中国储能行业蓝皮书

12——电化学储能322

0

2

1

1

0

1

+N”N煉《“十四五”现代能源体系规划》煉

《科技支撑碳达峰碳中和行动方案》⋯

⋯管理办法》点领域了节《碳排放权《高耗能行煉煉

能降碳改造升级实施指南

(

2

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2

年版)

》2

020

9:2

0

302060202011

2重3

0务，明了峰中和工作的路线图、施工

确定了能源绿色低碳转型行动、交通运输低碳行动等碳达峰1

0大行动

提出10

方面图据全球能源互联网发展合作组织估计，我国新能源装机总量占比将不断攀升：煉至2

0

3

0年碳达峰，我国新能源装机总量占比将达到5

3%，超过传统能源煉至2

0

6

0年碳中和，新能源的装机总量占比将来到8

7%，成为最主要的电力来源：2

0

2

1年两会，煉到2

0

3

0年，非化石能源占一次能源消费比重将要达到2

5%左右；煉到2

0

6

0年，非化石能源消费比重将占的8

0%以上1

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%火电水电光伏风电核电及其他资料来源：全球能源互联网发展合作组织，灼识咨询2

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%传统能源传统能源新兴能源新兴能源8

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%占比▲居民和第三产业用电占比不断提高，电网也需要从适应工业负荷向适应民用负荷过渡，由于其▲随着小型化、多元化的用户终端(如分布式微电网等)在电力系统中的占比不断提升，用电负荷波动性将进一步增大▲随着新能源装机容量的迅速增加，▲2

0

2

1年全国弃风率达3.1%，青海、蒙西地区达到1

0.7%和8.9%；全国弃光率达2%，西藏地区甚至达到1

9.8%，大量可用资源浪费造成的损失动摇了新能源产业的健康发展光伏功率/MW4

54

03

53

02

52

0151050晴天多云阴雨7

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1时间/时比率2

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%弃风率弃光率7

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%▲▲风电：日内分布昼小夜大，与日内负荷曲线相反，呈现反调峰特性；季节上夏季出力较小，与用户侧需求曲线不符▲光伏：日内受太阳辐射变化，发电水平先增后减，与用户侧曲线存在时滞，同时受气象条件影响较大，增加了出力的随机性；季节上，冬季太阳辐射强度较低，不稳定性较大西

青

蒙

宁

陕

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吉

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.城乡居民生活第三产业第二产业第一产业2

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1资料来源：国家能源局，灼识咨询1

.

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%占比1煉当新能源发电出力功率P

w

因其波动性和间歇性而超过或不达输出所需功率P

out时，可利用储能系统运作的功率P

b

对P

w进行负反馈式调整，以满足负荷端需求煉用户侧如需进行电力自发自用，储能系统能提高用电可靠性2煉对超发电量进行存储，可以在迫急时缓解调峰压力，也可以将其进行外输煉一定程度上也能保障来年供电的充裕度煉储能配置可以有效促进对新能源发电的消纳，从而减少弃风、弃光等资源浪费现象的发生0-最大负荷1.05亿千瓦全年时长8760小时非尖峰供电：<9

5%最大负荷9

5

%

0

.

6

3

%非尖峰供电时长8705小时，占全年99.37%江苏省

2019年尖峰供电仅有55小时，却需投资约

420亿元小时5

5尖峰供电煉风电机组转动惯量小，光伏无转动设备，随着风光电源装机容量的提升，电网应对频率突变的响应能力低下。煉煉江苏省2

0

1

9年全年尖峰负荷供电时长仅占0.6

3%，若进行直接投资扩容以满足最大负荷水平，则支出高达4

2

0亿元左右煉

5

0

0

/22

0

0火电/水电有发电汽轮机组具有转动惯量，可在电网出现系统性波动时起到延缓和调整作用风电有机组转速较慢，转动惯量较小，调频能力一般光伏无无转动设备，不具备转动惯量，自身不可调频1DC/

DCDC/

AC32新兴能源常规能源资料来源：灼识咨询AC/

DCDC/

ACP

bP

o

u

tP

w.户用储能指小型用户侧储能系统，

通常为以及

，

并主要，为小型用户提供与储存电力.

电力调峰.

辅助动运行.

系统调频.

可再生能源并网.

缓解电网阻塞.

延缓输配电扩容升级.

电力自发自用.

峰谷价差套利.

容量电费管理.

提升供电可靠性.商业储能指大型工商业用户侧储能系统，既有也有与，能够，为大型用户提供与储存电力.

热储能.

电化学储能.

氢储能.

电化学储能.

电化学储能.

氢储能.

独立储能站.

电网变电站.

工业园区发储能站.

商业楼宇储能站.

电力自发自用.

容量电费管理.

提升供电可靠性.

家庭发储设备.

小型商户发储设备.

新能源电站.

传统电站资料来源：灼识咨询6.

提升供电可靠性.

便携储能设备.

电化学储能.

电化学储能，等优点，煉按照储能技术的不同可分为电化学储能、机械类储能、电磁储能、热储能、化学储能等。其中电化学储能因为应用非常广泛煉应用场合十分局限煉选址受地理限制，有难度和局限性煉能量密度偏低，有放电损耗煉

能量密度低， 自放电损耗大煉效率较低的问煉成本煉存在题煉

响应

，

充放电时间快煉效率相对高运行温度区间大煉

技术

，煉运行灵活反应快捷，效率可以较高8

7

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%

5电解水生成氢，也可制成甲烷等1二次电池液态电解质模风场；煉飞轮适用于配电系统2

0

2

1机械类储能4超级电容、超导3

:抽水、压缩空气、飞轮2热能隔热容器煉煉在再生能源发电煉抽水应用电力系统调煉超级电容器适合配合其煉可用于发电，汽电化学储能电磁储能上有一定作用峰填谷、调频、调相、事故备用；他储能手段煉超导在电网应用少，技车等煉正处于产业探索热储能化学储能煉压缩空气仅适用大规术难度高阶段，有部分氢煉技术煉储存煉可靠、经济、煉寿命周期，煉储存能量大，可煉使用煉寿命周期，少维护储存时间长数据来源：灼识咨询储能项目建成磷酸铁锂离子电池、三元锂离子电池等5-15年功速率度、快能，量组密态度方大式，灵响活安全性问题、目前成本较高、 电池寿命及均衡问题产业化应用，主导地位钠硫电池、钠盐电池、钠空气电池等10-15年能量密度高，响应速度快、循环寿命高环境要求较高产业化应用，快速发展由铅及其氧化物制成5-15年技术成熟、性价比较高能量密度低、不能深充深放、

循环寿命问题、环保问题产业化应用全钒液流电池、铅酸液流电池等5-2

0年蓄、电能容量量与大功、率可分深开度控充制环境率温不度高要、求需较辅高助、液转泵产业化应用2

.

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6

%锂离子电池铅蓄电池

纳基电池

液流电池2

0

2

1数据来源：中国储能网，灼识咨询12——电化学储能392

0

1

72

0

1

7

9煉十三五期间，实现储能研发示范向商业化初期过度煉十四五期间，储能产业规模化发展，储能在推动能源变革和能源互联网发展中的作用全面展现2

0

1

8

2：煉加快新型储能技术研发创新，开展在风电、光伏发电配套储能设施试点工作2

0

2

1

2煉探索构建源网荷储高度融合的新型电力系统发展路径煉利用存量常规电源，合理配置储能，统筹各类电源规划、设计、建设、运营，优先发展新能源，推进多能互补2

0

2

1

32035：煉在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业2

0

2

1

8煉新型储能列为市场主体

煉明确新型储能调度技术指导和管理内容2

0

2

2

6煉新型储能可作为独立储能参与电力市场煉充分发挥独立储能技术优势提供辅助服务，由相关发电侧并网主体、电力用户合理分摊2

0

2

12

0

2

1

7煉到2

0

2

5年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，装机规模达3

0

0

0万千瓦以上，在推动能源领域碳达峰碳中和过程中发挥显著作用煉到2

0

3

0年，实现新型储能全面市场化发展2

0

1

1

3煉适应大规模跨区输电和新能源发电并网的要求，加快现代电网体系建设煉依托信息、控制和储能等先进技术，切实加强城乡电网建设与改造，增强电网优化配置电力能力和供电可靠性2

0

1

6

1

22016

-2030煉推进能源生产智能化，加快开发先进储能系统，建设基于用户侧的分布式储能设备煉发展储能和电动汽车应用储能在我国“十二五”纲要中被首次提及，自此进一步加快储能研发创新，将重心放在新型储能的试点运用，推动储能的产业孵化，培育一批未来领军企业“十三五”规划期间孰能是我国重点发展的积极推动新型储能作为独立储能调度电力市场，向规模化、市场化发展资料来源：灼识咨询2

0

1

1储能设备提供商提供储能系统中某个或者多个(例如智慧能源管理平台)2E

MS向用户提供储能站、及

等系列服务(例如基于绿能管理平台).

向用户提供储能站整体以及

的服务2资料来源：

灼识咨询

1

1变流器变压器温控系统消防系统(例如集装箱储能产品)2系统平台提供商会向储能电站提供、

等.

提供整体解决方案，

主要由

以及组成，会根据场景将微电网内各部分连接在一起形成整体系统1/B

MS电池组电芯电芯电池组电芯电芯E

MS1.储能产业链中游包括储能系统提供商、储能系统平台提供商以及储能集成方案提供商，其中储能系统提供商主要负责提供储能系统中某个或多个硬件设备的集成；储能系统平台提供商主要负责软件类包括能源管理、电池管理等系统的集成。.储能集成方案提供商是综合解决方案商，主要负责整体电站的集成、建设、安装、运维等事项。.储能产业链下游包括发电侧、电网侧及用户侧三大类应用场景。.发电侧应用场景包括新能源电站及传统电站；电网侧应用场景主要为电网公司的使用；工商业储能则主要面向工商业企业等。.

储能产业链上游包括电池组、储能逆变器等硬件设备制造提供商，电池管理系统(B

MS)、能量管理系统(EMS)

等软件系统开发提供商。数据来源：

灼识咨询

12风冷储能集装箱煉小型工商业地面电站等功率密度相对较低的项目煉材料贵，工艺复杂，初期投入大，但功耗低，长期更具经济优势煉液冷系统与电池包高度集成，节约风道等空间，占地面积小煉散热效率高且均匀，电池寿命长煉有漏液风险，存在一定运维成本煉大型地面电站等大容量、使用年限长、高能量比项目EMSB

MS

)(P

CS。煉电池串联形成电池簇，电池簇并联形成容量

2-3

MW电池堆，通过500

KW-1.5

MW的集中式逆变器和电网交互煉常用于集中式光伏电站等，其所用集中式P

CS方案为大功率IGB

T模块为基础的变流器调度中心E

MS监控平台环境监测仪P

CS

隔离变压器 变压器

变压器光伏逆变器

光伏逆变器

直流P

CS煉安装地点灵活，投资压力小，分散式散热减少了线路损耗煉支持功率较小，容量一般小于

10

MWh煉分散布局对于监控等软件系统技术提出了更高要求煉结构简单便于安装，初期投入低煉常为步入式结构，有风道和过道排布，占地面积较大煉各电池间温度调节不均匀，对电池使用寿命有所损害煉风冷本身无火灾爆炸等风险煉控制简单、并网逆变器成熟，可以服务于大规模、大功率、长时间的供电场景煉但多组电池并联会引起电池簇之间的功用不均衡煉大型风光电站煉电网侧独立储能电站煉大型用户侧储能煉大型微电网煉火储和燃储调频煉小型工商业煉光储充电站煉小型微电网过道过道过道资料来源：灼识咨询13水冷管道液冷储能集装箱控制汇流柜煉电池串联形成电池簇，每簇单独通过逆变器与电网交互，直流侧不并联，交流侧并联，分开控制煉常用于分布式光伏电站等，使用组串式P

CS，功率开关通常采用小电流的

MOS

FET煉风冷以空气为电池侧的冷却介质，利用空气对流换热降低电池温度。煉风冷方案在主要产品形态是空调机组煉原材料包括压缩机、风机、换热器、电源模块、变频器、传感器、膨胀阀等煉液冷以乙二醇水溶液等作为冷却介质，将电芯集成后布置在液冷板上形成P

ACK单元煉液冷方案在主要产品形态是冷机。煉整个液冷系统一般由液冷板、管路、快速连接器、冷机构成电池簇电池簇电池簇控制汇流柜空调空调消防系统水冷机组消防系统调度中心E

MS监控平台环境监测仪变压器

变压器 变压器 变压器风电变流器

光伏逆变器

P

CS P

CS电池簇电池簇电池簇电池簇EMS

Ene

rg

y

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ntS

ys

te

m能量管理系统包括和，储能系统中主要的的EMS系统为煉煉：包括AP

P、We

b。为储能电站内人员提供全流程的监控与与操作系统包括：能量变换决策系统、能源用量及传输的数据采集上传、实时信息监测、整体运维管理分析、电量可视分析、多接入端远程实时控制等维效率的；同时能够对接大型电网系统，接受电网端的调度;EMS/煉

主要包括

、、煉煉负责数据处理和数据存储，记录实时数据和重要历史数据，并提供历史信息查询：储能站的整体与局部电量资源的存储、传输进行监控管理，统计载荷用量We

bEMS煉能源管理系统可以帮助储能站进行数据统计，极大的提升运资料来源：

灼识咨询

1

4IVAP

P⋯煉，

包括

、测，以及S

OC、S

OH等电池状态数据的计算煉

S

OC

S

ta

te

of

Cha

rg

e、

等基本参数、状态的监B

MS中最重要的参数。S

OC算法属于B

MS核心控制算法，主流的S

OC估算方法有开路电压法、电流积分法、卡尔曼滤波法和神经网络法并结合修正策略来获得高精度的S

OC煉

S

OH

S

ta

te

of

He

a

lth

用电池容量或内阻变化来表示，用容量时即通过电池运行过程数据估算出当前电池的实际容量，

与额定容量的比值即为S

OH

，

准确的S

OH会提高电池衰减时其他模块的估算精度。煉，在串联成组的电池组系统中，整个电池组系统的容量由容量最小的单体决定。煉

B

MS

的管理功能能够通过

来

，包括电芯生产的不一致性，

电化学反应的不一致性煉

均衡技术主要包括：

(

被动均衡)

和(

主动均衡)煉B

MS监控与电气系统硬件匹配，针对电池的不同表现情况，区分不同的故障等级(轻微故障、严重故障、致命故障)，并且在不同故障等级情况下或

等不同的煉BMS一端与电池相连，另一端与P

S

C和EMS相连接，使得储能站能够实现整体的电池信息互通B

MS

B

a

tte

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Ma

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g

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me

nt

S

ys

te

m 是配合监控储能电池状态的系统。区别于电动车的BMS系统，储能BMS相对更加庞大，一个完整的储能系统BMS由BMS从控单元，电池主控单元及BMS总控单元组成。表现形态为系统搭配电路板B

MSB

MSP

CSB

MSEMSS

OCS

OH煉显示电池运行状态及其他相关信息；用户能够设置相关限制调整煉：电池簇管理单元,负责收集从控单元信息,并采集电池簇信息煉电池阵列管理单元,对整个储能电池堆的电池进行集中管理煉：电池单体管理单元,采集单体电池信息B

MSEMSPCSB

MSB

MSCANB

MS资料来源：

灼识咨询

1

5

,煉解决可发电再生资源(风力发电集中于北方，光伏发电集中于西部)煉

协助

(

风力/太阳能在特定时间段产出)煉

,

解决日内波动的不可预测性

改善火电机组的AGC(自动发电控制)能力，从而获得更多的AGC补偿收益

，大程度解决峰谷时段发电量与用电负荷不匹配的问题

提供

支持，

增加电量本地消纳，减少输电系统的建设成本

提供

，

减少电网阻塞保障电力系统的安全稳定运营

工商/家庭通过电储能设备搭配光伏发电设备，

自建发储配套，

谷价时为储能设备充电，

峰价时减少点网端购电，

通过差价

/，加强应多突

保障工商业活动发状况的能力数据来源：中国储能网，灼识咨询.可应用于大型光伏电站直流耦合、直流微.可应用于小型工商业、光储充电站、小型.可应用于大型风光电站、火电机组快速调E

MSE

MS+DC/DC资料来源：

灼识咨询

1

7ACDC.能量损耗低，设备投资少，在白天负载较少晚上.分布式储能系统接入位置灵活，既可以与外部电.储能系统集中布局，易于运行管理和电网调度，灵活度频、电网侧独负载较多的区域电网等网并网运行，也微电网等较高，在白天立储能电站、效用更好，

当

负

.适用于大型储可独立运行，

分

.模块化储能系负载较多晚上大型用户侧储载较小而储能已能系统，可参布式储能系统是统，对于不同负载较少的区能、大型微电满，组件可以向与电网调频调能源系统的必要场景具有适配域效用更好网等电网供电峰辅助性E

MS预测2

3

.2614

.569

.0

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.3

%+8

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%G

W80604

020020

16

-20262021发电侧场景电网侧场景工商业储能场景资料来源：

CNES

A，

灼识咨询

1

8中国电化学储能累计装机规模+5

9

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%2016

-2021

2021

-2026

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0

2

6

E12——电化学储能319..均，为客户生产供应储能系统中某个或多个硬件设备P

CS..以以适应更多应用场景为基础进行储能软件设计，..EP

C

，通过切入储能系统解决方案设计以保障业务连续性该类厂商目前大多通过中标后.单一或某些电气器件起家，逐步延伸生产链至全系统产品及配套软件、运营服务只生产部分核心器件，通过采购方式补充系统集成产品所缺失的部分始终专注于储能系统集成产品提供，进行全产业链的研发制造布局.B

MS或EMS软件服务商，依赖数字化对系统寿命和运行效率赋能，从而与优秀资源接洽，由下游带动参与完整解决方案设计厂商软件设计广泛适用于各储能产品，选择以储能系统解决方案作为载体之一落实.各类型风光电站EP

C承包商，将储能系统解决方案设计纳入整体电站的建设体系当中，为客户提供从设计到落地的全套服务中标电站EP

C总包项目后，再进行招标与专业性更强的单位协同完成解决方案.....，可围绕自身产品特性进行专有化的储能系统解决方案设计，进一步放大产品价值，对下游议价能力较强.，并且可在系统方案细节部分中提供，满足客户差异化需求通过数智化服务可以.乃至后续现场运营维修环节，对方案建设中存在的漏洞和细节等会有更清晰全面地认知..资料来源：

灼识咨询

2

0/RMB20192022

.10B轮20亿从事磷酸铁锂储能电池及系统的研发、生产和销售，提供安全、高效、清洁、可持续的绿色能源解决方案20182022

.9A轮超4亿一家高科技驱动的储能电池智能制造公司，致力于新型储能技术的研发和储能电池的智能制造20162

0

2

2

.11D轮15亿专注混合固液电解质锂离子电池与全固态锂电池研发与生产，中科院物理研究所清洁能源实验室的产业化平台20192022

.10E轮未披露具备锂电电池完整的研发及生产体系，以电池性能为中心，进行储能系统全套数智化研发布局20172022

.4A轮数千万专注于光伏储能并离网混合逆变器、储能一体机系统、光伏并网逆变器、

B

MS、EMS产品完整的供应链制造和研发20212022

.9天使轮数千万公司提供水系锌离子电池储能方案，凭借成本优势着眼于工商业储能三大细分市场，即光伏配套储能、企业峰谷套利和新能源车充换电场景20182022

.9A+轮未披露致力于先进储能系统中核心装备的技术研究和产品开发，同时以电力电子和物联网技术创新推动储能的规模化应用20182022

.10C轮数亿专注于“血液级”电池安全预诊断技术、并向客户提供绿色能源资产的投资、建设、运营、管理等综合解决方案20152022

.5A轮数千万基于AI算法和储能系统集成技术，为客户提供软硬一