中国储能行业发展现状、政策环境、产业链结构、竞争格局及发展趋势分析

-1-中国储能行业发展现状、政策环境、产业链结构、竞争格局及发展趋势分析一、行业综述1、定义及分类从广义上讲，储能即能量存储，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。通常说的储能是指针对电能的存储，储能是指利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。储能的本质是实现对电能的存储，并在需要时释放。这一技术可以改变电力系统生产、输送和使用必须同时进行的模式。因此，储能是智能电网的一个必要组成部分，同时，风能和光伏发电具有间歇性和波动性的特征，由于储能能够平滑其输出，随着可再生能源电源的发展，储能必将得到更多的发展空间。储能的主要种类及维度划分储能的主要种类及维度划分资料来源：咨询整理2、行业商业模式储能主要应用于电力系统、电动汽车、轨道交通、UPS系统、电动工具、电子产品等。随着电力系统、新能源发电（风能、太阳能等）、清洁能源动力汽车等行业的飞速发展，对储能技术尤其大规模储能技术提出了更高的要求，储能技术已成为该类产业发展不可或缺的关键环节。特别是储能技术在电力系统中的应用将成为智能电网发展的一个必然趋势，是储能产业未来发展的重中之重。储能产品应用领域储能产品应用领域资料来源：咨询整理（1）采购模式行业公司计划部门每月根据生产计划及原材料库存情况统计物料需求，并发起采购申请。采购申请经审批后，由采购部门与合格供应商就产品、数量、价格、质量、服务、账期等进行谈判，重要物料进行招标比价，择优确定合格供应商进行采购。供应商物料到货后，由计划部门组织验收，质量部门对重要物料进行抽样检验，经检验合格后办理入库。（2）生产模式行业公司计划部门每月根据实际销售订单及未来销售预测、交货期、产成品库存情况、原材料库存情况、产能及生产线负荷状况安排生产计划，下达生产指令。生产部严格按照生产计划组织生产，按照生产指令进行领料、生产、组装、测试、包装、入库等生产工序，完成生产计划。质量部门严格执行过程检验的制度流程，对原材料、半成品和产成品进行质量检验。（3）销售模式由于系统集成涉及的电气设备较多、专业性较强，因此一般由系统集成商对整个储能系统的设备进行选型，外购或自行生产储能变流器及其他电气设备后，匹配集成给下游的安装商，安装商在安装施工后最终交付终端用户。公司基于自身产品定位寻找匹配客户，通常通过参加行业展会、潜在客户拜访、客户主动接洽及参与招投标等方式进行客户开发。3、行业产业链分析储能产业链上游主要包括储能设备供应商，如电化学储能中的电池供应商，抽水储能中的抽水储能设备等;中游主要为储能系统集成商、EPC安装商;下游主要为发电侧、电网侧、用电侧的终端用户等，具体如下图所示:储能行业产业链结构储能行业产业链结构资料来源：咨询整理进入21世纪，气候变化成为全球面临的共同挑战，世界各国纷纷制定发展战略，加速能源结构调整，大力发展清洁能源。年全球可再生能源（不含水电）总装机容量快速增长，其中装机容量最大的国家分别是中国、美国、德国和日本（均超过100GW），其次是印度、英国和意大利。2022年中国风电、光伏新增装机容量超过35GW。2016-2022年中国风光发电新增装机规模2016-2022年中国风光发电新增装机规模资料来源：咨询整理储能是可再生能源大规模发展的关键支撑技术，随着全球能源转型的加速，市场需求将蓬勃发展。可再生能源发电依赖于自然条件，具有间歇性和波动性特征，当其发电量达到较高比例时，会对电网的安全稳定造成很大的冲击。同时，由于可再生能源发电具有随机性，导致与用电需求不匹配，从而带来严重的消纳问题。储能系统的引入可以为可再生能源接入电网提供一定的缓冲，起到平滑风光出力和能量调度的作用，从而实现新能源灵活友好并网和充分消纳。4、行业发展历程分析我国电化学储能装机规模尚小，这与其所处的发展阶段相关。我国电化学储能市场大致可分为四个发展阶段：一是技术验证阶段（2000~2010年），主要是开展基础研发和技术验证示范；二是示范应用阶段（2011~2015年），通过示范项目开展，储能技术性能快速提升、应用模式不断清晰，应用价值被广认可；三是商业化初期（2016~2020年），随着政策支持力度加大、市场机制逐渐理顺、多领域融合渗透，储能装机规模快速增加、商业模式逐渐建立；四是产业规模化发展阶段（2021~2025年），储能项目广泛应用、技术水平快速提升、标准体系日趋完善，形成较为完整的产业体系和一批有国际竞争力的市场主体，储能成为能源领域经济新增长点。中国电化学储能产业发展历程1资料来源：咨询整理5、行业政策环境分析储能是我国战略性新兴产业的重要组成部分，近年来一系列鼓励政策的加速出台为储能产业大发展蓄势，推动行业进入规模化发展阶段。储能政策演化2资料来源：咨询整理2016年3月，“发展储能与分布式能源”被列入“十三五”规划百大工程项目，储能首次进入国家发展规划。此后，在国务院及各部委历年发布的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》《中国制造2025——能源装备实施方案》《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》《能源发展“十三五”规划》《可再生能源发展“十三五”规划》《国家创新驱动发展战略纲要》等国家重大发展战略和规划中，均明确提出加快发展高效储能、先进储能技术创新、积极推进储能技术研发应用、攻克储能关键技术等任务和目标。2016-2021年中国储能行业主要政策2016-2021年中国储能行业主要政策资料来源：咨询整理政策进入密集发布期，全国性政策指引储能行业健康发展。2022年3月发布的《“十四五”新型储能发展实施方案》明确指出，到2025年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，具备大规模商业化应用条件。2022年全国性储能政策持续推出2022年全国性储能政策持续推出资料来源：咨询整理2022年上半年共有18个省份和地区发布了新能源配储政策，共27项。配储比例一般为10%，储能时长为2小时。内蒙古和辽宁新能源配置储能比例为15%，储能时长分别达到4小时和3小时；上海金山海上风电场配置储能比例则达到了20%，储能时长达4小时。国家与各地方配储政策的落地有望推动锂电池储能高速发展。主要省市储能配置目标主要省市储能配置目标资料来源：咨询整理6、行业发展现状分析据CNESA，2021年全球已投运电力系统储能项目累计装机规模209.4GW，抽水蓄能占比最高，为86.2%，较2020年下降4个百分点。抽水蓄能是当前最为成熟的电力储能技术，自上世纪以来商业化开发接近尾声，同时受区位因素局限，增长较慢。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，其中锂电池储能占比上升至11.1%。2017-2021年全球储能行业装机规模2017-2021年全球储能行业装机规模资料来源：CNESA2021年全球储能行业结构2021年全球储能行业结构资料来源：CNESA随着各国净零排放目标的制定和实施，新能源在电力系统中的装机比例进一步提高，然而它带来波动性、间歇性及转动惯量给电网带来了很大的挑战，因此需要搭配储能以减轻对电力体系的冲击、维持电力系统的可靠性与稳定性。2014年国内储能累计装机约22.21GW，2022年我国储能累计装机约59.4GW。近几年国内储能行业累计装机情况如下图所示：2014-2022年中国储能行业装机情况2014-2022年中国储能行业装机情况资料来源：咨询整理目前我国以抽水储能为主，一般配置在电网供电端，主要解决大功率、月周期的调节需求。电化学储能指的是以锂电池为代表的各类二次电池储能。随着新能源风光发电量提升和新能源汽车快速增长，电力供需两侧的波动性增强，相比抽水储能，电化学储能具有对电网能量需求响应速度快、占地面积小、功率调节灵活的优势，广泛应用于发电侧、输配电侧和用电侧，主要解决日周期的调节需求。新能源风能、光伏发电的发展使可再生能源配置电化学储能成为趋势，近年来在电池行业快速发展带动下，电化学储能成本下降较快，市场迎来快速发展。商业化应用逐渐成熟，开始逐步成为储能新增装机的主流。目前我国电化学储能占比为18.60%，未来发展前景广阔。2014-2022年中国储能产业结构2014-2022年中国储能产业结构资料来源：咨询整理随着电化学储能占比的提升，我国储能锂电池出货量持续增长。2017至2022年，我国储能锂电池出货量从3.5GWh增长到130GWh，年均复合增长率达106%；2022年我国储能锂电池出货量增速171%，略低于2021年的196%，表明我国储能行业正处于爆发式增长阶段。2017-2022年中国储能电池出货量规模2017-2022年中国储能电池出货量规模资料来源：GCII本文内容摘自咨询发布的《中国储能行业市场调查及未来前景预测报告》二、行业促进与阻碍因素分析1、促进因素分析（1）技术突破带动降本提效储能市场的迅速发展有赖于储能技术的革新带动成本下降和性能提升。随着电化学储能的规模化推广和应用，电池系统的性能和成本逐渐成为影响行业快速发展的瓶颈问题，未来需要在电池材料、制造工艺、系统集成及运行维护等方面实现技术突破，降低制造和运行成本。当前，围绕高安全、长寿命和低成本的目标，世界各国都在制定研发计划提升本国的电池研发和制造能力。根据国际可再生能源机构的预计，到2030年，储能电池成本将在2016年基础上降低50%-70%，同时无严重损耗下的使用期限和充电次数将明显提升。随着电池储能技术的不断创新发展，未来将加速向各应用领域渗透，具有巨大的发展潜力和广泛的应用前景。（2）政策支撑行业发展长远来看，开放、规范、完善的电力市场是储能真正发挥优势的舞台。依托自由化的电力市场，储能在美国辅助服务市场的应用一直引领着全球储能辅助服务市场的发展。未来，世界各国的储能配套政策将加快推进电力现货市场、辅助服务市场等市场建设进度，通过市场机制体现电能量和各类辅助服务的合理价值，给储能技术提供发挥优势的平台。目前，我国辅助服务市场依然处于探索期，有利于储能发挥技术优势的电力市场机制尚未形成，各个地方政策关于电力辅助服务定价、交易机制尚未完善。但随着我国电力体制改革的深入、储能政策的发布，政策支持对储能发展已经初见成效。储能参与电力辅助服务和用户侧储能参与电力需求响应将实现储能系统的价值叠加，为其可赢利的商业化发展奠定基础。（3）电力市场化有望实现储能行业跨越式发展电力市场化改革是世界电力行业发展的共同趋势，随着电力交易市场化程度不断提高，储能资源可通过“虚拟电厂”等形式参与现货市场、辅助服务（调频服务）市场等多种类型电力市场并从中获益。同时，伴随着可再生能源系统的应用普及，可再生能源与分布式能源大规模接入公共电网、微网与智能充电桩结合形成的“光储充”一体化系统等场景需求释放，储能技术将成为调节上述新型应用场景对公共电网造成影响和冲击的重要技术。储能环节将成为整个能源互联网的关键环节，电力市场化改革有望助推储能行业实现跨越式的发展。2、阻碍因素分析（1）安全事故频发2018年至今，韩国储能行业发生23起严重火灾，其中14起发生在充电后，6起发生在充放电过程中，3起是在安装和施工过程中。2019年4月19日，美国亚利桑那州APS公司的储能电站发生燃爆，在救援实施过程中再度发生爆炸，致使8名消防员受伤。2021年4月，北京南四环国轩福威斯光储充技术有限公司的25MWh国轩高科磷酸铁锂电池储能电站发生火灾和爆炸，导致两名消防员牺牲，一名受伤，是近年国内储能电站发生的最严重的事故。目前电化学储能电站发生事故主要包括火灾、爆炸、中毒、触电等。引起火灾的原因主要包括:锂电池过充过放、短路、受挤压，电池内部正负极与电解液发生放热反应，导致电池热失控火灾等。频发的事故给高速发展的储能行业敲响了警钟，运行安全不容小觑。（2）行业标准与管理制度不完善近年来储能电站布局加速，但在电站建设和运营安全管理方面还缺乏制度规范和具体标准。特别是近年来我国储能电站建设中存在低价中标、忽视安全和质量的现象，导致劣币驱逐良币，给我国储能行业的稳健发展埋下了隐患。2021年，国家能源局先后发布了《新型储能项目管理规范（暂行）》《电化学储能电站安全管理暂行办法（征求意见稿）》对储能安全管理进行了纲领性指导，但相关细化标准规范尚未出台，安全管理、应急处置还缺乏指导，亟需颁布相关国家标准和行业标准。（3）商业模式尚不完善近年来，尽管我国多部门鼓励储能参与削峰填谷、电力辅助服务、调频等，但是由于缺乏明确的市场化机制和价格机制，储能很难进入电力市场。一方面，成本较高仍是储能行业发展的障碍，“十三五”期间储能的度电成本为0.4～0.6元/度，“十四五”期间随着储能技术的提升，度电成本有望下降。另一方面，储能产业市场机制尚不完善，储能参与市场交易、结算、调度、并网等的价格规则并不明确，价格补偿机制尚无有标准。“谁为储能买单”成为大家都不愿面对的问题。总体来说，储能盈利模式单一，市场化机制没有形成，对投资者吸引力不高，制约了储能产业的长远发展。三、行业壁垒分析1、资本壁垒分析储能行业资本开支较高，通过厂房建设、生产设备购置等进行产能扩张需要大量的资金支持。此外，储能行业需要保持较大的研发经费投入，日常经营也需要大量流动资金支持。因此,行业新进入企业面临一定的资金壁垒。2、技术壁垒分析储能技术具有多学科交叉的特点，需要企业进行大量的研发投入。同时，设备的生产工艺复杂，过程控制严格，原材料的选择、辅助材料的应用以及生产流程的设置等均需多年的技术经验积累;如近年来储能锂电池不断向高安全性、长寿命方向发展，技术和工艺壁垒不断提高。此外，电池管理系统是储能系统的核心部件，广泛涉及电池管理技术、自动控制技术、电力电子技术和通信总线技术等，具有较高技术壁垒。因此，新进入者短期内无法突破关键技术，难以形成竞争力，行业内掌握核心技术和先进工艺的企业树立起较高的技术和工艺壁垒。3、人才壁垒分析储能设备企业研发和技术经验的积累需要大量专业技术人员的支持,因此储能行业是人才密集型行业,需要大量兼备高水平专业技术和行业经验的复合型人才。对于行业新进入企业而言，核心技术人员的培训需要大量的资金和时间成本。因此，行业内核心技术人才专业水平领先、核心技术团队长期稳定的企业已树立起行业较高的人才壁垒。4、品牌壁垒分析低质或劣质储能产品不仅产品性能不达标,使用过程中也会产生较大的安全隐患，因此企业良好的产品质量表现、较低的返修率、较高的安全评价是影响消费者选择的重要因素，以上共同构成了消费者的品牌认知。而品牌认知的建设需要较长时间的积累和持续的维护，构成行业品牌壁垒。5、客户资源壁垒分析储能产品提供商在客户开发过程中往往需要经过潜在客户识别、技术交流、产品开发、样机测试、客户实地考察等一系列流程，历时较长。因此，储能产品提供商在与客户建立合作关系后，一般不会轻易被更换。此外，产品的安全可靠性水平是客户选取合格供应商的重要考虑因素。目前，全球主要储能市场对设备系统有严格的安全认证标准,相关产品通过相应的安全认证才能获得市场认可及客户资源。上述因素使得行业内拥有优质客户的企业树立起较高的客户资源壁垒。6、规模壁垒分析储能行业规模壁垒较高。一方面，储能企业在形成稳定技术路线、具有竞争力的产品体系以及优质的客户资源后，才可以快速扩大产能规模，因此行业领先企业将形成较大规模产能;另一方面，储能技术的大规模商业化应用对设备的技术指标提升和成本下降有持续、迫切的需求，只有具备大规模生产能力的企业才能形成规模效应，有效降低单位生产成本。四、行业竞争格局分析1、储能电池领域电芯格局较为集中，宁德出货量全球第一，比亚迪亿纬派能等出货保持高速增长。储能电池考验电池厂的大规模生产能力、安全性能、循环寿命等一系列指标，其中宁德时代优势明显。在国内，公司与国家电网，国家能源集团、国电投、中国华电、三峡集团、中国能建等头部能源企业达成战略合作；在海外，与Nextera、Fluence、Wartsila、Tesla、Powin等国际前十大储能需求客户深度开展业务合作，深入布局产业链。根据CNESA的数据，以中国市场装机规模统计，宁德时代位列2021年中国储能技术提供商第一名。宁德时代主营动力锂电池，在锂电池领域技术研发积淀深厚，并将竞争优势复制到储能锂电池领域，规模优势明显。2017-2022年上半年宁德时代公司储能业务发展情况2017-2022年上半年宁德时代公司储能业务发展情况资料来源：咨询整理2、储能系统集成方面我国储能系统集成商市场较为分散，总体还处于跑马圈地阶段，主要来源于四类企业：一是储能电池生产商。由于储能电池是整合储能系统的核心，储能电池企业顺势向下进入储能系统集成领域也是水到渠成，在市场竞争中具有核心技术优势、成本优势和品牌优势，典型的如宁德时代和比亚迪，作为电池界的绝对龙头，两大厂商在储能系统里面也是布局较早、竞争力强，此外蜂巢能源、国轩高科等二线电池厂商也纷纷推出了自己的储能系统产品。具体来看，宁德时代、比亚迪、蜂巢能源均推出了液冷型储能系统，具有能够减小温差、延长电池寿命等独特优势；蜂巢能源还首次向行业隆重发布面向系统应用的鉅系列单元储能、中型储能、一体化液冷储能系统，面向区域能源的睿系列能量管理系统、云储能大数据平台，储能产品线非常丰富。二是逆变器企业。这类企业是储能系统集成商的主力，逆变器全球性龙头华为和阳光电源也成为储能系统集成领域的龙头，华为近期还刚中标全球最大的储能项目。此外，上能电气、科华数据、科士达等二线逆变器企业也在储能领域具有较强的竞争力。逆变器企业进入储能系统集成领域，也具有自身的独特优势：一是这类企业往往主业在光伏领域，而“光伏储能”是未来能源产业的最佳搭档，逆变器企业凭借深耕光伏产业的产业优势和渠道优势，在储能产业竞争中处于上风；二是逆变器企业深谙能源控制技术和光伏发电特性，在储能系统集成方面也会形成技术上的比较优势。三是电力类企业。该类企业以国电南瑞、许继电气、中天科技等为代表，核心优势在于长期专注于电力领域、为电网提供配套服务，熟悉电力产业和电网运行，在掌握客户需求，特别是电力企业和电网公司核心诉求上具有先天优势，能够基于此提供更为契合客户需求的储能系统集成方案，提升储能系统的整体效率。四是专业系统集成商。以海博思创为典型代表。不同于上述跨界进入的厂商，这类企业往往一成立或很早就以储能系统集成作为主业，在这一领域已经深耕多年，形成了专业化竞争力。如海博思创成立于2011年，拥有自主知识产权的能量管理系统、电池管理系统、动力电池评价体系、热管理方针技术、云端大数据分析及AI人工智能等核心技术，通过先进手段保障储能电站资产价值。凭借强大的技术实力、丰富的产品应用经验与项目实施经验，在2020年国内储能系统集成商能量规模排名中位列榜首，竞争力非常强。储能系统集成领域主要企业业务布局储能系统集成领域主要企业业务布局资料来源：咨询整理以光伏逆变器起家，2006年开始开发储能逆变器，充分利用电力电子协同优势。2015年与韩国三星在成立合资公司，积累电池端经验，并从单独提供储能变流器转变为提供全套储能系统。公司已经在全球累计完成超过1000个储能系统集成项目，分布在中国、北美、欧洲等多个国家和地区，没有一例出现安全事故在调频调峰、辅助可再生能源并网、微电网、工商，业及户用储能等领域积累了广泛的应用经验。阳光电源位列储能逆变器提供商及系统集成商第一名。2021年公司储能系统全球发货3GWh。2017-2022年上半年阳光电源公司储能业务发展情况2017