2022年储能行业产业链及市场空间分析

1、2022年储能行业产业链及市场空间分析1. 风光催升储能需求，政策发力全产业链“碳中和”：基于能源清洁化与能源独立的最优解。从全球范围来看，“碳中和”已成 为人类共识，各主要国家以立法、宣告等不同形式确立了碳中和目标，2020 年我国亦制 定了 2030“碳达峰”和 2060“碳中和”的战略，目标宏伟而紧迫。从中国自身的角度审 视，“富煤、贫油、少气”是我国最为显著的能源禀赋特征，煤炭资源丰富，但碳排放较 高，到 2021 年仍有 71%的电力由火力发电供应；天然气等能源较为清洁，但对外依存度 高，2021 年我国天然气对外依存度高达 44%。在“碳中和”和能源独立自主要求的双重 考验下，我国

2、必须探索出一条以电气终端化为目标，综合调配风能、光伏、水力、核能等 清洁能源有条件替代高碳能源的“碳中和”之路。“风光”是清洁能源中增量空间大、安全性高、经济性好的发展路线。我国是全球风 光产业的主要推动国家，尤其是最近两年伴随风光成本的下降，行业逐渐进入到市场化经 济性推动阶段，产业开始快速、健康发展。2021 年，虽然光伏上游成本不断上行，但全 年我国光伏装机量仍达 52.97GW，同比+7.8%；全年风电装机量达 47.57GW，同比 2020 年-40.9%，但同比 2019 年+183.3%。而中长期来看，根据国家能源局发布的关于 2021 年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知，到

3、2025年风光发电量占比将提升至16.5%， 2030 年全国风光装机规模将超 1200GW。我们预计到 2030 年，国内非化石能源消费占比 将达到 26%左右。储能将成为风光高增的必然选择。风光等清洁能源在发电出力份额中的提升，对现有 电力供需体系提出了新的要求。1. 在发电侧，风光出力波动性大造成供给不稳定。可再生能源直接受自然条件制约， 相比化石能源、核能等，风光产出受光照、风力大小等多个自然气候因素影响，在不同年 份、季节、日内均不稳定。考察典型的日内风光出力曲线，光伏功率曲线呈倒 U 型，于正 午达到峰值；风电功率曲线呈随机波动趋势。为匹配电网负荷规划，长期以来存在着弃风弃光现象，

4、为了减少风光发电的能量浪费，最大限度实现风光发电利用率，储能成为风光 并网的必选项。2. 在电网侧，对负荷、电压和功率调节的需求早已有之，在储能参与之前多通过发电 机组的自调节，但这种自调节已难以满足风光并网的新增需求。储能参与调峰，可以实现 电力供给侧的削峰填谷，维护电网负荷稳定；储能参与调频，调节效果优于传统机组，更 好地维持电力系统的短时负荷平衡。3. 在用户侧，由于电力供需错配是长期存在的现实问题，电力供给侧的调配不能完全 适应电力需求，所以用户侧的需求平滑也是缓解错配的重要方式。首先，为引导电力需求 平滑，部分地区的电价峰谷价差出现一定套利空间，用户侧的配置储能具有经济激励与正 外部

5、性。其次，为实现用电经济性与稳定性，用户侧的分布式光伏配储、储能备电等也为 电网供电这一主要方式提供了重要补充。供需错配催升储能需求，政策推动产业链发展。“碳中和”目标驱使发电侧对风光并 网的储能配置规模提出了更高要求，供需错配以及新能源发电的不稳定催生电网侧电力调 峰、系统调频的需求，户用上网峰谷价差将带来储能套利空间，同时储能备电也是维持电 力稳定供应的重要补充。同时，储能政策也在储能产业的供需两端呈现出较强的推动作用， 储能参与电力市场的市场机制与价格机制逐渐明确。在政策的推动下，储能技术不断发展， 储能规模不断提高，储能度电成本下降，储能逐渐呈现经济性。“谁为储能买单”等亟需 厘清的问

6、题也逐渐出现解决方案，行业最为关心的问题已经有了初步回答。从储能应用场景的角度可以将储能需求分为发电侧、电网侧、用户侧三大块。发电侧 指集中式光伏、风电发电站并网配储的需求，电网侧指电网辅助运行、调峰调频等产生的 储能需求，用户侧指分布式光伏配储、负荷终端配储、便携式储能等储能需求。在这种划 分下，预计 2021-2025 年全球发电侧储能需求为12.1/21.1/37.2/59.8/103.4GWh，对应 CAGR+48.7%；电网侧储能需求为 5.0/5.0/7.6/17.2/22.3GWh，对应 CAGR+45.1%；用 户侧储能需求为24.1/45.5/68.7/99.3/132.3G

7、Wh，对应 CAGR+30.6%。可见，发电侧的 风光并网配储，以及用户侧的分布式光伏配储、负荷终端配储、便携式储能等储能需求仍 是未来储能装机增长的主要推动力。我们预计在能源结构转型的大浪潮下，2021-2025 年全球储能市场有望分别产生41.2/71.7/113.5/176.4/258.0GWh 的储能容量需求，对应 2022-2025 年 CAGR+37.7%， 储能产业链将迎来爆发式增长。2. 技术路径：机械储能技术成熟，新型储能潜力大从技术路径上看，储能行业分为电化学储能、机械储能、电磁储能三大类型，另外还 有储氢、储热等尚不成熟的技术，没有形成产业规模。1. 机械储能。机械储能中

8、应用最广、技术最成熟的是抽水储能。根据 CNESA，我国 2020 年抽水储能累计装机占总储能装机的 89.3%。但是抽水储能对地形、岩层、 水文等自然环境要求较高，选址苛刻，并且建设周期长。压缩空气储能技术也较 成熟，在美国、澳大利亚等地有大规模应用，但因为选址十分有限，同时响应速 度较慢，故在我国还没有大规模应用。飞轮储能具有持续时间段、容量小等特点， 在 UPS、调频系统等方面有专门应用。重力储能原理与抽水储能类似，目前正处 于从理论研究、小规模试验到大型商业化项目落地阶段，有望成为新的机械储能 增长点。2. 电磁储能。电磁储能更适用于放电时间短、响应速度快的功率型储能。其中超级 电容器

9、储能可以与其他储能联合使用，用于调频。超导储能响应速度极快，适用 于特定领域，尚处于实验性阶段。3. 电化学储能。2021 年以来，配套存量集中式风光发电站的相关储能政策频繁出台， 考虑自然环境和响应速度、长期经济性等，电化学储能逐渐成为主要解决方案。 细分来看，磷酸铁锂短期性价比更佳，钠电池也有望长期占据一定份额。3. 重力储能从理论迈向实践目前主流可商用重力储能技术路线由全球著名能源技术创新企业 Energy Vault（EV） 公司研发。该技术通过电机提升重力砖块的形式，将输入电力以重力势能的形式储存起来； 需要放电时，由砖块下降带动发电机运作，将重力势能重新转换为电能。其重力砖块可由

10、土壤、建筑废料、焚烧灰渣、废旧风机叶片等制作，通过人工智能算法，重力储能装置可 实现设施储能、供能全程自动运作。重力储能具备安全性、长寿命等优点。与抽水蓄能、电化学储能（以锂电池为例）等 传统技术相比，重力储能成本相对较低，持续时间灵活，高度可扩展性，且其储存介质较 难退化，储能过程相对绿色安全等优势。重力储能发展大致经历三个阶段第一阶段（2019 年以前）为技术探讨期。为寻找高性价比的储能方式，海内外提出 了基于抽水蓄能、构筑物高度差、山体落差、地下竖井等多种重力储能技术路线。其中， EV 综合起重机/电梯、航运、电机/发电机和材料科学四个成熟行业的技术，在经过验证的 抽水蓄能储能核心技术之

11、上率先提出基于重力的混凝土砌块储能塔储能解决方案。第二阶段（2020-2021 年）为技术实验期。2020 年 7 月，应用 EV1 技术的瑞士的 5 MW 商业示范单元 (CDU) 完工并网，成功实现商业规模部署。基于该示范项目经验，2021 年，EV 陆续推出二代 EVx 技术模块和 EVS 储能管理集成平台。Gravitricity 提出悬挂式重 力势能技术，并于 2021 年在爱丁堡利斯港使用 15 米高的钻机成功建造、调试并运营了 一个 250kW 的重力势能并网示范项目。第三阶段（2022 年至今）为技术商用期。经前期项目检验，EV 和 Gravitricity 重力储 能项目预计于 2022 年率先落地商用。2022 年 1 月，公司子公司 Atlas 获得 EV 技术授权 用于江苏如东 100MWh 的重力储能示范项目，该项目预计于 2022 年 7 月投入商业运营。 此外，EV 与 DG Fuels 的路易斯安那州 500 MWh 合作项目预计于 2022 年年中开始建设。 Gravitricity 预计的第一个欧洲全面项目也进入选址期。其余路线基本仍处于试验阶段。重力储能注重循环经济。EV 致力于在能源领域建立循环经济，进一步开发能源废料 的修复和回收机会，以便在储能解决方案中进行有益的再利用