中國儲能材料產(chǎn)業(yè)鏈上中下游及未來發(fā)展趨勢分析

中國儲能材料產(chǎn)業(yè)鏈上中下游及未來發(fā)展趨勢分析一、儲能材料產(chǎn)業(yè)鏈儲能是指通過介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲起來，在需要時再釋放的過程。按照能量儲存方式，儲能可分為物理儲能、化學(xué)儲能、電磁儲能三類，其中物理儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等，化學(xué)儲能主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池等，電磁儲能主要包括超級電容器儲能、超導(dǎo)儲能。儲能材料是指在一定的溫度范圍內(nèi)，利用材料本身相態(tài)或結(jié)構(gòu)變化，向環(huán)境自動吸收或釋放潛熱，從而達(dá)到調(diào)控環(huán)境溫度的一類材料。目前，儲能材料主要有四類：金屬儲能材料、復(fù)合材料類儲能材料、有機(jī)儲能材料、無機(jī)非金屬儲能材料。儲能材料產(chǎn)業(yè)鏈上游為各種原材料，包括鋰礦、石墨礦、鈷礦、鎳礦以及原料相應(yīng)的生產(chǎn)挖掘設(shè)備；中游為儲能材料，下游為不同的儲能器件，應(yīng)用于不同領(lǐng)域。二、儲能材料產(chǎn)業(yè)鏈上游分析1、鋰礦從全球鋰資源供應(yīng)情況來看，近年來全球鋰產(chǎn)量整體呈現(xiàn)先增后降的態(tài)勢。據(jù)統(tǒng)計，2018年全球鋰產(chǎn)量最高達(dá)到9.5萬噸鋰金屬當(dāng)量，同比增長37.7%；2020年全球鋰產(chǎn)量下滑至8.2萬噸鋰金屬當(dāng)量，同比下降4.7%。注：圖中數(shù)據(jù)以鋰金屬當(dāng)量統(tǒng)計。鋰金屬由于質(zhì)量輕、燃燒溫度高，被廣泛應(yīng)用于新能源汽車動力電池的制造。據(jù)統(tǒng)計，2020年全球鋰需求結(jié)構(gòu)中，電池約占75%，是最大的需求端；其中在電池中，動力電池占比也由2019年的46%提升至2020年的54%，增速迅猛。2、石墨目前我國是世界范圍內(nèi)石墨產(chǎn)量最高的國家。據(jù)統(tǒng)計，2020年全球天然石墨產(chǎn)量為110萬噸，我國產(chǎn)量為65萬噸，占比59.1%，相較2019年63.6%，我國產(chǎn)量有所下滑。從石墨消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，目前石墨的產(chǎn)業(yè)鏈還處在較為基礎(chǔ)階段，關(guān)于它的高附加值產(chǎn)品開發(fā)不夠。據(jù)統(tǒng)計，2020年，石墨行業(yè)消費(fèi)結(jié)構(gòu)比例為：耐火材料占總消費(fèi)量的26%、鑄造占比15%、潤滑劑占比14%、制動襯片占比13%、鉛筆占比7%，其它(碳刷、電池、膨脹石墨等)占25%。3、鎳礦近年來，動力電池高鎳化趨勢愈演愈烈，鎳資源在儲能電池中應(yīng)用十分重要。從全球產(chǎn)量上來看，據(jù)統(tǒng)計，2020年全球鎳礦產(chǎn)量出現(xiàn)下滑，為250萬噸，同比下滑7.4%。三、儲能材料產(chǎn)業(yè)鏈中游分析1、鋰電池正負(fù)極材料鋰電池正負(fù)極材料是儲能材料目前最為廣泛的應(yīng)用。從我國市場規(guī)模來看，鋰電池儲能材料市場規(guī)模逐年增長，正極材料增速快于負(fù)極材料。據(jù)統(tǒng)計，2020年中國鋰電池正極材料市場規(guī)模為751.9億元，負(fù)極材料市場規(guī)模為140.2億元。預(yù)計2021年中國鋰電池正負(fù)極材料市場規(guī)模將分別達(dá)到877.1億元、159.1億元。從競爭格局來看，據(jù)統(tǒng)計，2020年我國鋰電池正極材料市場競爭格局中，廈門鎢業(yè)占比最大達(dá)9.92%，天津巴莫占比達(dá)6.44%，德方納米占比達(dá)6.31%，榮百鋰電占比達(dá)5.82%，長運(yùn)鋰科占比達(dá)5.70%；在鋰電池負(fù)極材料市場競爭格局中，按出貨量來看，貝瑞特占比最大，達(dá)22%。其次為璞泰來，占比達(dá)18%。杉杉股份、凱金新能源、中科星城占比分別達(dá)17%、14%、7%。2、碳纖維碳纖維是由聚丙烯腈等有機(jī)母體纖維，在高溫環(huán)境下裂解碳化形成碳主鏈機(jī)構(gòu)，含碳量在90%以上的高強(qiáng)度高模量纖維，具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等特性，在儲能領(lǐng)域，多做為無機(jī)非金屬儲能材料，用于儲氫瓶等。據(jù)統(tǒng)計，2020年中國碳纖維產(chǎn)能為3.62萬噸，產(chǎn)量為1.85萬噸，產(chǎn)能轉(zhuǎn)化率為51.1%。預(yù)計中國碳纖維行業(yè)產(chǎn)能轉(zhuǎn)化率將持續(xù)提升，2021年產(chǎn)量約為2.04萬噸。3、碳基復(fù)合材料碳碳復(fù)合材料是碳纖維及其織物增強(qiáng)的碳基體復(fù)合材料，是復(fù)合材料類儲能材料。從產(chǎn)量上來，我國碳基復(fù)合材料產(chǎn)量逐年增加。據(jù)統(tǒng)計，2020年中國碳基復(fù)合材料產(chǎn)量為48.27萬噸，同比上漲9.46%，年均復(fù)合增長速度為12.01%。預(yù)計2021年碳基復(fù)合材料產(chǎn)量約為52.68萬噸。四、儲能材料產(chǎn)業(yè)鏈下游分析1、儲能電池從儲能項目技術(shù)占比來看，鋰離子電池儲能在國內(nèi)市場已經(jīng)成為主流技術(shù)，技術(shù)占比過半達(dá)66%，鈉硫電池、鉛蓄電池以及液流電池的應(yīng)用規(guī)模則相對較小。在起動和大型儲能等應(yīng)用領(lǐng)域，鉛酸蓄電池由于其技術(shù)成熟、安全性高、循環(huán)再生利用率高價格低廉等優(yōu)勢占據(jù)主導(dǎo)地位。從鋰電池出貨量情況來看，據(jù)統(tǒng)計，我國儲能鋰電池出貨量由2017年3.5Gwh增至2020年16.2GWh，年均復(fù)合增長率為66.0%。預(yù)計2021年我國儲能鋰電池出貨量約為25.6GWh；從鉛酸蓄電池產(chǎn)量來看，2018年我國鉛酸蓄電池產(chǎn)量超2.03億千伏安時。近年來，鉛酸蓄電池市場穩(wěn)中有漲，預(yù)計2021年產(chǎn)量將近2.17億千伏安時。2、加氫站加氫站是給燃料電池汽車提供氫氣的燃?xì)庹?，作為給燃料電池汽車提供氫氣的基礎(chǔ)設(shè)施，加氫站的數(shù)量也在不斷增長。據(jù)統(tǒng)計，截至2020年12月31日，全國在建和已建加氫站共181座，已經(jīng)建成124座，其中2020年建成加氫站55座。五、儲能行業(yè)未來發(fā)展趨勢1、電化學(xué)儲能行業(yè)高速發(fā)展，市場空間廣闊近年來，全球電化學(xué)儲能市場進(jìn)入快速成長期。2019年中國通信儲能鋰電池出貨量達(dá)6.0GWh，2017-2019年年均增長88%。未來，伴隨著全球可再生能源的大規(guī)模發(fā)展以及對電力系統(tǒng)要求的不斷提升，電化學(xué)儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用空間廣闊。2、儲能技術(shù)將更進(jìn)一步的突破儲能市場的迅速發(fā)展有賴于儲能技術(shù)的革新帶動成本下降和性能提升。隨著電化學(xué)儲能的規(guī)?；茝V和應(yīng)用，電池系統(tǒng)的性能和成本逐漸成為影響行業(yè)快速發(fā)展的瓶頸問題，未來需要在電池材料、制造工藝、系統(tǒng)集成及運(yùn)行維護(hù)等方面實現(xiàn)技術(shù)突破，降低制造和運(yùn)行成本。3、配套利好政策將更好的打開市場目前，我國輔助服務(wù)市場依然處于探索期，有利