儲能產業鏈格局全景（2022版）【儲能頭條·系列】

在清潔化、低碳化和智能化的能源轉型大背景下，高比例可再生能源成為電力系統未來發展的“主力軍”。電力系統結構形態正在發生巨變。

儲能，將成為維持整個電力系統安全穩定的“標配”。

目前，儲能產業正加速從示范試點階段過渡到商業化階段，市場蓬勃，新增產能不斷加速投建。

國際能源網/儲能頭條梳理推出儲能產業鏈格局全景（2022版），以饗讀者。

儲能產業鏈可分為上游原材料及設備、中游儲能系統及集成、下游電力系統儲能應用。

儲能產業鏈上游的原材料主要包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜以及結構件等；代表企業：杉杉股份、容百科技、當升科技、中科電氣等。

產業鏈中游主要為儲能系統的集成與制造，一般包括電池組、電池管理系統（BMS）、能量管理系統（EMS）以及儲能變流器（PCS）四大組成部分。代表企業包括寧德時代、億緯鋰能、陽光電源、南都電源、科士達等，其中龍頭公司寧德時代、比亞迪、陽光電源等出口海外較多。

產業鏈下游主要為工程EPC、并網檢測、后期運維：代表企業包括南網科技、寶光股份、萬里揚、電科院、林洋能源等。

（一）儲能產業鏈部分代表公司

（二）儲能企業2021年市場銷量數據

1、中國儲能技術提供商2021年度國內新增投運裝機量（MWh）

2、中國儲能PCS提供商2021年度國內新增投運裝機量（MW）

3、中國儲能系統集成商2021年度國內新增投運裝機量（MW）

4、中國儲能系統集成商2021年度國內市場儲能系統出貨量（MWh）

電池及電池技術

儲能電池材料體系以磷酸鐵鋰為主，電池向大容量方向持續演進。

根據工信部要求，儲能型電池能量密度≥145Wh/kg，電池組能量密度≥110Wh/kg。循環壽命≥5000次且容量保持率≥80%。

*2022-2023年全球儲能電池出貨分布（GWh）

*2021年全球儲能電芯出貨分布

全球儲能電芯，中國廠商出貨領先，寧德時代出貨量全球第一。根據測算，2021年全球儲能電芯出貨量59.9GWh，其中寧德時代作為最大電芯供應商占據榜首，出貨量16.7GWh，占比達27.9%；派能科技作為戶儲龍頭，出貨1.5GWh，占比2.6%。我們預計2022年全球出貨114.9GWh，同增91.9%，其中寧德時代出貨45.0GWh，同增169.5%；派能科技出貨3.5GWh，同增127.3%。

根據測算，預計2022-2023年全球儲能電芯出貨122.5/219.6GWh，同增101%/79%；其中，寧德時代作為最大電芯供應商占據榜首，預計2022-2023年出貨50/100GWh，同增199%/100%，占比40.8%/45.5%，龍頭地位穩固。

*儲能電池技術趨勢

鋰電儲能技術進入“新變革”，大電芯、高電壓、水冷/液冷等新產品新技術逐漸引起關注，儲能系統向大容量方向在持續邁進。同時，鈉離子電池在未來憑借成本優勢可能占據一席之位。

儲能變流器

儲能變流器（PCS）是連接儲能電池系統和電網的雙向電流可控轉換裝置，能夠在電網和儲能系統間精確快速地調節電壓、頻率、功率，實現恒功率恒流充放電以及平滑波動性電源輸出。

儲能逆變器是將市電交流電源轉換為直流電源，對電池(蓄電池)進行充電和存儲。當市電切斷時，蓄電池中儲存的電會轉換成我們需要的家用電或工業三相電。

與之相比，儲能變流器具備儲能逆變器切換直流交流的功能，也具備控制充放電的功能；可以說，儲能變流器包含儲能逆變器的功能，它是更為成熟的應用。

儲能變流器和光伏逆變器技術同源，PCS發展基本和光伏逆變器相似。

儲能變流器根據不同應用場景可分為家庭戶用、工商業、集中式和儲能電站四大類，分別對應小、中、大、超大額定輸出功率。

儲能變流器成本占比達10%-20%，僅次于電池組（60%）。

儲能變流器決定著輸出電能的質量和特征，從而很大程度上影響了電池的壽命。PCS是儲能系統中的重要部件，由功率、控制、保護、監控等軟硬件組成，其主要功能包括平抑功率、信息交互、結合 BMS 系統實現充放電一體化、并/離網運行等。

伴隨電化學儲能發展，儲能變流器市場空間可觀。由于光伏、風電等新能源發電存在波動性，外加限電政策影響、企業調峰調頻需求和國內可再生能源配儲能政策的推進，未來儲能市場將保持高速增長。

數據顯示，2021年我國儲能變流器產量增長至194.75萬千瓦；儲能變流器需求量增長至185.00萬千瓦。預計2022年，我國儲能變流器產銷量均有望突破200萬千瓦。

數據來源：開源證券研究所

目前儲能變流器與光伏逆變器相比毛利率較高。由于儲能變流器產品和光伏逆變器的實現原理相同，因此可以共用一條生產線生產，隨著儲能變流器產品銷售占比的逐步提升，將助力企業盈利增長。

* 儲能變流器的核心拓撲結構和IGBT。

拓撲結構方面，應用于不同領域的拓撲結構不同，特別是在大功率儲能PCS上，多變流器間并網系統間的各種相互關聯耦合構成了一個復雜的高階電網絡，因此較易引起并網系統的諧振，故而拓撲結構的設計較為重要。國內生產商會根據應用領域的不同，提供自家的解決方案。

IGBT 方面，與光伏逆變器相比，儲能變流器對續流二極管的載流能力要求更高，即需要較大的二極管芯片。目前，國內主要的PCS廠商多采用海外頭部廠商（如英飛凌）的 IGBT，也在部分小批次使用國內廠商提供的IGBT（如斯達半導，時代電氣）。

大容量下高壓級聯方案優勢凸顯。高壓級聯方案由多個儲能單元構成，采用去并聯組合，每個儲能單元輸出幾十到幾百伏電壓，將電池堆離散化，既大幅度降低了電池堆電量，減少了電池堆內電池單體數量，又大幅提高了系統容量，提升系統安全性。

高壓級聯技術方案VS傳統低壓升壓方案

縱觀儲能變流器市場，陽光電源、科士達、固德威、錦浪科技等企業在儲能變流器方面都有布局。尤其是，面對儲能逆變市場的大幅上升空間，一批中國光伏逆變器第二梯隊主力軍主動追尋破局之路，加快搶占市場先機。未來隨著市場進一步發展，擁有產品、渠道、成本優勢的企業仍將受益行業高增速，最終脫穎而出。

儲能系統集成

Ⅰ、全產業鏈布局：電芯、PCS、BMS、EMS均為自產，國內代表企業為比亞迪。

Ⅱ、專業集成：集成商從外部采購部件，專做系統集成，該模式國內應用較少，國外Doosan、IHI等為代表；

Ⅲ、基于自身產品，由單純設備供應商向系統集成商轉型：該模式國內應用最多，代表企業有：1.光伏逆變器切入PCS的生產商錦浪科技、固德威、德業科技等；2.動力電池切入儲能電池的生產商億緯鋰能、鵬輝能源等；3.由電力設備、電子設備切入PCS/BMS/EMS等部件的生產商金盤科技、科士達、科華數據、寶光股份、科陸電子等。

美國主要儲能集成商在產業鏈中參與的環節

數據來源：東吳證券研究所

主要儲能集成商的項目、客戶資源分析

分析對比主要儲能集成商的項目、客戶資源，可以發現主要企業均與主要電網集團建立了合作關系，除此之外，海博思創、科陸電子等在工商業側、居民側潛力更大，長期在共享儲能等項目獲取中可能獲利。

在項目上，陽光電源、海博思創等龍頭已具有GWh以上項目建設經驗，先發優勢明顯；同時，后起之秀金盤科技、科陸電子等訂單獲取能力較強；此外，行業需求強勁，企業擴產力度較大，金盤科技、智光股份現有產能均超GWh，仍處于擴產進程中。

儲能集成市場差異化競爭格局

儲能新技術

1、鈉離子電池商業進程加速

鈉電池快充性能優異（常溫下充電15min電量即可達到80%）、低溫性能良好，常溫條件下循環壽命為4k-5k次，能量密度持平鐵鋰。

可用資源豐富。2022年全球已探明的鋰資源量約為8900萬噸，一半以上分布于南美洲，我國鋰資源總量為510萬噸，全球占比僅為6%，65%的鋰原料需要進口。而鈉的地殼豐度遠高于鋰且廣泛分布于全球各地，海水中即含有豐富的氯化鈉。

鈉電池相較鐵鋰和5系三元單瓦時成本分別下降45%-55%左右，商業化進程加速。

代表廠商包括NatronEnergy、NAIADES、FARADION、鈉創新能源、中科海納、寧德時代。

2、液流電池主打長時性能

液流電池正負極電解液分離，性能優異，鐵鉻、全釩為兩大商用方向。

液流電池是正負極電解液分開，各自循環的一種高性能蓄電池，具有容量高、使用領域（環境）廣、循環使用壽命長的特點。根據電極活性物質的不同可分為鐵鉻、全釩、鋅溴等，鐵鉻和全釩兩種為目前主流商用方向。

鐵鉻電池循環壽命超長，運行溫區較廣，降本在即。2022年全球鉻鐵礦資源量約120億噸，南非占據半壁江山，我國與鉻礦開采國均保持正常的貿易合作，供應格局尚可。鐵鉻液流電池毒性和腐蝕性較低，理論循環次數可達萬次以上，整體使用壽命可以達到20年以上，成本方面，未來綜合成本或可接近抽水蓄能。

3、全釩電池性能優異，資源豐富，但成本較高。

我國釩資源豐富，2022年全球已探明的釩資源量約為6300萬噸，我國釩資源總量為950萬噸，全球占比15%，2020年中國攀鋼集團公司釩企業產能(折合成V2O5)世界排名第一。

釩電池安全性高，循環壽命高達16000次，擴容能力強，適合大型儲能場景，且電解液便于回收，效率75%以上。全釩電池能量密度同時成本較高。

4、重力儲能：在物理儲能中成本占優

主要原理是基于高度落差對儲能介質進行升降來實現儲能系統的充放電過程。

重力儲能優勢：

初始投入成本僅需約3元/Wh，低于抽水蓄能和壓縮空氣儲能成本。據測算，重力儲能度電成本約為0.5元/kWh，低于絕大部分電化學儲能系統，在成本上具有優勢；安全性高，對建設環境要求不高，對環境破壞?。粔勖L，重力儲能平均壽命約30-35年，接近抽水蓄能、壓縮空氣儲能。

中國天楹：我國重力儲能先行者，首個重力儲能項目已簽約。2022年1月30日，中國天楹控股子公司Atlas與重力儲能技術開發商瑞士EV公司簽署了《技術許可使用協議》，根據協議，EV授權Atlas在中國區獨家使用許可技術建造和運營重力儲能系統設施。5月20日，該項目落戶如東，是我國首個儲能示范項目，規模為26MW/ 100MWh，項目的簽約有望加快我國重力儲能行業進展。

5、壓縮空氣儲能技術較為成熟

壓縮空氣儲能是指在電網負荷低谷期將電能用于壓縮空氣，將空氣高壓密封在報廢礦井、儲氣罐、山洞、過期油氣井或新建儲氣井中，在電網負荷高峰期釋放壓縮空氣推動汽輪機發電的儲能方式。相比興建鋼罐等壓力容器儲存的方式，利用鹽穴等地下洞穴建設大容量電站，將顯著降低原材料、用地等方面的成本。按照工作介質、存儲介質與熱源可以分為：傳統壓縮空氣儲能系統（需要補燃）、帶儲熱裝置的壓縮空氣儲能系統、液氣壓縮儲能系統等。

壓縮空氣儲能分類

國內已有項目投產落地。

2021年9月23日，山東肥城鹽穴先進壓縮空氣儲能調峰電站一期10MW示范電站順利通過發電并網驗收，二期300兆瓦項目也已啟動。

2022年5月26日，金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目舉行投產儀式，標志著世界首座非補燃壓縮空氣儲能電站正式投入商業運行。壓縮空氣儲能電站的定價機制還在探索階段，若能與抽水蓄能一樣采取兩部制電價，將提高其經濟性。

6、飛輪儲能出于商業化早期

飛輪儲能是新型儲能技術之一，處于商業化早期。通過電動/發電互逆式雙向電機，電能與高速運轉飛輪的機械動能之間的相互轉換與儲存。飛輪儲能具有使用壽命長、儲能密度高、不受充放電次數限制、安裝維護方便、對環境危害小等優點，可用于不間斷電源、應急電源、電網調峰和頻率控制。但目前飛輪儲能還具有很大的局限性，相對能量密度低、靜態損失較大，現僅處于商業化早期。

飛輪儲能技術主要結構和運行方法已經基本明確。目前主要正處于廣泛的實驗階段，小型樣機已經研制成功并有應用于實際的例子，正向發展大型機的趨勢發展，但是卻有非常多的難點，主要集中在轉子的設計、磁軸承、功率電子電路、安全及保護特性、機械備份軸承。

飛輪儲能系統應用廣泛，隨著技術的成熟和價格的降低，將會是儲能領域的一項新的革命。

2022年4月11日，2臺1兆瓦飛輪儲能裝置在青島地鐵3號線萬年泉路站完成安裝調試并順利并網，這是我國軌道交通行業首臺具有完全自主知識產權的兆瓦級飛輪儲能裝置。

儲能消防系統

鋰離子電池中金屬鋰是已知元素（包括放射性元素）中金屬活動性最強的，在汽車領域熱失控現象時有發生，給鋰電池在儲能上的應用埋下了安全隱患。

據不完全統計，2022年全球已發生超17起儲能著火事故，2021年以來國家已經發布了多個涉及儲能消防安全的政策，新標準下儲能消防的重要性不斷突顯。儲能消防系統發展加速。

近期儲能電站火災事故頻發

儲能主要安全相關政策

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