储能技术支撑电力系统清洁化转型研究「储能系统集成」

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“碳达峰、碳中和”的目标下，风电、光伏发电将快速发展，而储能是解决风电、光伏发电不稳定性、间歇性，增强能源系统供应安全性、灵活性的重要手段。

随着“十四五”风光装机容量的扩大，各地的储能保障政策将会进一步扩容，推动储能规模的扩张和行业发展。

据不完全统计，目前已有超20个省份要求或建议新能源电站配置储能，配置比例约10%，配置时长约为2小时。

根据IEA预测，全球光伏和风能在总发电量中的占比将从目前的7%提升至2040年的24%。

全球电力消费结构的改变在多个方面影响电力市场，并为储能带来市场空间。

储能主要是指能量的存储，主要作用是将电能以各种形态存储起来，在需要时释放出来，实现时间维度上能源转移。

储能作为电力储存装置，用来平衡电能在时间上的供需关系，在电力系统的发输配用的各环节皆有作用。

分国家来看，用户侧在海外的应用更普遍，而由于国内是大电网模式，从大环节上看，储能的应用主要集中在电网和电源侧，以及用户侧、集中式新能源并网以及辅助服务五大环节，且不可或缺。

储能系统供应链：

储能技术可以分为机械类储能、电气类储能、电化学储能、热储能、化学储能等，其中商业化应用最广的储能技术为抽水蓄能和电化学储能。

各种类型储能对比：

目前来看，抽水蓄能是最为成熟、成本最低、使用规模最大的储能技术，主要应用于大电网的输配电环节，占据了储能市场的绝大多数份额。

电化学储能指的是以锂电池为代表的各类二次电池储能，其容量大、响应快，最具发展潜力。

相比抽水蓄能等机械储能，电化学储能受地形等因素影响较小，可灵活运用于发电侧、输配电侧和用电侧。其中发电侧与输配电侧储能装机相对较大，归为集中式储能，用户侧一般为户用和工商业储能，装机相对较小，归为分布式储能。

随着近年来成本的快速下降、商业化应用逐渐成熟，电化学储能的优势愈发明显，开始逐渐成为储能新增装机的主流，且未来仍有较大的成本下降空间。

根据CNESA发布的《储能产业研究白皮书2021》预测，保守估计2021年，电化学储能市场累计装机规模达到5790.8MW。

2021年至2025年，电化学储能累计规模复合增长率为57.4%，我国的电化学储能市场将正式跨入规模化发展阶段。

储能产业链是电力体系中非常重要的部分：上游主要包括电池原材料及生产设备供应商等；中游主要为电池、电池管理系统、能量管理系统以及储能变流器供应商；下游主要为储能系统集成商、安装商以及终端用户等。

产业链涉及的环节众多，从电池制造到EPC施工，再到各种场景下运营，电池制造环节与动力电池企业存在交集，EPC施工环节与光伏、风电施工企业存在交集，运营商和电网企业存在交集。

储能产业链构成环节及主要参与者：

储能系统由电池、双向变流器（PCS）、电池管理系统（BMS）及能量管理系统（EMS）等部分组成。

电池与变流器是储能系统的核心环节。储能系统整体依靠电池和能量管理系统来控制信息传递，电池组通过储能变流器实现充放电。

根据CNESA，电池成本为储能系统成本占比最高的部分，达到55%，其次是双向变流器PCS）占比约20%。

电化学储能中，最为成熟的方案就是锂电池储能。

锂电池的优势十分明显，其能量密度和效率很高，响应快速，但目前成本较高，随着锂电池制造成本的快速下降，电化学储能的需求也不断增加，将有望逐步取代抽水蓄能的市场份额。

锂离子电池储能行业上游为电力电子元件与锂电材料等原材料，中游为储能系统及其集成、安装与运维，下游为应用端。

在全球市场中，国内锂电池厂已经进化出成熟的技术路线以及强大的成本控制能力，是全球锂电储能市场最有力的竞争者，国内锂电产业链将充分收益全球电化学储能行业的高速发展。

根据SNEResearch的统计，2020年全球储能电池出货量由2019年的11GWh提升至20GWh，增长幅度接近翻倍。其中各家动力电池龙头均在储能领域实现了出货量的大幅提升。

电化学储能市场空间广阔，吸引产业链各方公司参与其中，而电池厂商与逆变器厂商是目前电化学储能市场的主要参与者。相关公司的背景大致可以分为三类：

1.消费、动力锂电池龙头：如宁德时代、LG化学、三星SDI、亿纬锂能、鹏辉能源、南都电源等。

2.逆变器龙头：如阳光电源、锦浪科技、固德威等。

3.光伏或新能源车终端应用龙头：特斯拉、比亚迪、Sonnen等。

从各家目前涉足的储能业务来看，比亚迪、宁德时代、LG化学、三星SDI对全产业链进行了深度布局。

Sonnen是德国第一大户用储能提供商，2019年被Shell收购100%股权，公司在全球拥有30000多套户用储能装置。

派能科技、ATL、亿纬锂能等目前主要涉及锂电池制造环节；阳光电源布局除锂电池之外的所有业务，其锂电池采购自三星SDI、宁德时代等企业；固德威目前在储能业务主要做储能变流器；特斯拉、Sonnen等尚未布局硬件环节，重点在于系统集成环节。星云股份与宁德时代、其他投资方合资成立的福建时代星云科技有限公司开展的储能业务合作等。

近年来专业的储能系统集成商也开始陆续涌现。由于系统集成涉及的电气设备较多、专业性较强且存在相应的系统设计、集成及安装等环节，因此一般由系统集成商对整个储能系统的设备进行选型，外购或自行生产储能电池系统、储能变流器及其他电气设备后，匹配集成给下游的安装商，安装商在安装施工后最终交付终端用户。

电化学储能市场吸引产业链各方公司参与其中：

“十四五”期间国家将大力支持新型储能产业发展。

国家发展改革委、国家能源局下发了《关于加快推动新型储能发展的指导意见（征求意见稿）》。文件明确，鼓励结合源、网、荷不同需求探索储能多元化发展模式。

到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，健全“新能源 储能”项目激励机制。

关于对于配套建设新型储能的新能源发电项目，动态评估其系统价值和技术水平，可在竞争性配置、项目核准（备案）、并网时序、系统调度运行安排、保障利用小时数、电力辅助服务补偿考核等方面给予适当倾斜。

储能技术是支撑电力系统清洁化转型的关键技术，随着电站安全性重要程度提升，技术领先的行业龙头竞争力凸显，长期来看，行业发展空间广阔。