储能行业报告之一：储能产业乘风而起，技术路线百花齐放--中银证券.pdf-solarbe文库

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电力设备 | 证券研究报告行业深度 2023 年 4 月 3 日强于大市公司名称股票代码股价评级鹏辉能源 300438.SZ 人民币 56.99 增持振华新材 688707.SH 人民币 40.37 增持鼎胜新材 603876.SH 人民币 40.70 增持资料来源 Wind，中银证券以 2023 年 3 月 31 日当地货币收市价为标准相关研究报告电力设备与新能源行业 4 月第 1 周周报 20230402 氢能行业系列报告之一 20230330 风电设备行业动态点评 20230328 中银国际证券股份有限公司具备证券投资咨询业务资格电力设备电力设备证券分析师李可伦 862120328524 kelun.libocichina.com 证券投资咨询业务证书编号 S1300518070001 联系人武佳雄 jiaxiong.wubocichina.com 一般证券业务证书编号 S1300121070028 储能行业系列报告之一储能产业乘风而起，技术路线百花齐放储能电站在电网调峰调谷，可再生能源并网等领域日益发挥重要作用，行业有望迎来快速增长。储能技术路线呈现百花齐放，其中新型储能占比逐步提升。锂电池、液流电池等装机规模逐步扩大，产业链企业能够直接受益。支撑评级的要点  储能日益发挥重要作用，政策支持保驾护航在发电侧，储能能够起到火力发电调频、风电光伏等新能源发电并网减少弃风光的作用；在电网侧，它能够用来削峰填谷，平滑电网输出，提升效益；在用户侧，它在工商业储能、家用储能、通讯基站等领域应用逐步扩大。此外，国家和地方层面多次出台相关政策，明确对于储能产业的支持。  抽水蓄能占据较高份额，新型储能占比逐步提升储能技术路线呈现百花齐放，按照储能形式可以分为物理储能和化学储能。抽水蓄能是典型的物理储能方式，其装机规模逐年提升，但其装机占比呈下降趋势，从 2018 年的 95.8下降到 2021 年的 86.3。新型储能是国家重点支持的储能形式，包括锂电池、液流电池、钠离子电池等，其市场份额近几年逐步提升，从 2018 年的 3.5提升至 2021 年的 12.5。  锂离子电池储能逐步占据主导，三元电池和梯次利用被排除近几年，锂电池储能装机规模逐年扩大，从 2018 年的 5.7GW 增长到 2021 年的 23.1GW，年均复合增速达到 59，在新型储能中的占比逐年提升，从 86 提升至 95。根据我们测算，锂离子电池储能虽然在初始投资成本方面较高，但是其全生命周期成本低于抽水蓄能。未来随着锂电池成本的不断降低，其性价比将进一步提升，根据我们测算，到 2025 年储能锂离子电池需求量规模能够达到 600GWh。此外，根据国家能源局规定，三元锂电池和梯次利用电池不宜用作储能电池，磷酸铁锂电池或将成未来储能电池主流技术路线。  液流电池和钠离子电池有望提升装机规模全钒液流电池具有大容量、长循环、安全性高等优点，但是其初始投资成本较高，约为同等容量锂电池的 3 倍。随着钒电池成本不断下降，其装机规模有望呈快速增长。根据 EV Tank 的预测，全钒液流电池的需求量将从 2021 年的 0.13GW 增长到 2025 年的 2.30GW。钠离子电池作为新型储能的有效补充，在资源和成本方面具备优势，但其性能依然有待提升。随着钠离子电池关键技术的突破及储能需求的快速增长，其应用场景和规模也将得到快速发展。投资建议  储能作为支持国家 “双碳 ”战略的产业技术方向，其重要性日益突出，在发电侧、电网侧和用户侧的装机规模逐步提升。储能技术路线多样，抽水蓄能做为目前装机规模最高的储能方式，其市占率逐步走低。以锂电池、液流电池等为代表的新型储能方式装机规模和占比快速提升。未来随着技术发展和成本降低，锂离子电池仍然会进一步提升装机规模，对于磷酸铁锂电池和材料的需求有望增加。液流电池在长时储能方面具备优势，钠离子电池则在成本和资源端具有优势，未来有望获得规模化应用。推荐宁德时代、亿纬锂能、国轩高科、鹏辉能源、当升科技、容百科技、振华新材、德方纳米、天赐材料、鼎胜新材等，建议关注厦钨新能、长远锂科、中伟股份、富临精工、湘潭电化、钒钛股份、安宁股份等。评级面临的主要风险  储能产业政策不达预期；储能盈利机制不达预期；产业链价格大幅波动风险；技术迭代风险；疫情影响超预期 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 2 目录产业趋势明确，政策保驾护航 6 储能产业应用场景丰富 . 6 双碳战略明确支撑储能发展，国家和地方出台多项政策 . 8 储能未来市场空间广阔 . 9 储能方式百花齐放，新型储能占比提升 10 抽水蓄能仍是目前市占率最高的储能形式 . 10 新型储能份额逐步走高 . 11 锂电池逐步占据主导，液流和钠电有望获得应用 . 15 锂电池储能占比走高，全生命周期具备经济性 . 15 液流电池优劣势均明显，或在特定场景获得应用 . 17 钠离子电池被寄予厚望，未来或凭成本优势获得应用 . 21 投资建议 23 风险提示 24 鹏辉能源 26 振华新材 33 鼎胜新材 41 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 3 图表目录图表 1. 储能应用场景 6 图表 2. 风电和光伏历年装机量及预测 7 图表 3. 储能在输配电侧的应用 7 图表 4. 中国储能技术行业相关政策 8 图表 5. 各省对于强配储能要求（不完全统计） 9 图表 6. 全球储能电池装机容量预测（单位 GWh） 9 图表 7. 抽水蓄能 10 图表 8. 2018-2021 全球和中国抽水蓄能累计装机规模 10 图表 9. 2018-2021 年全球和中国抽水蓄能累计装机市占率 10 图表 10. 截止 2021 年底全球已投运储能累计装机分布 11 图表 11. 截止 2021 年中国已投运储能项目累计装机分布 11 图表 12. 新型储能历年占比 11 图表 13. 飞轮储能示意图 12 图表 14. 压缩空气储能示意图 12 图表 15. 锂离子电池工作原理示意图 13 图表 16. 钒电池工作原理示意图 13 图表 17. 钠电池工作原理示意图 14 图表 18. 锂电池储能系统示意图 15 图表 19. 锂电储能各部分占比 15 图表 20. 中国铁塔储能锂电池中标价格表 15 图表 21. 几种储能的初始投资对比 16 图表 22. 几种储能在不同放电时长下的成本对比 16 图表 23. 2018-2021 年全球储能锂离子电池装机规模 16 图表 24. 全球锂离子电池在电化学储能中的占比 16 图表 25. 主要锂离子电池性能对比 17 图表 26. 2021 年中国储能锂电池企业市场份额 17 图表 27. 2021 年全球储能锂电池企业市场份额 17 图表 28. 液流电池原理示意图 18 图表 29. 中国液流电池装机规模及预测 19 图表 30. 液流电池成本拆分 19 图表 31. 2021-2022 年全钒液流电池储能电站项目 20 图表 32. 中国钒资源历年产量 20 图表 33. 中国钒资源市场份额 20 图表 34. 钠离子电池原理示意图 21 图表 35. 中国储能技术行业相关政策 21 图表 36. 磷酸铁锂电池和钠电池性能对比 22 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 4 图表 37. 中国钒资源历年产量 22 图表 38. 中国钒资源市场份额 22 附录图表 39. 报告中提及上市公司估值表 25 图表 40. 公司发展历程 27 图表 41. 公司股权结构（截至 2023 年 2 月 9 日） 27 图表 42. 公司锂电池业务收入情况 28 图表 43. 2022 年公司动力电池市占率情况 28 图表 44. 公司 2018-2022 年营业收入情况 . 28 图表 45. 公司 2018-2022 年归母净利润情况 . 28 图表 46. 可比公司毛利率情况 29 图表 47. 可比公司净资产收益率情况 29 图表 48. 鹏辉能源产能统计（ GWh） . 29 图表 49. 公司盈利预测 30 图表 50. 可比上市公司估值比较 30 图表 51. 公司发展历程 34 图表 52. 公司股权结构（截至 2023 年 3 月底） 34 图表 53. 公司主营业务构成 35 图表 54. 公司历年正极材料出货量 35 图表 55. 2021 年国内正极材料市场份额 35 图表 56. 公司 2018-2022 年营业收入情况 . 36 图表 57. 公司 2018-2022 年归母净利润情况 . 36 图表 58. 可比公司正极材料业务毛利率情况 36 图表 59. 可比公司净资产收益率情况 36 图表 60. 单晶三元和多晶三元性能比较 37 图表 61. 2021 年中国三元市场市场份额 37 图表 62. 2021 年中国单晶三元市场份额 37 图表 63.公司 2019-2021 年 1-3 月前五大客户情况 . 38 图表 64. 几大三元正极材料企业三元材料产能情况（万吨） 38 图表 65. 公司盈利预测 38 图表 66. 可比上市公司估值比较 39 图表 67. 锂离子电池原理示意图 42 图表 68. 公司发展历程 42 图表 69. 公司股权结构（截止 2023.3.24） . 43 图表 70. 公司主营业务构成 43 图表 71. 2019-2022 年国内电池铝箔产量 . 44 图表 72. 2021 年国内电池铝箔市场份额 44 图表 73. 公司 2018-2022Q1-3 营业收入情况 44 图表 74. 公司 2018-2022Q1-3 归母净利润情况 44 图表 75. 可比公司铝箔业务毛利率情况 45 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 5 图表 76. 公司历年动力电池铝箔出货量 45 图表 77. 涂炭铝箔示意图 45 图表 78. 几大铝箔企业产能情况（万吨） 46 图表 79. 公司盈利预测 46 图表 80. 可比上市公司估值比较 47 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 6 产业趋势明确，政策保驾护航储能产业应用场景丰富储能产业逐步兴起。储能是指将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来，在需要的时候将能量转化为电能释放出来，类似于一个大型 “充电宝 ”。近年来，各类储能技术在新能源发电系统的应用蓬勃发展，并且日益成为未来主要储能应用方向。据能源局统计的数据，我国已经发展成为世界新能源生产第一大国，正在主导全球新能源发电产业的发展进程。同时，我国的新能源发电产业促使了储能技术的飞速发展，对全世界储能行业发展具有导向性意义。目前，我国新能源发电储能大致可以分为五大发电集团和各种分布式电站投资的发电侧储能、两大电网公司投资的电网侧储能和电力用户投资的用户侧储能。图表 1. 储能应用场景资料来源锂电池储能年度报告新材料，中银证券传统火力发电可用储能实现调频。发电侧储能主要应用于传统火电及水电进行协调提供二次调频辅助服务，目前我国各大区域电网主要以大型水电和火电机组作为电网调频电源。通过调整调频电源出力来响应系统频率变化。但水电及火电机组在调频方面具有一定的局限性。主要表现在 1）火电机组的调频性能较差，响应时间滞后、不适合短时调频，调频精度不高； 2）参与一次调频机组受到蓄热制约存在调频量明显不足甚至远未达到调频调节量理论值； 3）参与二次调频的机组爬坡速率慢； 4）参与调频后加剧了机组磨损而损害机组寿命，增加了燃料消耗，提升了运营成本。而电池储能能够解决以上问题，它具备快速响应、精确跟踪的特点，比传统调频手段更为高效。此外，短时功率吞吐能力强，可充可放，双向调节。有研究指出储能调频效果是水电机组的 1.7 倍，是燃气机组的 2.5 倍，是燃煤机组的 20 倍以上。可再生能源发电并网配备储能可以减少弃风弃光。以光伏和风电为代表的新能源发展迅速，根据国家能源局发布的数据， 2021 年，我国风电与太阳能发电装机容量双双突破 3 亿千瓦大关，连续多年稳居世界首位。风电和太阳能发电对全国电力供应的贡献不断提升。随着风光大规模接入电网，在改善电源结构的同时，波动性和间歇性的缺陷给电网带来影响，电网的调峰、弃风弃光压力较大。在此背景下，各地政府均对可再生能源配储能提出了明确要求。根据全国信息平台统计的信息，内蒙古要求光伏电站储能容量不低于 5、储能时长在 1 小时以上；湖北要求风储项目配备的储能容量不得低于风电项目配置容量的 10，且必须与风电项目同时建成投产；山东明确储能配置规模按项目装机规模 20考虑，储能时间 2 小时，与项目本体同步分期建设。未来随着可再生能源发电规模的不断扩大，对于储能需求将逐步加大。 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 7 图表 2. 风电和光伏历年装机量及预测资料来源国家能源局，中银证券储能系统能够用来削峰填谷，实现效益提升。随着发电侧对风能、太阳能等可再生能源发电的不断部署，用户侧电力需求的不断增长，日益扩大的峰谷负荷差使现有的输电和配电线路面临着巨大的压力，输配电配套设施急需改造升级；但是构建新一代输电和配电线路存在着投资大耗时长的缺点，急需一种耗时短、成本低且可靠性高的解决方案来解决现有输配电网存在的问题，而配套先进的电池存储系统正是解决该问题的可靠且具有不错成本效益的有效途径。电力的输配电网中配置一定的电池储能系统，在负荷低谷时段，电池储能系统作为负荷进行能量存储，在负荷高峰时段，电池储能系统作为电源进行能量释放，以解决现有输配电线路在高峰负荷时段负荷力不足、低谷负荷时段输配电线路设备利用率低的问题，实现整体提高输配电效率的目的。另外当输电网发生局部故障时，还可利用储能系统持续供电以保证电力的正常输送。图表 3. 储能在输配电侧的应用资料来源锂电池储能年度报告，中银证券工商业储能逐步兴起，可以实现提效降本。在一些类似于电镀、地铁等高集中的用电大户，配置储能系统能够使企业利用低谷期低电价的 “谷电 ”对储能系统进行充电，然后在用电高峰时段将储能系统中的电能应用于工厂或企业部门的生产、运营中，不仅可大大减轻电网负担，还可以有效降低运营成本。此外，针对在楼宇或工厂内存在的间歇性停电突发状况，通过配置一定量的锂电池储能系统作为应急后备电源可有效解决间歇性停电问题。控制峰值，减低高峰的功率，以降低高峰费，保证入网功率不过负荷，提供安全性。入围线路的功率可以减低以节省费用。家庭储能快速发展，市场规模较大。在一些居民家庭中配置一定大小的光伏储能电池系统，在白天利用大阳能发电解决家电的日常耗电，多余电能可存储于储能电池中以供晚间使用，还可选择回馈至电网以赚取电费，在夜间利用电池系统进行放电，合理避开高电价的高峰用电时段，有效解决居民用户对市电使用的强度依赖。另外也可作为家庭的备用电源以应对市电停电情况发生。 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 光伏装机量（左轴）风电装机量（左轴）光伏同比增速（右轴）风电同比增速（右轴）万千瓦 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 8 通讯基站的快速发展需要配备储能。随着全球范围内 5G 时代的开始，基站迎来大范围铺设和应用，通信基站对于储能需求增加。通信电源系统是通信系统的心脏，通信电源是整个通信网络的关键基础设施。 5G 基站耗能相对较高，储能安装需求提升。通讯基站小型化、集成化的趋势对通信备份电源功能环境适应性、能量密度等提出了更高的要求。传统基站储能用的铅酸电池存在能量密度低、使用寿命短、对环境污染严重等缺点，锂电池能很好的解决铅酸电池存在的不足，锂电池具有功率 / 容量大，使用寿命长，重量更轻，绿色环保无污染，环境兼容性好等突出的优点。锂离子电池因其突出的功能优势和不断提高的性价比，有望在通信后备电源领域率先突破。双碳战略明确支撑储能发展，国家和地方出台多项政策国家双碳战略实施明确提出支撑储能技术发展。 2020 年 9 月 22 日，习近平总书记在联合国大会一般性辩论上向全世界宣布， “中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和 ”。 2022 年 8 月，为深入落实党中央、国务院有关部署，做好科技支撑碳达峰碳中和工作，科技部等九部门联合印发了科技支撑碳达峰碳中和实施方案（ 20222030 年）。方案中提出， “能源绿色低碳转型支撑技术 ”中提到了储能技术，提出要研发压缩空气储能、飞轮储能、液态和固态锂离子电池储能、钠离子电池储能、液流电池储能等高效储能技术；研发梯级电站大型储能等新型储能应用技术以及相关储能安全技术。国家出台多项政策支持储能产业发展。我国能源体量大，但能源结构复杂且具有一定的特殊性，而储能产业是能源结构转型的关键和推手，加快储能产业的发展，对推动经济发展和建设健康的能源产出与消费体系具有重要意义。政府部门从 2018 年开始就通过制定出台多种政策来规范和推动储能技术与产业的发展，包括制定行动计划指南、探讨参与电力现货市场交易等政策。尤其是 2022 年发布具有重要意义的 “十四五 ”新型储能发展实施方案，明确到 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；到 2030 年，新型储能全面市场化发展。市场机制、商业模式、标准体系成熟健全。图表 4. 中国储能技术行业相关政策时间部门政策 2018.07 国家发改委关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见 2018.08 国家能源局供电监管办法修订征求意见 2019.02 国家电网关于促进电化学储能健康有序发展的指导意见 2019.06 国家能源局、国家发改委、科技部、工信部 2019-2020 年储能行动计划 2019.07 国家发改委、能源局关于促进储能技术与产业发展的指导意见 2019-2020 年行动计划 2021.07 国家发改委、能源局关于加快推动新型储能发展的指导意见 2021.09 能源局新型储能项目管理规范（暂行） 2022.01 国家发改委、能源局 “十四五 ”新型储能发展实施方案 2022.05 国家发改委、能源局关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知 2022.11 国家能源局电力现货市场基本规则（征求意见稿）电力现货市场监管办法（征求意见稿）资料来源各部委官网，中银证券地方政府出台多项储能支持政策。地方政府对于储能产业也非常重视，各地出台了一系列政策，支持本地储能产业发展。 2021 年至今，全国共有 24 个省区发布了能源配储能政策，其中，不少地方对分布式光伏配套建设储能都提出了明确要求。例如，山东省是国内首个出台电力现货市场储能支持政策的省份，政策中明确新型储能示范项目进入电力现货市场后，充电时为市场用户，从电力现货市场直接购电；放电时为发电企业，在现货市场直接售电。 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 9 图表 5. 各省对于强配储能要求（不完全统计）省份强制配储份额主要内容内蒙古 15、 2h 2025 年建成并网新型储能规模达到 500 万千瓦新建保障性保障性配储不低于 15、 2 小时市场化配储不低于 15、 4 小时陕西 1020、 2h 陕北、关中地区和延安市按照 10配储榆林市按照 20配储河南 1020 I 类区配 102h 储能 II 类区 15、 2h 储能 II 类区 20、 2h 储能山东 10、 2h 规模 50 万千瓦，风电、光伏配 10、 2h 储能甘肃 520 600 万千瓦存量新能源项目；河西 5 市配置 10-20、 2h 储能；其他地区配置 5-10、2h 配套储能设施海南 10 每个申报项目规模不得超过 10 万千瓦；需配套建设 10的储能装置新疆 10 2021 年新增 20 万千瓦光伏项目，需配 10储能贵州 10 2021 年新增光伏项目，在消纳受限区域需配 10储能青海 102h 新增水电与新能源、储能容量配比达到 1202 山西 510 山西大同新增新能源项目需配 5储能大同、朔州、忻州、阳泉四市 240 万风电光伏项目配置 10的储能宁夏 10, 2h 6 新能源示范项目需配 102h 储能资料来源各部委官网，中银证券储能未来市场空间广阔全球储能装机量呈现快速增长。受益于不同应用场景对于储能的快速增长，储能装机量呈现高速增长。根据 CNESA（中关村储能产业技术联盟）的数据显示，截至 2021 年底，全球已投运电力储能项目累计装机规模 209.4GW，同比增长 9。其中，抽水蓄能的累计装机占比首次低于 90，比去年同期下降 4.1 个百分点；新型储能的累计装机规模紧随其后，为 25.4GW，同比增长 67.7，其中，锂离子电池占据绝对主导地位，市场份额超过 90。中国储能市场蓬勃发展。根据中关村储能产业技术联盟（ CNESA）全球储能项目库的不完全统计，截至 2021 年底，中国已投运电力储能项目累计装机规模 46.1GW，占全球市场总规模的 22，同比增长 30。其中，抽水蓄能的累计装机规模最大，为 39.8GW，同比增长 25，所占比重与去年同期相比再次下降，下降了 3 个百分点；市场增量主要来自新型储能，累计装机规模达到 5729.7MW，同比增长 74.50。在各类电化学储能技术中，锂离子电池的累计装机规模最大，占比高达 70.7。其中， 2021 年，中国新增投运电力储能项目装机规模首次突破 10GW，达到 10.5GW，其中，抽水蓄能新增规模 8GW，同比增长 437；新型储能新增规模首次突破 2GW，达到 2.4GW/4.9GWh，同比增长 54；新型储能中，锂离子电池和压缩空气均有百兆瓦级项目并网运行，特别是后者，在 2021 年实现了跨越式增长，新增投运规模 170MW，接近 2020 年底累计装机规模的 15 倍。未来市场空间广阔。根据中关村储能产业技术联盟保守场景预计， 2026 年我国新型储能累计规模将达到 48.5GW， 2022-2026 年复合年均增长率（ CAGR）为 53.3，市场将呈现稳步、快速增长的趋势。理想场景下，随着电力市场的逐渐完善，储能供应链配套、商业模式的日臻成熟，新型储能凭借建设周期短、环境影响小、选址要求低等优势，有望在竞争中脱颖而出。据 CNESA，预计我国 2026 年新型储能累计规模将达到 79.5GW， 2022-2026 年复合年均增长率（ CAGR）为 69.2。我们预计 2023 年，全球的储能电池需求量将达到 260GWh，到 2025 年将增长至 625GWh，年均复合增速将达到 54.9 图表 6. 全球储能电池装机容量预测（单位 GWh）地区 2021 2022 2023E 2024E 2025E 中国 29.2 56.1 105.6 188.1 276.8 美国 17.1 32.2 59.4 94.6 138.1 欧洲 6.6 23.9 45.3 75.0 119.9 其他 10 30 50 70 90 合计 62.9 142.2 260.3 427.7 624.9 资料来源 CNESA， EV Tank，中银证券 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 10 储能方式百花齐放，新型储能占比提升抽水蓄能仍是目前市占率最高的储能形式目前应用最广泛的储能形式。抽水蓄能是目前全世界应用最为广泛的一种储能方案，是典型的物理储能方式。其原理是利用过剩电力将水从低标高的水库抽到高标高的水库。用电时让水回流至低标高的水库推动水轮机发电。其优点是能量储存集中，有利于弥补新能源存在的间歇性、波动性短板，是当前技术最成熟、经济性最优、最具备大规模开发条件的电力系统。图表 7. 抽水蓄能资料来源 VOITH，中银证券出台多项政策支持发展。 2021 年 9 月，国家能源局发布抽水蓄能中长期发展规划（ 20212035 年）提出，到 2025 年，抽水蓄能投产总规模较 “十三五 ”翻一番，达到 6200 万千瓦以上；到 2030 年，抽水蓄能投产总规模较 “十四五 ”再翻一番，达到 1.2 亿千瓦左右。装机规模保持较高水平，市占率呈下降趋势。根据 ESCN 公布的数据，截止 2021 年底，我国抽水蓄能装机容量达到 3639 万千瓦，较 2020 年增长 15.56。根据抽水蓄能中长期发展规划（ 2021-2035 年），目前我国已纳入规划的抽水蓄能站点总资源为 8.14 亿 KW。其中，重点实施项目 4.21 亿 KW，规划储备项目 3.05 亿元。各地区拟在 “十四五 ”期间建设 110 个抽水蓄能项目，规划装机容量达到 136475MW，共计投资 6474.31 亿元。图表 8. 2018-2021 全球和中国抽水蓄能累计装机规模图表 9. 2018-2021 年全球和中国抽水蓄能累计装机市占率资料来源 CNESA，中银证券资料来源 CNESA，中银证券市占率呈下降趋势。虽然抽水蓄能在储能总装机量占据较高的市场份额，其市占率呈现逐步走低趋势。根据 CNESA（中关村储能产业技术联盟）的数据显示，截至 2021 年底，全球已投运电力储能项目累计装机规模 209.4GW，同比增长 9。其中，抽水蓄能的累计装机占比首次低于 90，比去年同期下降 4.1 个百分点。此外，中国截至 2021 年底已投运电力储能项目累计装机规模 46.1GW，占全球市场总规模的 22，同比增长 30。其中，抽水蓄能的累计装机规模最大，为 39.8GW，同比增长 25，所占比重同比再次下降约 3 个百分点。通过分析 2018 到 2021 年的装机份额可以看出，抽水蓄能占比较大，但逐步走低。 0 5 10 15 20 25 30 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 2018 2019 2020 2021 全球中国全球同比中国同比 G W 0 20 40 60 80 100 2018 2019 2020 2021 全球中国 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 11 图表 10. 截止 2021 年底全球已投运储能累计装机分布图表 11. 截止 2021 年中国已投运储能项目累计装机分布资料来源 CNESA，中银证券资料来源 CNESA，中银证券新型储能份额逐步走高新型储能的规模扩大，占比逐步提升。通常来说，新型储能是指除抽水蓄能以外的新型储能技术，包括新型锂离子电池、液流电池、飞轮、压缩空气、氢（氨）储能、热（冷）储能等。国家发改委、国家能源局正式印发关于加快推动新型储能发展的指导意见，明确到 2025 年新型储能装机规模达 30GW 以上，未来五年将实现新型储能从商业化初期向规模化转变，到 2030 年实现新型储能全面市场化发展。通过分析历年的储能方式可以看出，新型储能的份额逐年提升，全球新型储能份额从 2018 年的 4.2提升至 2021 年的 12.2，中国的新型储能份额则从 3.5提升至 12.5。图表 12. 新型储能历年占比资料来源 CNESA，中银证券飞轮储能市场份额保持稳定。飞轮储能的原理是利用过剩电力给真空外壳中的转子加速，把电能以动能的形式储存。飞轮储能电源系统主要由三部分组成 1飞轮； 2电机电动机发电机； 3轴承为转子提供低耗损支撑。飞能储能在 “充电 ”时，电动机会发动将飞轮加速，将电能转化为机械能储存。当需要用电时，飞轮转速下降，透过发电机将机械能转化为电能给外部供电。飞轮储能是一种分秒级、大功率、长寿命、高效率的功率型储能技术。相较于其他技术，飞轮储能的特点在于，几乎无摩擦损耗、风阻小；比功率可达 8kW/kg 以上，远远高于传统电化学储能技术；其寿命主要取决于飞轮材料的疲劳寿命和系统中电子元器件的寿命。目前，飞轮储能的使用寿命可达 200 万次以上，且使用寿命不受充放电深度的影响；运行过程中无有害物质产生；运行过程中几乎不需要维护；工况环境适应性好， -20～ 50℃下都能正常工作。缺点是能量密度低，最多供电几分钟，而且由于空气和轴承阻力，存储过程中存在电能消耗的情况。抽水蓄能 86 熔融盐储能 2 新型储能 12 抽水蓄能 86 熔融盐储能 1 新型储能 13 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0 2 0 2 1 全球中国 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 12 图表 13. 飞轮储能示意图资料来源智见能源，中银证券压缩空气储能处于小规模应用阶段。压缩空气储能是基于燃气轮机开发的储能技术，其工作原理是，在用电低谷，将空气压缩至高压并存于储气室中，使电能转化为空气的内能存储起来；在用电高峰，高压空气从储气室释放，进入燃烧室燃烧，加热升温后驱动透平发电，具有储能容量大、周期长、效率高和单位投资较小等优点。缺点是需要大洞穴存储压缩空气，存在地域限制，并且效率低下，仅为 50。图表 14. 压缩空气储能示意图资料来源贺凤娟浅谈“压缩空气储能技术” ，中银证券锂离子电池是较为成熟的新型储能技术。锂离子电池是依靠锂离子在正极和负极之间移动来实现充放电的一种电量存储装置。充电阶段，间歇式电源或电网为储能系统进行充电，交流电经过整流器后整流为直流电向储能电池模块进行充电，储存能量；放电阶段，储能系统向电网或负载进行放电，储能电池模块的直流电经过逆变器逆变为交流电，通过中央监控系统控制逆变输出，可实现向电网或负载提供稳定功率输出。磷酸铁锂电池的充放电反应是在 LiFePO4 和 FePO4 两相之间进行。在充电过程中， LiFePO4逐渐脱离出锂离子形成 FePO4，在放电过程中，锂离子嵌入 FePO4形成 LiFePO4。锂电池具有能量密度高，安全性能好，产业链成熟等优点。目前锂离子电池已经广泛应用于消费电子领域、电动工具领域，新能源汽车领域以及储能领域。 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 13 图表 15. 锂离子电池工作原理示意图资料来源 Murata，中银证券全钒液流电池。全钒液流电池（ Vanadium Redox Flow Battery ， VRB），简称钒电池，是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。钒电池的电能是以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中，通过外接泵把电解液压入电池堆体内，在机械动力作用下，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，采用质子交换膜作为电池组的隔膜，电解质溶液平行流过电极表面并发生电化学反应，通过双电极板收集和传导电流，从而使得储存在溶液中的化学能转换成电能。图表 16. 钒电池工作原理示意图资料来源与非网，中银证券钠离子电池受到关注。相比锂资源而言，钠储量十分丰富，约占地壳储量的 2.64，且分布广泛、提炼简单，同时，钠和锂在元素周期表的同一主族，具有相似的物理化学性质。钠离子电池具有与锂离子电池类似的工作原理，正负极由两种不同的钠离子嵌入化合物组成。充电时 , Na从正极脱出经过电解质嵌入负极，同时电子的补偿电荷经外电路供给到负极，保证正负极电荷平衡；放电时 Na 从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极。在正常的充放电情况下，钠离子在正负极间的嵌入脱出不破坏电极材料的基本化学结构。从充放电可逆性看，钠离子电池反应是一种理想的可逆反应。因此，发展针对于大规模储能应用的钠离子电池技术具有重要的战略意义。 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 14 图表 17. 钠电池工作原理示意图资料来源与非网，中银证券 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 15 锂电池逐步占据主导，液流和钠电有望获得应用锂电池储能占比走高，全生命周期具备经济性锂离子电池是储能系统中最关键的组成。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）以及空调，消防器材等其他电气设备构成。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状态的实时监测、评估、保护以及均衡等；能量管理系统负责电池数据采集、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。在储能系统的成本构成中，电池是最关键部件，它储存能量以备需要时使用。电池由固定数量的锂电池在一个框架内通过串联和并联组成一个模组。这些模组被堆叠并组合成电池架。电池架可以串联或并联，以达到电池储能系统所需的电压和电流。图表 18. 锂电池储能系统示意图资料来源 Innolia Energy, 中银证券锂离子电池在储能系统中的成本占比较高。如前所述，锂电储能系统主要由电池、 BMS、 PCS、 EMS、电柜电缆等组成。根据科工测算，在锂电储能电池系统中，锂电及 PACK 成本占比为 67， BMS 为 9， PCS 为 10， EMS 为 2，其他占比为 12。可以看出锂电的占比最高。因此锂电池的价格变化也对储能系统的价格起到较大的影响作用。根据北极星储能网公布的数据，以中国铁塔为例，从 2021 年下半年开始，电池中标价格出现大幅上涨，到 2022 年价格达到 1.2 元 /Wh。图表 19. 锂电储能各部分占比图表 20. 中国铁塔储能锂电池中标价格表资料来源 CNESA，中银证券资料来源 CNESA，中银证券锂电池及 P A C K 67 B M S 9 P C S 10 E M S 2 其他 12 0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 1 . 2 1 .4 2 0 2 1 /1 /2 6 2 0 2 1 /7 /3 0 2 0 2 1 /9 /1 7 2 0 2 1 /1 0 /1 3 2 0 2 1 /1 1 /2 4 电池中标价格 2023 年 4 月 3 日储能行业系列报告之一 16 前期投入成本