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储能行业2023年投资策略:未来已来

华安证券发布时间:2023-01-11 11:21:15  作者:尹沿技

  2 储能行业赛道

  2.1 储能电池

  储能电池产业链可分为上游原材料及设备、中游储能系统及集成、下游电力系统储 能应用。储能电池上游的原材料主要包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜以及结构 件等;上游的集成系统设备主要包括涂布机、搅拌机等。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。产业链下游的应用场景主要发电侧、电 网侧和用户侧的电力系统储能。 电池组是储能系统最主要的构成部分;电池管理系统主要负责电池的监测、评估、 保护以及均衡等;能量管理系统负责数据采集、网络监控和能量调度等;储能变流器可 以控制储能电池组的充电和放电过程,进行交直流的变换。

  储能电池系统由电池组和电池管理系统两部分组成。电池组是整个储能系统中成本 占比最高的部分,约占 70%,BMS 占比为 6%,储能电池系统占电化学储能成本比重达 76%。

  2.1.1 储能电池性能

  大部分的储能设备都不需要运动,所以不需要能量密度、功率密度,不同能量存储 方案对能量密度的需求也不同;在电池材料上,要注重材料的膨胀率、能量密度、电极 材料性能的均匀性,以达到更好的使用寿命和更低的价格。储能电池充放电更为频繁, 在相同的 10 年日历寿命的前提下,对循环寿命有着更高的要求,若储能电站和家用储能 以每天一次的频率进行充放电,储能锂电池的循环次数寿命一般要求能够大于 3500 次, 若提高充放电频率,循环寿命要求通常要求能够达到 5000 次以上。此外,由于储能电站 的规模基本上都是兆瓦级别以上甚至百兆瓦的级别,因此储能电池的成本要求比动力锂 电池的成本更低,安全性也要求更高。储能电池的要求是 0.5K-1K/KWh(含 PACK 及 BMS), 储能电池对于价格更为敏感和苛刻,天量级别的需求数量决定了储能电池的成本控制相 比车用电池来说更为重要。

  综上,储能应用对电池的能量密度和功率密度的要求有所放宽,更强调降低配储度 电成本,储能电池需具有低成本、长寿命,且确保电池应用的安全性。磷酸铁锂电池性 能与储能需求适配度较高,已成为国内主流路线。三元锂电池能量密度和功率密度高, 但成本较高,且安全性相对较弱。2022 年 6 月国家能源局综合司《防止电力生产事故的 二十五项重点要求(2022 年版)(征求意见稿)》,提出中大型电化学储能电站不得选 用三元锂电池、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池。磷酸铁锂电池安全性优、循环 寿命长、金属资源储量丰富、成本较低且环保,已成为储能电池的主要选择。

  锂离子电池

  锂电池储能是当前技术最为成熟、装机规模最大的电化学储能技术。根据中关村储 能数据,2021 年锂离子电池占中国新型储能装机量的 89.7%,是最具代表性的新型储能 技术,目前广泛应用于 1-2 小时的中短时储能场景中,在 4-8 小时的储能项目中也有 应用。锂离子电池储能产业链相对来说已经比较成熟,在整个系统中,电池成本占比最 高。但受限于上游锂资源价格居高不下,当前的整个锂离子电池储能系统成本与 2021 年初相比不降反升。

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