一、储能电池行业发展现状
广义储能包括电储能、热储能和氢储能三类,电储能是其中最主要的方式。基于技术原理,电储能又分为电化学储能、机械储能和电磁储能。各类储能中,以储能电池为核心的电化学储能是当前应用范围最广、发展潜力最大的储能技术。
电化学储能的实质为利用二次电池储能,主流的储能二次电池为锂离子电池和铅酸电池。其中,锂离子电池凭借能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等优势占据储能电池领域主导地位,近年来出货量持续增加。根据 GGII 数据,2022 年我国储能锂离子电池出货量达到 130GWh,同比大幅增长 170.8%,预计未来持续高增长,2025 年将达到430GWh。
铅酸储能电池方面,根据我国铅酸电池总产量数据及我国铅酸电池下游市场结构数据推算,2021 年我国铅酸储能电池出货量达到 3,247 万 kVAh(32.47GWh,统计口径未包含数据中心储能)。
基于铅酸储能电池固有的安全性、经济性优势,铅酸电池在通信基站及数据中心等特定领域仍保有较强竞争力。
二、储能电池细分行业
基于应用场景,储能电池可以细分为通信基站储能电池、数据中心储能电池、户用储能电池及电力储能电池。
1、通信基站储能电池
通信基站是移动通信网络中最关键的基础设施,主要功能为提供无线覆盖,即实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输。通信基站储能电池的主要作用是在电力中断期间向关键通信基站设备提供电力,对于通信基站的稳定运行起到重要作用,其市场规模也与通信基站的建设规模直接相关。根据工信部统计,截至 2023 年 7 月,我国5G 基站共 305.5 万个,占移动基站总数的 26.9%,2023 年 1-7 月新建 5G 基站数量已超过 2022 年全年。
受益于 5G 网络建设对于通信基站数量的需求增加,近几年通信基站储能电池出货量高速增长,根据 GGII 的统计数据,2017 年-2022 年中国通信基站锂离子储能电池出货量由 1.7GWh 增长至 9.0GWh,年复合增长率为 39.56%。未来 5G 基站建设将持续拉动对储能电池的需求,根据赛迪顾问发布的《5G 产业发展白皮书》预测,到 2030 年我国 5G 基站数量将达到 1,500 万个,年复合增长率达到 29.89%。根据 EV Tank数据,2030 年,中国通信基站储能电池的累计市场需求量将达到 142.7GWh。
铅酸电池及锂离子电池均可作为通信基站储能电池,4G 基站对储能电池的能量密度、电池体积、电池重量要求相对较低,基于成本等因素,当前绝大多数 4G 基站采用铅酸储能电池,但 5G 基站对储能电池的能量密度、电池体积、电池重量等指标提出更高要求,因此锂离子电池在 5G 基站储能的渗透率较 4G 基站更高,根据专家研判,当前锂离子电池在通信基站储能领域的整体渗透率约为 40%。
2、数据中心储能电池
数据中心包括互联网机房、机柜和其他相关设备,能够提供海量数据存储、处理及交互服务,对于用电的稳定性、安全性和连续性要求极高,数据中心储能电池能够起到提高电能质量、频率控制以及应急备电等作用,以保障数据中心的平稳、高效运行。
数据中心储能电池对于安全性要求极高,且放置空间通常可自主决定,因此对于电池能量密度、体积数量的要求相对灵活,因铅酸电池安全性高、成本低,铅酸电池仍然是数据中心储能领域的主流选择。根据行业专家研判,当前铅酸电池在我国数据中心储能领域的市场占有率超过 90%,锂离子电池渗透率不足 10%,排除可能的政策影响,铅酸电池短期内被锂离子电池大规模替代的可能性较低。当前,5G、云计算、人工智能等新一代信息技术快速发展,数字经济蓬勃发展。根据《数字中国发展报告(2022年)》,2017 年至 2022 年,我国在用数据中心机架数量从 166 万架增长至 650 万架,年复合增长率达到 31.39%,在用数据中心算力总规模超 180EFLOPS,位居世界第二。
在“东数西算”的国家战略下,数据中心产业链相关产业将迎来快速发展,未来,数字经济对经济增长的贡献将持续增强,数据中心建设规模仍将保持持续稳定增长,为储能电池提供广阔的市场空间。根据《数据中心应用发展指引》及智研咨询预测,到2035 年,国内数据中心机架数量预计达到 1,491.1 万架,2025 年至 2035 年复合增长率预计约 6.98%。
3、户用储能电池
户用储能电池的安装主体主要为电力用户,亦称“表后储能”电池。基于用户性质不同,户用储能电池又可以分为家庭用储能电池和工商业用储能电池,常与分布式光伏系统配套安装。户用储能电池的主要功能为利用峰谷价差节约用电成本、光伏电力自发自用及提升电力不稳定地区的供电可靠性等。由于客户对于电池能量密度的要求较高,户用储能基本采用锂离子电池。
2021 年以来,全球主要地区用电价格在能源通胀危机和东欧地缘冲突冲击下明显上涨,境外部分国家居民能源支出成本显著增加,户用储能的经济性凸显,以欧美为代表的户用储能市场需求迅速崛起;同时,各国政府纷纷发布鼓励政策,通过电价补贴等措施进一步推动居民在光伏装机的基础上配置储能系统,进一步助推了户用储能市场的发展;此外,部分欠发达地区社区分散、人口集中度低、基础设施条件差、电网协调能力弱,上述地区的供电稳定性需求也进一步推动了户用储能市场的发展。国内方面,国家发改委 2021 年发布《关于进一步完善分时电价机制的通知》,提出进一步拉大峰谷电价差,建立健全尖峰电价、季节性电价等机制,为户用储能在我国商业价值的实现进一步提供空间。
根据 GGII 数据,中国户用储能出货量逐年攀升,2022 年已达 20.0GWh,预计 2025年中国户用储能出货量将达到 83.0GWh,复合增长率 60.70%。全球家用储能新增装机规模逐年攀升,2022 年已达 15.0GWh,预计 2025 年全球家用储能装机容量将达到100.0GWh。
工商业储能目前仅有欧美少数发达国家发展进程相对较快,我国整体仍处于发展初期阶段,市场需求正在不断培养,在政策与需求的双重推动下,未来国内工商业储能将加速驶入商业化进程,市场空间有望进一步打开。根据 GGII 数据预测,2025 年国内工商业储能电池出货有望超过 15GWh。
4、电力储能电池
电力储能电池主要应用于电网系统,又可以分为发电侧储能电池与电网侧储能电池,亦称“表前储能”电池。在发电侧,可再生能源发电存在弃电率高、间歇性和不稳定情况频发的特征,储能电池的应用能够提升光伏、风电等可再生能源的电能质量和并网效率,平滑电力输出;在电网侧,新能源发电的不稳定性使得电网输配容量、电频波动控制方面的需求增加,储能电池的应用能够在电网侧实现调峰、调频、快速调压等功能,助力电网稳定运行。当前,电力储能电池以锂离子电池为主,根据 CNESA 数据统计,2022 年我国已投运电力储能项目累计装机规模 59.8GW,其中新型储能累计装机规模13.1GW,锂离子储能电池在新型储能累计装机规模中占比达到 94.0%,铅酸储能电池占比 3.1%。
近年来,在光伏、风电等可再生能源发电占比持续提升以及支持政策的持续刺激下,我国电力储能产品出货量呈现快速增长态势。根据 GGII 数据,2022 年我国电力储能锂离子电池出货量达到 92.0GWh,同比大幅增长 216.2%,预计到 2025 年,在国内外可再生能源并网需求持续增加的背景下,我国电力储能锂离子电池出货量将达到 300.0GWh。
三、行业发展现状及趋势
1、铅酸储能电池技术已进入成熟阶段
电池的技术评价指标主要包括能量密度、安全性、倍率、经济性和循环寿命等,铅酸储能电池虽然能量密度不高、循环寿命偏低,但其具有高安全性及低成本特点,成为用户强调使用安全、放置空间限制小、价格敏感度高的应用场景的优势电池选择。
历经 160 余年发展,铅酸电池的生产、回收技术当前已经极为成熟,产品工艺水平高度稳定,环保负面影响处于可控范围。当前行业内已经几乎不存在采用外化成、人工作业等落后工艺的生产企业,行业领先企业多使用真空和膏、真空负压注酸、连续性涂片等先进生产工艺,充分保证产品质量及生产效率,同时满足经营和环保合法合规。
2、锂离子储能电池以磷酸铁锂路线为主
锂离子电池普遍能量密度较高、循环寿命较长,但不同类型的锂离子电池在成本、循环寿命和安全性等方面存在一定差异,近年来,锂离子电池技术持续完善、产品迭代迅速、性能不断优化,当前仍然处于高速发展期。技术路线方面,相较于动力电池追求高能量密度、高倍率,储能电池更加追求安全性、经济性和长循环寿命。因此,当前以高能量密度为特点、成本相对较高的三元锂离子电池不适合储能路线,而以成本和循环寿命见长、安全性更高的磷酸铁锂电池成为储能电池的更优选择。
3、锂离子电池发展迅速,市场渗透率有望进一步提升
锂离子电池能量密度高、循环寿命长,当前在户用储能和电力储能领域占据绝对优势,基于未来储能市场需求加速增长的预期,锂离子储能电池的出货量预计快速提升。且随着锂离子电池技术的不断精进,其安全性、经济性有望进一步提升,从而提升其在通信基站储能、数据中心储能领域的渗透率。
4、铅酸电池技术成熟,特定应用领域短期内仍占据主流地位
尽管锂离子电池近年来在户用储能、电力储能领域实现了广泛应用,但铅酸储能电池凭借安全性、经济性优势,在通信基站储能、数据中心储能等特定领域仍然为主流产品。特别是极度注重使用安全的数据中心储能领域,客户可以自主决定电池的放置空间,打破了电池放置的数量限制,从而在充分发挥铅酸电池高安全性优势的同时又极大克服了铅酸储能电池自身能量密度不高的短板,成为铅酸储能电池的天然应用场景。短期内,如果排除可能的政策影响,锂离子电池在上述特定领域大规模替代铅酸电池的可能性较低。
5、钠离子电池研究进展显著,或可实现储能市场规模化运用
钠离子电池是一种新型二次电池,主要依靠钠离子在正、负极之间来回移动实现充放电,与锂离子电池工作原理相似。相较于锂离子电池,钠离子电池具备成本更低的特点,作为储能电池更具优势。但钠离子电池当前仍然存在钠离子脱嵌困难等技术性难题,技术路线有待进一步完善。未来,如果钠离子电池实现技术成熟商业化量产,其很可能成为继铅酸电池、锂离子电池之后的新一代规模化运用储能电池。
四、行业竞争格局
储能电池主要应用于通信基站储能、数据中心储能、户用储能及电力储能等领域,由于各细分领域的产品需求、业务模式、行业发展阶段各不相同,当前储能电池在不同的应用领域中呈现不同的竞争格局。
1、通信储能
①通信基站储能
通信基站储能客户主要为大型通信运营商和通信设备集成商,上述客户主要采用集中采购、公开招标等方式选取供应商,并设立严格的供应商认证体系,市场上满足投标条件的企业数量较少,历年中标企业相对稳定,行业集中度较高,头部公司主要包括南都电源、圣阳股份、雄韬股份、理士国际等。
②数据中心储能
数据中心储能电池主要采用铅酸电池,锂离子电池渗透率较低。
2、户用储能
户用储能面向 C 端用户,市场空间大、行业集中度相对偏低,业内公司主要包括派能科技、比亚迪、宁德时代、LG 新能源等,当前在境外需求持续高涨、中国市场初见规模的背景下,户用储能企业大多积极扩产,抢占份额,同时其他电池领域的企业纷纷进入户用储能领域,力求分享行业高速发展的红利。
3、电力储能
电力储能领域,全球及国内的竞争格局类似,基本呈现以“宁德时代”为龙头、一超多强的竞争格局。
五、行业内的主要企业
1、浙江南都电源动力股份有限公司(300068.SZ)
南都电源成立于 1997 年,主要产品为铅酸电池(系统)、锂离子电池(系统)、燃料电池及铅、锂资源再生产品,南都电源产品主要应用于储能电池和动力电池领域,2022 年度,南都电源实现营业收入 1,174,860.00 万元。
2、山东圣阳电源股份有限公司(002580.SZ)
圣阳股份成立于 1998 年,主要产品为铅酸电池(系统)及锂离子电池(系统),圣阳股份产品主要应用于储能电池和动力电池领域,2022 年度,圣阳股份实现营业收入 279,626.01 万元。
3、理士国际技术有限公司(00842.HK)
理士国际成立于 2010 年,主要产品为铅酸电池(系统)及锂离子电池(系统),理士国际产品主要应用于储能电池、启停电池和动力电池领域,2022 年度,理士国际实现营业收入 1,284,585.90 万元。
4、深圳市雄韬电源科技股份有限公司(002733.SZ)
雄韬股份成立于 1994 年,主要产品为铅酸电池(系统)、锂离子电池(系统)及燃料电池,雄韬股份产品主要应用于储能电池和动力电池领域,2022 年度,雄韬股份实现营业收入 407,827.49 万元。
5、上海派能能源科技股份有限公司(688063.SH)
派能科技成立于 2009 年,专注于磷酸铁锂电池(系统)的研发、生产和销售,派能科技产品主要应用于户用储能领域,2022 年度,派能科技实现营业收入 601,317.48万元。
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