【高发研思GFC】乘碳中和之东风观储能星辰大海-2022年储能产业研究报告

乘碳中和之东风，观储能星辰大海2022年储能产业研究报告b高发研思咨询

GodFatherConsulting2022.10.16公众号【高发研思咨询GFC】，版权归属高发研思咨询❶ 行业概况❷ 技术路线0 商业模式❹ 市场动向❺ 未尧待续

储能的定义、分类和储能技术简介■储能是指通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放的过程。储能又是石油油藏中的一个名词，代表储层储存油气的能力。■储能可以对电力进行存储，在需要的时候释放，能够有效解决电力在时间和空间上的不平衡。■储能技术的应用贯穿于电力系统发电、输电、配电、用电的各个环节。储能技术简介广义上，储能可以分为电储能、热储能和氢储能三类，其中电储能是目前最主要的储能形式。电储能中，根据储存的原理不同可以分为物理储能、电磁储能、电化学储能三类。其中，物理储能是目前最为成熟、成本最低、使用规模最大的储能方式，电磁储能由于充放电速度快等明显优势同样具有极大发展潜力，但目前技术还不够成熟，电化学储能是应用范围最为广泛、发展潜力最大的储能技术。目前抽水蓄能、电化学储能应用最为广泛。电化学储能物理储能电磁储能抽压1缩飞超级电容器;超..储能技术简介广义上，储能可以分为电储能、热储能和氢储能三类，其中电储能是目前最主要的储能形式。电储能中，根据储存的原理不同可以分为物理储能、电磁储能、电化学储能三类。其中，物理储能是目前最为成熟、成本最低、使用规模最大的储能方式，电磁储能由于充放电速度快等明显优势同样具有极大发展潜力，但目前技术还不够成熟，电化学储能是应用范围最为广泛、发展潜力最大的储能技术。目前抽水蓄能、电化学储能应用最为广泛。电化学储能物理储能电磁储能抽压1缩飞超级电容器;超..锂电池、铅液钠，水空轮1导酸流硫蓄气储,储电电电能储能能1能池池池名称介绍电化学储能电化学储能，通过电池所完成的能量储存、释放与管理过程。电化学储能指的是以锂电池为代表的各类二次电池储能。物理储能物理储能指的是利用抽水、压缩空气、飞轮等物理方法实现能量的存储，具有环保、绿色的优点。物理储能具有规模大、循环寿命长和运行费用低等优点，但需要特殊的地理条件和场地，建设的局限性较大，且一次性投资费用较高，不适合较小功率的离网发电系统。超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性。压缩空气储能压缩空气储能是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，将空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气爆、山洞、过期油气井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式。抽水蓄能利用水作为储能介质，通过电能与势能相互转化，实现电能的储存和管理。利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电。可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能飞轮储能电动机带动飞轮高速旋转，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。飞轮備能系统是一种机电能量转换的储能装置.，突破了化学电池的局限，通过电动/发电互逆式双向电机，用物理方法实现储能。超导储能超导储能是由于超导磁体环流在零电阻下无能耗运行持久地储存电磁能，旦在短路情况下运行，所以称超导储能。超导线圏的优点在于，一次储能可长期无损耗地保存，义可瞬时放出，储存能量高，用低压电源励磁即可，装置体积小，节省了常规所需的送变电设备和戒少送变电损耗。"源网荷储一体化”电源、电网、负荷、储能整体解决方案的运营模式。执行一体化的模式，可精准控制社会可中断的用电负荷和储能资源，提高电网安全运行水平。提升可再生能源电量消费比重，促进能源领域与生态环境协调可持续发展。削峰填谷是调整用电负荷的一种措施。根据不同用户的用电规律，合理地、有计划地安排和组织各类用户的用电时间。以降低负荷高峰，填补负荷低谷。减小电网负荷峰谷差，使发电用电趋于平衡。数据来源：公开数据、资料整理公众号【高发研思咨询GFC】，版权.归属髙发研思咨询数据来源：公开数据、资料整理储能事业发展的重要意义随着地球上化石能源逐渐枯竭、环境污染形势严峻，电能成为人类社会的主要能源已经成为不可逆转的趋势。电能的优点显而易见，清洁、高效，取得电能的手段也越来越多。然而电能却有一个非常不利的缺点：不便储存，造成了电能使用的诸多问题，例如用电高峰时低谷时大量发电产能闲置、弃风弃光情况严重、电网投资过大等。储能的发展可以解决大部分电能的缺陷带来的问题。意义一：储能发展是实现双碳的必由之路目前储能主要应用于发电侧（新能源+储能应用）、电网侧（输配）、用户侧、分布式及微网以及辅助服务等部分。在发电侧，储能主要用于平滑可再生能源输出、吸收过剩电力、减少“弃风弃光''以及即时并网；在电网侧，储能主要通过调峰以及参与电力市场辅助服务保障电网稳定运行；在分布式及微网方面，储能主要用于稳定系统输出、作为备用电源并提高调度的灵活性；在用户侧，储能主要用于工商业削峰填谷、需求侧响应以及能源成本管理。储能贯穿新能源开发与利用的全部环节，是能源转换与缓冲、调峰与提效、传输与调度、管理与运用的核心技术，既是国家能源安全的重要保障，也是电动汽车等新兴产业的主要发展动力，具有重要的战略价值和辉煌的产业前景。意义二：发展储能是解决新型电力系统供需匹配和波动性问题的关键 ]保障能源稳定性未来能源系统将是以新能源为主体、多种形式能源共同构成的多元化能源系统。风电、光伏发电本身的波动性和间歇性决定了灵活性将是新的能源系统必不可少的组成部分。从技术属性来看，储能正好能够满足新的能源系统对灵活性的需求。因此，通过储能技术实现可再生能源大规模接入，从而推动能源低碳转型的技术路径被业界寄予厚望。减少弃风弃光率我国风电、光伏电站装机量近年来大幅增加，但由于风光电站发电的随机性与反调峰性，大量的并网会对现有电网造成强烈冲击，使主网调峰调压、频率控制等方面难度增加，造成了严重的“弃风”、“弃光”现象，同时加大了电网安全稳定运行的风险。我国可再生能源资源丰富的地区大多电力负荷较小，大量的新能源发电无法在本地消纳，在对外输电网络没有完全建成的情况下，“弃风”、“弃光”电量将白白浪费。只要电力的上网电价大于单位储能成本与固定投资的分摊额，再通过合理的方式把储存的电能消耗，企业就可以通过储存“弃风”、“弃光”电能获利。数据来源：公开数据、资料整理公众号【高发研思咨询GFC】，版权归属高发研思咨询数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询GFC】，版权归属高发研思咨询政策端：中国储能行业政策、法规概览“风光水火储一体化”、“源网荷储一体化”指导意见各省纷纷颁布相关政策支持储能产业发展2020年8月，国家发改委及能源局联合发布《关于开展“风光水火储一体化”、“源网荷储一体化”的指导意见征求意见稿》，在能源转型升级的总体要求和“清洁低碳、安全高效”基本原则框架下，提出“两个一体化”的范畴与内涵,强调统筹协调各类电源开发、提高清洁能源利用效率、适度配置储能设施、充分发挥负荷侧调节能力。“风光水火储一体化”侧車于电源基地开发，强化电源侧灵活调节作用，优化各类电源规模配比，确保电源基地送电可持续性。强调要因地制宜采取风能、太阳能、水能、煤炭等多能源品种发电互相补充，并适度增加一定比例储能；“源网荷储一体化”侧重于围绕负荷需求开展，充分发挥负荷侧的调节能力，激发市场活力、引导市场预期。随着光伏和风电的大发展，电网输送的新能源占比也会水涨船高，从电力运行安全的角度讲，储能

随着国家多部委的储能政策出台和持续细化，各地方政府也在积极响应和明确新增发电项目的强制性配储要求，配储比例在5%-10%,配储时长为2-4小时。除少数省份为部分项目配储和鼓励性配储要求之外，90%以上的地区都提出强制性配储要求。现实需求和政策推动是未来几年国内储能装机的主要驱动因素。各地区配储要求省级行政区配置要求省级行政区配置要求河北10%安徽10%,1h山西5-20%福建10%辽宁10-15%江西10%,1h吉林部分项目10%山东10%,2h江苏鼓励河南10%,2h浙江鼓励湖北10%湖南10-20%,2h青海10%,2h海南10%内蒙15%,2-4h贵州10%广西5-10%,2h云南鼓励宁夏10%,2h陕西10-20%,2h天津10-15%甘肃5-20%,2h新疆10-15%,2h国家、地方层面全力支持储能产业发展2020年储能市场分布：中国储能市场世界第一，抽水蓄能方式占比近90%2020年全球新增投运电化学储能项目地区分布中国储能市场规模2020年，新冠疫情席卷全球，储能行业虽也遭收严重影响，但经历上半年低迷之后，市场逐渐回暖，新增投运储能项目，特别是电化学储能项目乩装机规模逆势而涨,再次刷新单年新增规模，达到4.7GW,超过2019年新增投运规模1.6倍。中国、美国和欧洲占据2020年全球储能市场主导地位，三者合计占全球新増投运总规模的86%,各自新増投运规模均突破GW大关。中国电化学储能市场累计装机规模(2000-2020)■根据CNESA全球储能项目库完全统计，截至2020年底，中国已投运储能项目累计装机规模35.6GW,占全球市场总规模18.6%,同比增长9.8%,涨幅比2019年同期增长6.2个百分点。各类储能方式占比1.5%液球池-0.7%A级电咨\0.2%<0.1%压缩空气储能0.03%曲能<0.01%，离子电池88.8%89.3%■其中，抽水蓄能累计装机规模最大，为31.79GW,同比增长4.9%;电化学储能累计装机规模位列第二，为3269.2MW,同比增长91.2%;在各类电化学储能技术中，锂离子电池累计装机规模最大，为2902.4MW。射.£¥£2030年碳达峰测算：储能潜力被大大低估按照IEA公布的《2050年净零排放：全球能源行业路线图》的指引，要求到2030年，全球太阳能光伏发电新增装机达到630GW,风力发电的年新增装机达到390GW,这是2020年创纪录新增装机数据的4倍。按照中国光伏/风电装机全球占比40%简单测算（252GW、156GW）:假设1:以2021-2025年复合增速5%,2026-2030年复合增速3%作为用电量的测算，2025年同比2020年累计新增发电量2万亿度电都需要由清洁能源来提供，约占全社会总发电量的20%以上。假设2:按2030年光伏新增装机252GW倒算，2021-2030光伏新增装机的复合增速在17.56%,累计装机复合增速20.42%。（如果以更合理的制造业生产逻辑拟合，2021-2025年假设新增装机复合增速25%,2026-2030年新增装机复合增速依然有10%）;假设3:按2030年风电新增装机156GW倒算，2021-2030年风电新增装机的复合增速在8.04%,累计装机复合增速17.54%;2030年碳达峰测算国内光伏风电2020 2021E 2022E 2023E 2024E|2O25E|2026E 2027E|2O28E|2029E2O3OE 10年复合增速|国内光伏风电（gw）-an5058.7869.1081.2395.49 112.25131.96155.12182.35214.3717.56%光牌増装机（GW）25%/10%5062.5078.1397.66 122.07 152.59 167.85 184.63 203.09 223.40 245.74光伏累计碰（GW）-

25%/10%250250308.78312.50377.87 459.10 554.59 666.84 798.79 953.91 11361351160320.42%390.63 488.28 610.35 762.94 930.79 1115.4 1318.5 1541.9 1787.7全社会发电■（亿度）7417077878.581772858619015494662975021004271034401065431097392021-2025年为5%2026-203婵为3%光伏发电.（亿度）-25%/10%14213934.3849186147768496051171914043166001941322507戏发电.（亿度）41467456.309207.71110013144153531773920317231022611129363全球新能源车全球新能園汽车梢■（万■）*300401.28536.75717.95960.321284.51718.22298.23074.14111.9550033.76%全球新能9汽车销■（万■）-50%/20%300450.00675.001012.51518.82278.12733.83280.53936.64723.95668.7动力电池装机.（GW）8.04%17.54%77.79357.797228084.04 90.80 98.10 105.98 114.50 123.70 133.65 144.39 156441.83 532.63 630.72 736.70 851.20 974.91 1108.6 12533❶行业概况❷技术路线0商业携式超》.§市场动向❺未尧待续数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询GFC】，版权归属高发研思咨询技术路线1：电化学储能-概览 电化学储能系统构成电化学储能是指利用化学元素做储能介质，充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变价。依据储存设备，电化学储能可分为锂电池、铅酸电池、铅碳电池、液流电池及钠硫电池储能，其中，锂电池和铅酸电池是产业化应用最为广泛的电化学储能技术路线.0电化学储能系统构成我国电化学储能发展历程储能系统最主要的 储能系统最主要的 构成部分完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)以及其他电气设备构成。我国电化学储能市场发展经历了技术验证、示范应用、商业化初期、产业规模化四个阶段。o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；控制储能电池组的充电和放电过程 电池模组 ―能变流器T: 直流发电'、 I 直流度电状态信息主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等-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,应用价值被广泛认可；能量管理系统电池管理系统＜，_ ;*状态唁息、、控制怦,-负责数据采集、网络监控、能量调度其他软硬件系统 -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；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増长点。 技术路线i：电化学储能■锂电池锂电池介绍和原理锂电池介绍和原理锂电池四大构成材料锂系电池分为锂电池和锂离子电池。3C产品使用的其实是锂离子电池，通常俗称其为锂电池。而真正的锂电池由于危险性大，很少应用于日常电子产品。锂系电池分为锂电池和锂离子电池。3C产品使用的其实是锂离子电池，通常俗称其为锂电池。而真正的锂电池由于危险性大，很少应用于日常电子产品。锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。充电时,Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。锂离子电池的优点为电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、充电迅速等，缺点为成本高、容易衰老、回收率低等、目前主要应用在手机、笔记本电脑等电子产品中。锂离子电池工作原理正极材料常见的正极材料主要有钻酸锂(LCO)、候酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)和三元材料。钻酸锂是最先商业化的正极材料，电压高、振实密度高、结构稳定、安全性好，但成本高且克容量低。镒酸锂成本低、电压高，但循环性能较差且克容量同样较低。三元材料根据媒钻讎的含量不同，容量和成本有所差异，整体能量密度高于磷酸铁锂和姑酸锂。磷酸铁锂成本低，循环性能好，安全性好，但整体的能量密度较低。 电解液添加剤 -般分为阻燃添加剂、防过充添加剂、成膜添加剂、电解液稳定剂和其他添加剂。其中，成膜添加剂一般选用还原分解电位较高的化合物，在首次充放电时能够先于电解液的其他溶剂成分分解，在负极表面形成稳定的SE1层，从而保护电极免受溶剂分子的破坏，提高电池寿命与安全性。——负极材料一可分为碳材料和非碳材料两大类。碳材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球等；非碳材料包括钛酸锂、硅基材料等。天然石墨和人造石墨目前应用最广，天然石墨虽具备成本和比容量优势，但其循环寿命低，且一致性较差；人造石墨的各项性能比较均衡，循环性能优异，与电解液的相容性也比较好。人造石墨主要用于大容量动力电池和中高端消费型锂电池，天然石墨用于小型锂电池和一般用途消费型锂电池。 隔膜 锂电池隔膜根据生产工艺可以分为干法隔膜和湿法隔膜，其中湿法隔膜中的湿法膜涂覆将是大趋势。湿法和干法各有优缺点，湿法工艺薄膜孔径小而且均匀，薄膜更薄，但是投资大，工艺复杂,环境污染大。干法工艺相对简单,附加值高，环境友好，但孔径和孔隙率难以控制，产品难以做薄。钠硫电池Hayg技术路线i：电化学储能-铅酸电池和钠硫电池钠硫电池铅酸电池放电时的化学反应负极侧PbS04—► Pb+H2SO4正极侧PbO2―► Pb+H2SO4放电时的化学反应负极侧PbS04—► Pb+H2SO4正极侧PbO2―► Pb+H2SO4充电时的化学反应负极侧Pb+H2SO4—►正极侧Pb+H2SO4—►稀硫酸流放电时的化学反应Pb+2H2SO4+PbO22PbSO4+2H2OPbS04铅酸电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成、电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池荷电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅o铅酸电池工作原理为铅酸蓄电池是以二氧化碳和海绵状金属铅分别为正、负极活性物质，硫酸溶液为电解质的一种蓄电池。铅酸电池的优点为产业链较成熟、使用安全、维护简单、成本低、寿命长、质量稳定等，缺点为充电速度慢、能量密度低、循环寿命短、易造成污染等问题。由正极、负极、电解质、隔膜和外壳组成，与一般二次电池（铅酸电池、镶镉电池等）不同，钠硫电池是由熔融电极和固体电解质组成，负极的活性物质为熔融金属钠，正极活性物质为液态硫和多硫化钠熔盐。钠硫电池的阳极由液态的硫组成，阴极由液态的钠组成，中间隔有陶瓷材料的贝塔铝管。电池的运行温度需保持在300°C以上，以使电极处于熔融状态。负荷负极 一固体电解质 正极钠 B氧化铝陶瓷 硫磺WNa■Na*S上NazSx。e~z豊技术路线1：电化学储能-电化学储能产业链■电化学储能产业链可以大致分为上游原材料及设备商、中游集成商和下游应用端。储能产业链上游主要包括电池原材料及生产设备供应商等;中游主要为电池、电池管理系统、能量管理系统以及储能变流器供应商；下游主要为发电端、电网端和用电端等。■完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)以及其他电气设备构成。电池组是储能系统最主要的构成部分；电池管理系统主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等；能量管理系统负责数据采集、网络监控和能量调度等；储能变流器可以控制储能电池组的充电和放电过程，进行交直流的变换。相关设备中游：储能系统集成商变流装置PCS储能电池能量控制系统EMS其他电池管理系统BMS能统成

储系集储能系统运维能统装储系安下游：应用端用户+储能用电端 ►基站/IDC+储能充电桩+储能曹禪技术路线1：电化学储能■热管理系统配套储能电池在充放电的过程中产热，电池性能和安全性受温度影响大，因此需要热管理系统配套。lull:过滙剧液体冷却液编量立换器热管理技术主要为风冷、液冷、热管冷却和相变冷却技术储能热管理目前以风冷为主，液冷渗透率有望不断提高■风冷：热管理技术主要为风冷、液冷、热管冷却和相变冷却技术。不同的热管理技术可以用于产热率和环境温度不同的应用场景。申勇二在热管理方案中，主要应用的零部件分为阀类、换热器类、泵类、压缩机类、传感器类、管路以及其他运用较多的部件几个大类。■液冷：以液体为冷却介质，通过对流换热将电池产生的热量带走。可用作冷却介质的常见液体有水、乙二醇水溶液、纯乙二醇、空调制冷剂和硅油等O 风冷相对液冷系统初始投资额低 1液冷系统包括水冷板、水冷管、水冷系统、换热风机等，且!容量越大相应的设备需求也更大，而风冷系统结构比较简单。|目前整套液冷系统方案价值量约0.8-1亿元/GWh,其中水冷主机系统占比最高，一般约0.5亿元/GWh左右；风冷系统方案价值量约0.3亿元/GWh。从液冷系统成本结构具体来看，水冷主机成本占比67%,换热器10%,管路8%,输入电源2%,其他12%o■相变冷却：利用相变材料发生相变来吸热的一种冷却方式。对电池散热效果影响最大的相变材料是对相变材料的选择，当所选相变材料的比热容越大、传热系数越高，相同条件下的冷却效果越好，反之冷却效果越差。■热管冷却：依靠管内冷却介质发生相变来实现换热，相变过程可以吸收或释放大量的热。热管冷却技术适合于经常工作在高倍率工况的锂电池系统，如快充电池系统、调频储能系统等。因此，热管冷却可以理解为相变冷却的一种。液冷系统冷却效果更高风冷流场不均匀易造成电池组温度分布不均匀，可通过改进I

流道、改变流向以及增加新装置等方式来提高温度分布的均I

匀性。液冷系统冷却效果更高，虽然初始投资较高，但运营!成本或更低。与普通风冷产品相比，液冷储能产品的电池寿命提升了20%。同时智能温控技术可随环境温度和运行状态灵活调整运行模式，大幅降低液冷系统运行的能耗，相比传统空调风冷降低能耗约20%以上。射・£?£技术路线2：物理储能■飞轮储能■飞轮储能是一种源于航天的先进物理储能技术，是指利用电动机带动飞轮高速旋转，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。飞轮储能主要有飞轮转子、支撑轴承、高速电机、电力电子控制装置、真空室五个部分组成。其中，飞轮是整个产品的核心部件，直接决定着储存能量的多少，电力电子变换装置决定了输入输出能量的大小。系统工作时，利用电能驱动飞轮高速旋转，将电能转换为机械能，在需要的时候通过飞轮惯性拖动电机发电，将储存的机械能变为电能输出（即所谓的飞轮放电）的一种储能方式。■不同于其他电池技术，其优越性体现在短时间、高频次、大功率充放电特性上。飞轮储能，响应快、适于模块化。相比抽水储能电站和压缩空气电站，飞轮储能设备体积要小很多，所以其对工作环境的适应性更强，更容易模块化。储能时飞轮系统将外界输入的电能通过电动机转化为飞轮转动的动能储存起来，当外界需要电能的时候，通过发电机将飞轮的动能转化为电能，输出到外部负载。飞轮储能装置结构示意图及其工作原理数据来源：公开数据、资料整理公众号【高发研思咨询GFC],版权归属高发研思咨询飞轮储能装置结构示意图及其工作原理数据来源：公开数据、资料整理公众号【高发研思咨询GFC],版权归属高发研思咨询技术路线2：物理储能■压缩空气储能■除了抽水蓄能外，能够实现大规模工业应用的储能方式就是压缩空气储能。压缩空气储能是指在电网负荷低谷期将富余电能用于驱动空气压缩机压缩空气，将空气高压密封在山洞、报废矿井、过期油气井、沉降的海底储气罐或地面储气罐中，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动燃汽轮机发电的储能方式。压缩空气储能的能源转化效率较高，一般在75%左右，如果再采用一些先进的技术（如超导热管技术等），其效率能进一步提升到80%以上。■国内压缩空气储能技术不断进步，压缩空气储能（CAES）、先进绝热压缩空气储能（AA-CAES）、超临界压缩空气储能系统（SC-CAES）、液态压缩空气（LAES）等都有研究覆盖，500kW容量等级、1.5MW容量等级及10MW容量等级的压缩空气储能示范工程均已建成。8765数据来源：公开数据、资料整理拿污染环境友好不依桢任何化石燃料不排放任何有害物质综合储能综合性储能技术储冷系统可为中央空调提供冷能储热系统可为居民供暖提供热量8765数据来源：公开数据、资料整理拿污染环境友好不依桢任何化石燃料不排放任何有害物质综合储能综合性储能技术储冷系统可为中央空调提供冷能储热系统可为居民供暖提供热量无地理条件约束新型压缩空气储能系统利用储罐储存液态空气，不再依赖岩石洞穴、盐洞等特殊地理环境安全可靠安全无爆炸风险系统最高压力值处于我国规定的中压管道压力值范围内公众号【高发研思咨询GFC],版权归属高发研思咨询新型压缩空气储能优势效率高2系统储能和释能过程的热能和冷能均能够很好地回收，储能效率可达70%规模大3单体功率可达100MW张家口项目储电量可达40万度成本低4边际成本在规模化后逐级降低最低度电成本低至0.2元寿命长1全机拔设备使用寿全长达30-50年数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询GFC】，版权归属高发研思咨询Hevp技术路线2：物理储能■抽水蓄能抽水蓄能即利用水作为储能介质，通过电能与势能相互转化，实现电能的储存和管理。利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电。可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能。抽水蓄能电站按建设类型可分为纯抽水蓄能电站和混合式抽水蓄能电站。抽水蓄能工作原理抽水蓄能是目前唯一具有规模性和经济性的电能贮存形式、是解决电网调峰调频及事故备用的最成熟工具，加快发展抽水蓄能是可再生能源大规模发展的重要保障和构建以新能源为主体的新型电力系统的迫切要求。抽水蓄能工作原理我国抽水蓄能发展历程抽水蓄能的工作原理是将水的重力势能转化为机组旋转机械能,再将机械能转化为电能，能量转化效率70%-80%0抽水蓄能电站具有抽水和发电两种基本功能，利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库。发电量・.今70%下池(水库)尾水调压井变压器抽水蓄能耗电量100%中国抽水蓄能发展历史深远我国抽水蓄能电站的发展始于20世纪60年代后期。20世纪80年代中后期，我国电力供需和电网调峰矛盾突出，抽水蓄能发展迎来第一个建设高峰期，广州抽蓄电站，北京十三陵以及浙江天荒坪抽蓄电站相继建成投产。1968年，河北岗南水库安装1.1万千瓦的进口抽水蓄能机组。1973-1975中国抽水蓄能电站世界第一截至2021年底，位于中国河北省承德市的丰宁抽水蓄能电站是当前世界规模最大的抽水蓄能电站，创造四项世界第一：装机容量世界第一，储能能力世界第一，地下厂房规模世界第一，地下洞室群规模世界第一。广卅抽水蓄能电站1期、2期分别于1994年和2000年建成投产，总装机容量240万千瓦。北京十三陵抽水蓄能电站装机规模8()万千瓦，于1997年建成;浙江天笊坪抽水蓄能电站装机180万千瓦，于2000年全部投产。2015-20172021年底全国抽蓄电站累计装机规模36GW,中长期发展规划到2025年,由水蓄能投产总规模6200万千瓦以上;到2030年，投产总规模1.2亿千瓦左右。1994-20001973年和1975年北京密云水库白河水电站分别改建并安装了两台1.1万千瓦抽水蓄能机组，总装机容量2.2万千瓦，标志着我国抽水蓄能电站建设起步。2021固体重力储能分类储能外能 轨道车辆储能地下竖井储能上游原材料价格稳定，重力储能建设设备供给充足；中游重力储能系统安装以及运维商成为主角；重力储能下游为储能全应用场景土，和能凝构起释混结吊和将的块能机塔土储重成凝行起叠混选用堆过落利块通掉通过起重机将沙砾等运送到山顶，在沙石运回山下时将重力势能转化为电能;用电低谷时将钻机拉;;升至废弃矿井口，用II电高峰时通过钻机的I下落释放储存的能量I I用电側結能（工商业）固体重力储能分类储能外能 轨道车辆储能地下竖井储能上游原材料价格稳定，重力储能建设设备供给充足；中游重力储能系统安装以及运维商成为主角；重力储能下游为储能全应用场景土，和能凝构起释混结吊和将的块能机塔土储重成凝行起叠混选用堆过落利块通掉通过起重机将沙砾等运送到山顶，在沙石运回山下时将重力势能转化为电能;用电低谷时将钻机拉;;升至废弃矿井口，用II电高峰时通过钻机的I下落释放储存的能量I I用电側結能（工商业） 固体重力储能成本相对较低，储能经济效应凸显 !发电侧：电化学储能成本较高 ,电网侧：应用新型重力储能，电力辅助成本有望降低I电化学储能对于电站属于成本项，因此储能装机积极性较低。储能— 目前我国电力辅助市场机制仍处于打造中，尚不明确。因此，电网I成本是重要考虑因素，而重力储能具备绝对成本优势。 侧储能成本向下传导难度较大，电网侧储能建设进度相对较为缓慢。I Hevp技术路线2：物理储能.固体重力储能 重力储能属于机械储能，储能介质主要为固体物质和水，基本原理是基于高度落差对储能介质进行升降，从而完成储能系统的充放电过程。当以水为重力储能介质时，储能系统可以使用密封性较好的管道、竖井等结构。水介质最大的局限在于其灵活性以及储能容量将会受到水源和地形的极大限制；当以固体物质为介质时，固体重物需要选择密度较高的物质，例如金属、水泥、石砂等从而实现相对较高的能量密度。固体重力储能产业姓

超导储能Neve技术路线3：电磁储能■超级电容器和超导储能超导储能超级电容器超级电容器中的电荷以静电方式存储在电极和电解质之间的电层界面上，在整个充放电过程中不发生化学反应。在两个电极上施加电场后，溶液中的阴、阳离子分别向正、负电极迁移，在电极表面形成双电层；撤消电场后，电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定，在正负极间产生相对稳定的电位差。这时对某一电极而言，会在一定距离内产生与电极上的电荷等量异性离子电荷，使其保持电中性；两极与外电路连通时，电极上的电荷迁移而在外电路中产生电流，溶液中离子迁移到溶液中呈电中性。超级电容的优点为充放电速度快（最主要优势）、使用寿命长、大电流放电能力强，缺点为能量密度低、制造成本高。超导储能利用超导线圈通过整流逆变器将电网过剩的能童以电磁能形式储存起来，在需要时再通过整流逆变器将能量馈送给电网或作其他用途，可以通过电力电子换流器与外部系统快速交换有功和无功功率。超导储能具备反应速度快、转换效率高等优点，可以用于改善供电质量、提高电力系统传输容量和稳定性、平衡电荷，因此在可再生能源发电并网、电力系统负载调节和军事等领域被寄予厚望。超导储能的技术优势是具有高达95%的转换效率；毫秒级的响应速度、大功率和大能量系统；寿命长及维护简单、污染小；技术劣势有成本很高（材料和低温制冷系统），使得它的应用受到很大限制。磁体保护CCCG33A充电前B充电后oo.o.obbbo.ob.ob62sx>®soxtAsAoS羿捋技术路线4:氢燃料电池氢燃料电池是一种将氢气所具有的化学能直接转换成电能的装置，基本原理是氢气进入燃料电池的阳极，在催化剂作用下分解成气质子和电子

,形成的氢质子穿过质子交换膜达到燃料电池阴极并与氧气结合生成水，电子则通过外部电路到达燃料电池阴极形成电流。本质上是一种电化学反应发电装置。氢燃料电池与锂离子电池对比对比因素锂离子电池筑燃料电池能量密度锂离子电池能量密度提升受制于电池材料理论瓶颈燃料电池是一种发电装置，能量密度远高于锂离子电池功率密度提升有限开放动力系统，功率密度提升容易安全性高密度性和高安全性难以兼容，过高的能量密度容易导致安全性问题燃料储存导致危险可靠性可靠性不足高可靠性环境温度适应性低温性能较差温度适应范围为-30-90吒使用寿命实际电动汽车的使用寿命为5-8年按每天1.5小时，使用寿命达9年以上政策支持补贴逐渐退出补贴力度较大资源约束锂矿石资源紧缺减少钻金资源消耗环境保护排放转移至上游煤电零排放、低碳❶ 行业概况❷ 技术路线0 商业模式❹ 市场动向❺ 未尧待续数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询GFC】，版权归属高发研思咨询储能行业应用领域：发电侧、电网侧和用户侧GFC储能可分为发电侧、电网侧和用户侧三大应用场景。根据CNESA公布的数据显示，2021年我国新投运储能项目以电源、电网侧为主，新增储能项目中电源、电网侧分别占比41%和35%0随着新型电力系统建设，“十四五''期间电源、电网侧储能将占据新増储能装机的主要位置。发电侧：调频、新能源消纳、黑启动，提升电能质量；电网侧：提高电网稳定性、平滑网络需求、降低电网投资、电能交易及综合服务；用户侧：削峰填谷、需量管理、需求侧响应、后备电源、微电网应用。发电侧 ■ 电网侧 ■ 用户侧在发电侧，储能系统将是电源调峰、削峰填谷的重要抓手，成为“清洁电量的搬运工”。未来一段时间，我国电力供应结构仍将以燃煤发电为主，“传统+新能源”混合发电模式并行。在用电低谷时，燃煤机组可进行灵活性调节，整体发电降至最小出力限制附近。但如果此时的发电供给仍高于电力需求，则传统能源端无法进一步调节，只能从新能源端选择弃光、弃风。储能系统加入后，弹性调度、源网荷储互动成为可能。在风电、光伏的发电高峰时段内，储能系统“充电”，消纳新能源电量，有效降低弃光率；在无风、无光时，储能系统“放电”，支撑电力系统正常运行。储能有利于平滑可再生能源输出，减少新能源风电光伏的弃风弃光，提高新能源电力并网消纳水平。绿电给电网能力带来更高要求。在传统火电、水电系统中，发电机与电力系统强耦合，可以提供系统惯量，维持频率相对稳定。而在风电、光伏发电系统中，新能源电力通过电力电子控制器设备连接到电网，一是系统自身惯性相应能力弱，调频能力差，二是新能源发电本身就具有瞬时波动、间歇、不可预测等特征。当新能源发电大量并网，会增加电网的波动，如果电网调节能力不匹配，电网频率稳定将面临挑战，电网安全性将受到冲击。电网侧储能需调频辅助。相对于传统调频，储能系统的爬坡能力强，响应速率和调节速率快、调节精度高，可有效避免调节延迟、调节偏差、调节反向等问题，综合调频能力较优。诸如飞轮储能等新储能系统加入调频辅助市场，可以有效保障电网安全稳定运行。用户侧储能多场景融合发展，广泛涵盖工业园区、商业中心、数据中心、5G通讯基站、充电设施、分布式新能源、微电网等各类终端用户。例如，在工商业场景中，储能作为备用电源在保证特殊情况下电力供应的同时,也为工商业企业节省用电费用。国家能源局要求“工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%”，光储协同促进本地能源生产与用能负荷基本平衡，光储一体化是未来重要方向。此外，用户侧储能深化发展，催生新技术和新商业模式，诸如虚拟电厂等。拟电厂可以聚焦用户侧资源，依托大数据、云计算、人工智能、区块链等技术，运用通信、计量、算法调度等手段，将居民用户侧、工商业用户侧、分布式新能源设施等储能系统资源智能相连。2016-2021年中国弃光弃风电量及弃光弃风率光、储、充结合模式示意图2016 2017 2018 2019 2020 2021Ml-10I弃光电量 弃风电量一弃光率弃风率500-400-200-风力发电机充电2016-2021年中国弃光弃风电量及弃光弃风率光、储、充结合模式示意图2016 2017 2018 2019 2020 2021Ml-10I弃光电量 弃风电量一弃光率弃风率500-400-200-风力发电机充电放电储能装置 储能逆变器发电站光伏发电动汽车充电站F,羿捋发电侧模式：“光-储■充”结合■“双碳'’目标实现需要大规模新能源建设，而新能源废弃率与新能源发电的不稳定性和间歇性问题増加了电网输配容量、电频波动控制等方面的要求，“风光水火储一体化‘‘、“源网荷储一体化''使得储能在新型电力系统中的刚性需求地位确立。储能在新型电力系统的发电侧、输配电侧、用户侧三大场景中充分发挥价值。■新能源配套储能可平滑发电输出，减少弃风弃光。随着新能源并网装机规模持续增长，风电、光伏输出不稳定对电网造成的影响愈发明显。出于保持电网稳定性考虑，部分新能源发出电量无法上网，造成弃风弃光现象，新能源配套储能可以平滑其输出、减少发电波动，满足电网稳定性要求。电力负荷b理?电网侧模式：完善电力辅助市场GFC电力系统辅助服务电力辅助服务各类品种补偿机制电力系统具有很高的稳定性要求，电能的发、配、用是瞬时完成，整个电力系统时刻处于一个动态的平衡状态。在稳态运行时，电力系统中发电机发出的有功功率和负载消耗的有功功率相平衡，系统频率维持额定值。当电源功率与负荷功率产生差异时，系统频率会变化，会造成电网不稳定。电力辅助服务是指为维护电力系统的安全稳定运行，保证电能质量，除正常电能生产、输送、使用外，由发电企业、电网经营企业和电力用户提供的服务，基本辅助服务是机组为了保障电力系统的安全稳定性而必须提供的无偿辅助服务，是发电机组的义务，而有偿辅助服务是在基本辅助服务之外提供的服务，主要的辅助服务包括调峰、调频等。黑启动电力系统大范围停电后逐步恢复供电系统正常调峰维持功率平衡，保障电力系统供应量 、、、用电高峰期、新能源岀力高峰 '、■.•••••♦ 储能参与话式清晰!I调频辅助服务 维持频率稳定，保障供电系统质/量时刻处于动态调节状态 /无功调节调整无功功率保持电压平衡电力辅助服务市场采取补偿机制，2021年，根据新版“两个细则”的规定，有偿电力辅助服务可通过固定补偿或市场化方式提供，固定补偿方式确定补偿标准时应综合考虑电力辅助服务成本、性能表现及合理收益等因素制定，按“补偿成本、合理收益”的原则确定补偿力度；市场化方式确定补偿标准应遵循通过市场化竞争形成价格的原则。电网 调峰、调频价格四川 AGC调频：不超过50元/MWh云南 AGC调频：O-15/t/MW甘肃 AGC调频：（M5元/MW,储能调峰：不超过0.5元/KWh浙江 AGC调频：调频容量0-15元/MW,调频里＜0-15元/MW京津唐 AGC调频：（M2元/MW蒙西 AGC调频：2-12元/MW山西 AGC调频：申报价格为5-10元/MW江西 独立储能调峰：02元/KWhQ6元/KWh安徽 储能调峰：0.3右0.8元/KWh,与燃煤火电机组同台竞价东北三省储能深度调峰：0.4元-1元/KWh,用户侧储能双边交易：0.1元Q.2元/KWh新疆 储能调峰：0.55元/KWh广东 AGC调频：6-15XL/MW山东储能调峰：0.15元/KWh,特殊情况0.40元/KWh,AGC调频：0*6元/MW青海 储能调峰：0.5元/KWh福建 AGC调频：0.1右12元/MW基本（容■）电费大工业两部制电费电量电费削峰填谷示意图基本（容■）电费大工业两部制电费电量电费削峰填谷示意图用户侧模式：合理实现削峰填谷储能参与调峰价值在于提高资源使用效率，用户侧储能可以降低容量电费与电量电费储能在用户侧可以利用峰谷价差降低用电成本，但受制于国内峰谷电价差相对较低且无特定针对储能的补贴，用户侧配置储能这一模式收益率有待提升。储能参与调峰价值在于提高资源使用效率。电力系统在实际运行中，用电负荷高峰仅出现在一天中的某个时段，对于超出发电机组规定的出力范围的深度调峰，则需要配备一定的发电机组以应对高峰期间用电需求，维持长时间电力生产与消费平衡，而储能系统则可以在谷段或平段充电，在高峰时段放电来满足调峰需求。除此之外储能可以通过调峰来消纳新能源发电，实现双向收益。用户侧储能商业模式降低度电成本降低度电成本保障用电安全上午6点下午6点牛衣时段«壕1荷中¥。符&|.@荷也力系统営求调峰救调峥客童X调峰价格入度调壕b理？微电网：小型发配电系统GFC微电网是相对于传统电网的一个概念，微电网是电网配售侧向社会主体放开的一种具体方式。微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统，是目前国内储能系统的主要应用。在小水电地区、供电能力下降地区、无电海岛等电力不足地区，储能系统独立或与其他能源配合，可以在微电网失去电源的时候为重要负荷持续供电，主要解决供电稳定性和安全性问题。分布式发电单元是微电网的核心组件，是以新能源为主的多种能源形式在用户附近的发电单元，可就地向用户提供电能。新能源能量密度偏低，进行大功率电力发电需要适合的场地，电力不稳定，属间歇式电力源，所以新能源发电常出现电压和频率不稳定的情况，易对大电网造成严重冲击。微电网的最大特点是可以对分布式能源进行就地消化、就地平衡，同时也可以和大电网进行能量交换。微电网分类 1直流微电网分布式电源、储能装置、负荷等均连接至直流母线，直流网络再通过电力电子逆变装置连接至外部交流电网。直流微电网通过电力电子变换装置可以向不同电压等级的交流、直流负荷提供电能,分布式电源和负荷的波动可由储能装置在直流侧调节。微电网分类 1直流微电网分布式电源、储能装置、负荷等均连接至直流母线，直流网络再通过电力电子逆变装置连接至外部交流电网。直流微电网通过电力电子变换装置可以向不同电压等级的交流、直流负荷提供电能,分布式电源和负荷的波动可由储能装置在直流侧调节。交流微电网分布式电源、储能装置等均通过电力电子装置连接至交流母线。交流微电网仍然是微电网的主要形式。通过对PCS处开关的控制,可实现微电网并网运行与孤岛模式的转换。交直流混合微电网既含有交流母线又含有直流母线，既可以直接向交流负荷供电又可以直接向直流负荷供电。中压配电支线微电网以中压配电支线为基础将分布式电源和负荷进行有效集成的微电网，它适用于向容量中等、有较高供电可靠性要求、较为集中的用户区域供电。低压微电网低压电压等级上将用户的分布式电源及负荷适当集成后形成的微电网，这类微电网大多由电力或能源用户拥有，规模相对较小。 储能在微电网中主要作用提高分布式能源的稳定性。分布式能源诸如太阳能、风能等可再生能源普遍受外界环境影响比较大，所发电量具备随机性、不稳定性特点。储能系统应用于微电网中，通过能源管理系统(EMS),将分布式能源与储能系统、主电网协同控制，可平稳分布式能源的波动。改善用户用电的电能质量。在微电网与主电网连接，并网运行时，其电能质量必须符合国家相关标准，即功率因数、电压不对称、电流谐波畸变率、电压闪降等参数需达到相应值。储能系统的运用，能够对微电网电能质量的提升发挥重要的作用，稳定电压波动。调峰。在负荷低谷时候，存储分布式能源发出的多余电能，负荷用电高峰时候释放电能，调节负荷需求。储能系统作为微网中能量缓冲环节，在微网系统中是必不可少的。储能系统在满足峰值负荷用电的同时可以降低发电机组或变压器所需容量。射・£?£储能电站：调节用电峰谷负荷■电力系统主要由发电侧和用电侧组成的，我国的发电侧有水力发电，火力发电，核能发电，以及太阳能、风力等新能源发电等等，用电侧主要是工厂、企业、商场、家庭等等。还有一部分设施，既可以用电也可以发电，这个就是储能电站。■储能电站可以对电力进行存储，在需要的时候释放，能够有效解决电力在时间和空间上的不平衡。储能电站技术的应用贯穿于电力系统发电、输电、配电、用电的各个环节。实现电力系统削峰填谷、可再生能源发电波动平滑与跟踪计划处理、高效系统调频，增加供电可靠性。意义二：发展储能是解决新型电力系统供需匹配和波动性问题的关键大型储能电站系统示意图储能电站安装储能设备来平滑可再生能源发电的波动性,可以缓冲其对电网的冲击；储能系统能够确保可再生能源电站按照计划进行出力，与区域内的其它发电设备协调，合理安排发电量，减少电能的损耗和浪费。组件汇流箱光伏逆变器光伏系统电池系统储能变流器 !储能系统EMSIBWB本地监控iSolarCloudAPP电网 DC 通讯 AC储能电站的电池储能能让系统的响应速度达到秒级，通过快速的充放电及时调整出力，跟上电网负荷的变化，维持系统频率的稳定。储能设备可以在电力系统发生突发事故和电网崩溃时保障重要机构和部门的用电安全，与电力电子变流技术相结合,实现高效的有功功率调节和无功控制，快速平衡系统功率，减小扰动对电网的冲击。储能电站安装储能设备来平滑可再生能源发电的波动性,可以缓冲其对电网的冲击；储能系统能够确保可再生能源电站按照计划进行出力，与区域内的其它发电设备协调，合理安排发电量，减少电能的损耗和浪费。组件汇流箱光伏逆变器光伏系统电池系统储能变流器 !储能系统EMSIBWB本地监控iSolarCloudAPP电网 DC 通讯 AC储能电站的电池储能能让系统的响应速度达到秒级，通过快速的充放电及时调整出力，跟上电网负荷的变化，维持系统频率的稳定。储能设备可以在电力系统发生突发事故和电网崩溃时保障重要机构和部门的用电安全，与电力电子变流技术相结合,实现高效的有功功率调节和无功控制，快速平衡系统功率，减小扰动对电网的冲击。工商业及户用：“光伏■储能”模式工商业储能系统户用光伏+储能模式工商业储能系统户用光伏+储能模式工商业储能多一体化建造，采用一体柜。随着大工业用户的增多，工商业储能配备容量可以达到MW级以上，系统配置与储能电站基本一致。工商业储能对系统控制的要求低于储能电站，部分PCS产品也具有BMS的功能。在EMS方面，工商业储能只需要设定充放电时间即可完成能量管理，功能性需求也低于储能电站。解决方案特点工商业储能多一体化建造，采用一体柜。随着大工业用户的增多，工商业储能配备容量可以达到MW级以上，系统配置与储能电站基本一致。工商业储能对系统控制的要求低于储能电站，部分PCS产品也具有BMS的功能。在EMS方面，工商业储能只需要设定充放电时间即可完成能量管理，功能性需求也低于储能电站。解决方案特点：1)储能系统具备接入0.4kV侧和中压侧两种接入方式；2)配置负荷采集装置，实时监测用电功率的变化并依据此数据动态调节储能系统的功率输出；4)“削峰填谷”运行模式，大幅减少用电的峰谷差，科学地减少耗能费用，达到改善经济性中压侧井网系统“光伏”+“储能”为家用储能的主要应用场景。通过布置于屋顶的光伏电池将能电能传输到控制系统，控制系统将电能通过逆变器向家用电器供电或直接将电能传输到储能电池存储；在用电高峰期，储能电池将能量通过控制系统和逆变器向家用电器供电。当储能电池存储能量大于需求时，用户可以选择将部分电力出售给电网系统。部分控制平台支持虚拟电网，可以跳过电网实现用户之间的电力分享。户用储能的主要投资包括光伏电池、储能电池、逆变器及控制平台。的目的；5)作为备用电源，厂区断电时为重要负载提供支撑。枳豐户用储能：技术路线、系统构成和产品系列磷酸铁锂电池为主流路线电池+储能逆变器的光储系统产品分为一体机和分体机户用储能主流技术路线为磷酸铁锂，钠离子、铤铁锂为未来新路径。储能电池技术路线包括锂离子、铅蓄电池、液流电池等,目前锂磷酸铁锂电池因高安全性、长循环寿命等特点，相较于三元锂电池，更符合储能电池的设计需求，是储能电池的主流发展路线.，特斯拉储能电池也逐步从三元路线转向铁锂路线。序号技术路线户用储能主流技术路线为磷酸铁锂，钠离子、铤铁锂为未来新路径。储能电池技术路线包括锂离子、铅蓄电池、液流电池等,目前锂磷酸铁锂电池因高安全性、长循环寿命等特点，相较于三元锂电池，更符合储能电池的设计需求，是储能电池的主流发展路线.，特斯拉储能电池也逐步从三元路线转向铁锂路线。序号技术路线公司锂离子电池三元锂特斯拉，LG,三星，sony铁锂特斯拉、LG,CATL,BYD,EVE,海基，力神，中航，杉杉，PowinEnergy,Fluence派能，Dyness,Alpha,FOX,ATL钛酸锂电池LTO微宏动力，银隆铉酸锂电池LMO苏州星恒液流电池倉机液流，锌漠液流，氢漠液流北京普能世纪其他类型超级电容，梯次电池Maxwell,照达，蜂巢数据来源：公开数据、资料整理储能系统成本拆分!构件容・出厂价格安装商售价占比■hybrid逆变器5kw¥0.6-0.8万元¥0.9-1.5万元13.6%电池pack10kwh¥1.8-2万元¥3.8-48万元57.6%组件系统5kw¥1.3-1.4万元¥1.9-24万元28.8%综合价格¥6.6-8.7万元"1.3万欧元100.0%公众号【高发研思咨询GFC】，版权归属高发研思咨询户用储能是分布式能源系统的必要辅助。储能按应用场景可分为用户侧（自发自用、峰谷价差套利），发电侧（可再生能源并网、减少弃光弃风）、电网侧（电力调峰、调频）、输配侧以及辅助服务（5G基站备用电源）等。户用光储系统的核心为光伏+电池+储能逆变器。户用储能与户用光伏搭配成户用光储系统，光储系统主要包括电芯、储能逆变器（双向变流器）、组件系统等多个部分。成本拆分如下：「 一体机 |篆店裁庆储能逆变顼"萩一］|光伏逆变器、蓄电池和控制器置；|于内部的集成一体系统，通过触|I摸屏方便快捷直观的显示工作状!I态，参数修改并可以多种工作模!I式，方便使用。一般有太阳能优'I先模式、AC（市电）优先模式I、SE优先模式（错峰用电模式）I三种工作模式r 分体机 r，户用分体机电池与逆变器分开安［I装，用户根据自身需求匹配户用I储能逆变器，另外可匹配开关电I源或逆变器作为备用电源使用。;一般包括混合式家庭光伏+储能I系统、耦合型家庭光伏+储能系［统、离网型家庭光伏+储能系统、I光伏储能能源管理系统四种类型。I28户用储能：行业壁垒和商业模式行业壁垒：产品设计和渠道建设商业模式：多种销售方式并存，品牌与渠道构建优势户用储能核心壁垒在于与储能逆变器的适配和渠道优势。户用储能作为小型储能电池，集成的内核技术要求并不高，其核心竞争力是产品设计和市场开发。■产品设计：主要是与储能逆变器的适配（各国/地区有不同的要求）和针对客户需求进行的定制产品设计，例如，储能系统中的BMS与储能逆变器需要适配，储能逆变器控制器通过CAN接口与BMS通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。■渠道建设：根据PVmagazine的调研，消费者购买储能电池时考虑的最大因素是品牌声誉，消费者很少会知道所用的电芯和零部件的来源，而海外渠道认证周期复杂且比较长，储能厂商与下游集成商、安装商的渠道构建与维护尤为重要。销售模式包括直销与分销，品牌与渠道构建优势。三类玩家在户用储能产业链中的销售模式分别如下:■电芯/储能逆变器供应商：分为ToC和ToB,ToC-般会进行家储系统集成，同时自建渠道、推广自有品牌，具备一定的消费属性，ToB则是一般的产品供应商，卖产品给集成商，不具备消费属性，赚取材料成本费与加工费。■系统集成商：不具备完整产品生产能力，可采购电芯或储能逆变器，也有企业自行生产某个元器件，做简单的系统产品集成，但有渠道销售资源，依靠现有渠道与当地经销商、安装商合作。■经销商/安装商：对接上游集成商，在安装施工完成后交付终端用户，赚取销售与安装费提成。数据来源：公开数据、资料整理公众号【高发研思咨询GFC】,版权归属高发研思咨询29数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询GFC】，版权归属高发研思咨询射・2?£户用储能：客户需求痛点、成功关键要素和海外家庭储能市场先发优势打造客户需求痛点分析储能行业关键成功要素（KSF）海外家庭储能市场先发优势打造储能客户痛点集中在安全性、成本及储能系统充放电转化效率・电池热失控带来的消防难题・大量电池并联对电池管理带来的巨大挑战・PCS和BMS的协同控制交直流并联的配电安全・基于度电成本最低的储能设备与风电光伏最佳配比设计储能系统与风光电站的电气融合设计电池、BMS、PCS、EMS和消防设备集成技术储能系统充放电转化效率电池不一致引起的串并联容量损失复杂应用环境下储能系统的自用电和电池自放电

储能行业关键成功要素包括成本、

安全、供应链、性能和质量

认证为基础门槛：需求集中在以美、德、澳、日为主高电价国家，涉及大量严苛的安全标准及认证程序，认证周期限制切入市场速度品牌及渠道为切入关键：以高端市场为主，品质胜于价格，强消费属性使品牌及渠道（储能企业进入表后市场一般通过经销商一安装商进行销售）成为新进入者切入关键环节.1?本地化有望成为护城河：家庭储能难度在于分销市场及先发优势建立，包括本地仓库、物流、语言及安装商支持等，本地化及先发优势有助于护城河打造数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询GFC】，版权归属高发研思咨询虚拟电厂运营模式介绍■虚拟电厂（virtualpowerplant）本质上是将分布式电源（发电）、可控负荷（用电）、储能等利用计算机通信网络技术将其聚合成一个虚拟的集中式电厂，来为电网提供需求侧响应的“虚拟集中式电厂"。虚拟电厂分为三类：负荷型虚拟电厂、电源侧虚拟电厂和源网荷储一体化虚拟电厂。■储能+虚拟电厂均是新能源发电大发展中电网调峰调频的有效途径。2021年以来发电侧的风能、太阳能迎来了高速发展，进入2022年，储能变得愈发重要。不管是发电侧的电化学储能、火电的灵活性改造，还是电网侧的抽水蓄能，用电侧的需求侧响应，到虚拟电厂，都是在解决新能源上网对电网造成的巨大负荷，为电网调峰调频的有效途径，虚拟电厂是储能的重要补充。负荷型I虚拟电厂运营商聚合II其绑定的具备负荷调I节能力的市场化电力I用户作为一个整体（呈!I现为负荷状态）组建成|I虚拟电厂，对外提供负荷侧灵活响应。虚拟电厂分类电源侧 !指虚拟电厂运营商聚|；合其绑定的具备负荷|调节能力的市场化电1力用户，作为一个整体；I组建成虚拟电厂，对外|；提供负荷侧灵活响应;调节服务。源网荷储一体化I集合发电电源和负荷!用电用户，作为集中|式电厂，作为独立市|场主体参与电力市场，|I原则上不占用系统调；峰能力。虚拟电厂交易体系虚拟电厂主要通过调度灵活性资源提供辅助服务。虚拟电厂运营商可以作为一个独立的市场主体代理自己服务范围内的分布式能源、柔性负荷、储能系统等灵活性资源主动参与电力市场。虚拟电厂作用电网侧：为电网提供削峰填谷、减轻电网负荷。碳中和的大背景下，随着风电和光伏的大量接入、电力电子装备増加、对电力系统的平衡调节造成了巨大压力，将需求侧分散资源聚沙成塔，发展虚拟电厂，与电网进行灵活、精准、智能化互动响应，有助于平抑电网峰谷差,提升电网安全保障水平。用户侧：降低用户侧用能成本。从江苏等地试点看，参与虚拟电厂后用户用能效率大幅提升，在降低电费的同时，还可以获取需求响应收益。发电侧：促进新能源消纳。部分时段部分地区的弃风弃光现象仍比较严重，发展虚拟电厂,将大大提升系统调节能力，降低“三弃”电量。［（巨交易亟服务亟〕）求响!负荷智能聚合：自然组合经济激励运营协调系统价值贡献度响应时间调节速率调节深度地区地区主要场景试点项目响应资源特点江苏需求响应、新能大规模源网荷友好互动系统、大可中断/可调源网荷控制系统、源消纳等规模源网荷示范工程节负荷国内规模最大浙江需求响应、削峰丽水虚拟电厂、宁海虚拟电厂试储能设施、国内单次响应体量填谷等点项目宁波离网光储系统式虚拟充电桩、居最大电厂等民、楼宇等上海商业楼宇能源管城区（黄浦）商业建筑需求侧管工商业负荷、商业楼宇为主虚理、削峰填谷等理示范项目、虚拟电厂运营项目储能等拟电厂体系试点等冀北新能源消纳、广冀北泛在电力物联网虚拟电厂示光伏、电采多主体参与域需求响应等范工程等暖等对比海内外进展，我国虚拟电厂尚处在发展早期，商业模式尚不健全我国虚拟电厂尚处于早期阶段，各地积极开展虚拟电厂试点，缺乏顶层设计■我国虚拟电厂尚处于早期试点阶段，各地积极开展虚拟电厂试点，江苏、浙江、上海、冀北等地均出现了大型的虚拟电厂试点。市场建设初期，负荷类虚拟电厂参与中长期、现货及辅助服务市场，一体化虚拟电厂参与现货及辅助服务市场。虚拟电厂参与现货市场时，仅参与日前现货市场，实时现货市场种作为固定出力机组参与出清，待条件具备后，再参与实时现货市场。■顶层设计缺乏，各地标准不一。一体化的虚拟电厂依托分散式电源、分散式负荷和成熟的电力现货市场。当前我国试点的虚拟电厂多为负荷类虚拟电厂，分散式电源的上网仍严重不足，本质原因在于1）地方的配电网建设尚不健全；2）市场化的电力交易机制尚不健全，虚拟电厂的盈利性受到限制。我国配电网大投资也有望迎来高增，承担电力辅助服务、调峰调频的电力交易机制日趋成熟，顶层设计有望在未来五年内到来。 海外经验：虚拟电厂依托发电分散式+配电网大投资+电力现货市场参考德国、美国虚拟电厂的快速发展，欧美国家的电价均为较为市场化的电价制度，为工商业用户对分布式、户用储能以及虚拟电厂的发展提供了经济性；随着国内集中式绿电的资源开发趋于成熟，分布式的资源开发也将进入加速阶段。当前我国的虚拟电厂试点多为负荷侧虚拟电网，分布式电源接入非常少，一个本质的原因在于我国的配电网建设还不够完善。因此,成熟的电力现货市场为虚拟电厂的商业模式提供经济性、分布式电源+配电网的大发展为虚拟电厂的发展提供必要性。美国加州德国市场机制较为成熟的需求响应市场机制能量市场与辅助服务市场解耦虚拟电厂资源特点以负荷侧灵活性资源、分布式储能为主资源多样，存在许多独立VPP运营商创新机制需求响应资源市场机制、分布式能源供应商市场机制缩短调频备用服务招标周期与服务时间降低最小竞标容量要求市场准入容量最低准入门槛，PDR需位于同一子负荷区域，DERP存在聚合容量上限满足调频备用服务参数，完成资格预审测试报价出清通过SC报价与结算，响应偏差超过10%予以惩罚，投标信息包括分配因子在招标平台上申报容量与价格结算根据边际出清价格，备用市场以中标容量与调用电量两部分结算FCR以边际出清价格对中标容量结算；FRR据报价对容量与调用电量结算数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询GFC】，版权归属高发研思咨询精确地计量用户侧电、热、气、水等耗量，建立精准的能源网络供需平衡，为虚拟电厂的调度、生产提供依据；各子系统的统筹优化调度是虚拟电厂实现分布式能源的消纳及保障电网安全、高效、稳定运行的关键；根据收集的信息，控制中心需要建立完善的数学模型及优化算法;丿关键技术精确地计量用户侧电、热、气、水等耗量，建立精准的能源网络供需平衡，为虚拟电厂的调度、生产提供依据；各子系统的统筹优化调度是虚拟电厂实现分布式能源的消纳及保障电网安全、高效、稳定运行的关键；根据收集的信息，控制中心需要建立完善的数学模型及优化算法;丿关键技术虚拟电厂支撑技术包括计量、通信、调度算法和vpp专用信息安全技术控制中心接收各子系统的状态信息、电力市场信息、用户侧信息等，并根据这些信息进行决策、调度、优化；目前可利用包括互联网、虚拟专用网、电力线路载波、无线通信等技术，在此基础上还需要开发虚拟电厂专用的通信协议和通用平台；虚拟电厂与各个分布式能源站的工业控制系统、面向用户的用电信息系统、公开的市场营销信息系统、电网的调度信息系统都存在接口，需要做好系统安全防护、强化边界防护、提高内部安全防护能力，保证信息系统安全b高发建他山之石，看欧洲NextKraftwerke与特斯拉Autobidder运作模式GFCNextKraftwerke:欧洲最大的虚拟电厂运营商之一Autobidder:特斯拉新能源产业生态的枢纽NextKraftwerke是德国一家大型虚拟电厂运营商，也是欧洲最大的虚拟电厂运营商。NextKraftwerke通过中央控制系统的M2M实时通信，将来自沼气、太阳能等可再生能源与商业和工业电力用户以及储能系统汇集在一起。特斯拉形成“车+桩+光+储+荷+智”的新能源产业生态闭环。根据《特斯拉新能源生态闭环》总结，特斯拉在电动汽车业务取得突破后，不断进军储能、发电、虚拟电厂等新能源领域，初步构建起“车+桩+光+储+荷+智"的新能源闭环生态。NextKrafhverke资源聚合能力高超I II I:NextKraftwerke可以实现风电光伏、生物质发电2种发电资源的整合，优势互补，能以较大；:的竞争优势参与电力市场，获取最大收益。同时，可以通过聚合资源量变上升为质变，以:聚合后资源参与电能量市场和辅助服务市场，提高议价能力，:在获取最大收益的同时为电网:安全稳定运行贡献力量。I INextKraftwerke积极探索多元盈利模式I I;德国《可再生能源法》明确规::定，所有100千瓦以上可再生:能源发电项目必须参与电力市;;场交易销售，因此很多分布式:新能源项目倾向于选择交由虚I:拟电厂运营。除直接参与新能!源电力市场交易外，以NextKraftwerke为代表的德国虚拟电厂运营商也在积极聚合生物:I质发电、水电等灵活性较高的：;机组，从日内市场和平衡市场，获利。“车+桩”组成特斯拉新能源生态体系的用能端，对车型布局、电池系统、充电网络和充电技术的迭代优化，特斯拉电动汽车和充电设备等产品受到市场广泛认可。“光+储”组成特斯拉新能源生态体系的产能端，在“车+桩”的用能端率先取得突破的基础上，特斯拉开始进军储能项目开发等领域，形成产能端光储协同布局。T 特斯拉新能源生态凭高超的资源聚合能力和多元商业模式，NextKraftwerke营业收入较快增长。截至2018年，NextKraftwerke管理了超过6854个客户资产，包括生物质发电装置、热电联产、水电站、灵活可控负荷、风能和太阳能光伏电站等，容量超5987MWONextKraftwerke管理的单个客户资源平均只有0.87MW,单个资源规模偏小且零散，调度和交易难度大、成本高，很难通过市场交易获利。“荷+智”组成特斯拉新能源生态体系的交易端，虚拟电厂智能平台——Autobidder实现了在交易端与公用电网的连接，成为特斯拉构建新能源生态体系的基本依托。❶ 行业概况❷ 技术路线0 商业携式市场动向❺ 未尧待续数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询数据来源：公开数据、资料整理 公众号【高发研思咨询GFC】，版权归属高发研思咨询KeV?海外：英国、德国储能增长主要驱动为光伏经济性德国户用光伏与储能的发展依赖经济性英国领跑欧洲表前储能市场基于光伏装机的高速成长德国光伏装机量与户用光伏、储能静态投资回收期2010-2012年，德国光伏发电新增装机量连续三年超7GW0与此同时，随着光伏电站装机成本的下降，德国政府也在逐渐削减上网电价补贴,装机容量增速逐渐趋于稳定。2018年，政府提出2040年可再生能源在总电力需求中的份额增加到80%的目标，2021年，该目标被提前至2030年。伴随着愈发激进的政策目标的提出，光伏新增装机规模逐年提升。截至2021年底，德国光伏装机量达59.9GW,2021年新增装机5.3GWo户用光伏系统投资成本(€/kW)1000单户光伏系统装机规模(kW)20初始投资成本(€)20000FIT上网电费(€/kWh)0.1年总利用小时数(小时)1400年光伏发电量(kWh)28000年光伏发电收益(€)2800静态投资回收期(年)7.14户用储能系统户用储能系统投资成本(€/kWh)500单户储能系统装机规模(kWh)8.5初始投资成本(€)4250居民