1.全球开启新一轮能源变革,储能产业的发展成为大势所趋。
储能主要应用场景涵盖发电侧(风/光电站、传统电站等)、电网侧(电网公司等)与用电侧(家庭、工商业等)。
在发电侧,碳中和背景下光伏、风电等清洁能源逐步替代传统化石能源,而新能源发电相较传统能源存在不稳定、不均衡的特征,对平滑出力曲线的需求提升,储能由此成为能源革命的重要支撑技术。
在电网侧,储能的作用在于解决电网的调峰调频、削峰填谷、智能化供电、分布式供能问题,调节电网电压以提升输配电稳定性,同时提高多能耦合效率,实现节能减排。在用电侧,储能主要用于电力自发自用、峰谷价差套利等,近年来储能产品性能提升推动家庭、工商业用户需求增长,在虚拟聚合、数据中心、5G 基站等场景的应用亦不断拓展。根据 CNESA 统计,截至 2021 年 9 月底,全球已投运储能项目累计装机规模达到 193.2GW,同比增长 3.8%;中国已投运储能项目累计装机规模为 36GW,占全球 18.6%,同比增长 8.8%。
2.电化学储能具备高环境适应性、高响应速度、高功率和高能量密度等优势,有望成为未来储能的主流路线。
现有储能技术主要分为抽水蓄能、电化学储能、熔融盐储热、压缩空气储能和飞轮储能装机等,其中抽水蓄能的累计装机规模占据绝对优势,截至 2021 年 9 月底占全球市场比重达到 89.3%,但受选址限制增速较缓,所占比重持续下降。电化学储能占全球市场比重为 8.5%,仅次于抽水蓄能,近年来步入规模化发展阶段,贡献储能市场主要增量。截至 2021年 9 月底,电化学储能全球累计装机规模达到 16.4GW,同比增长 50%;国内累计装机规模达到 3.6GW,同比增长 62%。电化学储能方式中,锂离子电池占据主流,2021 年 9 月底全球累计装机规模达 15.13GW,占电化学储能总装机规模的 92.8%。
海 外市 场方 面,能 源 转 型 驱 动欧 美 等 国电 化 学储 能需 求 持 续 高 增 。
根 据CNESA,中国、美国、欧洲占据全球储能市场的主导地位,三者合计占全球新增投运总规模的 86%,且 2020 年新增投运规模均突破 GW 大关。政策方面,欧美等国政府大力支持新能源转型,欧盟委员会于 2020 年 9 月推出《2030 年气候目标计划》,计划到 2030 年可再生能源发电占比提高至 65%以上,拉动储能需求增长;
2020 年,美国能源部(DOE)发布“储能大挑战路线图”,欧盟委员会发布“2030 电池创新路线图”,分别确立储能领域战略目标。用电侧方面,海外居民峰谷电价差在 2-3 倍以上,远远高于国内,因此海外市场贡献了户用储能的大部分需求。随光伏储能成本下降、经济性提升,家庭端用户更倾向于应用储能系统维持电力稳定、获取峰谷价差,消费意愿提升,欧洲、美国等地的家庭储能市场呈现快速发展趋势。
根据 Bloomberg NEF 的预测,全球储能市场在 2030 年前将以 33%的年均复合速率增长,累计装机容量将在2030 年达到 358GW/1028GWh,其中美国和中国贡献了大部分的增长,两国加总约占 2030 年全球累计储能装机容量的 54%。根据中国电池产业研究院的数据,预计到 2025 年全球电化学储能电站的累计装机规模达到 150GW,到2030 年达到 550GW,2021-2030 年复合增长率达到 48%。
国内市场方面,国家与地方利好政策频出,锂电储能迎战略机遇期。
国家层面,“十四五”期间发改委、能源局等部门密集出台支持性文件,为新型储能步入规模化阶段奠定基础。2021 年 7 月,国家发改委、国家能源局联合发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,提出到 2025 年,实现锂离子电池等新型储能从商业化初期向规模化发展转变,装机规模达 3000 万千瓦以上;到 2030 年,实现新型储能全面市场化发展,新型储能成为能源领域碳达峰、碳中和的关键支撑之一。
随后,中央陆续发布多个文件,完善分时定价机制,并鼓励发电企业自建储能或调峰能力增加并网规模。地方层面,各省陆续制定新型储能装机规划目标,同时已有二十多地明确要求新能源项目配备储能设施。在央地政策协同发力下, 2021 年我国电力储能装机呈高速增长态势,新增规划、在建、投运百兆瓦级项目达到 65 个,超过 2020 年同期的 8 倍,规模达 14.2GW,占 2021 年新增储能项目总规模的 57%。根据 CNESA 初步统计,截至 2021 年底,已投运的储能项目累计装机容量达到 45.74GW,同比增长 29%,新增投运规模达 10.14GW,同比增长 220%。其中电化学储能新增投运规模达到 1.87GW/3.49GWh,占比 18.33%,规划在建规模超过 20GW。
3.技术进步与规模效应驱动锂电储能成本下降,逐步解决行业规模化痛点。
锂电储能系统主要由电池组、储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、能力管理系统(EMS)与其他电力设备组成,其中电池组成本占比约 67%,PCS、BMS、EMS 成本分别占比 10%、9%、2%。储能电池与动力电池具有类似的技术路线,将持续受益于电动汽车等行业迅速发展对锂电降本的催化作用。
当前储能电池以成本较低、循环寿命较长、安全性更高的磷酸铁锂为主,近年来锂离子电池产业链配套日益成熟,上游材料供应商与中游电池厂商产能不断扩张,刀片电池等新工艺的应用优化电池结构,驱动锂电储能系统成本总体下降。此外,储能电站装机量高增强化规模经济,进一步降低项目建造成本与配套设备、用户获取、联网等其他成本。根据 CNESA,2020 年底,我国储能行业突破了 1500 元/kWh 系统成本的关键节点,未来降本提效仍将不断推进。
根据 BNEF 预测,全球储能电站成本将从 2020 年的 304 美元/kWh 下降到 2030年的 165 美元/kWh,降幅达 46%,其中电池、PCS、BMS、EMS 的成本分别下降 58%、25%、36%、36%。
得益于国内外市场刚需、政策红利、技术进步与成本控制等多方面驱动因素,锂电池储能行业由起步期迈入高速扩张阶段,未来仍有广阔成长空间。
全球来看,根据 GGII,2021 年全球储能锂电池产业出货量达到 70GWh,同比增长159.26%,预计 2025 年全球储能锂电池产业需求达到 460GWh,2021-2025年 复 合增长 率 达 到 60.1%。国 内 来 看 ,2020 年 中 国 储 能 锂 电 池 出 货 量16.2GWh,其中电力储能 6.6GWh,占比 41%,通信储能 7.4GWh,占比46%,其他包括城市轨道交通、工业等领域用储能锂电池;2021 年,全国储能型锂电产量为 48GWh,同比增长 196%,仍保持高速增长态势。GGII 预计2022 年国内储能电池出货量有望突破 90GWh,同比增长 88%;“十四五”期末中国储能锂电池出货量达到 180GWh,5 年复合增长率超 60%。