儲(chǔ)能溫控市場乘風(fēng)而起行業(yè)龍頭把握先機(jī)

1、1. 各環(huán)節(jié)需求共振，全球儲(chǔ)能進(jìn)入加速發(fā)展期1.1. 全球儲(chǔ)能行業(yè)步入規(guī)模化發(fā)展階段儲(chǔ)能是全球電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型中不可或缺的環(huán)節(jié)。化石能源的使用是全球碳排放的主要來源，根 據(jù) IEA 統(tǒng)計(jì)，2020 年石油、煤炭、天然氣等傳統(tǒng)化石能源在全球能源結(jié)構(gòu)中的占比仍超過 80%，可再生能源的占比僅為 12%。為降低碳排放量，未來工業(yè)、交通、供熱等各領(lǐng)域的電 氣化水平需進(jìn)一步提高，同時(shí)在電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)中，光伏、風(fēng)電等可再生能源也將逐漸取代傳 統(tǒng)的火電裝機(jī)。根據(jù) IEA 的測算，為實(shí)現(xiàn) 2050 年碳中和的目標(biāo)，可再生能源發(fā)電占比需由 2020 年的 30%以下提升至 2030 年的 60%以上，2050 年則需

2、達(dá)到近 90%。與石油等傳統(tǒng)化 石能源不同，電力的生產(chǎn)與消費(fèi)需要同時(shí)進(jìn)行，能量無法直接以電能的形式進(jìn)行儲(chǔ)存，而風(fēng)、 光等可再生能源往往具有較強(qiáng)的季節(jié)性與波動(dòng)性，因此隨著全球電氣化程度的提升以及風(fēng)電、光伏裝機(jī)占比的增加，未來儲(chǔ)能將在全球電力系統(tǒng)中發(fā)揮更加重要的作用。圖 1：全球能源與電力消費(fèi)情況（ Mtoe）圖 2：全球發(fā)電量結(jié)構(gòu)預(yù)測12000100008000600040002000總能源消費(fèi)量電力消費(fèi)量電力消費(fèi)占比30%25%20%15%100%80%60%40%20%化石能源核電水電光伏風(fēng)電其他02010201220142016201810%0%2010201520202030E2050E

3、IEAIEA儲(chǔ)能行業(yè)規(guī)?；l(fā)展的條件已經(jīng)成熟。一方面，隨著技術(shù)的進(jìn)步與產(chǎn)能的擴(kuò)張，近年來風(fēng)電、光伏的發(fā)電成本與鋰離子電池的制造成本降幅顯著，在上網(wǎng)側(cè)平價(jià)的基礎(chǔ)上，當(dāng)前全球正朝著“新能源+儲(chǔ)能”平價(jià)的方向快速前進(jìn)。另一方面，經(jīng)過前期的探索與實(shí)踐，儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的定位與商業(yè)模式正日漸清晰，目前美國、歐洲等發(fā)達(dá)地區(qū)儲(chǔ)能市場化發(fā)展的機(jī)制已基本建立，新興市場的電力系統(tǒng)改革亦持續(xù)加速，儲(chǔ)能行業(yè)規(guī)模化發(fā)展的條件已經(jīng)成熟。圖 3：風(fēng)電、光伏 LCOE 變化情況（$/kWh）圖 4：全球鋰離子電池平均成本變化情況（$/kWh）0.400.350.300.250.200.150.100.050.00光伏海上風(fēng)電

4、陸上風(fēng)電2010201220142016201820208007006005004003002001000Pack電芯2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021IRENABNEF，2021 年起全球儲(chǔ)能行業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段。根據(jù) BNEF 統(tǒng)計(jì)，2021 年全球新增儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模為 10GW/22GWh，較 2020 年實(shí)現(xiàn)翻倍以上增長，截至 2021 年底全球累計(jì)儲(chǔ)能裝機(jī)容量約為 27GW/56GWh。考慮到 2021 年底全球累計(jì)風(fēng)電/光伏裝機(jī)規(guī)模已達(dá)到 837/942GW，以此推算儲(chǔ)能在全球風(fēng)電光伏裝機(jī)中的占比僅為 1.5%，我們認(rèn)為儲(chǔ)能市場的

5、高速增長才剛剛開始，行業(yè)發(fā)展前景廣闊。圖 5：全球新增儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模情況（GWh）圖 6：全球累計(jì)風(fēng)電光伏裝機(jī)規(guī)模（GW）及儲(chǔ)能滲透率新增儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模增速25201510502013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021250%200%150%100%50%0%-50%2000150010005000風(fēng)電裝機(jī)光伏裝機(jī)儲(chǔ)能滲透率3.0%2.5%2.0%1.5%1.0%0.5%0.0%2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021BNEFGWEC，IEA，BNEF1.2. 國內(nèi)：各環(huán)節(jié)發(fā)展模式明晰，裝機(jī)空間充分打開政

6、策勾勒發(fā)展前景，各環(huán)節(jié)儲(chǔ)能發(fā)展模式逐漸清晰。2022 年 2 月底，國家發(fā)改委、能源局正式印發(fā)“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案，進(jìn)一步明確了“到 2025 年新型儲(chǔ)能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段、具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件”，“2030 年新型儲(chǔ)能全面市場化發(fā)展”的目標(biāo)。此外，本次文件對發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)儲(chǔ)能均進(jìn)行了明確的部署，各環(huán)節(jié)儲(chǔ)能發(fā)展模式逐漸清晰。表 1：“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案中各環(huán)節(jié)儲(chǔ)能發(fā)展模式的表述環(huán)節(jié)主要內(nèi)容積極引導(dǎo)新能源電站以市場化方式配署新型儲(chǔ)能。對于配套建設(shè)新型儲(chǔ)能或以共享模式落實(shí)新型儲(chǔ)能的新能源發(fā)發(fā)電側(cè)電項(xiàng)目，結(jié)合儲(chǔ)能技術(shù)水平和系統(tǒng)效益，可在競爭性配臵、項(xiàng)目核準(zhǔn)

7、、并網(wǎng)時(shí)序、保障利用小時(shí)數(shù)、電力服務(wù)補(bǔ)償考核等方面優(yōu)先考慮。電網(wǎng)側(cè)建立電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能電站容量電價(jià)機(jī)制，逐步推動(dòng)儲(chǔ)能電站參與電力市場。科學(xué)評估新型儲(chǔ)能輸變電設(shè)施投資替代效益，探索將電網(wǎng)替代性儲(chǔ)能設(shè)施成本收益納入輸配電價(jià)回收。加快落實(shí)分時(shí)電價(jià)政策，建立尖峰電價(jià)機(jī)制，拉大峰谷價(jià)差，引導(dǎo)電力市場價(jià)格向用戶側(cè)傳導(dǎo)，建立與電力現(xiàn)貨用戶側(cè)探索新型儲(chǔ)能商業(yè)模式市場相銜接的需求側(cè)響應(yīng)補(bǔ)償機(jī)制。增加用戶側(cè)儲(chǔ)能的收益渠道。鼓勵(lì)用戶采用儲(chǔ)能技術(shù)減少接入申力系統(tǒng)的增容投資，發(fā)揮儲(chǔ)能在減少配電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施投資上的積極作用。探索推廣共享儲(chǔ)能模式：鼓勵(lì)新能源電站以自建、租用或購買等形式配臵儲(chǔ)能，發(fā)揮儲(chǔ)能“一站多用”的共享作用。

8、積極支持各類主體開展共享儲(chǔ)能、云儲(chǔ)能等創(chuàng)新商業(yè)模式的應(yīng)用示范。試點(diǎn)建設(shè)共享儲(chǔ)能交易平臺(tái)和運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)。研究開展儲(chǔ)能聚合應(yīng)用：鼓勵(lì)不間斷電源、電動(dòng)汽車、充換電設(shè)施等用戶側(cè)分散式儲(chǔ)能設(shè)施的聚合利用，通過大規(guī)模分散小微主體聚合，發(fā)揮負(fù)荷削峰填谷作用，參與需求側(cè)響應(yīng)，創(chuàng)新源荷雙向互動(dòng)模式。資料來源：國家發(fā)改委，國家能源局，2022 年國內(nèi)儲(chǔ)能行業(yè)將正式步入發(fā)展快車道。2021 年國家、地方層面均有儲(chǔ)能政策密集出臺(tái)，但主要側(cè)重在整體部署層面，相關(guān)的配套細(xì)則尚不完善，因此 2021 年為國內(nèi)儲(chǔ)能行業(yè)由商業(yè)化起步邁向規(guī)模化發(fā)展的過渡之年，實(shí)際落地的項(xiàng)目規(guī)模相對有限。根據(jù) CNESA 的統(tǒng)計(jì)，2021 年國內(nèi)

9、新增新型儲(chǔ)能裝機(jī) 2.4GW/4.9GWh，較 2020 年同比增長約 54%，其中電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī) 2.32GW，同比增長近 49%。從應(yīng)用場景來看，2021 年國內(nèi)新增電源側(cè)/電網(wǎng)側(cè)/用戶側(cè)儲(chǔ)能的裝機(jī)規(guī)模分別為 0.98/0.84/0.58GW，占比約為 41%/35%/24%，各環(huán)節(jié)儲(chǔ)能發(fā)展齊頭并進(jìn)。隨著 2022 年各地的儲(chǔ)能細(xì)則開始逐步落地，我們預(yù)計(jì)國內(nèi)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展將明顯加速。圖 7：國內(nèi)電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模情況圖 8：2021 年中國電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用場景分布2.52.01.51.00.50.0電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)（GW）同比增速201620172018201920202021400%

10、350%300%250%200%150%100%50%0%-50%41%電源側(cè)電網(wǎng)側(cè)用戶側(cè)24%35%CNESACNESA我們測算十四五末國內(nèi)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模有望突破 250GWh，2025 年新增裝機(jī)規(guī)模有望接近 100GWh，對應(yīng) 2022-2025 年復(fù)合增速超過 100%。從結(jié)構(gòu)上來看，我們預(yù)計(jì)十四五期間新能源配套儲(chǔ)能將率先放量，電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)儲(chǔ)能則將隨后大規(guī)模啟動(dòng)，具體假設(shè)與測算過程如下。Ø 新能源發(fā)電側(cè)：2021 年國內(nèi)陸上風(fēng)電+集中式光伏電站新增裝機(jī)規(guī)模約為 56GW，以此測算儲(chǔ)能配套比例約為 1.5%。我們預(yù)計(jì) 2022 年起國內(nèi)新增風(fēng)光裝機(jī)規(guī)模將保持較快增長，同時(shí)在

11、政策驅(qū)動(dòng)下儲(chǔ)能配套比例將顯著提升。假設(shè) 2025 年國內(nèi)新增陸上風(fēng)電以及集中式光伏電站的儲(chǔ)能配套比例為 20%，儲(chǔ)能時(shí)長由 2h 逐步提升至 2.5h，則相應(yīng)的新能源配套儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模將超過 60GWh。Ø 電源側(cè)輔助服務(wù)：2021 年國內(nèi)總發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到 2377GW，配套輔助服務(wù)儲(chǔ)能的裝機(jī)比例不到 0.1%，而發(fā)達(dá)電力市場中輔助服務(wù)費(fèi)用占總電費(fèi)的比例一般超過 1.5%。在國內(nèi)總電力裝機(jī)平穩(wěn)增長的背景下，我們假設(shè) 2025 年配套輔助服務(wù)儲(chǔ)能的比例為 0.5%，則對應(yīng)的電源側(cè)輔助服務(wù)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到 16GWh。Ø 電網(wǎng)側(cè)：隨著我國電氣化率的持續(xù)提升，近年來全國電網(wǎng)最高

12、發(fā)電負(fù)荷呈較快增長，而根據(jù)國務(wù)院關(guān)于印發(fā) 2030 年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案的通知中的要求，到 2030 年省級電網(wǎng)將基本具備 5%以上的尖峰負(fù)荷響應(yīng)能力。我們預(yù)計(jì)負(fù)荷響應(yīng)能力將主要由電網(wǎng)側(cè)的抽水蓄能與新型儲(chǔ)能提供，根據(jù)抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035 年）十四五末國內(nèi)抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)將達(dá)到 62GW，以此倒推 2025 年電網(wǎng)側(cè)累計(jì)新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到 50GWh。Ø 用戶側(cè)：目前國內(nèi)工商業(yè)光伏滲透率不到 2%，而工商業(yè)儲(chǔ)能則處于發(fā)展初期，隨著未來峰谷價(jià)差的拉大，預(yù)計(jì)國內(nèi)工商業(yè)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性將逐漸顯現(xiàn)。2020 年國內(nèi)工業(yè)用戶總裝接容量約為 3273GW，若假設(shè)十四五期間保持

13、 5%的年均增長，同時(shí)工商業(yè)儲(chǔ)能滲透率提升至 0.3%，則十四五期間國內(nèi)工商業(yè)儲(chǔ)能的裝機(jī)空間將超過 30GWh。表 2：國內(nèi)儲(chǔ)能裝機(jī)空間測算單位202020212022E2023E2024E2025E新能源配套儲(chǔ)能新增陸上風(fēng)電裝機(jī)GW693148555960新增集中光伏電站裝機(jī)GW332649576163風(fēng)光總裝機(jī)GW1025697112120123新增項(xiàng)目配套儲(chǔ)能比例%0.7%1.5%7.0%10.0%15.0%20.0%新能源發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能新增裝機(jī)功率GW0.70.86.811.217.924.6儲(chǔ)能時(shí)長h2.02.12.22.32.42.5新能源發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能新增裝機(jī)容量GWh1.41.815.

14、025.743.161.4電源側(cè)輔助服務(wù)儲(chǔ)能國內(nèi)總發(fā)電裝機(jī)容量GW2,2022,3772,5482,7412,9583,182配套輔助服務(wù)儲(chǔ)能比例%0.05%0.07%0.17%0.28%0.39%0.50%電源側(cè)輔助服務(wù)儲(chǔ)能新增裝機(jī)功率GW0.50.52.93.33.84.3儲(chǔ)能時(shí)長h1.01.01.01.01.01.0電源側(cè)輔助服務(wù)儲(chǔ)能新增裝機(jī)容量GWh0.50.52.93.33.84.3電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能全國電網(wǎng)最高發(fā)電負(fù)荷GW1,0761,1911,3101,4411,5851,744尖峰負(fù)荷響應(yīng)能力%3.0%3.1%3.5%4.0%4.5%5.0%電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力GW323846587187

15、抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模GW313643495662電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能新增裝機(jī)功率GW0.30.41.95.47.39.4儲(chǔ)能時(shí)長h2.02.02.02.02.02.0電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能新增裝機(jī)容量GWh0.60.83.910.814.618.9用戶側(cè)儲(chǔ)能全國工業(yè)用戶裝接容量GW3,2733,4363,6083,7883,9784,177工商業(yè)儲(chǔ)能滲透率%0.02%0.03%0.06%0.12%0.20%0.30%工商業(yè)儲(chǔ)能新增裝機(jī)功率GW0.00.61.02.43.44.6儲(chǔ)能時(shí)長h3.03.03.03.03.03.0工商業(yè)儲(chǔ)能新增裝機(jī)容量GWh0.11.73.17.110.213.7合計(jì)新增儲(chǔ)能裝機(jī)容量GWh2.

16、64.824.947.071.898.6累計(jì)儲(chǔ)能裝機(jī)容量GWh6.111.035.882.8154.6253.2資料來源：國家能源局，中電聯(lián)，CESA1.3. 海外：供電側(cè)儲(chǔ)能方興未艾，用戶側(cè)加速滲透市場化驅(qū)動(dòng)快速發(fā)展，供電側(cè)與用戶側(cè)齊頭并進(jìn)。目前除中國以外，海外儲(chǔ)能市場主要分布在美國、歐洲、日韓、澳洲等發(fā)達(dá)地區(qū)，相對而言這些地區(qū)電力市場化程度較高，隨著近年來鋰離子電池價(jià)格的持續(xù)下降，行業(yè)已逐步進(jìn)入經(jīng)濟(jì)性驅(qū)動(dòng)的自發(fā)增長階段。從裝機(jī)結(jié)構(gòu)來看，海外市場供電側(cè)與用戶側(cè)儲(chǔ)能的發(fā)展較為均衡，2021 年新增裝機(jī)中電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的占比大致相當(dāng)。圖 9：全球電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)情況（GW）圖 10：海

17、外電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)結(jié)構(gòu)（按裝機(jī)功率）美國中國日韓歐洲澳洲其他地區(qū)1210864202013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021電源側(cè)電網(wǎng)側(cè)用戶側(cè)BNEF，CNESA，CNESA海外發(fā)達(dá)地區(qū)供電側(cè)儲(chǔ)能配臵需求迫切，成本傳導(dǎo)較為順暢。整體上看，海外發(fā)達(dá)地區(qū)已進(jìn)入新能源裝機(jī)替代存量火電裝機(jī)的階段，美國、歐盟（含英國）的火電總裝機(jī)分別于 2011、 2012 年達(dá)到峰值，其電力體系對儲(chǔ)能的需求更為迫切。此外，在海外發(fā)達(dá)地區(qū)市場化的電力體制下，發(fā)電側(cè)的成本能夠通過電力市場較為順暢地傳導(dǎo)至終端電力用戶，儲(chǔ)能可通過峰谷套利、輔助服務(wù)、備用電源、輸配電價(jià)等多種形式獲取

18、收益。因此，我們認(rèn)為海外供電側(cè)儲(chǔ)能的發(fā)展模式已經(jīng)較為成熟。圖 11：美國、歐盟火電裝機(jī)變化情況（GW）850800750700650600550500美國（左軸）歐盟（右軸）19982000200220042006200820102012201420162018550500450400350300EIA、EUCommission電力價(jià)格持續(xù)走高，海外用戶側(cè)儲(chǔ)能滲透率有望快速提升。受地緣政治、氣候變化以及貨幣政策等因素影響，2021 年以來全球天然氣、原油等能源價(jià)格漲勢明顯，而在海外發(fā)達(dá)地區(qū)市場化的電力體制下，用戶側(cè)電價(jià)亦隨之水漲船高。尤其是在歐洲地區(qū)，2022 年 3 月天然氣價(jià)格已達(dá)到 42

19、 美元/百萬英熱單位，較 2021 年初上漲接近五倍，歐盟消費(fèi)者電力價(jià)格指數(shù)亦較 2021 年初上漲超過 30%。隨著 2022 年以來俄烏沖突的加劇，預(yù)計(jì)天然氣及電力價(jià)格在較長時(shí)間內(nèi)仍將居高不下，海外用戶側(cè)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性正快速凸顯，滲透率有望加速提升。天然氣價(jià)格（美元/百萬英熱單位）天然氣價(jià)格（美元/百萬英熱單位）電力價(jià)格指數(shù)天然氣價(jià)格指數(shù)504030201002020/12020/6 2020/11 2021/42021/92022/2160150140130120110100902020/12020/6 2020/11 2021/42021/92022/2資料來源：世界銀行，Eurosta

20、t1.4. 全球儲(chǔ)能裝機(jī)空間打開，短期內(nèi)鋰電池儲(chǔ)能為主要形式全球儲(chǔ)能市場步入長期成長軌道，2025 年新增裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到 300GWh。綜上所述，當(dāng)前海內(nèi)外儲(chǔ)能市場均已步入規(guī)?；l(fā)展階段，在供電側(cè)及用戶側(cè)兩方面需求的推動(dòng)下，全球儲(chǔ)能市場有望保持強(qiáng)勁增長。我們測算 2025 年全球新增儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)?；?qū)⒊^ 300GWh，對應(yīng) 2022-2025 年平均復(fù)合增速 80%左右。表 3：全球儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模預(yù)測單位202020212022E2023E2024E2025E中國新增儲(chǔ)能裝機(jī)容量GWh2.44.824.947.071.898.6供電側(cè)GWh2.03.121.739.861.584.7用戶側(cè)GW

21、h0.51.73.17.210.313.9工商業(yè)GWh0.51.73.17.110.213.7戶用GWh0.00.00.00.00.10.2海外新增儲(chǔ)能裝機(jī)容量GWh8.324.566.493.4136.0208.4供電側(cè)GWh4.918.148.664.594.1146.3用戶側(cè)GWh3.56.417.928.841.862.0工商業(yè)GWh0.71.97.814.821.532.0戶用GWh2.84.510.114.020.330.1全球新增儲(chǔ)能裝機(jī)容量GWh10.829.391.3140.3207.8306.9同比增速%172%212%54%48%48%BNEF，EIA，CESA短期內(nèi)鋰電

22、池仍將為主流儲(chǔ)能形式。鋰離子電池具有能量密度高、轉(zhuǎn)換效率高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前除抽水蓄能以外裝機(jī)占比最高的儲(chǔ)能形式。根據(jù) CNESA 的統(tǒng)計(jì)，近年來全球鋰離子電池裝機(jī)規(guī)模快速攀升，2021 年底累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到 23GW，在全球新型儲(chǔ)能裝機(jī)中的占比超過 90%。雖然近年來釩液流電池、鈉離子電池、壓縮空氣等其他儲(chǔ)能形式亦開始得到越來越多的關(guān)注，但從性能、成本、產(chǎn)業(yè)化程度等角度出發(fā)鋰離子電池仍然具有較大優(yōu)勢，我們認(rèn)為中短期內(nèi)鋰電池將是全球主流的儲(chǔ)能形式，其在新增儲(chǔ)能裝機(jī)中的占比將保持較高水平。累計(jì)裝機(jī)容量占電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)比例2520151050201620172018201920202021

23、100%95%90%85%80%75%70%65%60%2.2%0.6%2.3% 1.8%0.2%2.0%90.9%鋰離子電池鈉硫電池 鉛蓄電池 液流電池 壓縮空氣 飛輪儲(chǔ)能 其他CNESACNESA2. 熱管理重要性日益凸顯，儲(chǔ)能溫控市場乘風(fēng)而起2.1. 溫控系統(tǒng)是保障鋰電池儲(chǔ)能正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)工作溫度對鋰離子電池性能影響較大，溫度過高將引發(fā)嚴(yán)重安全隱患。儲(chǔ)能系統(tǒng)工作過程中，電池會(huì)持續(xù)性地釋放熱量，在不具備溫控能力或溫控能力不足的情況下會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)溫度不斷上升，而溫度是影響鋰離子電池性能的重要因素。一般而言，鋰離子電芯的最佳工作溫度區(qū)間為 1035，當(dāng)溫度低于-20時(shí)，電解液可能會(huì)凝固，從而

24、阻礙鋰離子的流動(dòng)，導(dǎo)致阻抗增加，電芯容量將明顯下降；而當(dāng)溫度超過 60時(shí)，電芯內(nèi)部有害化學(xué)反應(yīng)速率將明顯提升，對電芯造成潛在破壞，嚴(yán)重時(shí)將引發(fā)安全事故。因此，對于儲(chǔ)能系統(tǒng)而言，將電芯始終保持在合適的溫度區(qū)間內(nèi)極為重要，有效的溫控系統(tǒng)不僅能夠保證儲(chǔ)能電站的安全性以及使用壽命，也能在一定程度上提升性能與效率。圖 16：磷酸鐵鋰的最佳工作溫度為 1535 攝氏度圖 17：鋰離子電池的三類溫度區(qū)間資料來源：大容量鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的熱管理技術(shù)現(xiàn)狀分析，資料來源：大容量鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的熱管理技術(shù)現(xiàn)狀分析，表 4：磷酸鐵鋰電池溫度特性溫度影響內(nèi)容容量衰減高溫下磷酸鐵鋰電池的容量衰減主要來自于活性鋰離子

25、的損失。對于儲(chǔ)能系統(tǒng)，若電池長期在較高溫度狀態(tài)下工作，那么整個(gè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行容量會(huì)快速衰減，大幅偏離標(biāo)稱容量。鋰離子電池的充放電過程中，能量損失不可避免，一部分化學(xué)能(放電)或者電能(充電)會(huì)轉(zhuǎn)變成熱能。當(dāng)鋰離子電池工作產(chǎn)生熱失控低溫特性的熱量無法及時(shí)散出時(shí)，熱量就會(huì)在電池內(nèi)部積聚從而形成高溫。當(dāng)電池長期工作在高溫狀態(tài)下，電池內(nèi)部的有害化學(xué)反應(yīng)會(huì)越來越多，產(chǎn)熱也越來越多，若散熱不好的話，會(huì)導(dǎo)致溫度不斷升高，嚴(yán)重時(shí)造成溫度和有害化學(xué)反應(yīng)雙雙失控。溫度較低時(shí)，鋰離子電池的容量會(huì)隨著溫度的下降而下降，這一現(xiàn)象在溫度低于一 20時(shí)越發(fā)明顯。若在低溫下循環(huán)，這種不良的電荷轉(zhuǎn)移可導(dǎo)致鋰在負(fù)極析出、

26、積聚，形成鋰枝晶，輕則造成不可逆的容量損失，提高熱失控溫度，降低電池的容量和熱安全性，重則刺破隔膜造成短路。資料來源：大容量鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的熱管理技術(shù)現(xiàn)狀分析，熱失控是鋰電池主要的安全隱患，溫度過高是其重要誘因。鋰離子電池工作時(shí)內(nèi)部存在一系列潛在的放熱副反應(yīng)，如SEI膜受熱分解導(dǎo)致電解液在裸露的高活性碳負(fù)極表面的還原分解、貧鋰態(tài)正極的熱分解、電解質(zhì)的熱分解及黏結(jié)劑與嵌鋰負(fù)極之間的反應(yīng)等。當(dāng)電池溫度升高至一定程度時(shí), 上述放熱副反應(yīng)將相繼引發(fā)，其所產(chǎn)生的熱量如得不到及時(shí)散發(fā), 則將造成電池溫度的進(jìn)一步上升及副反應(yīng)的指數(shù)性加速, 從而導(dǎo)致電池進(jìn)入自加溫的熱失控狀態(tài), 很可能引起電池燃燒及爆炸。

27、綜上，電池是否發(fā)生熱失控由其產(chǎn)熱和散熱的相對速率來決定, 一旦放熱副反應(yīng)的產(chǎn)熱速率高于電池的散熱速度, 電池就有可能進(jìn)入熱失控狀態(tài)。因此，對于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)而言，溫控能力格外重要。圖 18：鋰電池?zé)崾Э剡^程ScienceDirect儲(chǔ)能系統(tǒng)涉及大量單體電芯，溫度是影響電池一致性的重要因素。一般而言，與動(dòng)力電池系統(tǒng)相比，儲(chǔ)能系統(tǒng)裝載的電池?cái)?shù)量更多，同時(shí)電池的容量也更大，當(dāng)大量的電池緊密排列在一起時(shí)運(yùn)行工況將更為復(fù)雜多變，容易造成產(chǎn)熱不均勻、溫度分布不均勻、電池間溫差過大等問題，從而影響電池一致性。通常電池組中各單體電池所處環(huán)境不可避免的會(huì)存在差異，如在方形的鋰離子電池組中，中間的電池與四周的電池

28、所處的環(huán)境溫度、電池的受力情況等往往各不相同。其中，溫度差是影響電池性能最顯著的因素之一，如果不進(jìn)行主動(dòng)熱均衡和熱管理，中間的電池往往比四周的電池溫度高至少 515，此時(shí)電池的充放電倍率、老化速度等各項(xiàng)特征已經(jīng)發(fā)生根本性的變化，從而導(dǎo)致電池的衰減速度差異變大，進(jìn)一步對系統(tǒng)整體壽命造成不利影響。因此，對于儲(chǔ)能系統(tǒng)而言，除了保證電池處于適宜工作溫度區(qū)間，控制電池間溫差處于合理水平以內(nèi)也極為重要。圖 19：電池不一致將導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)整體性能顯著下降資料來源：華為，綜上所述，溫控系統(tǒng)是保障鋰電池儲(chǔ)能正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。儲(chǔ)能溫控系統(tǒng)的主要功能是根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行的要求以及工作期間電池所經(jīng)受的內(nèi)、外熱負(fù)荷狀況

29、，采用恰當(dāng)?shù)臏乜丶夹g(shù)來組織系統(tǒng)內(nèi)、外部的熱交換過程，從而保證儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作溫度與電池之間的溫差始終維持在合適的區(qū)間內(nèi)。為確保儲(chǔ)能項(xiàng)目長期、穩(wěn)定、安全運(yùn)行，溫控系統(tǒng)是鋰電池儲(chǔ)能中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。2.2. 安全問題日益凸顯，儲(chǔ)能溫控重要性持續(xù)提升2.2.1. 儲(chǔ)能安全事故頻發(fā)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐步完善近年來國內(nèi)外儲(chǔ)能安全事故頻發(fā)，儲(chǔ)能安全問題日益凸顯。近年來在全球儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模不斷增長的同時(shí)，相關(guān)的安全事故也愈加多發(fā)。根據(jù)中國能源網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)，2010-2020 年間，全球范圍內(nèi)發(fā)生了 32 起儲(chǔ)能電站安全事故，而根據(jù) CNESA 的統(tǒng)計(jì)，僅 2021 年全球就發(fā)生了至少 9 起儲(chǔ)能安全事故，2022 年初

30、韓國又發(fā)生 3 起電池相關(guān)火災(zāi)事故。頻繁發(fā)生的儲(chǔ)能安全事故不但造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重時(shí)還對人員安全構(gòu)成了較大威脅，在全球儲(chǔ)能市場迎來加速發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，安全問題已經(jīng)成為行業(yè)亟待解決的重要問題之一。國家/地區(qū)容量（ MWh）用途建筑形態(tài)事故類型儲(chǔ)能技術(shù)事故日期使用時(shí)長比利時(shí)-集裝箱-鋰電池2017/11-韓國/濟(jì)州0.18太陽能混凝土充電中三元2018/94 年韓國/江原2.662太陽能地下混凝土充電后休止三元2018/121 年韓國/京畿17.7調(diào)頻集裝箱修理檢查中三元2018/102 年 7 個(gè)月韓國/軍威1.5太陽能-鋰電池2022/1韓國/慶北8.6調(diào)頻集裝箱修理檢查中三元2018/

31、51 年 10 個(gè)月韓國/慶北3.66太陽能組建式面板充電后休止三元2018/119 個(gè)月韓國/慶北3.66太陽能組建式面板充電后休止三元2019/52 年 3 個(gè)月韓國/慶南1.331太陽能組裝式充電后休止三元2018/117 個(gè)月韓國/慶南3.289需求管理混凝土充電后休止三元2019/110 個(gè)月韓國/全北1.46風(fēng)電集裝箱安裝中（保管）三元2017/8-韓國/全北2.496太陽能集裝箱充電后休止三元2019/19 個(gè)月韓國/全北1.027太陽能組建式面板充電后休止三元2019/5-韓國/全南14風(fēng)電組建式面板修理檢查中三元2018/62 年 5 個(gè)月韓國/全南18.965太陽能組建式面

32、板充電后休止三元2018/66 個(gè)月韓國/全南2.99太陽能組建式面板充電后休止三元2018/77 個(gè)月韓國/全南9.7風(fēng)電組建式面板充電后休止三元2018/71 年 7 個(gè)月韓國/全南5.22太陽能組建式面板充電中三元2019/11 年 2 個(gè)月韓國/世宗18需求管理組建式面板安裝中（施工)三元2018/7-韓國/蔚山46.757需求管理混凝土充電后休止三元2019/17 個(gè)月韓國/蔚山1.5-鋰電池2022/11 年 3 個(gè)月韓國/忠北5.989太陽能組建式面板充電后休止三元2018/98 個(gè)月韓國/忠北4.16太陽能組建式面板充電后休止三元2018/1111 個(gè)月韓國/忠南6太陽能組建式

33、面板安裝中（施工)三元2018/9-韓國/忠南1.22太陽能組建式面板充電后休止三元2018/1111 個(gè)月韓國/忠南9.316需求管理組建式面板充電后休止三元2018/121 年韓國/忠南-太陽能集裝箱-三元2021/4-美國20風(fēng)電集裝箱充電中鉛酸電池2012/86 個(gè)月美國/加州1200調(diào)峰-鋰電池2021/910 個(gè)月美國/加州1200調(diào)峰-鋰電池2022/21 年 2 個(gè)月美國/亞利桑那2需求管理集裝箱-三元2019/42 年日本-需求管理組裝式充電中鈉硫電池2011/9中國/北京2用戶側(cè)集裝箱運(yùn)行維護(hù)中鋰電池2019/51 年 8 個(gè)月中國/北京25光儲(chǔ)充混凝土安裝調(diào)試磷酸鐵鋰20

34、21/4-中國/江蘇-需求管理集裝箱-磷酸鐵鋰2018/9-中國/陜西-調(diào)頻集裝箱充電后休止三元2017/5-表 5：近年全球主要儲(chǔ)能安全事故資料來源：中國能源網(wǎng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐步完善，儲(chǔ)能步入規(guī)范化發(fā)展階段。隨著儲(chǔ)能安全問題日益凸顯，近年來陸續(xù)有國家出臺(tái)相關(guān)政策與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對儲(chǔ)能行業(yè)各環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范，從而提升儲(chǔ)能項(xiàng)目安全性。例如美國于 2016 年率先發(fā)布全球第一項(xiàng)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn) UL 9540，對電化學(xué)儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能等不同類型儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn)作出了明確規(guī)定，UL 9540 后續(xù)又被授權(quán)為加拿大國家標(biāo)準(zhǔn)。我國儲(chǔ)能行業(yè)起步較晚，長期以來政策標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)范相對缺失，但隨著近年來儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展不斷提速

35、，儲(chǔ)能安全問題愈發(fā)得到重視，相關(guān)政策文件陸續(xù)出臺(tái)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐步完善。國家能源局 2022 年印發(fā)的2022 年能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃立項(xiàng)指南、“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案等文件對新型儲(chǔ)能項(xiàng)目的立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維、安全監(jiān)督、安全預(yù)警以及應(yīng)急處臵等各環(huán)節(jié)均提出了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及安全性方面的要求，我國儲(chǔ)能行業(yè)正逐漸步入規(guī)范化發(fā)展階段。表 6：近年部分國家儲(chǔ)能安全相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及指導(dǎo)政策國家時(shí)間行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/指導(dǎo)政策主要內(nèi)容2019 年 6 月美國NFPA 855Standard for the Installation of Energy Storage Systems根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)不同的安裝位臵，提出不同的

36、安裝要求。比如儲(chǔ)能系統(tǒng)是安裝在室內(nèi)或室外的，安裝在有人或者沒有人活動(dòng)的地方，或者安裝在屋頂或車庫，其要求各不相同。2020 年 7 月UL 9540-2020Energy Storage System (ESS) 對包含電化學(xué)儲(chǔ)能和機(jī)械儲(chǔ)能等不同類型儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn)作出了明確。澳大利亞2019 年 10 月AS/NZS 5139:2019Electrical installations Safety of battery systems for use w ith pow er conversion equipment旨在填補(bǔ)澳大利亞新興的家庭儲(chǔ)能行業(yè)在安全指南方面的空白，尤其是一些電池化學(xué)

37、物質(zhì)可能引發(fā)的火災(zāi)隱患，要求所有的家庭電池儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝復(fù)雜和昂貴的防火設(shè)施。按照儲(chǔ)能發(fā)展和安全運(yùn)行需求，發(fā)揮儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化信息平臺(tái)作用，統(tǒng)籌研究、完善儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)，開展不同應(yīng)用場2021 年 7 月關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見景儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)制修訂，建立健全儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。加強(qiáng)現(xiàn)行能源電力系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與儲(chǔ)能應(yīng)用的統(tǒng)籌銜接。推動(dòng)完善新型儲(chǔ)能檢測和認(rèn)證體系。推動(dòng)建立儲(chǔ)能設(shè)備制造、建設(shè)安裝、運(yùn)行監(jiān)測等環(huán)節(jié)的安全標(biāo)準(zhǔn)及管理體系。2021 年 12 月“十四五”國家應(yīng)急體系規(guī)劃將電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)施等新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)的消防安全列入安全生產(chǎn)治中國本攻堅(jiān)重點(diǎn)。新型儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)維、安全監(jiān)督，電化

38、學(xué)儲(chǔ)能的安全設(shè)計(jì)、2022 年 1 月2022 年能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃立項(xiàng)指南2022 年 2 月“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案資料來源：各國政府網(wǎng)站，制造與測評，用戶側(cè)儲(chǔ)能的安裝、運(yùn)行、維護(hù)，能源儲(chǔ)能配臵規(guī)模測算，儲(chǔ)能電站安全管理、應(yīng)急處臵，不同應(yīng)用場景下的儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)要求及并網(wǎng)性能要求。突破電池本質(zhì)安全控制、電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全預(yù)警、系統(tǒng)多級防護(hù)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵材料、高效滅火及防復(fù)燃、儲(chǔ)能電站整體安全性設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)，與此同時(shí)積極建立健全新型儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系，加快制定新型儲(chǔ)能安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2.2.2. 儲(chǔ)能規(guī)模與能量密度齊升，溫控重要性提高儲(chǔ)能系統(tǒng)正朝著更大規(guī)模、更高能量密度的方向演進(jìn)。降本增效是

39、新能源行業(yè)長期的主題，對于儲(chǔ)能系統(tǒng)而言，提升項(xiàng)目的單體規(guī)模以及能量密度是降低整體成本的重要手段。根據(jù)美國太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）的測算模型，鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的總?cè)萘吭酱?，則分?jǐn)傊羻挝蝗萘康慕ㄔO(shè)成本越低，例如對于儲(chǔ)能時(shí)長為 4h 的磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)，1MW 項(xiàng)目的單位建設(shè)成本約為 448 美元/kWh，而 100MW 項(xiàng)目的單位建設(shè)成本僅為 385 美元/kWh。因此，隨著全球裝機(jī)需求的提升，儲(chǔ)能系統(tǒng)將朝著更大規(guī)模、更高能量密度的方向演進(jìn)。圖 20：不同規(guī)模磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)成本情況（ $/kWh）500450400350300250200150100500電池變流器系統(tǒng)集成EPC其他1

40、MW/4h10MW/4h100MW/4hPNNL2021 年以來儲(chǔ)能項(xiàng)目平均單體規(guī)模迅速擴(kuò)大。隨著技術(shù)與市場的成熟，近年來儲(chǔ)能項(xiàng)目大規(guī)?；内厔菀呀?jīng)較為明顯。根據(jù) CNESA 的統(tǒng)計(jì)，在 2021 年國內(nèi)投運(yùn)的 361 個(gè)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目中，百兆瓦及以上的項(xiàng)目僅有 7 個(gè)，而在 2021 年新增規(guī)劃/在建的 490 個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目中，百兆瓦及以上的項(xiàng)目已達(dá)到 71 個(gè)，合計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 15.8GW，占比接近 2/3，預(yù)計(jì) 2022年起大規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目將陸續(xù)落地。海外市場中，近年來儲(chǔ)能項(xiàng)目的單體規(guī)模亦呈加速上升趨勢，例如 2021 年 10 月華為與山東電力建設(shè)第三工程有限公司聯(lián)手簽約的沙特紅海新城儲(chǔ)能

41、項(xiàng)目規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了 1300MWh，其他地區(qū)百兆瓦時(shí)乃至吉瓦時(shí)級別的儲(chǔ)能項(xiàng)目也屢見不鮮。表 7：全球部分大型電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目（包括擬建、在建與建成）項(xiàng)目功率（MW）容量（ MWh）建設(shè)地點(diǎn)Ameresco 公司擬于加州建設(shè)的一個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目537.52150美國莫斯蘭?。∕oss Landing）電池儲(chǔ)能項(xiàng)目3001200美國沙特紅海新城儲(chǔ)能項(xiàng)目-1300沙特Great Western Battery5001000澳大利亞Collie 電池和氫工業(yè)中心項(xiàng)目-600 - 800澳大利亞Goyder Renew ables Zone（配套儲(chǔ)能）900-澳大利亞Victoria Big Battery30

42、0450澳大利亞DP World London Gatew ay320640英國Cranberry Point Energy Storage150300波士頓大連液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站國家示范項(xiàng)目200800中國匯寧時(shí)代江門(臺(tái)山)核儲(chǔ)互補(bǔ)電化學(xué)儲(chǔ)能電站項(xiàng)目13002600中國易事特集團(tuán)河南三門峽 500MW/1GWH 儲(chǔ)能項(xiàng)目5001000中國瓜州睿儲(chǔ)新能源有限公司500MW/1000MWh莫髙儲(chǔ)能電站項(xiàng)目5001000中國中廣核棗莊山亭儲(chǔ)能電站項(xiàng)目400800中國右玉 400MW/800MWh 獨(dú)立儲(chǔ)能項(xiàng)目400800中國國網(wǎng)時(shí)代福建 200MW/400MWh 吉瓦級寧德霞浦儲(chǔ)能工程2004

43、00中國根據(jù)公開信息整理，圖 21：2021 年國內(nèi)投運(yùn)及規(guī)劃/在建儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)量情況2021年投運(yùn)2021年規(guī)劃/在建350300250200150100500<10MW10MW50MW100MW500MWCNESA儲(chǔ)能產(chǎn)品持續(xù)迭代升級，集裝箱單體規(guī)模與能量密度顯著提升。目前集裝箱式儲(chǔ)能為鋰電池儲(chǔ)能的主流形式，隨著項(xiàng)目整體規(guī)模的擴(kuò)大，除了部署更多的儲(chǔ)能集裝箱以外，提高集裝箱的單體容量及能量密度也是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。近年來寧德時(shí)代、陽光電源、比亞迪、海博思創(chuàng)等頭部儲(chǔ)能集成商的產(chǎn)品持續(xù)迭代升級，以比亞迪為例，2020 年推出的電網(wǎng)級儲(chǔ)能系統(tǒng) BYD Cube T28 的單體容量達(dá)到 2.8

44、MWh，相比其 2018 年在英國 Rock Farm 項(xiàng)目中使用的 1.25MWh 的產(chǎn)品有了顯著提升，單位面積能量密度則較行業(yè)此前的 40 尺標(biāo)準(zhǔn)集裝儲(chǔ)能系統(tǒng)提升超 90%，后續(xù)裝載刀片電池的升級版 BYD Cube 產(chǎn)品的等效 40 尺集裝箱面積的裝機(jī)容量預(yù)計(jì)將突破 6MWh。隨著儲(chǔ)能集裝箱單體規(guī)模以及能量密度的提升，系統(tǒng)工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量也將大幅增加，因此為了保障集裝箱內(nèi)溫度及電池組之間的溫差處于合理水平，儲(chǔ)能溫控系統(tǒng)的重要性也將進(jìn)一步凸顯。圖 22：比亞迪集裝箱儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品迭代情況圖 23：BYD Cube T28 能量密度較傳統(tǒng)方案顯著提升儲(chǔ)能集裝箱單體規(guī)模（MWh）3.02.52

45、.01.51.00.50.0英國Rock Farm 40英尺一體式 2448kWh集裝 BYD Cube T28項(xiàng)目集裝箱集裝箱箱集裝箱比亞迪比亞迪對于功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)，電池充放電倍率的增長同樣將對溫控能力提出更高要求。相較于能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)，調(diào)頻等功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)的單體規(guī)模相對較小，但運(yùn)行過程中往往需要頻繁進(jìn)行快速充放電。根據(jù)相關(guān)研究，鋰電池放電倍率越高，運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量也將越多，因此隨著功率型儲(chǔ)能項(xiàng)目利用率的增加，儲(chǔ)能溫控系統(tǒng)同樣將面臨更大的挑戰(zhàn)。放電倍率（ C）鋰電池表面初始溫度（） 充電結(jié)束時(shí)溫度（） 靜臵結(jié)束時(shí)溫度（） 放電結(jié)束時(shí)溫度（） 0.5025.0031.7430.4533.0

46、20.7525.0031.4530.0434.981.0025.0031.3830.5236.141.2525.0031.2630.2337.891.5025.0031.7130.6640.01表 8：不同放電倍率下鋰電池充放電溫度對比資料來源：不同放電倍率條件下的鋰電池溫度場分析，綜上所述，未來儲(chǔ)能項(xiàng)目將朝著更高安全標(biāo)準(zhǔn)、更大單體規(guī)模、更高能量密度、更快充放電倍率的方向發(fā)展，而為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，儲(chǔ)能溫控在整體系統(tǒng)中的重要性將進(jìn)一步凸顯。2.3. 液冷方案加速滲透，儲(chǔ)能溫控市場空間打開2.3.1. 風(fēng)冷為當(dāng)前儲(chǔ)能溫控主流形式，液冷為未來趨勢儲(chǔ)能熱管理形式多樣，風(fēng)冷及液冷成熟度相對較高。目前主流

47、的熱管理方式包括風(fēng)冷、液冷、熱管冷卻和相變冷卻四種，目前風(fēng)冷和液冷的應(yīng)用已較為廣泛，熱管冷卻與相變冷卻的產(chǎn)業(yè)化程度則相對較低。其中，相變冷卻是利用相變材料發(fā)生相變來吸熱的一種冷卻方式，具有結(jié)構(gòu)緊湊、接觸熱阻低、冷卻效果好等優(yōu)點(diǎn)，但相變材料成本較高，且儲(chǔ)熱和散熱速度較慢，目前在儲(chǔ)能溫控領(lǐng)域使用較少。熱管冷卻則是依靠封閉在管內(nèi)的冷卻介質(zhì)發(fā)生相變來實(shí)現(xiàn)換熱，具有散熱效率高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，但成本同樣較高，在儲(chǔ)能等大容量電池系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用較少。從技術(shù)成熟度與產(chǎn)業(yè)化程度出發(fā)，我們認(rèn)為風(fēng)冷和液冷仍將是中長期內(nèi)主要的儲(chǔ)能溫控形式。表 9：儲(chǔ)能溫控主要方式強(qiáng)迫主動(dòng)冷端空冷冷端液冷相變材料+導(dǎo)熱材料散熱效率中

48、高較高高高散熱速度中較高高高較高溫降中較高較高高高溫差較高低低低低復(fù)雜度中較高中較高中成本低較高較高高較高項(xiàng)目空冷液冷熱管冷卻相變冷卻資料來源：大容量鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的熱管理技術(shù)現(xiàn)狀分析，風(fēng)冷系統(tǒng)初始成本較低且安全可靠，為當(dāng)前主要的儲(chǔ)能溫控形式。風(fēng)冷是一種以空氣為冷卻介質(zhì)，利用對流換熱降低電池溫度的冷卻方式，廣泛應(yīng)用于工業(yè)制冷、通信基站、數(shù)據(jù)中心等溫控場景，技術(shù)成熟度與可靠性相對較高。此外，風(fēng)冷系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)較為簡單且易于維護(hù)，初始投資成本相對較低。考慮到其在成本與可靠性方面的優(yōu)勢，目前風(fēng)冷為儲(chǔ)能溫控領(lǐng)域最主流的解決方案。圖 24：風(fēng)冷儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖資料來源：海博思創(chuàng)，風(fēng)冷系統(tǒng)散熱效率低、

49、溫差控制較差且占地面積大，適用范圍相對有限。首先，由于空氣自身的比熱容與導(dǎo)熱系數(shù)較低，風(fēng)冷系統(tǒng)的散熱效率并不高，雖然能夠滿足當(dāng)前大部分儲(chǔ)能電站的溫控需求，但隨著儲(chǔ)能項(xiàng)目單體規(guī)模與能量密度的不斷提升，風(fēng)冷系統(tǒng)在散熱效率上的短板將逐漸顯現(xiàn)。此外，常見的風(fēng)冷系統(tǒng)中空氣始終由進(jìn)風(fēng)口朝出風(fēng)口單向流動(dòng)，這將使位于空氣進(jìn)出口的電池之間存在較大溫差，從而對電池的一致性造成較大影響，盡管目前已有組串式空調(diào)等改進(jìn)方案，但這并沒有從根本上解決風(fēng)冷在溫差控制方面的劣勢。最后，風(fēng)冷系統(tǒng)需要部署面積較大的散熱通道，這將明顯影響儲(chǔ)能電站的空間利用率，從而制約儲(chǔ)能集裝箱規(guī)模以及能量密度的提升。基于上述原因，風(fēng)冷系統(tǒng)在儲(chǔ)能領(lǐng)域的適用范圍存在一定的局限性。圖 25：風(fēng)冷系統(tǒng)工作原理圖資料來源：儲(chǔ)能用鋰電池模組主動(dòng)式熱管理系統(tǒng)性能研究，液冷系統(tǒng)散熱能力強(qiáng)且全生命周期成本較低，有望成為未來發(fā)展趨勢。液冷是一種以水、乙 二醇等液體為介質(zhì)，通過熱對流降低電池溫度的冷卻方式，對比風(fēng)冷，液冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加 復(fù)雜且緊湊，不需要部署大面積的散熱通道，占地面積相對較小。同時(shí)，由于冷卻液的換熱 系數(shù)與比熱容更高且不受海拔和氣壓等因素影響，液冷系統(tǒng)擁有比風(fēng)冷系統(tǒng)更強(qiáng)的散熱能力，更加適應(yīng)儲(chǔ)能項(xiàng)目大規(guī)模、高能量密度的發(fā)展趨勢。從成本上看，根據(jù)相關(guān)研究