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1、儲(chǔ)能技術(shù)路徑梳理

全球能源供需格局進(jìn)入調(diào)整階段，儲(chǔ)能列為各國加速清潔能源轉(zhuǎn)型的必選項(xiàng)。2022年全球新增投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模30.7GW，同比增長98%，其中新型儲(chǔ)能投運(yùn)規(guī)模達(dá)到20.4GW。中國、歐洲和美國繼續(xù)引領(lǐng)全球儲(chǔ)能市場發(fā)展，三者合計(jì)占全球市場的86%。

圖表1：截至2022年底全球已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模及增長率（GW，%）

資料來源：CNESA、韋伯咨詢

具體來看：中國市場占比36%，主要以表前儲(chǔ)能為主，當(dāng)前需求主要來源于國內(nèi)新能源配儲(chǔ)的強(qiáng)制政策約束；美國市場占比24%，同樣以表前儲(chǔ)能為主，需求主要來源于當(dāng)?shù)乩吓f電網(wǎng)的建設(shè)剛需；歐洲市場占比26%，歐洲則以用戶側(cè)儲(chǔ)能為主，主要需求來源于解決家庭用電問題。

圖表2：2022年全球主要國家和區(qū)域新型儲(chǔ)能新增投運(yùn)裝機(jī)占比

資料來源：Wind、韋伯咨詢

從儲(chǔ)能技術(shù)上來分類，儲(chǔ)能共分三大類：傳統(tǒng)儲(chǔ)能、新型儲(chǔ)能和氫能源。其中抽水蓄能為代表的傳統(tǒng)儲(chǔ)能仍然是目前儲(chǔ)能技術(shù)的主流。

（1）傳統(tǒng)儲(chǔ)能

1882年，世界上第一座抽水蓄能電站于年誕生在瑞士。抽水蓄能是物理機(jī)械儲(chǔ)能的代表，通過重力將重物提升至高處，以增加其重力勢能完成儲(chǔ)能。再通過重物下落過程，將重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電能。

（2）新型儲(chǔ)能

在一些沒有水源和合適位置，不適宜發(fā)展抽水蓄能的地區(qū)，新型儲(chǔ)能應(yīng)運(yùn)而生。新型儲(chǔ)能包括壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能。

1）壓縮空氣儲(chǔ)能

1978年，全球第一座壓縮空氣儲(chǔ)能電站在德國建成。壓縮空氣儲(chǔ)能在用電低谷時(shí)將空氣壓縮儲(chǔ)存于儲(chǔ)氣室中，將電能轉(zhuǎn)化為空氣能存儲(chǔ)起來；在用電高峰時(shí)釋放高壓空氣，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

2）飛輪儲(chǔ)能

20世紀(jì)90年代以后，飛輪儲(chǔ)能受到了廣泛的重視，并得到了快速發(fā)展。飛輪儲(chǔ)能利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電能和動(dòng)能的雙向轉(zhuǎn)換。

3）電化學(xué)儲(chǔ)能

1991年，鋰離子電池問世并商業(yè)化生產(chǎn)，從此電化學(xué)儲(chǔ)能快速發(fā)展。電化學(xué)儲(chǔ)能本質(zhì)上就是把電能儲(chǔ)存成化學(xué)能，再用化學(xué)電池的機(jī)制放出來，放到電網(wǎng)中變回電能，電化學(xué)儲(chǔ)能目前被提及較多的是鋰離子電池儲(chǔ)能、鉛酸電池儲(chǔ)能、液流儲(chǔ)能等技術(shù)。

（3）氫能源儲(chǔ)能

1836年，約翰·弗雷德里克·丹尼爾發(fā)明了一種原電池，該電池在發(fā)電中被消除了氫。氫儲(chǔ)能指的是通過環(huán)?？裳h(huán)能源制氫，通過能量在不同載體的轉(zhuǎn)換例如燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電并網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)峰、調(diào)頻。

工商儲(chǔ)使用鋰電池等電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，主要用于削峰平谷。儲(chǔ)能按設(shè)備或項(xiàng)目接入位置可分為電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)及用戶側(cè)。工商業(yè)儲(chǔ)能是分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)在用戶側(cè)的典型應(yīng)用，其特點(diǎn)是距離分布式光伏電源端以及負(fù)荷中心均較近，可有效提升清潔能源的消納率，減少電能的傳輸?shù)膿p耗，適用于商業(yè)樓宇、工業(yè)園區(qū)等用電大戶。工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要目的是“削峰平谷”，優(yōu)化電力資源配置和合理使用，并利用電網(wǎng)峰谷差價(jià)實(shí)現(xiàn)套利。

工商儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)：電池與變流器是儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)。與大型儲(chǔ)能電相同，工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)包括電池系統(tǒng)（BS）、電池管理系統(tǒng)（BMS）、變流器（PCS）、能源管理系統(tǒng)（EMS）和其他電氣電路和保護(hù)、監(jiān)控系統(tǒng)等，通過模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電壓和容量的靈活配置。

圖表3：削峰平谷簡介及示意

資料來源：Wind、韋伯咨詢

2、我國儲(chǔ)能發(fā)展：抽水蓄能占主導(dǎo)，多種形式齊發(fā)展

截至2022年底，中國已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模59.8GW，抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)占比首次低于80%，新型儲(chǔ)能繼續(xù)高速發(fā)展，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模首次突破10GW，達(dá)到13.1GW，同比增長128%。新型儲(chǔ)能中，鋰離子電池占據(jù)主導(dǎo)地位，壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、液流電池、鈉離子電池等技術(shù)路線的項(xiàng)目在規(guī)模上也有突破，應(yīng)用模式逐漸增多。

截至2022年底，全國新型儲(chǔ)能裝機(jī)中，鋰離子電池儲(chǔ)能占比94.5%、壓縮空氣儲(chǔ)能2.0%、液流電池儲(chǔ)能1.6%、鉛酸（炭）電池儲(chǔ)能1.7%、其他技術(shù)路線0.2%。

圖表4：截至2022年底全國新型儲(chǔ)能技術(shù)類別及占比

資料來源：Wind、韋伯咨詢

截至2023年6月底，中國已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模70.2GW（包括抽水蓄能、熔融鹽儲(chǔ)熱、新型儲(chǔ)能），同比增長44%。抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)占比繼2022年首次低于80%之后，再次下降近10個(gè)百分點(diǎn)，首次低于70%。

圖表5：截至2023年6月底中國已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)情況

復(fù)盤我國儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展歷史，可將儲(chǔ)能其主要分成三個(gè)階段。

第一階段：儲(chǔ)能萌芽期(20世紀(jì)中后期)

20世紀(jì)60年代，國內(nèi)開始抽水蓄能電站的研究，并建立第一座混合式抽水蓄能電站-崗南水電站，到20世紀(jì)90年代，抽水蓄能電站建設(shè)迎來高潮。

第二階段：儲(chǔ)能發(fā)展初期

21世紀(jì)初期，國內(nèi)開始其他儲(chǔ)能技術(shù)的研究，包含壓縮空氣儲(chǔ)能等，直到2011年“十二五”規(guī)劃綱要中儲(chǔ)能作為智能電網(wǎng)的技術(shù)支撐在國家的政策性綱領(lǐng)文件中首次出現(xiàn)，之后儲(chǔ)能行業(yè)政策規(guī)劃陸續(xù)出臺(tái)，推動(dòng)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展。

第三階段：技術(shù)路徑向多元化發(fā)展

隨著儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展，儲(chǔ)能項(xiàng)目廣泛應(yīng)用、技術(shù)水平快速提升、標(biāo)準(zhǔn)體系日趨完善，目前已形成較為完整的產(chǎn)業(yè)體系和一批有國際競爭力的市場主體，且政策不斷引導(dǎo)促進(jìn)多種形式儲(chǔ)能發(fā)展，儲(chǔ)能成為能源領(lǐng)域新的增長點(diǎn)。

韋伯咨詢獨(dú)家《2023年中國儲(chǔ)能行業(yè)專題調(diào)研與深度分析報(bào)告》