电力设备：储能温控市场乘风而起，行业龙头把握先机-安信证券.pdf-solarbe文库

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1 本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。储能温控市场乘风而起，行业龙头把握先机 ■ 各环节需求共振，全球储能进入加速发展期。 1）国内各环节发展模式渐明，装机空间充分打开。 2021 年为国内储能行业由商业化起步迈向规模化发展的过渡之年，随着国家、地方层面储能政策的密集出台，各环节储能发展模式在探索中逐步走向成熟， 2022 年起行业有望明显提速。我们测算十四五末国内新增储能装机规模有望接近 100GWh，对应 2022-2025 年复合增速超过 100，其中新能源配套储能将率先放量，电网侧、用户侧储能随后接力。 2）海外供电侧储能方兴未艾，用户侧加速渗透。目前海外发达地区已进入新能源装机替代存量火电装机的阶段，供电侧储能配臵需求迫切。与此同时， 2021 年以来全球能源价格持续攀升，海外用户侧储能的经济性正快速凸显，渗透率有望加速提升。在海内外各环节需求推动下，我们测算 2025 年全球新增储能装机规模或将超过 300GWh，短期内锂电池储能仍将为主流形式。 ■ 热管理重要性日益凸显，储能温控市场乘风而起。温控系统是保障锂电池储能正常运行的重要环节，近年来频发的储能电站安全事故正推动各国不断完善行业标准。与此同时，随着储能系统朝着更大规模、更高能量密度的方向演进，其对温控系统的要求亦快速提升。目前风冷为储能行业主流的温控方案，未来液冷有望凭借散热效率、全生命周期成本等方面的优势加速渗透，从而带动储能温控整体单位价值量提升。我们测算 2025 年储能温控的市场空间有望超过 130 亿元，对应 2022-2025 年均增速接近 100。 ■ 储能温控市场格局较优，龙头厂商占据先机。温控在储能系统成本中的占比仅为 3-5左右，对系统整体的安全性与可靠性则起着至关重要的作用，后续降本压力有限。此外，储能温控系统在控制精度与运行可靠性上的要求显著高于一般民用及工业制冷领域，同时系统定制化程度高，需要充足的项目经验与客户关系积累。近年来随着储能市场的快速扩大，越来越多的参与者开始涉足储能领域，无论是在电池、变流器还是系统集成环节，短期内市场竞争格局均趋于激烈。作为一个价值量占比较低、技术壁垒较高、客户黏性较强的细分环节，我们预计储能温控市场有望维持当前较优的市场竞争格局，龙头厂商的领先地位较为稳固。 ■ 投资建议作为一个相对小众的细分领域，目前储能温控市场的参与者大多为其他温控领域的“跨界”企业，主要包括数据中心温控厂商、工业领域温控厂商以及车用热管理厂商三大类。我们看好布局较早、相关经验丰富的头部厂商将率先受益行业需求增长，建议重点关注储能温控龙头英维克，以及具备深厚电力电子装臵温控基础的同飞股份。 ■ 风险提示储能市场发展不及预期、技术迭代风险、市场竞争加剧等 Table_Tit le 2022 年 05 月 09 日电力设备 Table_BaseI nfo 行业深度分析证券研究报告投资评级领先大市 -A 维持评级 Table_Fir st St ock 首选股票目标价评级 002837 英维克 27.72 买入 -A 300990 同飞股份 88.80 买入 -A Table_Char t 行业表现资料来源 Wind 资讯 1M 3M 12M 相对收益 -5.68 -6.48 23.60 绝对收益 -13.29 -22.46 1.83 王哲宇分析师 SAC 执业证书编号 S1450521120005 wangzy9essence.com.cn 胡洋分析师 SAC 执业证书编号 S1450521120003 huyangessence.com.cn 张真桢分析师 SAC 执业证书编号 S1450521110001 zhangzz2essence.com.cn 相关报告 -24 -11 2 15 28 41 54 2021-05 2021-09 2022-01 电力设备及新能源中信沪深 300 行业深度分析 /电力设备 2 本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。内容目录 1. 各环节需求共振，全球储能进入加速发展期 . 4 1.1. 全球储能行业步入规模化发展阶段 4 1.2. 国内各环节发展模式明晰，装机空间充分打开 . 5 1.3. 海外供电侧储能方兴未艾，用户侧加速渗透 . 7 1.4. 全球储能装机空间打开，短期内锂电池储能为主要形式 . 9 2. 热管理重要性日益凸显，储能温控市场乘风而起 .11 2.1. 温控系统是保障锂电池储能正常运行的重要环节 11 2.2. 安全问题日益凸显，储能温控重要性持续提升 . 13 2.2.1. 储能安全事故频发，行业标准逐步完善 13 2.2.2. 储能规模与能量密度齐升，温控重要性提高 . 14 2.3. 液冷方案加速渗透，储能温控市场空间打开 17 2.3.1. 风冷为当前储能温控主流形式，液冷为未来趋势 17 2.3.2. 储能温控市场有望迎来高速增长 . 19 3. 储能温控市场格局较优，龙头厂商占据先机 . 21 3.1. 温控是储能产业链中 “小而精 ”的细分环节，竞争格局较优 21 3.2. 多方势力角逐储能温控市场，龙头厂商率先受益市场爆发 . 23 4. 重点上市公司 . 25 4.1. 英维克精密温控专家，储能业务快速增长 25 4.2. 同飞股份电力电子温控积累深厚，储能业务放量在即 . 26 5. 风险提示 28 图表目录图 1全球能源与电力消费情况（ Mtoe） . 4 图 2全球发电量结构预测 . 4 图 3风电、光伏 LCOE 变化情况（ /kWh） . 4 图 4全球锂离子电池平均成本变化情况（ /kWh） . 4 图 5全球新增储能装机规模情况（ GWh） 5 图 6全球累计风电光伏装机规模（ GW）及储能渗透率 5 图 7国内电化学储能新增装机规模情况 6 图 8 2021 年中国电化学储能应用场景分布 . 6 图 9全球电化学储能新增装机情况（ GW） 8 图 10海外电化学储能装机结构（按装机功率） 8 图 11美国、欧盟火电装机变化情况（ GW） 8 图 12欧洲地区天然气价格快速上涨 . 9 图 13欧盟消费者能源价格指数快速上涨（ 2015100） . 9 图 14全球锂电池储能装机容量及占比情况（ GW） 10 图 15 2021 年全球累计新型储能装机构成情况 . 10 图 16磷酸铁锂的最佳工作温度为 1535 摄氏度 .11 图 17锂离子电池的三类温度区间 11 图 18锂电池热失控过程 . 12 图 19电池不一致将导致储能系统整体性能显著下降 . 12 图 20不同规模磷酸铁锂储能系统建设成本情况（ /kWh） . 15 图 21 2021 年国内投运及规划 /在建储能项目数量情况 16 行业深度分析 /电力设备 3 本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。图 22比亚迪集装箱储能系统产品迭代情况 . 16 图 23 BYD Cube T28 能量密度较传统方案显著提升 . 16 图 24风冷储能系统结构示意图 18 图 25风冷系统工作原理图 . 18 图 26相同能耗下液冷系统对锂电池模组的冷却效果显著优于风冷系统 . 19 图 27液冷储能系统示意图 . 19 图 28液冷系统管路布臵示意图 19 图 29液冷已成为各大储能电池 /系统集成商新产品中的主流方案 20 图 30四小时电站级储能系统单位成本预测（ /kWh） 21 图 31储能温控产业链 22 图 32 2021 年全球储能电池企业市场份额占比 . 22 图 33 2021 年国内储能系统集成商新增投运装机排名 . 22 图 34储能温控市场主要参与者 23 图 35数据中心温控与储能温控在整体结构上有一定相似性 23 图 36电力机柜与储能系统温控方案存在一定相似性 . 24 图 37汽车热管理系统与储能温控系统存在一定的共性 . 24 图 38英维克业务布局情况 . 25 图 39英维克营收构成情况（亿元） . 25 图 40英维克营业收入变化情况 25 图 41英维克归母净利润变化情况 . 25 图 42英维克研发投入及研发人员变化情况 . 26 图 43 “统一技术平台基础专业细分市场延伸 ”模式 . 26 图 44英维克储能温控产品 . 26 图 45英维克储能业务收入贡献持续提升（亿元） 26 图 46同飞股份业务布局情况 27 图 47同飞股份营收构成情况（亿元） 27 图 48同飞股份营业收入变化情况 . 27 图 49同飞股份归母净利润变化情况 . 27 图 50同飞股份电力电子温控收入及占比 28 图 51 2020 年同飞股份前五大客户情况 28 图 52同飞股份储能温控产品 28 表 1 “十四五 ”新型储能发展实施方案中各环节储能发展模式的表述 5 表 2国内储能装机空间测算 7 表 3全球储能装机规模预测 9 表 4磷酸铁锂电池温度特性 .11 表 5近年全球主要储能安全事故 . 13 表 6近年部分国家储能安全相关的行业标准及指导政策 14 表 7全球部分大型电化学储能项目（包括拟建、在建与建成） . 15 表 8不同放电倍率下锂电池充放电温度对比 . 17 表 9储能温控主要方式 . 17 表 10全球储能温控市场空间测算 . 20 表 11精密空调与民用空调对比 21 行业深度分析 /电力设备 4 本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。 1. 各环节需求共振，全球储能进入加速发展期 1.1. 全球储能行业步入规模化发展阶段储能是全球电力系统转型中不可或缺的环节。化石能源的使用是全球碳排放的主要来源，根据 IEA 统计， 2020 年石油、煤炭、天然气等传统化石能源在全球能源结构中的占比仍超过 80，可再生能源的占比仅为 12。为降低碳排放量，未来工业、交通、供热等各领域的电气化水平需进一步提高，同时在电力装机结构中，光伏、风电等可再生能源也将逐渐取代传统的火电装机。根据 IEA 的测算，为实现 2050 年碳中和的目标，可再生能源发电占比需由 2020 年的 30以下提升至 2030 年的 60以上， 2050 年则需达到近 90。与石油等传统化石能源不同，电力的生产与消费需要同时进行，能量无法直接以电能的形式进行储存，而风、光等可再生能源往往具有较强的季节性与波动性，因此随着全球电气化程度的提升以及风电、光伏装机占比的增加，未来储能将在全球电力系统中发挥更加重要的作用。图 1 全球能源与电力消费情况（ Mtoe）图 2 全球发电量结构预测资料来源 IEA，安信证券研究中心资料来源 IEA，安信证券研究中心储能行业规模化发展的条件已经成熟。一方面，随着技术的进步与产能的扩张，近年来风电、光伏的发电成本与锂离子电池的制造成本降幅显著，在上网侧平价的基础上，当前全球正朝着“新能源储能”平价的方向快速前进。另一方面，经过前期的探索与实践，储能在电力系统中的定位与商业模式正日渐清晰，目前美国、欧洲等发达地区储能市场化发展的机制已基本建立，新兴市场的电力系统改革亦持续加速，储能行业规模化发展的条件已经成熟。图 3风电、光伏 LCOE 变化情况（ /kWh）图 4全球锂离子电池平均成本变化情况（ /kWh）资料来源 IRENA，安信证券研究中心资料来源 BNEF，安信证券研究中心 2021 年起全球储能行业进入高速发展阶段。根据 BNEF 统计， 2021 年全球新增储能装机规模为 10GW/22GWh，较 2020 年实现翻倍以上增长，截至 2021 年底全球累计储能装机容量 10 15 20 25 30 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 2010 2012 2014 2016 2018 总能源消费量电力消费量电力消费占比 0 20 40 60 80 100 2010 2015 2020 2030E 2050E 化石能源核电水电光伏风电其他 0 . 0 0 0 . 0 5 0 . 1 0 0 . 1 5 0 . 2 0 0 . 2 5 0 . 3 0 0 . 3 5 0 . 4 0 2010 2012 2014 2016 2018 2020 光伏海上风电陆上风电 0 100 200 300 400 500 600 700 800 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 P ac k 电芯行业深度分析 /电力设备 5 本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。约为 27GW/56GWh。考虑到 2021 年底全球累计风电 /光伏装机规模已达到 837/942GW，以此推算储能在全球风电光伏装机中的占比仅为 1.5，我们认为储能市场的高速增长才刚刚开始，行业发展前景广阔。图 5 全球新增储能装机规模情况（ GWh）图 6 全球累计风电光伏装机规模（ GW）及储能渗透率资料来源 BNEF，安信证券研究中心资料来源 GWEC， IEA， BNEF，安信证券研究中心 1.2. 国内各环节发展模式明晰，装机空间充分打开政策勾勒发展前景，各环节储能发展模式逐渐清晰。 2022 年 2 月底，国家发改委、能源局正式印发“十四五”新型储能发展实施方案，进一步明确了“到 2025 年新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段、具备大规模商业化应用条件”，“ 2030 年新型储能全面市场化发展”的目标。此外，本次文件对发电侧、电网侧、用户侧储能均进行了明确的部署，各环节储能发展模式逐渐清晰。表 1“十四五”新型储能发展实施方案中各环节储能发展模式的表述环节主要内容发电侧积极引导新能源电站以市场化方式配署新型储能。对于配套建设新型储能或以共享模式落实新型储能的新能源发电项目，结合储能技术水平和系统效益，可在竞争性配臵、项目核准、并网时序、保障利用小时数、电力服务补偿考核等方面优先考虑。电网侧建立电网侧独立储能电站容量电价机制，逐步推动储能电站参与电力市场。科学评估新型储能输变电设施投资替代效益，探索将电网替代性储能设施成本收益纳入输配电价回收。用户侧加快落实分时电价政策，建立尖峰电价机制，拉大峰谷价差，引导电力市场价格向用户侧传导，建立与电力现货市场相衔接的需求侧响应补偿机制。增加用户侧储能的收益渠道。鼓励用户采用储能技术减少接入申力系统的增容投资，发挥储能在减少配电网基础设施投资上的积极作用。探索新型储能商业模式探索推广共享储能模式鼓励新能源电站以自建、租用或购买等形式配臵储能，发挥储能“一站多用”的共享作用。积极支持各类主体开展共享储能、云储能等创新商业模式的应用示范。试点建设共享储能交易平台和运营监控系统。研究开展储能聚合应用鼓励不间断电源、电动汽车、充换电设施等用户侧分散式储能设施的聚合利用，通过大规模分散小微主体聚合，发挥负荷削峰填谷作用，参与需求侧响应，创新源荷双向互动模式。资料来源国家发改委，国家能源局，安信证券研究中心 2022 年国内储能行业将正式步入发展快车道。 2021 年国家、地方层面均有储能政策密集出台，但主要侧重在整体部署层面，相关的配套细则尚不完善，因此 2021 年为国内储能行业由商业化起步迈向规模化发展的过渡之年，实际落地的项目规模相对有限。根据 CNESA 的统计， 2021 年国内新增新型储能装机 2.4GW/4.9GWh，较 2020 年同比增长约 54，其中电化学储能装机 2.32GW，同比增长近 49。从应用场景来看， 2021 年国内新增电源侧 /电网侧 /用户侧储能的装机规模分别为 0.98/0.84/0.58GW，占比约为 41/35/24，各环节储能发展齐头并进。随着 2022 年各地的储能细则开始逐步落地，我们预计国内储能行业的发展将明显加速。 - 50 0 50 100 150 200 250 0 5 10 15 20 25 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 新增储能装机规模增速 0. 0 0. 5 1. 0 1. 5 2. 0 2. 5 3. 0 0 500 1000 1500 2000 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 风电装机光伏装机储能渗透率行业深度分析 /电力设备 6 本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。图 7国内电化学储能新增装机规模情况图 8 2021 年中国电化学储能应用场景分布资料来源 CNESA，安信证券研究中心资料来源 CNESA，安信证券研究中心我们测算十四五末国内储能累计装机规模有望突破 250GWh， 2025 年新增装机规模有望接近 100GWh，对应 2022-2025 年复合增速超过 100。从结构上来看，我们预计十四五期间新能源配套储能将率先放量，电网侧、用户侧储能则将随后大规模启动，具体假设与测算过程如下。  新能源发电侧 2021 年国内陆上风电集中式光伏电站新增装机规模约为 56GW，以此测算储能配套比例约为 1.5。我们预计 2022 年起国内新增风光装机规模将保持较快增长，同时在政策驱动下储能配套比例将显著提升。假设 2025 年国内新增陆上风电以及集中式光伏电站的储能配套比例为 20，储能时长由 2h 逐步提升至 2.5h，则相应的新能源配套储能装机规模将超过 60GWh。  电源侧辅助服务 2021 年国内总发电装机容量达到 2377GW，配套辅助服务储能的装机比例不到 0.1，而发达电力市场中辅助服务费用占总电费的比例一般超过 1.5。在国内总电力装机平稳增长的背景下，我们假设 2025 年配套辅助服务储能的比例为 0.5，则对应的电源侧辅助服务储能装机规模将达到 16GWh。  电网侧随着我国电气化率的持续提升，近年来全国电网最高发电负荷呈较快增长，而根据国务院关于印发 2030 年前碳达峰行动方案的通知中的要求，到 2030 年省级电网将基本具备 5以上的尖峰负荷响应能力。我们预计负荷响应能力将主要由电网侧的抽水蓄能与新型储能提供，根据抽水蓄能中长期发展规划（ 2021-2035 年）十四五末国内抽水蓄能累计装机将达到 62GW，以此倒推 2025 年电网侧累计新型储能装机规模有望达到 50GWh。  用户侧目前国内工商业光伏渗透率不到 2，而工商业储能则处于发展初期，随着未来峰谷价差的拉大，预计国内工商业储能的经济性将逐渐显现。 2020 年国内工业用户总装接容量约为 3273GW，若假设十四五期间保持 5的年均增长，同时工商业储能渗透率提升至 0.3，则十四五期间国内工商业储能的装机空间将超过 30GWh。 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 . 0 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 2016 2017 2018 2019 2020 2021 电化学储能新增装机（ GW ）同比增速 41 35 24 电源侧电网侧用户侧行业深度分析 /电力设备 7 本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。表 2国内储能装机空间测算单位 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 新能源配套储能新增陆上风电装机 GW 69 31 48 55 59 60 新增集中光伏电站装机 GW 33 26 49 57 61 63 风光总装机 GW 102 56 97 112 120 123 新增项目配套储能比例 0.7 1.5 7.0 10.0 15.0 20.0 新能源发电侧储能新增装机功率 GW 0.7 0.8 6.8 11.2 17.9 24.6 储能时长 h 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 新能源发电侧储能新增装机容量 GWh 1.4 1.8 15.0 25.7 43.1 61.4 电源侧辅助服务储能国内总发电装机容量 GW 2,202 2,377 2,548 2,741 2,958 3,182 配套辅助服务储能比例 0.05 0.07 0.17 0.28 0.39 0.50 电源侧辅助服务储能新增装机功率 GW 0.5 0.5 2.9 3.3 3.8 4.3 储能时长 h 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 电源侧辅助服务储能新增装机容量 GWh 0.5 0.5 2.9 3.3 3.8 4.3 电网侧储能全国电网最高发电负荷 GW 1,076 1,191 1,310 1,441 1,585 1,744 尖峰负荷响应能力 3.0 3.1 3.5 4.0 4.5 5.0 电网灵活调节能力 GW 32 38 46 58 71 87 抽水蓄能装机规模 GW 31 36 43 49 56 62 电网侧储能新增装机功率 GW 0.3 0.4 1.9 5.4 7.3 9.4 储能时长 h 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 电网侧储能新增装机容量 GWh 0.6 0.8 3.9 10.8 14.6 18.9 用户侧储能全国工业用户装接容量 GW 3,273 3,436 3,608 3,788 3,978 4,177 工商业储能渗透率 0.02 0.03 0.06 0.12 0.20 0.30 工商业储能新增装机功率 GW 0.0 0.6 1.0 2.4 3.4 4.6 储能时长 h 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 工商业储能新增装机容量 GWh 0.1 1.7 3.1 7.1 10.2 13.7 合计新增储能装机容量 GWh 2.6 4.8 24.9 47.0 71.8 98.6 累计储能装机容量 GWh 6.1 11.0 35.8 82.8 154.6 253.2 资料来源国家能源局，中电联， CESA，安信证券研究中心 1.3. 海外供电侧储能方兴未艾，用户侧加速渗透市场化驱动快速发展，供电侧与用户侧齐头并进。目前除中国以外，海外储能市场主要分布在美国、欧洲、日韩、澳洲等发达地区，相对而言这些地区电力市场化程度较高，随着近年来锂离子电池价格的持续下降，行业已逐步进入经济性驱动的自发增长阶段。从装机结构来看，海外市场供电侧与用户侧储能的发展较为均衡， 2021 年新增装机中电源侧、电网侧、用户侧的占比大致相当。行业深度分析 /电力设备 8 本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。图 9全球电化学储能新增装机情况（ GW）图 10 海外电化学储能装机结构（按装机功率）资料来源 BNEF， CNESA，安信证券研究中心资料来源 CNESA，安信证券研究中心海外发达地区供电侧储能配臵需求迫切，成本传导较为顺畅。整体上看，海外发达地区已进入新能源装机替代存量火电装机的阶段，美国、欧盟（含英国）的火电总装机分别于 2011、 2012 年达到峰值，其电力体系对储能的需求更为迫切。此外，在海外发达地区市场化的电力体制下，发电侧的成本能够通过电力市场较为顺畅地传导至终端电力用户，储能可通过峰谷套利、辅助服务、备用电源、输配电价等多种形式获取收益。因此，我们认为海外供电侧储能的发展模式已经较为成熟。图 11美国、欧盟火电装机变化情况（ GW）资料来源 EIA、 EU Commission，安信证券研究中心电力价格持续走高，海外用户侧储能渗透率有望快速提升。受地缘政治、气候变化以及货币政策等因素影响， 2021 年以来全球天然气、原油等能源价格涨势明显，而在海外发达地区市场化的电力体制下，用户侧电价亦随之水涨船高。尤其是在欧洲地区， 2022 年 3 月天然气价格已达到 42 美元 /百万英热单位，较 2021 年初上涨接近五倍，欧盟消费者电力价格指数亦较 2021 年初上涨超过 30。随着 2022 年以来俄乌冲突的加剧，预计天然气及电力价格在较长时间内仍将居高不下，海外用户侧储能的经济性正快速凸显，渗透率有望加速提升。 0 2 4 6 8 10 12 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 美国中国日韩欧洲澳洲其他地区电源侧电网侧用户侧 300 350 400 450 500 550 500 550 600 650 700 750 800 850 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 美国（左轴）欧盟（右轴）行业深度分析 /电力设备 9 本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。图 12欧洲地区天然气价格快速上涨图 13 欧盟消费者能源价格指数快速上涨（ 2015100）资料来源世界银行，安信证券研究中心资料来源 Eurostat，安信证券研究中心 1.4. 全球储能装机空间打开，短期内锂电池储能为主要形式全球储能市场步入长期成长轨道， 2025 年新增装机规模有望达到 300GWh。综上所述，当前海内外储能市场均已步入规模化发展阶段，在供电侧及用户侧两方面需求的推动下，全球储能市场有望保持强劲增长。我们测算 2025 年全球新增储能装机规模或将超过 300GWh，对应 2022-2025 年平均复合增速 80左右。表 3全球储能装机规模预测单位 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 中国新增储能装机容量 GWh 2.4 4.8 24.9 47.0 71.8 98.6 供电侧 GWh 2.0 3.1 21.7 39.8 61.5 84.7 用户侧 GWh 0.5 1.7 3.1 7.2 10.3 13.9 工商业 GWh 0.5 1.7 3.1 7.1 10.2 13.7 户用 GWh 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.2 海外新增储能装机容量 GWh 8.3 24.5 66.4 93.4 136.0 208.4 供电侧 GWh 4.9 18.1 48.6 64.5 94.1 146.3 用户侧 GWh 3.5 6.4 17.9 28.8 41.8 62.0 工商业 GWh 0.7 1.9 7.8 14.8 21.5 32.0 户用 GWh 2.8 4.5 10.1 14.0 20.3 30.1 全球新增储能装机容量 GWh 10.8 29.3 91.3 140.3 207.8 306.9 同比增速 172 212 54 48 48 资料来源 BNEF， EIA， CESA，安信证券研究中心短期内锂电池仍将为主流储能形式。锂离子电池具有能量密度高、转换效率高、响应速度快等优点，是当前除抽水蓄能以外装机占比最高的储能形式。根据 CNESA 的统计，近年来全球锂离子电池装机规模快速攀升， 2021 年底累计装机容量达到 23GW，在全球新型储能装机中的占比超过 90。虽然近年来钒液流电池、钠离子电池、压缩空气等其他储能形式亦开始得到越来越多的关注，但从性能、成本、产业化程度等角度出发锂离子电池仍然具有较大优势，我们认为中短期内锂电池将是全球主流的储能形式，其在新增储能装机中的占比将保持较高水平。 0 10 20 30 40 50 2 0 2 0 / 1 2 0 2 0 / 6 2 0 2 0 / 1 1 2 0 2 1 / 4 2 0 2 1 / 9 2 0 2 2 / 2 天然气价格（美元 /百万英热单位）天然气价格（美元 /百万英热单位） 90 100 110 120 130 140 150 160 2 0 2 0 / 1 2 0 2 0 / 6 2 0 2 0 / 1 1 2 0 2 1 / 4 2 0 2 1 / 9 2 0 2 2 / 2 电力价格指数天然气价格指数行业深度分析 /电力设备 10 本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。图 14 全球锂电池储能装机容量及占比情况（ GW）图 15 2021 年全球累计新型储能装机构成情况资料来源 CNESA，安信证券研究中心资料来源 CNESA，安信证券研究中心 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 5 10 15 20 25 2016 2017 2018 2019 2020 2021 累计装机容量占电化学储能装机比例 9 0 . 9 2 . 0 2 . 2 0 . 6 2 . 3 1 . 8 0 . 2 锂离子电池钠硫电池铅蓄电池液流电池压缩空气飞轮储能其他行业深度分析 /电力设备 11 本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。 2. 热管理重要性日益凸显，储能温控市场乘风而起 2.1. 温控系统是保障锂电池储能正常运行的重要环节工作温度对锂离子电池性能影响较大，温度过高将引发严重安全隐患。储能系统工作过程中，电池会持续性地释放热量，在不具备温控能力或温控能力不足的情况下会导致系统温度不断上升，而温度是影响锂离子电池性能的重要因素。一般而言，锂离子电芯的最佳工作温度区间为 10～ 35℃，当温度低于 -20℃时，电解液可能会凝固，从而阻碍锂离子的流动，导致阻抗增加，电芯容量将明显下降；而当温度超过 60℃时，电芯内部有害化学反应速率将明显提升，对电芯造成潜在破坏，严重时将引发安全事故。因此，对于储能系统而言，将电芯始终保持在合适的温度区间内极为重要，有效的温控系统不仅能够保证储能电站的安全性以及使用寿命，也能在一定程度上提升性能与效率。图 16磷酸铁锂的最佳工作温度为 1535 摄氏度图 17锂离子电池的三类温度区间资料来源大容量锂离子电池储能系统的热管理技术现状分析，安信证券研究中心资料来源大容量锂离子电池储能系统的热管理技术现状分析，安信证券研究中心表 4磷酸铁锂电池温度特性温度影响内容容量衰减高温下磷酸铁锂电池的容量衰减主要来自于活性锂离子的损失。对于储能系统，若电池长期在较高温度状态下工作，那么整个电池储能系统的实际运行容量会快速衰减，大幅偏离标称容量。热失控锂离子电池的充放电过程中，能量损失不可避免，一部分化学能放电或者电能充电会转变成热能。当锂离子电池工作产生的热量无法及时散出时，热量就会在电池内部积聚从而形成高温。当电池长期工作在高温状态下，电池内部的有害化学反应会越来越多，产热也越来越多，若散热不好的话，会导致温度不断升高，严重时造成温度和有害化学反应双双失控。低温特性温度较低时，锂离子电池的容量会随着温度的下降而下降，这一现象在温度低于一 20℃时越发明显。若在低温下循环，这种不良的电荷转移可导致锂在负极析出、积聚，形成锂枝晶，轻则造成不可逆的容量损失，提高热失控温度，降低电池的容量和热安全性，重则刺破隔膜造成短路。资料来源大容量锂离子电池储能系统的热管理技术现状分析，安信证券研究中心热失控是锂电池主要的安全隐患，温度过高是其重要诱因。锂离子电池工作时内部存在一系列潜在的放热副反应，如 SEI膜受热分解导致电解液在裸露的高活性碳负极表面的还原分解、贫锂态正极的热分解、电解质的热分解及黏结剂与嵌锂负极之间的反应等。当电池温度升高至一定程度时 , 上述放热副反应将相继引发，其所产生的热量如得不到及时散发 , 则将造成电池温度的进一步上升及副反应的指数性加速 , 从而导致电池进入自加温的热失控状态 , 很可能引起电池燃烧及爆炸。综上，电池是否发生热失控由其产热和散热的相对速率来决定 , 一旦放热副反应的产热速率高于电池的散热速度 , 电池就有可能进入热失控状态。因此，对于锂电池储能系统而言，温控能力格外重要。行业深度分析 /电力设备 12 本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。图 18 锂电池热失控过程资料来源 ScienceDirect，安信证券研究中心储能系统涉及大量单体电芯，温度是影响电池一致性的重要因素。一般而言，与动力电池系统相比，储能系统装载的电池数量更多，同时电池的容量也更大，当大量的电池紧密排列在一起时运行工况将更为复杂多变，容易造成产热不均匀、温度分布不均匀、电池间温差过大等问题，从而影响电池一致性。通常电池组中各单体电池所处环境不可避免的会存在差异，如在方形的锂离子电池组中，中间的电池与四周的电池所处的环境温度、电池的受力情况等往往各不相同。其中，温度差是影响电池性能最显著的因素之一，如果不进行主动热均衡和热管理，中间的电池往往比四周的电池温度高至少 515℃，此时电池的充放电倍率、老化速度等各项特征已经发生根本性的变化，从而导致电池的衰减速度差异变大，进一步对系统整体寿命造成不利影响。因此，对于储能系统而言，除了保证电池处于适宜工作温度区间，控制电池间温差处于合理水平以内也极为重要。图 19电池不一致将导致储能系统整体性能显著下降资料来源华为，安信证券研究中心综上所述，温控系统是保障锂电池储能正常运行的重要环节。储能温控系统的主要功能是根据储能系统运行的要求以及工作期间电池所经受的内、外热负荷状况，采用恰当的温控技术来组织系统内、外部的热交换过程，从而保证储能系统的工作温度与电池之间的温差始终维持在合适的区间内。为确保储能项目长期、稳定、安全运行，温控系统是锂电池储能中不可行业深度分析 /电力设备 13 本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。或缺的重要环节。 2.2. 安全问题日