月我国大规模储能技术及应用发展的首个指导性政策《关于促进储能产业与技术发展的指导意见》正式发布以来，储能行业政策更新频率密集，不断针对集中/分布式储能技术和电源侧、电网侧和用户侧应用进行研究拓展，对于推动储能产业发展具有重要意义。为落实《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》（发改能源［2017］1701号）进一步推进我国储能技术与产业健康发展，支撑清洁低碳、安全高效能源体系建设和能源高质量发展，国家能源局、国家发改委、科技部、工信部联合发布《贯彻落实<关于促进储能技术与产业发展的指导意见>2019-2020年行动计划》，该计划为下一阶段推动储能产业工作做了明确职能分工。[3]表1中国储能技术行业相关政策分析[3]行业技术环境活跃3.2.1储能技术专利量快速上升以“储能”为关键词在“SooPAT专利信息搜索引擎进行检索，2009~2018年，中国储能技术专利量呈快速上升的趋势，其年复合增长率达36.59%。2019年1~8月，中国储能技术专利数量新增11003件，整体来看，我国储能电站产业技术活跃度较高。从储能技术申请人的角度来看，截至2019年8月底，国家电网专利申请量最多，达2937件，占比达2.81%；此后是清华大学和中国电力科学研究院，申请量分别达693、673件，分别占比达0.66%、0.64%。中国储能技术专利情况如图9所示。[3]图9.2009~2019年中国储能技术专利情况（按公开日期，单位：件，%）[3]3.2.2行业竞争日益激烈近几年来，我国储能电站装机规模和市场规模均呈逐渐上升的势头。行业走入快速发展通道的同时，行业竞争也日益激烈。行业竞争不断加强主要源于两点：一是储能技术本身的发展，技术创新将继续促进储能系统性能、成熟度、规模的提高，将进一步降低储能成本；二是储能产业的发展，使储能产品生产过程的标准化、智能化和规模化进一步提高，特别是产业发展的规模效应，将显著降低储能产品的成本。目前，以南都电源，宁德时代、中天科技等综合实力较强的企业已经获得市场领先优势。[3]图10.2018年中国储能技术提供商排名（数据来源：CNESA全球储能项目库）市场规模稳步扩容我国新能源发展势头迅猛，按照相关规划，到2050年，风电和光伏的装机容量都将达到10亿千瓦，在未来电力系统中装备储能，可以有效降低弃风弃光，促进新能源对火电的清洁替代。通过全年生产模拟研究储能对新能源消纳影响，结果显示，2035年储能可增加新能源消纳电量2

100亿kW·h，相比无储能情景弃能率可下降8.7个百分点（见图11）。同时，储能可降低火电装机容量需求、提高火电利用效率，在消纳同等规模新能源的条件下，如果储能规模减少3

000万kW，则火电装机需相应提高6

000万kW，利用小时数降低200~300

h。[4]图11.2035年全国新能源消纳情况（有无储能对比）[4]但与此同时，弃风弃光现象非常严重。之所以造成这样的状况，是因为新能源发电的不稳定和间歇性所导致，用电和发电难以达到平衡，“即发即用”难以实现。在大规模开发和利用下，弃风弃光的状况愈发严重。但这样的情况也为储能行业发展带来发展机遇。在国家政策扶持下，储能电站建设得到推广和支持，市场需求和潜力巨大。2019年4月26日，中国化学与物理电源行业协会储能应用分布协会发布《2019储能产业应用研究报告》，《报告》以储能工程项目作为计量，指出2018年市场规模达到1287亿元。受益于政策扶持及国内外需求拉动，储能产业有望在盈利及未来升级发展上再下一城。为此，企业需要加紧备战，持续推动技术创新和应用创新，以客户需求为导向，以解决客户问题为目标，深耕细作，增强成本管理和产品化建设。此外，需积极配合政策推动，加强市场拓展和宣传，才能有利于企业在行业中立足深耕发展。[3]参考文献：[1]《中国能源》编辑部.促进储能技术与产业发展[J].中国能源,2018,40(10):1.DOI:10.3969/j.issn.1003-2355.2018.10.001.[2