2023能源电子产业研究报告

2023能源电子产业研究报告能源电子产业链发展情况能源电子底层支撑：电子信息技术及产品能源电子产业发展主要任务能源电子趋势展望目目录CONTENTS能源电子产业研究报告（一）能源电子的概念内涵 1（二）能源电子的发展形势 4二能源电子产业链发展情况… 5（一）能源生产层 5（二）能源服务层 10（三）能源应用层 17三能源电子底层支电子信息技术及产品… 31（一）基础元器件及设备 31（二）智能制造和运维 36四、能源电子产业发展主要任务 37（一）加快电子信息技术和能源技术融合，提升能源电子产品供给能力… 37（二树立行业性区域性示范标杆深化能源电子技术及产品应用… 38（三加强统筹推动能源电子高质量发展… 38五、能源电子趋势展望 38（一）政策展望：各省市主动推动能源电子布局… 38（二）市场展望：双碳引领的新能源应用及新型电力系统建设将推动能源电子规模大幅增长 能源电子产业研究报告能源电子产业研究报告专业就是实力精准就是品牌专业就是实力精准就是品牌 PAGE1 PAGE10PAGE10一、能源电子：连接电子信（一）能源电子的概念内涵1传统电力电子技术。1973年，Newell首次给出电力电子学（Powerelectronics）定义，电力电子技术是电力（power）、电子（electronics）与控制（control）技术之间的交叉学科，主要承担电能形式（电压、电流、频率、相位、相数等）的变换。1980年，美国西B.K.Bose给出现代电力电子范畴，包括计算机辅助设计、模拟和数字电子学、微机应用、控制理论、超大规模集成电路、电力半现代电力电子技术。随着微电子技术和控制技术的飞速发展，电力半导体器件创新呈现新变革，尤

其是前者与全控型可关断器件（如可关断晶闸管、大功率三极管、功率场效应管等）等结合，推动传统电力电子技术向现代电力电子技术飞跃。1999年IEEEAPEC会议，T.Wilson给出公认定义，即现代电力电子是一种电能处理技术，采用功率半导体器件和线路对电能进行转换、控制和高效利用的技术。其核心在于利用功率半导体器件的开关作用，构成频率从零到兆赫兹、容量从几瓦到几十瓦之间任意组合有功和无功电源，给各种负载供电，使电能的产生、传输和使用效率大大提升，并实现了用电装置的小型化、轻量化和原材料的大量节省，广泛应用于电气传动、电力系统及各种电源系统等工业生产和民用部门。表1电力电子器件发展阶段年份阶段特征1956~1979年以传统晶闸管（SCR）AC-DCAC-AC1957电力电子器件（SCR及其派生器件）占主导地位。该阶段电力电子装置主要是应用普通晶闸管或整流管将交流电整流为直流供给负载，以电化学、电解电源装置，电热冶金用电源及直流传动电力电子设备为三大支柱。年份阶段年份阶段特征1980~至今以GTO、BJT/GTR、MOSFET、IGBT、IGCT表的现代电力电子器件这些器件均为全控式器件，可以用于DC-ACDC-DC斩波器中。优点是电路功率因数高，可工作在比较高的频率，缺点是器件常工作于PWM状态，对开关损耗极大。该阶段电子装置的核心技术是大功率交流传动，至今其调速性能可与直流传动相媲美，在很多需要调速的场合，已经替代了原来广泛应用的直流电机调速系统。数据来源：赛迪研究院电子信息研究所整理2023，03表2电力电子器件分类分类产品描述特征单一型门级关断晶闸管（GTO）电流型控制器件，容量仅次于普通晶闸管，几乎垄断了大功率电压型逆变器和自换相电流型逆变器随着GTO、GTR及各种形式的可关断器件的出现，电子电子设备从以SCR为代表的整流器阶段转向以GTO、GTR为代表的逆变器阶段电力晶体管（GTR）电流型控制器件MOSFET电压型高频器件，主要用来制作高频开关电源及其他小功率的变频电源，为电力电子设备走向高频化奠定基础复合型绝缘栅双极型晶体管（IGBT）以IGBT为功率器件的变换装置已进入大批量生产阶段，广泛应用于家用电器、通信电源、电机驱动等领域为解决器件高压与通态压降之间的矛盾，解决GTO、GTR电流驱动存储时间长、开关频率低、噪声大等问题，克服MOSFET在目前电力半导体器件工艺技术及材料条件下难以制成高压大电流这一缺陷，双机理复合器件研制成功集成门级换向晶闸管（IGCT）为进一步解决可控器件上高压大容量的问题，IGCT、IEGT迅速发展数据来源：赛迪研究院电子信息研究所整理2023，03表3电力电子器件发展脉络产品描述整流管及晶闸管整流管及晶闸管已在交流调压、调功、电解、电镀、冶金、直流调速、交流调速等电力电子设备中广泛应用。其派生的半控器件几乎渗透至电力电子技术所有领域，功率之大是其他电力半导体器件无法比拟的。如，光控晶闸管因出发回路与阳阴级间电位隔离，在直流输电这一大容量电子电子设备中得到广泛应用，是其他电力半导体器件短期内无法替代的GTO、GTR及达林顿晶体管在IGBTUPSMOSFET、IGBT高频器件的应用使变频器输出波形大为改观，谐波含量大为减少，解决了GTO、GTR变频器工作时产生的噪声问题。变频器的使用使我国能源得到很大节约，对改进生产工艺水平、提高产品质量、降低能耗起到很大作用IGCT、IEGT其诞生大大推动高压大电流电力变换控制系统发展，目前国内成套装置应用于工业、汽车、轨交、船舶等领域。2、能源电子的内涵界定能源电子是电子信息技术和新能源需求融合创新产生并快速发展的新兴产业，是生产能源、服务能源、应用能源的电子信息技术及产新型储能电池、重点终端应用、关键信息技术及产品等领域（统称光

数据来源：赛迪研究院电子信息研究所整理2023，03储端信）。能源电子与传统的电力电子概念既有一定联系，又有较大区别。联系在于，能源电子“光储端信”四大方向均需电力电子担当重要角色；区别在于，能源电子更强调产业链供应链上下游协同，而传统的电力电子则重点强调产业链供应链上游侧。1、《关于推动能源电子发展的指导意见》首次提出能源电子产业的定义及范围。图1能源电子架构图数据来源：赛迪研究院电子信息研究所2023,03（二）能源电子的发展形势1、能源电子是双碳目标下现代产业体系节能化、电气化发展的重要依托当前，现代产业体系发展离不开能源利用，生产端、服务端对能源的依赖性持续增强。随着双碳政策目标下现代产业体系节能化、电气化踏入加速通道，能源电子将成为支撑工业、能源领域供给侧发展的新引擎，通过太阳能光伏、新型储能系统、重点终端应用、关键信息技术及产品等演进发展，增强现代产业体系电气化灵活性、提升电力负荷弹性，在执行当前国家双碳战略、推进能源革命的基本国策中

持续发挥重要作用。2、能源电子技术与产业正处于加速变革的关键期当前，能源电子领域正催生开启新一轮的技术迭代、应用加速、以及产业链创新链的深度调整，技术创新百花齐放、百家争鸣。能源电子材料向氧化镓等新型超宽禁带半导体方向多路径发力；衬底、外延环节等能源电子器件制造工艺产（低开关损耗）、高功率密度（组合集成化）、高功率因数及高压大功率方向成为能源电子模块和器件酝酿发力、创新突破的聚能阵地。能源电子正处于技术与产业创新变革的关键期，也是抢滩布局的窗口期。3、能源电子是地方区域经济发展和垂直行业发展的根本性手段能源电子产业使区域经济发展具有稳定途径。一方面，通过对能源电子产业链条建设，可以提升能源领域和相关电子信息领域的整体动力，促进能源的有效综合利用，使其具有良好的技术能力和应用水平，从而推动扩大区域优质投资与重大项目落地，提升区域经济水平与效益；另一方面，能源电子产业具有促进装备制造、轨道交通、航空航天、节能环保等重要垂直行业发展的作用，有助于推动区域产业（一）能源生产层1、光伏市场现状在能源安全、碳达峰碳中和驱动下，光伏行业构建了完整的政策体系。一方面，国务院发布了《关2030年碳达峰行动方案的通知》《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》等一系列意见、通知，明确提

出到2030年风电太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。另一方面，国家发改委、工信部、国家能源局等部门发布《关于完善光伏发电上网电价机制有关问题的通知》《智能光伏智能光伏产业创新发展行动计划（2021-2025年）》《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》《关于推动能源电子发展的指导意见》等一批相关意见、政策，构建了器件、产品、终端、应用、价格等一系列的完整体系。光速产业规模快速发展。2022年，光伏制造方面，制造端四个主55%以上，产（不含逆变器1.4万亿元，95%，是稳定电子信息制造业增长的重要力量。多晶硅82.763.4%；357GW57.5%，电池片产量318GW，同比60.7%，组件产量288.7GW，58.8%。应用端方面，发电新增装机87.41GW，同比增长59.3%，分布式光伏成为重要增长58%，光伏整体392.61GW。图22016-2022年我国光伏新增装机情况（GW）数据来源：国家能源局2023,03光伏技术创新活跃。我国多项技术取得全球领先的优势，企业成为创新的中坚力量。2014年起，我国企业/研究机构晶硅电池实验室效率已打破纪录56次。2022年，我国企业/研究机构刷新效率纪录14次。2022年我国钙铁矿电池研发效率也不断取得新突破，纯钙钵矿电池，无机钙钵矿电池等技术均快速发展。光伏对外贸易持续增长。2022年，光伏产品（硅片、电池片、电

池组件）出口总额达到512.5亿美元，同比增长了80.3%，其中，电池片出口量约23.8GW，同比增长130.8%。2022年欧洲是我国光伏产品最主要出口市场，约占出口总额的46%，占比持续提高2。产业链情况我国光伏产业在技术、市场方面均有较强竞争力，光伏在多晶硅料、硅片、电池片、组件以及配套产业链等环节均已具备成套供应能力。表4光伏领域部分重点企业企业名称环节简介协鑫多晶硅、硅片、组件光伏材料、光伏电站建设等领域均有布局。20214.761万公吨、硅片总产量为38118兆瓦，在美国、南非等地均有光伏电站建设。2、相关数据来自于中国光伏行业协会。企业名称环节简介隆基硅片、电池片、组件2021年隆基营业收入809晶硅片生产量为70GW，组件出货量38.52GW，其中对外销售37.24GW，组件22.7%，为组件端龙头。天合光能硅片、电池片、组件天合光能成立于1997年，2004年投产第一座光伏组件工厂。公司的光伏产品主要包括光伏电池和组件的研发、生产和销售，2021年组件出货量全球排名位居第二。存在问题短期内光伏发电收益面临波动风险。多省份提出纳入保障性电网规模的光伏发电项目，需按一定比例配置储能装置。目前，储能商业模式尚不明确，光伏强制配储能将增加光伏装机运营成本。此外，叠加土地、安装、运维、安全保障等方面成本，短期内光伏项目投资收益面临波动风险。电力交易市场为光伏发电收益带来不确定因素。电力现货市场交易形成分时电价，可以最大程度发挥市场机制，充分促进新能源消纳。但现货市场电价波动剧烈，与中长期交易的模式有较大不同。价格的不确定性极大地影响了光伏发电收益。尤其是不同省份电力现货交易规则不同，造成光伏收益难以预测。以山西为例，山西作为我国首批电

力交易试点省份，其部分光伏电站0.2元/标准制定、检测认证体系建设尚待完善。我国光伏产业的标准制定及检测认证配套体系尚未能跟上产业技术、规模发展的步伐。标准方面，我国标准多而不强，整体采用率不高，与国外标准相比质量较差。检测认证方面，我国检测认证体系建设落后，光伏产业链上器件、产品等均需要国外机构认证，与我国光伏的产业地位不匹配。发展趋势以风光大基地为代表的大基地建设将成集中式光伏的新增长点。“十四五”规划提出重点发展九大清洁能源基地及四大海上风电基地。多个省份已开展申报、建设等相关工作。2021年，国家发改委、国家能源局印发的第一批大基地清单涉及19个省份、规模总计97.05GW，已全面开工建设；2022年印发的第二批清单已陆续开工，第三批基地形成了项目清单。随着大基地建设的持续推进，风光大基地有望成为“十四五”期间新能源新增装机的重要组成部分。分布式光伏将成为光伏产业重要的增长极。2021年6月，国家能源局发布了《关于报送整县屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》，要求各地整合资源，实现分布式光伏的集约开发。一方面，以广东、江苏、浙江等东南沿海地区为代表的发达地区是我国负荷中心，能源消耗量高、土地资源有限。另一方面，我国中东部地区的光照条件符合分布式光伏发电的建设要求。随着碳达峰、碳中和的持续推进，分布式光伏相关技术的持续进步，中东部地区分布式光伏建设将不断增长。光伏应用场景、开发模式呈多元化趋势。一方面，“光伏+储能”在农业、林业、工业、交通等多个领域不断拓展新场景、新模式，持

续推动各行各业低碳发展。另一方天然气、氢能、地热等多品种能源协同发展，不断加大水风光、风光火储，区域耦合供暖的建设。2、氢能发展现状氢能支持政策相继台。我国政府相继出台了《“十三五”战略性新兴产业发展规划》《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年明确了氢能产业产业的战略地位，将氢能作为未来国家能源体系的重要组成部分、战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。现有制氢技术主要包括化石燃料制氢（煤、石油、天然气）、电解水制氢和生物质制氢。化石燃料制氢是我国制氢的主要途径，我国能源煤炭资源较为丰富，煤化工制氢是我国制氢的主要方式，该方式耗水量大、碳排放量高，不利于发展低碳经济。电解水制氢是发展较成熟且应用较广泛的技术，该技术工艺简单、排放低、制纯度高，缺点在于耗电量大，电费占整体成本近80%。可再生能源制氢方面，可再生能源制氢耗能较小、且无污染，但技术还未成熟，距离大规模使用尚有距离。氢能规模快速增长。从求来看，根据国际能源署报告，2021年全球氢能需求为9400万吨，能量2.5%，20301.15亿吨。从投资及社会效益看，根据国际氢能委员会预计，到2030年，全球氢能领域投资总额将达到

5000亿美元，到2050年，有望创造3000万个工作岗位，减少60亿吨二氧化碳排放，氢能在全球能源消费中比例将提升到18%。产业链情况氢能产业链主要由制氢、储运、加氢、应用组成。制氢主要包括煤制氢、天然气制氢、工业副产氢电解水制氢等方式。储运环节包括气态储运、液态储运、固态储运以及有机液态储运等，涵盖储氢装置、氢气运输等。下游应用包括工业、交通、建筑、能源（储能）等领域。表5氢能部分重点企业企业名称环节简介国家能源集团、国家电力投资集团制氢、加氢、氢燃料电池国家电投集团是最早发力氢能产业的央企之一，布局PEM北京亿华通燃料电池系统公司成立于2012年，主要为客车及货车等商用车设计、研发、制造燃料电池系统包括核心零部件燃料电池电堆。自2016年推出首款商业化产品起，已累计202,900料电池系统，安装于国内多个城市运营的商用车上，包括北京、张家口、上海、成都、郑州及淄博。中科富海氢液化20168月，是中科院理化所的科技成果转化及产业化公司，依托理化所在大型低温制冷系统的研发和制造方面的突破，其核心技术应用涵盖液氢到超流氦温区大型低温制冷装备，工业气体到到稀有气体电子特气一体化服务，天然气提氦装置和氢液化、液氢储运及加氢站全套解决方案四大领域。存在问题我国制氢化石料制氢为主，二氧化碳排放量压力大。我国以化石能源制氢和工业副产品提纯制氢为主，煤制氢、天然气重整制氢和石油制氢占比分别为43%、16%和13%。工业副产制氢产量占28%。2020年化石能源制氢合计排放二氧3.225亿吨，约占我国工业过程排放二氧化碳量的24.8%目前排放较低的“绿氢”制备存在技术不成熟或成本高等问题，尚不具备大规模推广条件。我国氢能现有应用场景单一。目前我国氢能已有的应用主要在燃料电池，示范场景以公共汽车为主，导致各地氢能产业发展主要集中在以公交车为主的交通领域，在重型卡车等领域应用不足。除此之外，氢能在分布式发电、化工、金属冶炼、轨道交通、航空航天、热电联供等领域进展缓慢，其价值和潜力难以发挥。尽管现下已开始转向工业领域应用，但仍处于示范阶段。下一步发展方向绿氢有望成为未来的制氢主流技术。目前全球制氢结构以天然气

制氢为主，灰氢和蓝氢所占比例在95%以上，其余为绿氢。中国氢气产量为世界第一且逐年增长，绿氢能源转化率低、成本高，随着电力成本下降，有望成为未来制氢的主流技术。氢储能助力可再生能源大规模开发利用。氢储能的优势在于大规模、长周期，是可再生能源电力空间转移、拓展电能利用、应对可再生能源随机波动的最佳方式之一。通过氢储能的应用，可大幅提高风能、光伏的利用率，推动可再生能2060光伏装机48.1亿千瓦、发电量7.9万亿千瓦时计算，通过氢储能，富1-1.5亿吨。（二）能源服务层能源服务层主要包括能源的传输与存储。本报告重点就能源存储进行展开分析。能源存储即储能，是指通过一种介质或者设备，把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来，基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。根据能量存储形式，电磁储能，其中物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等；化学储能主要包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池等；电磁储能主要包括超级电容器储能、超导储能等。1、锂离子电池市场现状全球低碳化转型发展驱动锂电储能产业快速发展。全球低碳发展大背景下，高比例可再生能源的新型电力系统建设进程加速。光伏发电等可再生能源系统存在间歇性、随机性、波动性等问题，现有电力系统要接受和消纳大规模高比例波动性强的光伏发电，亟需大力发展各类储能以弥补电力系统灵活性调节能力缺口。其中电化学储能中，锂离子电池数量、容量占比最大，增长速度最快，已经成为发展最快的电化学储能技术，市场发展潜力巨大。从全球看，各国能源“绿色低碳”转型驱动锂离子电池储能产业地缘政治等因素影响，户用储能需2022Fit

for55”一揽子计划，如欧盟电池法提案，欧盟碳边境调节税等，提出2030年可再生能源发电占比调高至40%的计划。美国发布“基础设施2035100%无碳电力以及清洁能源发电。在此背景下，以光伏、风能等为代表的可再生能源规模将大幅增长。可再生能源装机增长带来电化学储能需求ICC鑫椤资讯数据，2022年全球储能电池产量139.86GWh，112.17%，其中电力储能102.49GWh151%，基站9.82GWh,同比下滑16.24%，户用储能25.44GWh，同比增长及其他储能2.01GWh,同比增长40.56%。从我国看，电化学储能已成为重要增长极，其中锂离子电池是当前技术最成熟、装机规模最大的电2022能项目装机规模达870万千瓦，平2.12021年以上。分省域来看。20225的省份分别为：山东155万千9071万千瓦、6359万千瓦。20225名的8989万千瓦，湖北53万千瓦，湖南50万千瓦，内蒙古33万千瓦。2022年新增装机技术占比来看，锂离子电池储能技术占比达94.2%，仍处于绝对主导地位。根据工信部的数据，2022年上半年，32GWh，已与去年全年储能电池产量相仿。具体来看，一阶材料环节，2022年上半年正极材料、负极材料、隔膜73万吨，55万吨，56亿平方米和34万吨，55%。二阶材料环节，2022年上半年碳酸锂、氢氧化1510.2万吨，分别同比增长34%、25%。电池级

碳酸锂、电池级氢氧化锂（微粉级）的市场价格在高位区间震荡，2022年上半年均价分别为44.5万元/吨、43.2万元/吨。产业链发展情况2021年中国储能锂离子电池的50.1GWh，市场份额排名前十的企业分别是：宁德时代、比亚迪、鹏辉能源、亿纬锂能、中天储能、派能科技、瑞浦能源、国轩高科、南都电源和昆宇电源。前十大企业合计占据全国储能产业79%的市场份额。其中，前四大企业市63%派能科技、瑞浦能源、国轩高科、南都电源、昆宇电源等企业位于第二梯队。预计未来几年我国储能电池市场的集中度将进一步提高，强者恒强的产业格局逐步显现。企业名称简介企业名称简介宁德时代202116.7GWh，销售收入136601%10%。其储能系统主要应用于表前市场，包括发电侧与输配电侧。宁德时代公司已与国家阿特斯等企业签署战略合作协议。、企业名称简介鹏辉能源202117.64占公司总营收比例大幅提升至31%。鹏辉能源快布局全球储能市场各细分领域头部客户，成为中国铁塔、中国移动、阳光电源、古瑞派能科技派能科技202120.684.14%。其中，公司营业利润3.5814.68%。派能科技销售量为1540.34MWh，其中，以自主品牌和贴牌方式销售储能产品占比约95%，达到1455.89MWh。派能科技产品主要应用于通信基站储能、车载储能、移动储能、分布式工业/商用储能、家庭储能等领域。存在的问题锂矿资源储量不足成为牵制我国电池行业发展的主要因素。我国锂资源储量有限，主要依赖海外进口，受海外牵制较大。全球锂矿高度集中于智利、澳大利亚和阿根廷等国家。2021年上述国家锂资源储量占全球已探明总储量的72%。我国锂资源储量仅占全球7%，加之我国锂资源供应对进口依赖度较高。目前，国内企业对于海外锂矿投资频频受限，而且近年全球锂资源探明量的增速放缓，不利于我国锂资源供应链稳定。国内锂资源相对不足的储量无法匹配我国锂离子7%60%以上的动力电池市场份额之间难以匹配。在

碳酸锂价格居高不下的背景下，锂离子电池产业链的利润更多留在上游锂矿端，造成下游电池厂面临较大的成本压力，一定程度上不利于产业快速健康发展。下一步发展方向在能量密度及安全性的大力驱动下，固态电池成为研发热点。固态电池的原理与液态锂离子电池相同，但其电解质为固态。与液态锂离子电池相比，固态电池优势显著。一是固态电池电解液具有不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液、耐高温等优良特性，可以取代传统液态电池的电解液、电解质盐和隔膜，将彻底解决液态有机电解液的自燃风险。二是固态电池能量密度高，有望突破液态电池的能量密度500Wh/kg电动汽车续航里程拉高至800km-1000km。加之固态电池工作温度范围宽、对大电流超快速充电耐受度高，是实现“加电比加油方便”的最短渠道。三是固态电池可大幅降低系统自身体积和重量。传统液态锂离子电池必需的隔膜和电解液，占据了电池近40%的体积和25%的重量。将隔膜和电解液替换为固态电解质后，电池正负极的间距可大幅缩短，电池的厚度随之显著降低。也正是由于在液态锂离子电池战场的失势，美、日企业纷纷跳过当前主打液态锂离子电池的阶段，直接投掷重金押注固态电池赛道。日本为应对中韩两国电池产业的快2017年以来以举国之力研发下一代固态电池，投入了巨额研发经费。其中，日本丰田公司是目前固态电池技术最先进的汽车公2、钠离子电池市场现状钠离子电池在全球储能经济性诉求驱动下加速实现量产。全球低碳转型背景下，电化学储能需求高2022年以来锂电上游原

材料价格大幅上涨，成本压力逐级传导至下游储能电站运营商。电源侧/电网侧储能注重投资回报率，成本上涨导致部分电力储能项目建设出现不同程度的延期。长期来看，在碳酸锂供需趋紧的预期下，钠离子电池成本优势显著。未来钠电池产业链逐渐成熟，材料成本日益降低，技术持续迭代，循环寿命不断改善，钠电池电力储能度电成本下降空间显著，储能项目盈利能力有望增强。目前，锂离子电池三元材料厂商开发钠电正极材料的意愿逐渐增强，创业公司凭借技术优势抢跑市场，转型新能源企业扩产积极，国内钠离子电池产业链配套逐渐成型。基于锂离子电池成熟的产业基础，钠电池产品的研发事半功倍，进展迅速。此外由于锂电、钠电部分环节产线兼容，更加灵活和弹性的产能为钠离子电池的增长注入潜力。钠离子电池技术逐步成熟，有望推动产业化快速落地元。随着电池材料规模化生产，钠离子电池相较锂离子电池的成本优势有望长期预计将在电动两轮车率先应用，后续逐步推广至低能量密度电动乘用车及储能等领域。从电池材料技术路线看，钠离子电池多技术路线齐头并进，正极材料三种技术路线并行发展。其中，层状氧化物进展最快，普鲁士蓝类应用潜力广阔；负

极材料硬碳是主流趋势，低成本前驱体选择及核心工艺积累是实现产业化关键。产业链发展情况我国部分企业在钠离子电池领域已开始产业化布局，并开展相关示范应用。表7钠离子电池领域重点企业企业名称简介宁德时代202172023年形成钠离子电池基本产业链。同时，宁德时代宣布其第二代钠离子电池的能量密度将达到200Wh/kg，系统能量密度可达到160Wh/kg关专利储备分析，2016，2017富锰、铜锰等多种路线，负极包括硬碳和非碳升级路线。中科海钠中科海钠公司是由中科院物理所孵化，深耕钠离子电池的一家电池企业。中科院物理研究所2011年起致力于钠离子电池技术开发，2017并为其钠离子电池产线提供技术支持。此外，中科海钠与三峡江苏能投、阜阳国资合资建设钠离子电池生产基地。20219（六氟磷酸锂头部企业之一，20221-9排名第十三）与华阳股份签订战略合作协议，包括在六氟磷酸钠、电池添加剂、负极等方面开展合作。湖南立方201320162015，2016Ah（/）120Wh/kg。公司201710kg201820212021池研发和产业化的全资子公司湖南钠方。20224140Wh/kg，同时湖南立方与中车株洲电力机车研究所签约，湖南钠方与振华新材签约。目前公司生产的第一批钠离子电池已经在小型储能、二轮、三轮电动车应用。存在的问题钠离子电池循环次数仍有待提升。钠离子电池负极表面形成的SEI膜允许钠离子迁入，阻止溶剂分子通过的特点，使得电池循环稳定且可逆。但钠离子体积较锂离子更大，在嵌入脱出的过程中会导致电极材料微观结构发生变化，导致循环性能下降。目前，常见的钠离3000锂离子电池3000-6000次的循环寿命相比仍差距。美国Natronenergy公司采用面心立方结构的普鲁士蓝材料开发的高倍率水系钠离子电池，虽然在循环寿命上可达一万次，但其能量密度仅为50Wh/kg，生产工艺也更为复杂。整体而言，钠离子电池的循环寿命仍有待提升。具体来看，整机材料为普鲁士蓝的钠离子电池循环寿命高于正极材料为阴离子的高于整机材料为层状金属氧化物的。材料体系仍未聚焦，产业链尚未成熟。一是钠离子电池处于多种材料体系技术路线并行发展状态，正负极材料体系相应的电解液体系的性能仍待进一步提升，相应的正

负极核心材料规模化供应依然缺失。二是与锂离子电池相比，钠离子电池能量密度仍然较低，单位能量密度下的非活性材料带来成本的上升，导致整体成本优势不明显。三是锂离子电池的设计方法和生产工艺虽然可以为钠离子电池的产业化奠定技术基础，但材料体系的变化导致的化成工艺、产品设计、极耳制作等环节与锂离子电池仍有区别，生产工艺有待完善。此外，钠离子电池的工作电压范围区别于锂离子电池，且钠离子电池具有较强的过放电耐受能力，因此，其电池管理系统（BMS）也需重新开发设计。钠离子电池有望在储能领域对锂电池实现部分替代。钠离子电池相较锂离子电池具备成本低、储量丰富、电化学性能稳定、快速充放电潜力大、低温性能好等优势，其能量效率可达到85%以上。目前已有部分试点应用，未来随着钠离子电池技术不断成熟，将逐步实现对锂电池在储能应用方面的部分替代。（三）能源应用层1、重点领域工业多能互补的工业园区供电、供热应用逐步兴起。综合能源服务作为一种新型的能源供应、转换和利用方式，将成为工业园区实现绿色转型与低碳发展的重要手段之一。我国70%的工业用能集中在工业园区，其减碳潜力大。工业园区可通过集成分布式光伏、分散式风电、天然气、新型储能、余热回收、地源热泵、智能微网、需求侧响应等辅助供用能系统，实现供能侧的多能互补和用能侧终端一体化。同时，充分利用先进计算、大数据、物联

网等电子信息技术，实现区域能源供需的智能管理，构建新型园区供能用能生态链，以满足绿色低碳、安全高效、可持续发展要求。程将迎来快速发展。多能互补技术、综合能源体系是国家推进能源供给侧结构性改革的重要载体，也是实现碳达峰、碳中和的重要力量支撑。在多能互补系统的建设中，与光伏发电、风电等较为成熟的可再生能源供能方式相比，生物质能、光热、垃圾发电等“小众”能源也有望得到充分利用。在园区减排压力下，多能互补、综合能源体系将迎来快速发展。案例：协鑫苏州工业园区多能互补的能源系统苏州工业园区建设多能互补的能源系统作为国家能源局首批多能互补2个天然气热电联产中心、3个区域能源中心、10个分布式10001000左右。为用户提供高效智能的能源供应服务和相关增值服务，同时实施能源需求侧管理，推动能源清洁生产和就近消纳。工业园区能耗相对集中、用能网一云”的能源体系：天然气分布式能源作为区域内电网、热网、冷网和天然气网的“枢纽”，实现不同能源之间的转换和贯通；通过储电、储热、储能和管网等设施对能源网的削峰填谷，降低用户的用能成本。同时，通过综合能源服务大数据云，对“源网荷储”实时数据都进行着统一监测和管理，服务对象包括能源大数据用户、售电用户、供热用户在内的数千家用户。通信通信基站的后备电源系统对可靠性和稳定性有较高要求。铅酸蓄电池由于技术成熟、成本低廉、工作温度范围大等特点，成为4G基进入5G但现有机房空间和设施难以承载后备电源容量的扩容需求。磷酸铁锂电池具有较高的能量密度，且在安全性、循环寿命、快速充放等方面具备明显优势，可在一定程度上减5G基础设施的建设和运营成本。因

此，磷酸铁锂电池有望加速取代铅酸电池，成为5G时代基站后备电源的主流技术路线。根据GGII的统计数据，2021年中国锂离子储能37GWh，同比增长128.4%33%。铅酸全面锂电化，储能电站5G快速发展，基站等基础设施功耗大幅增加，需要能量密度更高的储能系统。锂离子电池正当其时。当前锂离子电池的循环寿5倍，浮充寿命是2倍，生命周期成本已经低于铅酸电池。未来三年锂离子30%2022年将与铅酸电池的绝对成本基本持平。此外，锂离子电池可以充分利用其良好的循环特性，通过电力削

峰避免市电增容改造，以分时峰谷电价错峰降低电费，进一步降低网络建设和运营成本。案例：华为锂离子电池作为后备电源的供电解决方案华为通过对锂电池系统的大数据挖掘和自适应状态评估设计的电池管理系统，已经在很多通信产品中得到了应用。如在巴基斯坦，部分区域的电5886个站点每8000万美元。铅酸电池在这种区域使用，不仅因频繁循环使用而导致电池寿命大幅缩减。而且每次市电恢复后，电池往往还未充满就又需要放电，电池电量消耗过快导致需要频繁启动燃油发电机发电。华为向巴基斯坦运营商提供了以锂离子电池作为后备电源的供电解决方案。通过电池管理系统灵活调整电池的充电电流，使锂电池后备电源可以在市电SOH检测和故障预警功能及时发现和定位故障电池，降低宕站风险；通过电池休眠功能提高锂电池的循环寿命，大大减少了燃油发电机的使用频率。华为在巴基斯坦一期改造的1000多个站点，每年可节省燃油2210万美元，1.5年即可收回投入成本。交通动力电池主要应用于新能源汽车、电动叉车、电动船舶等领域。全球能源紧缺与环境问题的日益凸显，叠加全球碳达峰、碳中和的“双碳”共同目标，各国陆续推出燃油车禁售时间表等一系列战略性支持政策，全球汽车产业电动化趋势加速。根据中汽协的数据，

2021年我国新能源车销量352.1万辆，新能源车渗透率达到13%，电动化进程持续加速；其中，新能源乘用车销量333.4万辆，电动化15.19%，同比增长9.4%，纯273万辆，同比增长174%60万辆，同比增143%。我国新能源汽车市场的繁荣发展，带动锂离子动力电池环节持续高增。2021年我国动力电池装机147GWh，同比增长126%。轨道交通方面，新一代轨道交通系统的特征是以电力电子变频为核心的电力驱动，高速列车、地铁等的

电力牵引全部采用电力电子变频装置。随着车网互动技术的逐步成熟，电动汽车新型电力系统建设中将扮演源网荷动互动中的重要角色。案例：车网互动技术车网互动技术（V2GtoGrid），是指当电网负荷低时为电动车充电，当电网负荷高时由电动车向电网放电，对电网进行削峰填谷。当电V2G车网互动充电桩，能够将电动汽车从交通工具变为电网“充电宝”，电网企业变相地从车主受众处“租用”这能源消费体验，助力实现“碳达峰、碳中和”目标。换电模式成为全新赛 。目前新能源汽车主要有充电和换电两种补能模式。换电模式即通过集中型充电站对大量电池集中存储充电统一配送，并在换电站内提供电动汽车的电池更换服务。随着保有量的增长，新能源汽车充电模式面临着快充需求增加、充电桩布局不均衡等问题。换电模式改变了长期以来传统汽车产业的产品设计、补能

形式及核心电池资产管理运营的发展模式，具有较强的创新生命力。一是换电作为新能源领域的细分赛道，对产业链企业及行业投资者都具备战略意义。以车企为例，短期来看，换电网络可提升用户补能体验，提高新能源车渗透率。长期来看，换电网络是“光储充检”能源体系的重要环节之一，可协助车企向绿色能源运营商的方向转型。二是相比充电，换电模式在效率、成本等方面存在优越性，又可与充电模式形成场景互补，因而充换电一体化或将成为未来补能体系的发展趋势。建筑光伏建筑一体化（BIPV）推动建筑行业低碳化发展。BIPV是将光伏发电产品集成到建筑上，推动了空间的再利用、扩展了光伏的应用场景、减少了输配电过程中的能量损耗。同时，顺应了建筑清洁化、低碳化、可持续化的发展方向，为建筑低碳节能提供了解决方案。随着《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》

的下发，推进屋顶分布式光伏建设，建筑光伏一体化（BIPV）将成为未来分布式光伏重要的应用领域之一。BIPV扩展了光伏的应用，市场潜力巨大。光伏组件与幕墙、采光顶、屋顶、阳台等建筑结构结合目前光伏与建筑材料结合的形式主要包括与屋顶、墙体和遮挡装置相结合。当前，我国BIPV应用面积较小，仅占既有建筑的比例1%，且多以工商业屋顶应用为主。随着光伏建设成本的降低和技术的成BIPV进一步为大规模利用奠定基础。案例：深圳国际低碳会展中心绿色建筑案例4.8120多项的一个低碳技术，建筑结构、材料等的改变等，实现近零排放，其中最重要的一项，就是采用了“智能分布式光伏解决方案++能源管理云”的组合解决方案，是用户侧“源网荷储”的典型案例。园区光伏项目全年发电可以达1273.7万棵树。能源管理云，则像园区的智慧大脑，对源、荷、储进行调度管理，实现更好的协同工作。同时，低碳城内三栋建筑的各项能耗指标参数也可以实现可视化，大网荷-储”形成协同，以园区、城市为维度进行能源调度和能效管理，帮助园区降低用能成本，使园区运维更稳定更高效。农业农光互补推动农业生产经济化、环保化。农光互补电站能最大化复合利用土地资源、促进农业节能减排、改善生态环境。在“光伏+储能”的应用推广下，全国各地渔光互补等多种方式建设的光储项目兼具经济性、可推广性，有助于缓解大规模可再生能源接入电网的光互补”将光伏发电与农业种植有机结合，在发电的同时为农业种植

经济作物提供适宜的生长环境，以此创造经济效益与社会效益。渔光互补助力渔业养殖转型升级。“渔光互补”是“光伏+”在渔业养殖的重点应用，鱼塘上方架设光伏板阵列为养鱼提供遮挡，鱼塘下方进行鱼虾养殖，形成“上可发电、下可养鱼”的发电、养殖新模式。“渔光互补”有助于推动我国新能源产业与水产养殖的融合应用，助力我国水产养殖的转型升级，为我国渔业的绿色发展提供了一条全新路径。案例：宿松县汇口镇曹湖村“光伏+农业”发展模式曹湖村充分发挥农村闲置土地、光照充足的自然条件等优势，在202015006亿元，设计1501.6亿千瓦时，项目运行期内，1215万元以上，为进一步提高土地利用效益。曹湖村探索了一条实行“板上发电、板下种植”的“农光互补”新模式，在光伏板下种植白芨、黄精等中草药，有效提高了土地利用率，带动了劳动力就业，实现光伏产业与农业融合发展，村30万元以上。光伏+农业新模式未来有望进一步与生态文明及经济转型目标相结合，推动农业建设向生态文明转型。一方面，光伏+农业市场空间

广阔，光伏扬水技术有利于解决旱地缺水情况，我国可用耕地中55%为缺水旱地，光伏建设于大棚实现了对土地的空间再利用，同时光伏扬水技术将帮助旱地节水灌溉，据测算，1GW装机的太阳能光伏扬水设备即可满足5001000万亩土地的用水需求。另一方面，光伏+农业市场有助于实现生态友好目30WM的光伏项目为例，每430025年的48尘排放可减少3万吨。能源风光大基地建设加速推进。“十四五”大力推进风电光伏基地河西走廊、黄河几字弯、冀北、松辽、黄河下游新能源基地和海上风2021戈壁地区为重点的第一批大型风电光伏基地建设项目下发，2022年建4500万千瓦，20235200万千瓦，目前第一批项目已全面开20222荒漠为重点地区的大型风电光伏基地规划布局方案》指出第二批项目2030装机约4.55亿千瓦，目前，第二批项目部分已经开始建设。源网荷储、多能互补是大基地

建设的主要模式。源网荷储通过配套建设新能源和储能项目，实现新能源的就地消纳，可有效降低能耗水平、用电价格、碳排放水平，并减少新能源对电网的冲击。储能作为新能源大基地建设的重要调节性资源，通过平滑风电、光伏发电的波动性、间歇性和随机性，实现电力供需的实时平衡、缓解输电堵塞、减少弃风弃光，提升外送通道利用率，实现源网荷储的协调互动。消纳和送出能力不足、储能协调控制及经济型是新能源大基地建设的制约因素。一方面，新能源大基地主要集中在内蒙古、新疆、青海、甘肃、宁夏等风光资源丰富的低负荷地区，通过多能互补模式建设大基地后，经由特高压通道将电力输送至东南沿海、京津冀等负荷中心。由于新能源发电的波动性、间歇性等相关原因，我国特高压通道利用率不足。另一方面，储能与电源、负荷的协调控制技术尚不成熟，成为了大基地建设的主要技术难题之一，同时，储能的盈利模式尚在探索阶段，其经济效益未完全释放，制约了大基地项目的收益。案例：内蒙古乌兰察布“源网荷储”一体化综合应用示范基地。202010月，三峡能源内蒙古乌兰察布“源网荷储”一体化综合应用示范基地启动。该项目是全国首个“源网荷储”一体化项目，国内首个储能配置规模达到千兆瓦时的新能源场站，也是全球规模最大的“源网荷储”一300200万千瓦，17030552小时储能，以风光互补保障电力供应。项目分三期建设，共建设四座升压储能一体化站和5020211231日风光全42.57.514万千瓦×2小时储能，现在已调试完毕，并网检测结束，等待并网。2、新兴领域（1）光伏+储能基本情况+储能”是有效解决光不同于传统火力发电可人工调节发电效率，光伏发电高度依赖自然环境和气象条件的先天特性导致其不可控性和不稳定性凸显。这种不可控和不稳定性将在并网时对电网造成巨大电流冲击，或将造成电网设施受损。因此为了保障整个电网系统的稳定性，电网对于新能源的接纳也是有相应的条件和要求。近年

来，随着光伏发电装机容量持续增电网系统稳定性不足带来的消纳能力弱化是新能源消纳最主要的潜在制约因素。因而，大规模储能配置成为提升新能源发电渗透率的必然选择。一方面，储能系统可以通过存储未消纳的电量，并按需求调度放电时间来实现“削峰填谷”，解决弃峰问题。另一方面，储能系统可以实现高频率充放电和快速响应调频信号，从而实现新能源发电的短时输出功率的实时调整，减缓电持续增长的光储配比为储能市场打开增量空间。由于新能源发电间歇性、波动性的特点，在不附加储能的情况下，电网系统对风力和15%当风力和光伏发电渗透率超过20%时，电网系统净负荷的波动振幅和强度将出现陡增。根据全国新能源消纳监测预警中心的数据，2022年月，全国各省平均弃光率约为2%9.3%，西藏的弃光率则达到了19.1%。据不完全统计，目前全国已有20余个省市出台了相关政策，要求新建大型新能源场站必须配置5%-20%的储能，且时长1-4小时不等。预2025年我国储能电站装机容202235.8GWh增长至118.8GWh，2021-2025年复合增速64%。面临问题光伏配置储能设施利用率不足。新型储能包含电化学、机械储能等各个类别、性能各异、技术成熟度不尽相同，性价比也存在较大差别。同时，各地资源禀赋、负荷情况、电力供给情况不尽相同。目前，已建成的光伏配储电站普遍存

在利用率低下的问题，且业界缺乏自主调用储能的商业模式与市场化激励措施。以光伏为代表的发电企业配建的储能和调峰装备规模相对有限，无法在运行时以规模效应降低成本，因而会出现运营成本居高不下，运行效率持续较低等问题。加之，目前光伏发电配建储能设备仅仅对储能配比等某些基本参数进行了规定，并未对具体使用规范和考核规则进行细化。此外，光伏配置储能装置在具体应用层面也缺少相应的具体规范，致使配套储能设备难以实现良好的运行效益，进一步加剧个别企业选择价廉质劣产品的意向。上述形成的负面效应不断循环叠加，形成了负反馈的恶性循环。光伏配储带来运营成本叠加，商业盈利模式亟待探索。目前，光伏发电配建储能设施的成本主要由光伏发电厂商承担，未能形成向下游有效传导和分散。近年来锂资源涨价带来的锂离子储能电池成本持续走高。上述两大原因相互叠加，对光伏发电企业在运营中造成了巨大的成本压力，进而影响到光伏发电企业在相关领域的投资和战略决策。光伏配建储能设施理论上能为电网体系提供调峰、备份、快速响应等多种支撑，但现行市场机制无法有效发挥光伏发电配建储能设施的实际价值。2022年5月，国家发改委、国家能源局联合出台《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》。该通知对配建储能站点的相关市场行为和机制作出了重要部署，将有效推动储能的市场化运行进程和商业模式完善。然而，上述政策在地方落地及配套措施出台层面仍面临诸多问题亟待解决。（2）源网荷储一体化源网荷储一体化是电源、电网、负荷、储能的组合，是实现碳达峰、碳中和目标的重要措施和手段。源网荷储是实现能源资源最大化利用的运行模式和技术，通过源源互补、源网协调、网荷互动、网储互动和源荷互动等形式，以更经济、高效和安全的方式推动电力系统功率动态平衡运行。源网荷储通过优化整合本地电源、电网、负荷，精准控制用户侧、以信息技术为支撑，对

三方精准预测和控制，提高电网安全运行水平，解决可再生能源消纳中电网波动性等问题。存在的问题价格机制限制了源网荷储一体化发展。目前的输配电价体系未能完全体现电能的商品属性。现有输配电价是同网同价，一旦并入省网，“源网荷储”企业或园区虽然实现了就地消纳，但需要按照与其他电源、负荷相同的输配电价结算，影响了其经济性。下一步发展建议加快先进技术突破。着力推动包含多能互补技术、电力调度技术、储能技术等各个关键技术领域的创新和发展。在新型电力系统下，电网运行逐渐呈现智能化、数字化的特点。发展“源网荷储一体化”运行亟需“云大物移智链边”其中的云计算、大数据、电力物联网、边缘计算等技术手段，让电网系统配备拥有海量数据处理分析、高度智能化决策等能力的云端解决方案。从而实现各类能源资源整合、打通能源多环节间的壁垒，让“源网荷储”各要素真正做到友好协同。加快体制机制创新。完善电力交易市场、健全电力辅助服务政策，激发市场活力，引导市场预期。通过完善市场化电价机制，调动市场主体积极性，引导电源侧、电网侧、负荷侧和独立储能主动作为、合理布局、优化运行，实现科学健康发展。（3）多能互补的智慧能源系统基本情况多能互补的智慧能源系统是多种能源类别互补的、可实现能源综合、智慧利用的能源供需系统。该系统以功能区为对象，可实现不同类别能源的综合规划、综合设计与智慧运行。同时，该类型系统可以实现横向的“冷、热、电、气、水”能源多品种之间、纵向“源、网、荷、储”能源多供应环节之间的生产协同、管廊协同、需求协同以及

生产与消费间的智慧互动，从而构建多种能量流之间开放互联的综合能源系统以满足当地社区乃至区域的用能需求。多能互补的智慧能源系统靠近能源的消费侧，可以交互的非电能源形式更加多样，能源消能互补、多源协同”的能源优化运行方式，提升整体能源利用效率。多能互补的智慧能源系统是能源互联网和多能互补概念结合的一种具体体现。其内涵覆盖了分布式能源、智能电网、微网、燃气三联供等，但综合能源与分布式能源、智能电网、微电网和燃气三联供等概念均有所不同，其供能种类和范围不但更加广泛，且着重强调整体运行的“智慧化”和能源生产、消费之间的“互动性”，是一种更加高级、具体的能源系统构成方式。图3多能互补的智慧能源系统的物理架构下一步发展方向电子信息技术与能源技术的融合应用助力构建下一代智慧综合能源系统。通过以先进计算、人工智能、大数据为代表的新一代信息技术的应用，有助于在能源生产和消费侧全面推进系统转型、增强能源系统弹性、保障能源系统安全。在生产端，通过电子信息技术提升能源供应的预测和决策能力，促进多气等多种能源形式的互补利用，推

数据来源：南方电网数字电网集团有限公司2023,03动建设能源互联网，实现能源供应多元化、智慧化。在消费端，结合不同主题的消费行为，通过更加精准的负荷预测，灵活配置需求侧资源，通过点对点交易、聚合商等提高用户参与度并降低用能成本，实现更高效、灵活、可靠的能源资源调度和使用。（4）智能微电网1）基本情况智能微电网是以电力电子技术为基础，将可再生能源发电、智慧能源管控系统和输配电高度集成的新型电网。智能微电网具备完整的发输配电功能，可视为一个独立电力系统，通过对能源的调度，提高了能源效率、供电的安全性和可靠性，同时减少输配过程中的电能损耗。智能微电网运行模式包括并网模式和孤岛模式。并网模式指智能微电网与常规配电网并网运行。孤岛模式指当检测到电网故障或电能质量不满足要求时，智能微电网将及时与电网断开而独立运行。对于公用电力企业，智能微电网可以在数秒内做出响应以满足电网系统的需要。对于用户，智能微电网可作为可定制的电源，以满足用户多样化的需求。2）存在的问题缺乏智能微电网体系技术标准和规范。目前国内尚无统一的智能微电网体系技术标准和规范，智能微网难以大规模开发利用。智能微电网建设、运营模式与目前电力法规存在一定的冲突，阻碍了智能微电网的发展。电力电子技术应用水平有待提升。智能微电网技术的发展与先进

的电力电子技术、计算机控制技术、通信技术紧密相关。电力电子技术应用不足难以满足高质量电能的利用，同时需依赖储能装置来达到能量平衡。另外，基于电力电子器件的本身电气特性和控制特点，智能微电网运行及故障特性与传统电网有明显区别，增加了继电保护及自动化控制等方面的配置难度。项目投资大，风险高。政策鼓励投建和运营主体多元化，但目前大部分微网环节能源设施投资建设和运营均为单一主体，需要包括投资建设成本、运维成本、外购电成本以及自主申报的容量成本等多项费用，收益主要包括自发自用、外部售电、内部售电、“过网费”、辅助服务补偿和补贴收益。目前，项目成本基本已经确定，收益受到政策、自然条件等影响，不确定性较高，投资风险大。定化要求。由于微电网每个项目的需求不尽相同，都具有相对独立的特性，因此项目建设无法标准化复制，需针对项目特性定制化开发。如因地制宜的分布式电源建设，自然条件各不相同，系统内用户的负荷情况也千变万化，地方的能源补贴政策也不尽相同等等。这种定制化要求在一定程度上也增加了项目的建设成本。（5）虚拟电厂基本情况虚拟电厂是一种分布式多类型能源资源聚合管理运行模式。通过电子信息技术的应用，将海量分布式发电、需求侧和储能资源聚合并统一协调控制，从而作为一个特殊电厂参与电力市场和电网辅助服务并获取收益。虚拟电厂作为新型储能商业模式之一，在破解清洁能源消纳难题、绿色能源转型方面发挥重要作用，能够提升能源服务，实现对分布式能源的负荷预测、响应分配、实时协调控制和储能安全健康充放电管理，参与电力交易市场和需求响应。我国虚拟电厂目前仍处于起步阶段，以试点示范为主。2021年以来，我国出台大量虚拟电厂支持发展政策，部分省市也出台了明确的落地方案或补贴标准。例如，2021年7月，广州市出台《广州市虚拟电厂实施细则》，明确了虚拟电厂

参与电网调节的补贴标准，从辅助服务市场角度加速了虚拟电厂的市场认知。产业链分析虚拟电厂资本、技术、资源高度密集，吸引了能源、互联网等一批企业参与。目前处于发展初期，市场集中度不高，且商业模式不清晰，用户侧与发电侧资源参与意愿均不强。未来，虚拟电厂技术与商业模式逐步成熟，并参与电力市场交易，虚拟电厂将迎来快速发展。目前参与方包括：国网信通、国电南瑞、远光软件等电网领域信息化板块企业，恒实科技、国能日新、华为、易事特、金智科技、科陆电子等智慧能源和IT领域方案提供商；国天楹、电享科技等新能源、新型储能等领域企业。存在的问题虚拟电厂处于试点示范阶 ，平台功能、商业模式均不健全。平台功能方面，虚拟电厂平台质量参差不齐，缺乏统一的标准和接口，现有试点的功能仅实现了对用户的用能监测优化调度功能能力不足对分布式能源的闭环控制功能尚有待完善。商业模式方面，现有虚拟电厂是通过价格补偿或政策引导参与市场，市场化机制尚不明晰。三、能源电子底层支撑：电子信息技术及产品（一）基础元器件及设备1、光电子器件市场现状光电子器件是利用电-光子转换效应制成的各种功能器件，包括光通信器件、光纤光缆、光照明器件、光传感器件等在智能电网、能源勘探、智能照明、发电设备制造等领域发挥了重要作用。近年来，中国光电子器件市场规模稳步增

长，2020年市场规模195亿元，2021230亿元，2023270亿元。产业链情况国外起步较早，我国光电子器件加速追赶。目前我国光模块、光纤激光器、激光雷达等下游细分领域已具备较强竞争实力。光芯片部分细分市场正处于加速国产化环节，我国高功率激光芯片以及部分高速率激光芯片技术正处于不断突破中，光探测芯片、25G以上高速率激光芯片仍主要依赖进口。表8光电子器件领域部分重点企业企业名称简介长光华芯20123D及相关光电器件和应用系统的研发生产和销售。源杰科技2.5G10G25GA1、海信宽带、中际旭创、博创科技、铭普光磁等国际前十大以及国内主流光模块厂商批量供货，产品最终应用于中AT&T等国内外知名运营商网络中。珠海光库科技股份有限公司2000企业，当前业务聚焦于光纤激光器件、光通讯器件、铌酸锂调制器及光子集成产品三大方向，产品应用在光纤激光、光纤通讯、量子技术、5G、数据中心、无人驾驶、光纤传感、医疗设备、科40存在问题核心底层技术、工艺制造水平有待突破。核心底层技术方面，我国技术积累不足，上游芯片、器件依赖进口，底层技术掌控在西方国家手中。工艺制造方面，光电子器件材料生长、芯片制造工艺与国外高端水平差距较大，流片加工主要依赖德国、荷兰、新加坡等国家，同时，我国缺乏成熟的工艺制造共享平台，无法通过标准化工艺流程搭建工程化研发体系，制约了光电子器件的技术突破和产业化发展。关键领域缺乏创新，技术推广扩散不足。我国光电子技术的发展起步相对较晚，目前仍处于快速发展的跟跑阶段，对于前沿技术的研发投入不足。同时，我国光电子器件产业生态建设尚不完善，产业上下游协同应不足，技术扩散、转化不足。下一步发展方向向低成本、高集成、小型化的光子集成技术方向发展。光电子器件技术的先进性、可靠性、实用性、经济性对光通信市场、网络系统的技术水平和市场竞争力至关重要。

5G、千兆宽带等技术的持续应用推广，光电子器件生产厂商对低成本、低能耗、高度集成的生产线需求日益强烈，光子集成技术将成为各大厂商的重要发力点。硅光子技术是重要发展方向。目前，摩尔定律已接近极限，在光电子领域，硅光子技术是突破摩尔定律重要的方向之一。硅光子技术的传输速率较现有速度大幅提高，在各大龙头企业的发力推动下，其技术快速发展走向成熟。未来，在单芯片上混载光路与电路的硅光子技术有望加速突破，为集成光电子器件的广泛应用带来更大可能。光通信器件向更高速率的方向发展。随着双千兆网络的逐步应用，以及以视频技术为代表的对网络高要求的应用的快速增长，各个垂直行业的信息量大幅提升，对网络传输的低延时、高带宽等特性提出了更高的要求。在此背景下，超高速、超大容量、超长距离传输的光通信器件成为了各个企业争相研究的对象。未来，光通信产业将沿着“超高速率、超大容量、超长距离”的方向持续打造信息高速公路。2、功率半导体器件市场现状功率半导体器件是电能处理和转换的核心单元，通过利用半导体的单向导电性实现电源开关和电力转换的功能，广泛用于电动汽车电/动车牵引驱动、家用电器变频、新能源发电、传输等场景。根据Développement数充电桩、储能等需求增长，2026年281MOSFET开关电源控制。功率MOSFET为电压控制型器件，具有驱动功率小、开关速度高、无二次击穿问题、安全工作区宽等显著特点。这种器件还具有电流负温度系数、良好的电流自动调节能力、良好的热稳定性和较高的抗干扰能力等优点。其缺点是通态电阻大、导通压降较高。另外，由于导电机理和结构的特点，其电流容量和耐压提高难度较大。它常用于中小功率、开关频率较高的变换装置中。IGBT由于其突出的性能获得越来越广泛的应用。IGCT是集成

门极驱动电路和门极换流晶闸管（GCT）与IGBT主要用于大电流、中频率的电动机驱动。它具有大功率晶体管的导通压降低，通流密度大等优点，又同MOSFET的开关频率高、开IGBT发热少，驱动功率小，体积趋于更小。同时，IGBT的安全工作区宽，噪声低，驱动保护十分容易，具有正电阻温度系数的IGBT可以并联运行。产业链情况功率器件行业差异化大、产品类型多，市场集中度不高，各企业产品间关系以互补为主，我国在功率半导体器件方面逐步缩小与国际水平的差距，并涌现了一部分优质企业。表9功率半导体领域部分重点企业企业名称简介闻泰科技2018MOSFET消费领域的中低压产品，闻泰科技与国外技术水平相当，但在高压产品方面与国外存在差距。士兰微“VD-MOS“MOSFET、IGBTLED斯达半导斯达半导是我国IGBT的龙头企业，2021年全球IGBT（国内IGBT公司产品主要应用于工业控制、新能源及白色变频家电等领域。存在问题我国产品在中低端领域有一定积累，但在高端领域主要依赖进口。我国处于功率半导体器件供应链的相对末端，产品以二极管、晶闸管、低压MOSFET等低功率半导体器件为主，而在高附加值、市场份额更大的中高档产品领域，大量依赖进口。现有国产功率器件主要应用于消费电子、家用电器、轨道交通等领域，但产品品类不全且成本高企，在工业级和车规级等领域，严重依赖国外企业。发展方向大功率IGBT器件的参数将继续向着更高电压和更大电流方向发展。超高功率容量、高可靠IGBT是新型输电装备的核心器件，支撑超高压、远距离及海上风

电柔性直流输电工程建设。由于更大容量的电力传输需要单个压接型IGBT器件更大的电流，因此目前国内外都在瞄准通流能力方面进行提升。同时，柔性直流输电技术作为新一代直流输电技术，能够提高系统的稳定运行水平，增加电网灵活性，将成为电网转型升级的重要发展方向，其技术对以IGBT为代表的功率半导体器件提出了更高的要求。功率半导体器件向高频化、高效率发展。未来，功率半导体器件将持续向高频化、高效率的方向发展，其中高频化缩小功率半导体器件的体积，同时可以减少磁性元件的使用，从而达到使整体系统体积变小的效果，以便更加灵活地应用于新型电力系统的各种场景。3、敏感元器件及传感类器件市场情况在新一代移动智能终端设备、智能网联汽车、工业机器人的蓬勃发展及旺盛的市场需求推动下，敏感元器件及传感器市场规模发展迅速，2020年全球传感器市场规模1600亿美元，同比增长5.6%。中国市场规模也飞速增长，2020年中国敏感元器件和传感器行业销929亿元，五年年均增长

11.2%。产业链情况尽管起步较晚，但中国本土企业逐渐发力，在图像传感器、MEMS加速度传感器等方面形成了一定的竞争力。同时，随着国内市场的蓬勃发展，压力传感器、气体传感器、温度传感器、湿度传感器、超声波传感器、光纤传感器等厂商取得了快速发展，在本土市场氛围逐步增长，并初步形成国际竞争力。表10敏感元器件领域部分重点企业企业名称简介高德红外1999心器件、红外热像仪、大型光电系统研发、生产、销售的高新技红外热像整机、以红外热成像为核心的综合光电系统板块。华工科技华工科技旗下子公司孝感华工高理是中国温度传感器龙头企业，是国内少数掌握热敏芯片制造和封装工艺核心技术的企业。华工NTC70%PTC50%汉威科技（含激光类、MEMS20030070%，稳居国内气体传感器领域龙头地位。存在问题积累不足，市场占有率较低。除了少数图像传感器、MEMS声学传感器的企业之外，大部分本土企业的传感器销售额与市场占有率均处于

较低水平。在智能电表等智能终端上应用的微型传感器以及汽车、工业机器人、医疗设备等产品上所用的高精度高可靠传感器主要来自于国外。我国本土企业虽然在全球敏感元器件领域取得了一定的地位，但产品绝大部分为传统引线型，尚不能满足智能化时代的发展需求。发展趋势向片式化、小型化、功率型方向发展。随着以消费电子、智能电表等为代表的下游应用产品逐步向轻薄化、智能化的方向发展，电子元器件也进入了新的发展阶段。敏感元器件及传感类器件由以往只为适应整机的小型化及新工艺要求为主变成以满足数字化、智能化的发展要求为主，不断向片式、小型、功