一、儲(chǔ)能概述

儲(chǔ)能（stored energy）即“能量的存儲(chǔ)”，是指通過一種介質(zhì)或者設(shè)備，把一種能量形式用同一種或者轉(zhuǎn)換成另一種能量形式存儲(chǔ)起來，基于未來應(yīng)用需要以特定能量形式釋放出來的循環(huán)過程。

儲(chǔ)能是“雙碳“目標(biāo)背景下的新興賽道，是國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是新能源消納以及電網(wǎng)安全保障必要保障。隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，儲(chǔ)能行業(yè)迎來快速發(fā)展期：

一方面，新能源發(fā)電設(shè)備在過程中,外部環(huán)境不能確保設(shè)備可以持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以對(duì)隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性的可再生能源發(fā)電出力進(jìn)行消納儲(chǔ)存、平滑控制，以調(diào)配能源實(shí)現(xiàn)削峰填谷，滿足可再生能源的并網(wǎng)，并為新能源大規(guī)模發(fā)展應(yīng)用打好基礎(chǔ)；

另一方面，中國(guó)電網(wǎng)有固定頻率(50Hz)，當(dāng)功率輸出與負(fù)荷不一致時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生頻率偏差，對(duì)發(fā)電機(jī)組造成損壞。儲(chǔ)能技術(shù)可根據(jù)電能需求特點(diǎn)，調(diào)節(jié)電廠的出力，保障電壓和頻率的穩(wěn)定，提高電力供應(yīng)質(zhì)量，減少“棄風(fēng)棄光”現(xiàn)象的發(fā)生，從而達(dá)到良好的穩(wěn)定供電效果。

（一）儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景

儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景可以分為發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能和用電側(cè)儲(chǔ)能三大場(chǎng)景：發(fā)電側(cè)，儲(chǔ)能與風(fēng)光電配合裝機(jī)，解決新能源消納問題，并平抑其波動(dòng)性；電網(wǎng)側(cè)，儲(chǔ)能主要用于緩解電網(wǎng)阻塞、延緩輸配電設(shè)備擴(kuò)容升級(jí)等；用電側(cè)，工商業(yè)用戶利用儲(chǔ)能進(jìn)行峰谷價(jià)差套利，同時(shí)加速分布式能源+儲(chǔ)能應(yīng)用這一場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)。

儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景

（二）儲(chǔ)能的分類

根據(jù)能量存儲(chǔ)形式，儲(chǔ)能可分為機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等。

儲(chǔ)能的分類

多元化的儲(chǔ)能技術(shù)路線對(duì)應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景，配置儲(chǔ)能時(shí)需要綜合考慮電源、電網(wǎng)、負(fù)荷特征，選擇合理的配置方案。整體而言，長(zhǎng)周期大規(guī)模場(chǎng)景與抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能等方式匹配，短周期的功率型場(chǎng)景下，鋰電池等電化學(xué)儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容等更優(yōu)。

二、我國(guó)儲(chǔ)能發(fā)展概況

（一）市場(chǎng)行業(yè)概況

根據(jù)《2022儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告》等顯示，截止到2022年底，2022年中國(guó)累計(jì)新型儲(chǔ)能裝機(jī)13.1GW / 27.1GWh，其中，抽水蓄能裝機(jī)量占比86.3%，仍占主導(dǎo)地位。但是，受資源稟賦影響，全國(guó)抽水蓄能可用廠址的總?cè)萘考s160GW，難以滿足我國(guó)總體儲(chǔ)能目標(biāo)（2050年為420GW）。

2022年中國(guó)新型儲(chǔ)能占比提升9.4%，鋰離子電池增長(zhǎng)迅速。截至2022年底，中國(guó)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)占所有儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)比例達(dá)21.9%，其中，鋰離子電池占絕對(duì)主導(dǎo)地位，新增占比達(dá)97%。

另一方面，壓縮空氣儲(chǔ)能作為新型儲(chǔ)能，目前剛剛投入大規(guī)模商業(yè)化，占比3.2%，但其兼具經(jīng)濟(jì)性、安全性，且規(guī)?？善ヅ涑樗钅艿膽?yīng)用場(chǎng)景，未來有望成為抽水蓄能在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域的重要替代。

此外，液流電池、鈉離子電池、飛輪等其它技術(shù)路線的項(xiàng)目在規(guī)模上有所突破，應(yīng)用模式逐漸增多。

（二）儲(chǔ)能企業(yè)“出?！鼻闆r

2022年是儲(chǔ)能出海元年，之前海外儲(chǔ)能市場(chǎng)一直被日韓品牌占據(jù)，隨著海外儲(chǔ)能市場(chǎng)需求火爆，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能企業(yè)紛紛出海，目前海外儲(chǔ)能市場(chǎng)己經(jīng)成為國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能企業(yè)創(chuàng)收貢獻(xiàn)最大的市場(chǎng)。根據(jù)已發(fā)布2022年度報(bào)告的儲(chǔ)能上市企業(yè)數(shù)據(jù)，多數(shù)儲(chǔ)能相關(guān)企業(yè)營(yíng)收獲得兩位數(shù)增長(zhǎng)，其中寧德時(shí)代、億緯鋰能、派能科技等企業(yè)營(yíng)收增長(zhǎng)超過100%；企業(yè)海外市場(chǎng)營(yíng)收增速較快，部分企業(yè)海外市場(chǎng)營(yíng)收占比超過90%。

三、儲(chǔ)能主流技術(shù)路線分析

（一）抽水蓄能

抽水蓄能是在我國(guó)普遍運(yùn)用的一種穩(wěn)定可靠的儲(chǔ)能方式，抽水蓄能電站一般由上水庫、下水庫和可逆式水泵水輪機(jī)組成。在用電低峰期時(shí)，可逆式水泵水輪機(jī)作為水泵，利用低價(jià)值電能將水從下水庫抽至上水庫，作為水的勢(shì)能儲(chǔ)存；用電高峰期時(shí)則將可逆式水泵水輪機(jī)作為水輪機(jī)，在上水庫開閘放水，將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)換為高價(jià)值電能。

2022年我國(guó)抽水蓄能總裝機(jī)規(guī)模達(dá)4579萬千瓦，是2012年底的2.2倍以上，規(guī)模位居世界首位。中國(guó)抽水蓄能行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，2021年達(dá)到263億元，預(yù)計(jì)2026年將達(dá)到499.8億元。2022年我國(guó)投產(chǎn)28臺(tái)抽水蓄能機(jī)組，合計(jì)880萬千瓦。根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計(jì)與數(shù)據(jù)中心預(yù)測(cè)，2023年抽水蓄能總裝機(jī)規(guī)模將超過5000萬千瓦。

（二）壓縮空氣儲(chǔ)能

壓縮空氣儲(chǔ)能（Compressed Air Energy Storage，CAES）是指在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期將電能用于壓縮空氣，將空氣高壓密封在報(bào)廢礦井、儲(chǔ)氣罐、山洞、過期油氣井或新建儲(chǔ)氣井中，在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)，釋放壓縮空氣推動(dòng)透平膨脹機(jī)做功發(fā)電的儲(chǔ)能方式。

壓縮空氣儲(chǔ)能是儲(chǔ)能量級(jí)可與抽水蓄能相媲美的大規(guī)模儲(chǔ)能，功率達(dá)到百兆瓦級(jí)，且建設(shè)周期只需要12-18個(gè)月，具有能量密度高、日常運(yùn)營(yíng)成本低、自放電率低等優(yōu)勢(shì)，技術(shù)正越來越受到青睞。

中國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能行業(yè)目前處于高速增長(zhǎng)階段。2021年全國(guó)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模182.5MW，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)12.8億元，2022年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)18.4億元。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2022年已有20個(gè)壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目簽約，已公開的儲(chǔ)能規(guī)?？蛇_(dá)7.98GW。

（三）電化學(xué)儲(chǔ)能

（1）鋰離子電池

鋰離子電池通過鋰離子在正負(fù)極電極材料中的嵌入和脫嵌實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)。鋰離子電池能量密度較高，壽命長(zhǎng)，因此正逐漸成為電化學(xué)儲(chǔ)能的主流路線。根據(jù)正極材料的不同，鋰離子電池又分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元電池等。

鋰離子電池裝機(jī)規(guī)模龐大，且有望保持高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2022年中國(guó)已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模59.84GW，新型儲(chǔ)能占比約為21.9%，其中鋰離子電池占比97%。2022年，中國(guó)鋰離子電池出貨量達(dá)到655GWh，同比增長(zhǎng)100%，行業(yè)總產(chǎn)值突破1.2萬億元，在全球鋰離子電池總體出貨量的占比達(dá)到69%。預(yù)計(jì)到2023年國(guó)內(nèi)鋰電池市場(chǎng)出貨量將超過1TWh，其中動(dòng)力電池出貨有望超800GWh，儲(chǔ)能電池出貨將超180GWh。

（2）鈉離子電池

鈉離子電池工作原理與鋰離子電池類似，利用鈉離子在正負(fù)極之間嵌脫過程實(shí)現(xiàn)充放電。鈉離子電池相對(duì)磷酸鐵鋰電池安全性能、低溫性能、快充性能更高，成本更低，且鈉資源遠(yuǎn)比鋰資源豐富且遍布全球各地，若鈉離子能夠廣泛應(yīng)用，中國(guó)將很大程度上擺脫目前鋰資源受限的情況。

目前鈉離子電池市場(chǎng)存量有限，但未來有望持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)EVTank數(shù)據(jù)，2022年我國(guó)現(xiàn)有鈉離子電池的市場(chǎng)裝機(jī)量約 2GWh。但一方面，未來隨著寧德時(shí)代、湖南立方、海四達(dá)等企業(yè)的鈉離子項(xiàng)目逐步落地，我國(guó)鈉離子電池的合計(jì)規(guī)劃產(chǎn)能將在2025年底達(dá)到275.8GWh；另一方面，從全球范圍來看，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)正在向商用化領(lǐng)域轉(zhuǎn)變，規(guī)?；潭炔粩鄶U(kuò)大，市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大。實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化仍然需要產(chǎn)業(yè)鏈完善與成本下降。由于鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)鏈培養(yǎng)和理論低成本水平達(dá)成仍然需要較長(zhǎng)的時(shí)間，其大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用需等到2025年后。

（3）液流電池

液流電池技術(shù)路徑包括全釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池等，其中，全釩液流電池綜合性能最佳、商業(yè)化程度最高。液流電池正、負(fù)極電解液儲(chǔ)罐獨(dú)立分離，放置在堆棧外部，通過兩個(gè)循環(huán)動(dòng)力泵將正、負(fù)極電解液通過管道泵入液流電池堆棧中并持續(xù)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，通過將化學(xué)能與電能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換作用來完成電能的儲(chǔ)存和釋放。液流電池功率取決于電極反應(yīng)面積大小，存儲(chǔ)容量則取決于電解液體積與濃度，故液流電池規(guī)模大小設(shè)計(jì)更為靈活多變。

液流電池規(guī)模增長(zhǎng)較快。2022年中國(guó)已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模59.4GW，新型儲(chǔ)能占比約為21.9%，其中液流電池占比僅為1.2%。中國(guó)液流電池行業(yè)的存量市場(chǎng)規(guī)模呈高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2018-2021年的歷史市場(chǎng)規(guī)模年均復(fù)合增長(zhǎng)率為55.2%，2022年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)10.6億元，預(yù)計(jì)2027年將達(dá)248.9億元，2022-2027年市場(chǎng)規(guī)模年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)87.9%。液流電池市場(chǎng)化程度有待進(jìn)一步發(fā)展。2022年儲(chǔ)能液流電池由于系統(tǒng)價(jià)格高昂、產(chǎn)業(yè)配套不完善等制約因素，整體市場(chǎng)裝機(jī)容量仍然處于較低水平。目前國(guó)內(nèi)液流電池市場(chǎng)化程度不高，處于示范項(xiàng)目階段，且示范項(xiàng)目數(shù)量遠(yuǎn)低于鋰離子電池。

（4）鉛蓄電池

鉛酸電池是以二氧化鉛為正極、金屬鉛為負(fù)極、硫酸溶液為電解液的一種二次電池，發(fā)展至今已有150多年歷史，是最早規(guī)?；褂玫亩坞姵?。鉛酸電池的儲(chǔ)能成本低，可靠性好，效率較高，廣泛應(yīng)用于UPS，也是我國(guó)早期大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能的主導(dǎo)技術(shù)路線。但因?yàn)殂U酸電池循環(huán)壽命短、能量密度低、使用溫度范圍窄、充電速度慢，且鉛金屬對(duì)環(huán)境影響較大，鉛酸電池未來應(yīng)用將會(huì)受極大程度限制。

我國(guó)是全球最大的鉛蓄電池生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)和出口大國(guó)，鉛蓄電池產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的比重超過40%。從產(chǎn)量來看，中國(guó)鉛蓄電池行業(yè)出現(xiàn)下降。根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)鉛蓄電池產(chǎn)量為21,650萬千伏安時(shí)，同比下降4.8%；市場(chǎng)規(guī)模逐年增長(zhǎng)，2021年中國(guó)鉛蓄電池市場(chǎng)規(guī)模約為1685億元，同比增長(zhǎng)1.6%。

（四）氫儲(chǔ)能

氫儲(chǔ)能是一種新型儲(chǔ)能，在能量維度、時(shí)間維度和空間維度上具有突出優(yōu)勢(shì)，可在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。廣義上的氫儲(chǔ)能是指把任意形式的能量轉(zhuǎn)換成氫氣的化學(xué)能，以氫氣的形式進(jìn)行存儲(chǔ)；狹義上的氫儲(chǔ)能是指將太陽能、風(fēng)能等清潔能源發(fā)出的電能或夜間電網(wǎng)的過剩電能，通過電解水制取氫氣，通過儲(chǔ)氫罐存儲(chǔ)，之后由燃料電池發(fā)電技術(shù)等實(shí)現(xiàn)氫氣的利用。

全球氫氣市場(chǎng)快速擴(kuò)張，行業(yè)發(fā)展步入快車道。據(jù)IEA數(shù)據(jù)，2022年全球氫氣總產(chǎn)量達(dá)到9813萬噸，同比增加5.5%，2030年產(chǎn)量有望達(dá)到17998萬噸，產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)火石創(chuàng)造數(shù)據(jù)，2022年中國(guó)制氫產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到4833億元，同比增加11%，未來隨著政策及市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)制氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望持續(xù)保持增長(zhǎng)。電解水制氫裝機(jī)量有望持續(xù)增加。2021年全球電解水制氫裝機(jī)量為50萬千瓦左右， IEA預(yù)測(cè)在各種因素刺激下2030年全球電解水制氫產(chǎn)能將達(dá)到2.9億千瓦。

四、儲(chǔ)能發(fā)展趨勢(shì)

1、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)仍將保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

碳中和背景下儲(chǔ)能政策支持力度加大，隨著儲(chǔ)能技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，電力市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)和能源結(jié)構(gòu)的升級(jí)，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)將迎來更多的發(fā)展機(jī)遇和更為廣闊的市場(chǎng)前景，未來儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)將保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，預(yù)計(jì)到2030年儲(chǔ)能將會(huì)迎來一個(gè)萬億級(jí)別市場(chǎng)。

2、儲(chǔ)能技術(shù)多元化發(fā)展。

目前抽水蓄能占主導(dǎo)，新型儲(chǔ)能中以鋰離子電池為主，鋰離子電池儲(chǔ)能已經(jīng)形成了較為完備的產(chǎn)業(yè)鏈，壓縮空氣儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能等也在加速發(fā)展，鈉離子電池儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能等新技術(shù)陸續(xù)開展示范應(yīng)用。儲(chǔ)能技術(shù)多元化發(fā)展態(tài)勢(shì)明顯，將帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展。

3、儲(chǔ)能行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)將更為激烈。

當(dāng)前儲(chǔ)能市場(chǎng)同質(zhì)化嚴(yán)重，企業(yè)間儲(chǔ)能產(chǎn)品差異性不大；儲(chǔ)能項(xiàng)目不斷壓低價(jià)格，價(jià)格戰(zhàn)競(jìng)爭(zhēng)造成企業(yè)短期盈利壓力加大；不同領(lǐng)域企業(yè)跨界進(jìn)入儲(chǔ)能行業(yè)，產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)不斷加速。儲(chǔ)能行業(yè)也將加速洗牌，隨著儲(chǔ)能市場(chǎng)不斷走向成熟，缺乏核心技術(shù)的企業(yè)將面臨淘汰。

4、安全仍是儲(chǔ)能發(fā)展的重要關(guān)注點(diǎn)。

儲(chǔ)能高速發(fā)展的同時(shí)，安全事故頻發(fā)，安全問題成為制約儲(chǔ)能發(fā)展的重要陽力。2022年12月 30日，《電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全規(guī)程》（標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：GB/T42288-2022） 發(fā)布，將于2023年7月1日起開始實(shí)施，將進(jìn)一步提升電化學(xué)儲(chǔ)能電站全壽命周期的安全性，為行業(yè)參與者指引了方向，將進(jìn)一步規(guī)范儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展。

5、盈利模式更加多元。

目前強(qiáng)制配儲(chǔ)、儲(chǔ)能補(bǔ)貼政策等，調(diào)動(dòng)了儲(chǔ)能投資的積極性，在政策支持、技術(shù)創(chuàng)新、市場(chǎng)完善驅(qū)動(dòng)下，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈將會(huì)更更加成熟，儲(chǔ)能商業(yè)模式將會(huì)更加多元。在新能源配儲(chǔ)、共享儲(chǔ)能電站快速發(fā)展同時(shí)，新能源場(chǎng)站調(diào)頻需求、柔性電網(wǎng)需求、源網(wǎng)荷儲(chǔ)建設(shè)需求等不斷發(fā)展，儲(chǔ)能也將實(shí)現(xiàn)更多精細(xì)化功能。