储能产业链

储能产业链
2021-07-26

储能

板块介绍

储能是指使能量转化为在自然条件下比较稳定的存在形态,再通过介质或者设备把能量存储起来以备在需要时释放的过程。根据能源形态不同,储能的形式也多种多样,如将机械能存储在动能或者势能中,热能储存在潜热或者显热中,目前大多数针对电力市场的储能实际上是电力储能(即储电)。

根据技术特点的不同,储能可划分为机械储能、电化学储能、电磁储能。机械储能以抽水蓄能为主,是目前最为成熟、成本最低、使用规模最大的储能技术;电化学储能以锂离子电池为主,是应用范围最为广泛、发展潜力最大的储能技术;电磁储能成本较高,目前占比较低。截至2019年底,全球已投运储能项目中电化学储能累计装机规模9520.5MW,占比5.2%列第二位,仅次于抽水储能;中国已投运储能项目中电化学储能累计装机规模1709.6MW,占比5.3%列第二位。

储能产业链

电化学储能产业链可分为上游材料、中游核心部件制造、下游应用。储能产业链上游主要为电池原材料,包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜以及结构件等。产业链中游主要为储能系统的集成与制造,对于一个完整的储能系统,一般包括电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)以及储能变流器(PCS)四大组成部分。其中,电池组是储能系统的能量核心,负责电能的存储;BMS是系统的感知核心,主要负责电池监测、评估和保护以及均衡等;EMS是系统的控制核心,主要负责数据采集、网络监控、能量调度等;PCS是系统的决策核心,主要负责控制充放电过程,进行交直流的变换。产业链下游主要为不同应用场景的运维服务等,如储能可用于电力系统的发电侧、输配电侧、用电侧,实现调峰调频、减少弃光弃风、缓解电网阻塞、峰谷价差套利、容量电费管理等功能;其他应用场景还包括通信基站、数据中心等的备用电源,以及为机器人系统供电,保障高性能武器装备的稳定运行等。

储能系统的成本构成中,电池是储能系统最重要的组成部分,成本占比60%;其次是储能逆变器,占比20%EMS(能量管理系统)成本占比10%BMS(电池管理系统)成本占比5%,其他为5%

储能类型及技术特点

从分类上看,储能可以包括物理储能、电化学储能、储热、储氢等多种类型,不同类型下有各种细分的储能技术。从技术成熟的角度看,抽水蓄能发展了100多年,其技术最为成熟,应用规模最大,锂电池随着电动汽车的发展也已经大规模商业化,铅蓄电池则是经历了从铅酸到铅炭的技术进化,目前铅炭电池在电化学储能制造成本方面具有优势。不同的储能技术具有不同的特点,如抽水蓄能装机容量大、技术成熟可靠、适合调峰;而化学电池储能技术由于响应时间短,同时可以快速攀升到最大功率,因此很适合调频;高温超导技术需要极低的温度,对于设备要求高,同时因为要保持极低的温度,因此缺乏经济性,但是氢气的储存需要超低温,将制氢和高温超导技术结合就能发挥比较好的作用。因此,总体上看各种技术都有各自的应用场景。

电力系统储能应用场景

储能应用场景丰富,大型电力系统中的应用分为发电侧、电网侧和用户侧三大类,包含多种子场景。储能行业应用场景丰富,在电力系统主要有发电侧/电网侧/用户侧3大主场景,此外,还包括微电网、分布式离网等,细分应用如下:

  发电侧:火储联合调频,稳定输出功率;新能源发电配储,平抑出力波动,提高消纳等。

  电网侧:调峰、二次调频、冷备用、黑启动等。

  用户侧:峰谷套利、需量管理、动态扩容。用户主要分为家庭、工业、商业、市政等。

  微电网:主要为离主电网络较远的无电、弱电地区,需要自建电网,可采用可再生能源与储能作为解决方案。分布式离网:4G/5G基站供电;风景区驿站供电;森林监控站供电;油田采油站供电;高速加油站供电等。

产业链代表公司

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