2022年儲能行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈及市場空間分析

1、2022年儲能行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈及市場空間分析1. 風(fēng)光催升儲能需求，政策發(fā)力全產(chǎn)業(yè)鏈“碳中和”：基于能源清潔化與能源獨(dú)立的最優(yōu)解。從全球范圍來看，“碳中和”已成 為人類共識，各主要國家以立法、宣告等不同形式確立了碳中和目標(biāo)，2020 年我國亦制 定了 2030“碳達(dá)峰”和 2060“碳中和”的戰(zhàn)略，目標(biāo)宏偉而緊迫。從中國自身的角度審 視，“富煤、貧油、少氣”是我國最為顯著的能源稟賦特征，煤炭資源豐富，但碳排放較 高，到 2021 年仍有 71%的電力由火力發(fā)電供應(yīng)；天然氣等能源較為清潔，但對外依存度 高，2021 年我國天然氣對外依存度高達(dá) 44%。在“碳中和”和能源獨(dú)立自主要求的雙重 考驗(yàn)下，我國

2、必須探索出一條以電氣終端化為目標(biāo)，綜合調(diào)配風(fēng)能、光伏、水力、核能等 清潔能源有條件替代高碳能源的“碳中和”之路?！帮L(fēng)光”是清潔能源中增量空間大、安全性高、經(jīng)濟(jì)性好的發(fā)展路線。我國是全球風(fēng) 光產(chǎn)業(yè)的主要推動國家，尤其是最近兩年伴隨風(fēng)光成本的下降，行業(yè)逐漸進(jìn)入到市場化經(jīng) 濟(jì)性推動階段，產(chǎn)業(yè)開始快速、健康發(fā)展。2021 年，雖然光伏上游成本不斷上行，但全 年我國光伏裝機(jī)量仍達(dá) 52.97GW，同比+7.8%；全年風(fēng)電裝機(jī)量達(dá) 47.57GW，同比 2020 年-40.9%，但同比 2019 年+183.3%。而中長期來看，根據(jù)國家能源局發(fā)布的關(guān)于 2021 年風(fēng)電、光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)的通知，到

3、2025年風(fēng)光發(fā)電量占比將提升至16.5%， 2030 年全國風(fēng)光裝機(jī)規(guī)模將超 1200GW。我們預(yù)計(jì)到 2030 年，國內(nèi)非化石能源消費(fèi)占比 將達(dá)到 26%左右。儲能將成為風(fēng)光高增的必然選擇。風(fēng)光等清潔能源在發(fā)電出力份額中的提升，對現(xiàn)有 電力供需體系提出了新的要求。1. 在發(fā)電側(cè)，風(fēng)光出力波動性大造成供給不穩(wěn)定?？稍偕茉粗苯邮茏匀粭l件制約， 相比化石能源、核能等，風(fēng)光產(chǎn)出受光照、風(fēng)力大小等多個自然氣候因素影響，在不同年 份、季節(jié)、日內(nèi)均不穩(wěn)定?？疾斓湫偷娜諆?nèi)風(fēng)光出力曲線，光伏功率曲線呈倒 U 型，于正 午達(dá)到峰值；風(fēng)電功率曲線呈隨機(jī)波動趨勢。為匹配電網(wǎng)負(fù)荷規(guī)劃，長期以來存在著棄風(fēng)棄光現(xiàn)象，

4、為了減少風(fēng)光發(fā)電的能量浪費(fèi)，最大限度實(shí)現(xiàn)風(fēng)光發(fā)電利用率，儲能成為風(fēng)光 并網(wǎng)的必選項(xiàng)。2. 在電網(wǎng)側(cè)，對負(fù)荷、電壓和功率調(diào)節(jié)的需求早已有之，在儲能參與之前多通過發(fā)電 機(jī)組的自調(diào)節(jié)，但這種自調(diào)節(jié)已難以滿足風(fēng)光并網(wǎng)的新增需求。儲能參與調(diào)峰，可以實(shí)現(xiàn) 電力供給側(cè)的削峰填谷，維護(hù)電網(wǎng)負(fù)荷穩(wěn)定；儲能參與調(diào)頻，調(diào)節(jié)效果優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)組，更 好地維持電力系統(tǒng)的短時負(fù)荷平衡。3. 在用戶側(cè)，由于電力供需錯配是長期存在的現(xiàn)實(shí)問題，電力供給側(cè)的調(diào)配不能完全 適應(yīng)電力需求，所以用戶側(cè)的需求平滑也是緩解錯配的重要方式。首先，為引導(dǎo)電力需求 平滑，部分地區(qū)的電價峰谷價差出現(xiàn)一定套利空間，用戶側(cè)的配置儲能具有經(jīng)濟(jì)激勵與正 外部

5、性。其次，為實(shí)現(xiàn)用電經(jīng)濟(jì)性與穩(wěn)定性，用戶側(cè)的分布式光伏配儲、儲能備電等也為 電網(wǎng)供電這一主要方式提供了重要補(bǔ)充。供需錯配催升儲能需求，政策推動產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?！疤贾泻汀蹦繕?biāo)驅(qū)使發(fā)電側(cè)對風(fēng)光并 網(wǎng)的儲能配置規(guī)模提出了更高要求，供需錯配以及新能源發(fā)電的不穩(wěn)定催生電網(wǎng)側(cè)電力調(diào) 峰、系統(tǒng)調(diào)頻的需求，戶用上網(wǎng)峰谷價差將帶來儲能套利空間，同時儲能備電也是維持電 力穩(wěn)定供應(yīng)的重要補(bǔ)充。同時，儲能政策也在儲能產(chǎn)業(yè)的供需兩端呈現(xiàn)出較強(qiáng)的推動作用， 儲能參與電力市場的市場機(jī)制與價格機(jī)制逐漸明確。在政策的推動下，儲能技術(shù)不斷發(fā)展， 儲能規(guī)模不斷提高，儲能度電成本下降，儲能逐漸呈現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性?！罢l為儲能買單”等亟需 厘清的問

6、題也逐漸出現(xiàn)解決方案，行業(yè)最為關(guān)心的問題已經(jīng)有了初步回答。從儲能應(yīng)用場景的角度可以將儲能需求分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)三大塊。發(fā)電側(cè) 指集中式光伏、風(fēng)電發(fā)電站并網(wǎng)配儲的需求，電網(wǎng)側(cè)指電網(wǎng)輔助運(yùn)行、調(diào)峰調(diào)頻等產(chǎn)生的 儲能需求，用戶側(cè)指分布式光伏配儲、負(fù)荷終端配儲、便攜式儲能等儲能需求。在這種劃 分下，預(yù)計(jì) 2021-2025 年全球發(fā)電側(cè)儲能需求為12.1/21.1/37.2/59.8/103.4GWh，對應(yīng) CAGR+48.7%；電網(wǎng)側(cè)儲能需求為 5.0/5.0/7.6/17.2/22.3GWh，對應(yīng) CAGR+45.1%；用 戶側(cè)儲能需求為24.1/45.5/68.7/99.3/132.3G

7、Wh，對應(yīng) CAGR+30.6%?？梢姡l(fā)電側(cè)的 風(fēng)光并網(wǎng)配儲，以及用戶側(cè)的分布式光伏配儲、負(fù)荷終端配儲、便攜式儲能等儲能需求仍 是未來儲能裝機(jī)增長的主要推動力。我們預(yù)計(jì)在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的大浪潮下，2021-2025 年全球儲能市場有望分別產(chǎn)生41.2/71.7/113.5/176.4/258.0GWh 的儲能容量需求，對應(yīng) 2022-2025 年 CAGR+37.7%， 儲能產(chǎn)業(yè)鏈將迎來爆發(fā)式增長。2. 技術(shù)路徑：機(jī)械儲能技術(shù)成熟，新型儲能潛力大從技術(shù)路徑上看，儲能行業(yè)分為電化學(xué)儲能、機(jī)械儲能、電磁儲能三大類型，另外還 有儲氫、儲熱等尚不成熟的技術(shù)，沒有形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。1. 機(jī)械儲能。機(jī)械儲能中

8、應(yīng)用最廣、技術(shù)最成熟的是抽水儲能。根據(jù) CNESA，我國 2020 年抽水儲能累計(jì)裝機(jī)占總儲能裝機(jī)的 89.3%。但是抽水儲能對地形、巖層、 水文等自然環(huán)境要求較高，選址苛刻，并且建設(shè)周期長。壓縮空氣儲能技術(shù)也較 成熟，在美國、澳大利亞等地有大規(guī)模應(yīng)用，但因?yàn)檫x址十分有限，同時響應(yīng)速 度較慢，故在我國還沒有大規(guī)模應(yīng)用。飛輪儲能具有持續(xù)時間段、容量小等特點(diǎn)， 在 UPS、調(diào)頻系統(tǒng)等方面有專門應(yīng)用。重力儲能原理與抽水儲能類似，目前正處 于從理論研究、小規(guī)模試驗(yàn)到大型商業(yè)化項(xiàng)目落地階段，有望成為新的機(jī)械儲能 增長點(diǎn)。2. 電磁儲能。電磁儲能更適用于放電時間短、響應(yīng)速度快的功率型儲能。其中超級 電容器

9、儲能可以與其他儲能聯(lián)合使用，用于調(diào)頻。超導(dǎo)儲能響應(yīng)速度極快，適用 于特定領(lǐng)域，尚處于實(shí)驗(yàn)性階段。3. 電化學(xué)儲能。2021 年以來，配套存量集中式風(fēng)光發(fā)電站的相關(guān)儲能政策頻繁出臺， 考慮自然環(huán)境和響應(yīng)速度、長期經(jīng)濟(jì)性等，電化學(xué)儲能逐漸成為主要解決方案。 細(xì)分來看，磷酸鐵鋰短期性價比更佳，鈉電池也有望長期占據(jù)一定份額。3. 重力儲能從理論邁向?qū)嵺`目前主流可商用重力儲能技術(shù)路線由全球著名能源技術(shù)創(chuàng)新企業(yè) Energy Vault（EV） 公司研發(fā)。該技術(shù)通過電機(jī)提升重力磚塊的形式，將輸入電力以重力勢能的形式儲存起來； 需要放電時，由磚塊下降帶動發(fā)電機(jī)運(yùn)作，將重力勢能重新轉(zhuǎn)換為電能。其重力磚塊可由

10、土壤、建筑廢料、焚燒灰渣、廢舊風(fēng)機(jī)葉片等制作，通過人工智能算法，重力儲能裝置可 實(shí)現(xiàn)設(shè)施儲能、供能全程自動運(yùn)作。重力儲能具備安全性、長壽命等優(yōu)點(diǎn)。與抽水蓄能、電化學(xué)儲能（以鋰電池為例）等 傳統(tǒng)技術(shù)相比，重力儲能成本相對較低，持續(xù)時間靈活，高度可擴(kuò)展性，且其儲存介質(zhì)較 難退化，儲能過程相對綠色安全等優(yōu)勢。重力儲能發(fā)展大致經(jīng)歷三個階段第一階段（2019 年以前）為技術(shù)探討期。為尋找高性價比的儲能方式，海內(nèi)外提出 了基于抽水蓄能、構(gòu)筑物高度差、山體落差、地下豎井等多種重力儲能技術(shù)路線。其中， EV 綜合起重機(jī)/電梯、航運(yùn)、電機(jī)/發(fā)電機(jī)和材料科學(xué)四個成熟行業(yè)的技術(shù)，在經(jīng)過驗(yàn)證的 抽水蓄能儲能核心技術(shù)之

11、上率先提出基于重力的混凝土砌塊儲能塔儲能解決方案。第二階段（2020-2021 年）為技術(shù)實(shí)驗(yàn)期。2020 年 7 月，應(yīng)用 EV1 技術(shù)的瑞士的 5 MW 商業(yè)示范單元 (CDU) 完工并網(wǎng)，成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)規(guī)模部署?；谠撌痉俄?xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，2021 年，EV 陸續(xù)推出二代 EVx 技術(shù)模塊和 EVS 儲能管理集成平臺。Gravitricity 提出懸掛式重 力勢能技術(shù)，并于 2021 年在愛丁堡利斯港使用 15 米高的鉆機(jī)成功建造、調(diào)試并運(yùn)營了 一個 250kW 的重力勢能并網(wǎng)示范項(xiàng)目。第三階段（2022 年至今）為技術(shù)商用期。經(jīng)前期項(xiàng)目檢驗(yàn)，EV 和 Gravitricity 重力儲 能項(xiàng)目預(yù)計(jì)于 2022 年率先落地商用。2022 年 1 月，公司子公司 Atlas 獲得 EV 技術(shù)授權(quán) 用于江蘇如東 100MWh 的重力儲能示范項(xiàng)目，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)于 2022 年 7 月投入商業(yè)運(yùn)營。 此外，EV 與 DG Fuels 的路易斯安那州 500 MWh 合作項(xiàng)目預(yù)計(jì)于 2022 年年中開始建設(shè)。 Gravitricity 預(yù)計(jì)的第一個歐洲全面項(xiàng)目也進(jìn)入選址期。其余路線基本仍處于試驗(yàn)階段。重力儲能注重循環(huán)經(jīng)濟(jì)。EV 致力于在能源領(lǐng)域建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)，進(jìn)一步開發(fā)能源廢料 的修復(fù)和回收機(jī)會，以便在儲能解決方案中進(jìn)行有益的再利用