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儲能是指利用化學(xué)或者物理的方法將產(chǎn)生的能量存儲起來并在需要時(shí)釋放的一系列技術(shù)和措施。儲能技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛,包括電力系統(tǒng)、通信基站、數(shù)據(jù)中心、UPS、軌道交通、人工/機(jī)器智能、工業(yè)應(yīng)用、軍事應(yīng)用、航空航天等,潛在需求巨大。
圖表1:儲能的應(yīng)用場景及主要用途

資料來源:Wind、韋伯咨詢
根據(jù)能量存儲形式的不同,廣義儲能包括電儲能、熱儲能和氫儲能三類。電儲能是最主要的儲能方式,按照存儲原理的不同又分為電化學(xué)儲能和機(jī)械儲能兩種技術(shù)類型。其中,電化學(xué)儲能是指各種二次電池儲能,主要包括鋰離子電池、鉛蓄電池和鈉硫電池等;機(jī)械儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等。具體如下圖所示:
圖表2:儲能技術(shù)的主要分類

資料來源:Wind、韋伯咨詢
儲能產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括電池原材料及生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商等;中游主要為電池、電池管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)以及儲能變流器供應(yīng)商;下游主要為儲能系統(tǒng)集成商、安裝商以及終端用戶等,具體如下圖所示:
圖表3:儲能產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D

資料來源:Wind、韋伯咨詢
完整的電化學(xué)儲能系統(tǒng)主要由電池組、電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)、儲能變流器(PCS)以及其他電氣設(shè)備構(gòu)成。電池組是儲能系統(tǒng)最主要的構(gòu)成部分;電池管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)電池的監(jiān)測、評估、保護(hù)以及均衡等;能量管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和能量調(diào)度等;儲能變流器可以控制儲能電池組的充電和放電過程,進(jìn)行交直流的變換。
圖表4:電化學(xué)儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

資料來源:Wind、韋伯咨詢
電池組成本是電化學(xué)儲能系統(tǒng)的主要成本,是未來產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)迭代和降成本的主要環(huán)節(jié)。一套完整的電化學(xué)儲能系統(tǒng)中,電池組成本占比最高達(dá)67%,其次為儲能逆變器10%,電池管理系統(tǒng)和能量管理系統(tǒng)分別占比9%和2%。
圖表5:電化學(xué)儲能系統(tǒng)成本構(gòu)成

資料來源:Wind、韋伯咨詢
2023年7月3日,國內(nèi)電池級碳酸鋰價(jià)格30.25萬元/噸,較2022年11月高點(diǎn)價(jià)格下降46.93%。從終端看,儲能系統(tǒng)價(jià)格下降明顯。2023年6月份儲能系統(tǒng)(2h磷酸鐵鋰,不含用戶側(cè))中標(biāo)均價(jià)1.082元/Wh,同比下降24%,環(huán)比下降12%,較1月份的價(jià)格下跌了25%。
根據(jù)BNEF,2020年一個(gè)完成安裝的、4小時(shí)電站級儲能系統(tǒng)的成本范圍為235-446美元/千瓦時(shí)。2021年安裝完成一個(gè)2小時(shí)電站級儲能系統(tǒng)成本下降至1.3元/瓦時(shí),2025年將下降至0.9元/瓦時(shí)。成本范圍之大也凸顯了影響儲能項(xiàng)目成本的因素之多,包括儲能時(shí)長、項(xiàng)目規(guī)模、電池材料體系以及項(xiàng)目部署國家等。BNEF預(yù)計(jì)2030年成本下降至167美元/千瓦時(shí),主要原因是電池組成本的下降。
圖表6:2019-2030年儲能系統(tǒng)成本下降趨勢預(yù)測

資料來源:BNEF、韋伯咨詢
截至2022年底,全球已投運(yùn)電力儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模237.2GW,年增長率達(dá)15%。繼2021年全球累計(jì)裝機(jī)規(guī)模突破200GW后,2022年繼續(xù)保持高速增長的態(tài)勢。
圖表7:截至2022年底全球已投運(yùn)電力儲能項(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
其中:抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比為79.3%,首次低于80%,同比下降6.8個(gè)百分點(diǎn);電化學(xué)儲能裝機(jī)占比持續(xù)提升,2022年占比達(dá)到18.7%,較2021年增長7個(gè)百分點(diǎn)。
圖表8:2017-2022年全球抽水儲能及電化學(xué)儲能裝機(jī)規(guī)模占比變化趨勢(%)

資料來源:CNESA、韋伯咨詢
新型儲能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模緊隨其后,為45.78GW,年增長率80%;其中,鋰離子電池占據(jù)絕對主導(dǎo)地位,年增長率超過85%,其在新型儲能中的累計(jì)裝機(jī)占比與2021年同期相比上升3.5個(gè)百分點(diǎn),市場份額超過90%。
2022年以來,全球能源供需格局進(jìn)入調(diào)整階段,越來越多的國家將儲能列為加速其清潔能源轉(zhuǎn)型的必選項(xiàng)。2022年,全球新增投運(yùn)電力儲能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模30.7GW,同比增長98%,其中新型儲能投運(yùn)規(guī)模達(dá)到20.4GW。
2021年,中國、美國、歐洲新型儲能裝機(jī)合計(jì)占比約80%,2022年中國、美國、歐洲新型儲能裝機(jī)合計(jì)占比約86%,集中度提升6個(gè)百分點(diǎn),繼續(xù)引領(lǐng)全球儲能市場發(fā)展。
國際能源署預(yù)計(jì):未來5年全球儲能裝機(jī)容量將增長56%,到2026年達(dá)到270GW以上。預(yù)計(jì)到2030年全球可再生能源發(fā)電量將增長13倍,其中太陽能和風(fēng)能增長10倍。在可再生能源發(fā)電占主導(dǎo)地位的情況下,儲能技術(shù)將在其中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。
未來,在電池技術(shù)和新能源技術(shù)的共同進(jìn)步下,儲能將在未來電力結(jié)構(gòu)中扮演非常重要的角色,負(fù)責(zé)電網(wǎng)靈活性調(diào)整,彭博新能源中性預(yù)測:到2050年,全球儲能累計(jì)裝機(jī)或?qū)⑦_(dá)到1676GW/5827GWh,未來三十年間全球投資額預(yù)計(jì)達(dá)6620億美元。
新型儲能,指的是抽水蓄能之外的其他儲能技術(shù),包括重力、鋰電池、鈉電池、液流電池、壓縮空氣等。新型儲能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),可發(fā)揮支撐電力保供、提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、保障電網(wǎng)運(yùn)行安全等重要作用,具有多元、多時(shí)間尺度的應(yīng)用場景。