储能热管理行业报告：赛道高景气，百舸争流产品为王-民生证券.pdf

证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 01 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 储能热管理行业报告 2022年 11月 4日 赛道高景气，百舸争流产品为王 民生家电 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 摘要 ➢ 储能解决发电侧与用电侧供需不平衡的一种“灵活的电站”。 全球“碳中和”背景下新型可再生能源受到青睐，风、光装机量不断提升， 目前在发电侧、电网侧、用户侧均有应用，中美欧为主要市场，我们预计 2025年全球储能装机量规模或达 362GWh，全球储能市场规模有望 达 4336亿元。 ➢ 储能热管理有望成长为百亿市场。 因电池热特性，热管理成为电化学储能产业链关键一环。从产业链价值量拆分来看，储能系统中电池成 本占比约 55， PCS占比约 20， BMS和 EMS合计占比约 11，热管理约占 2-4。从热管理技术路线来看，风冷和液冷已实现商业化应 用，目前风冷方案为主流，但液冷有望凭借高效、占地小、精准控温等优势贡献未来主要增量。我们预计 2025年全球储能热管理市场规模有 望达到 141亿元。 ➢ 竞争格局 入场者众多，储能热管理技术与精密空调、家用空调及新能源车热管理系统技术同源，目前切入储能热管理赛道的主流企业大多 有相关业务 /技术积累。 短期来看 ， 1）我们认为液冷方案将取代风冷成为行业主流，有液冷产品开发经验的厂商在技术、大储获客上具有先 发优势。 2）下游储能集成商及电池厂商格局稳定，综合服务好、大客户粘性高的热管理企业拥更大势能； 中期来看 ，拥有快速响应能力、柔 性定制能力的热管理厂商将处于领先地位； 长期来看 ，我们认为未来我国将在头部储能系统集成商带领下形成热管理体系标准化方案，拥有 稳定的模块化生产能力的厂商将长期 受益。 风险提示 储能市场增速不及预期，液冷方案渗透率不及预期，市场竞争加剧，测算具有一定主观性 注本文只讨论电化学储能，储能装机量测算特指电化学储能，下同 1 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 目 录 C O N T E N T S 热管理储能不可或缺的关键一环02 竞争格局百舸争流，产品为王03 储能市场广阔蓝海01 2 风险提示04 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告 储能市场广阔蓝海01. 3 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 1.1 4 储能是解决发电侧与用电侧供需不平衡的一种 “ 灵活的电站 ” ， 暂时储存多余能源 ， 并于未来用电时释放 。 全球 “ 碳 中和 ” 背景下新型可再生能源受到青睐 ， 风 、 光装机量不断提升 ， 因风光发电具有间接性 、 波动性 ， 储能成为弃风弃 光主要解决方案 ， 目前在发电侧 、 电网侧 、 用户侧均有应用 。 发电侧 电网侧 新能源较传统能源调峰压力更大 ， 储能成为保证稳定供能的有效方案 。 用户侧 平滑电力 为终端用户节省用电成本 ， 在峰谷电差较大的地区经济性显现 。 储能解决新能源电力供需时间差的“灵活电站” 图 全球储能新增装机功率（ MW） 资料来源 CNESA， 民生证券研究院 图 中国储能新增装机功率（ MW） 资料来源 CNESA， 民生证券研究院 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 储能市场国内储能新增装机量 2025年或达 103GWh1.2 5 储能系统渗透率提升确定性强。 2020年开始国 内风光配储政策不断出台，储能渗透率提升具有 较强确定性。 国内储能装机以发电侧为主。经民生电新团队测 算， 2025年国内储能装机量有望达 103GWh， 21-25年 CAGR为 104。 2021A 2022E 2023E 2024E 2025E 发电侧 新增光伏装机（ GW） 65 80 100 120 140 新增风电装机（ GW） 50 52 54 56 58 国内新增装机合计（ GW） 115 132 154 176 198 其中 1）规制配储能地区 58 79 108 141 178 -储能渗透率 25 50 80 100 100 2）部分规制配储能地区 36 28 32 35 20 -储能渗透率 10 20 50 70 80 3）鼓励配储能地区 11.5 13.2 13.9 -储能渗透率 10 15 30 4）其他地区 10 5 -储能渗透率 5 10 未配储能的风光装机（ GW 496 599 714 837 967 -储能渗透率 1 1 1 2 5 储能配比 10 10 10 12 20 充放电时长（ h） 2 2 2 2 2 1. 发电侧新增储能装机（ GWh） 5 11 23 43 97 2. 电网侧新增储能装机（ GWh） 1 2 3 3 4 3. 工商业新增储能装机（ GWh） 0 0 1 2 3 总计（ GWh） 6 13 27 48 103 表国内储能装机规模预测 资料来源 CPIA， 民生证券研究院 政策文件 发布日期 关键内容 加快推动新型 储能发展的指 导意见 2021年 7 月 明确新型储能独立市场主体地位， 健全新型储能价格机制，健全“新 能源 储能”项目激励机制 关于进一步完 善分时电价机 制的通知 2021年 7 月 完善峰谷电价机制，建立尖峰电价 机制，健全季节电价机制 “十四五”新 型储能发展实 施方案 2022年 3 月 技术攻关，规模化，市场化 资料来源 发改委，能源局， 民生证券研究院 表国内配储政策不断出台 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 储能市场全球储能新增装机量 2025年或达 362GWh，中美欧贡献主 要增量 1.2 6 表全球储能新增装机量预测 全球 中美欧贡献主要储能装机需求， 2021年合计占比接近 80。我们预计 2025年全球储能装机量达 362GWh， 21-25年 CAGR为 95。 美国 美国电网高度市场化，光伏配储回报率较高，表前市场需求旺盛 ，我们预计 25年储能总装机量达 130GWh。 欧洲 表前表后双端发力，英德为主要增量市场 ，我们预计 25年储能总装机量达 54GWh。 国内配储率 /配储时长不断提高，我们预计 25年国内储能装机量达 103GWh， 21-25年 CAGR为 104。 资料来源 Solarpower Europe、 IRENA、 BNEF， 民生证券研究院 0 20 40 60 80 100 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 2025E 中国 美国 欧洲 澳洲 全球其他地区 图 全球储能装机量占比预测 单位 GWh 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 中国 0.2 5.9 13.1 29.1 47.9 103.5 美国 5.0 10.0 20.4 44.1 68.6 129.6 欧洲 2.0 3.5 7.5 14.3 25.1 54.1 澳洲 1.1 2.6 6.2 12.1 19.6 34.7 全球其他地区 0.9 2.3 4.8 10.2 16.4 32.9 全球总计 9.5 24.9 52.6 112.7 180.3 361.6 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 储能市场 2025年规模有望达 4336亿元，国内占比 301.2 7 据 Wood Mackenzie测算， 2021年电化学储能系统成本约为 277美元 /KWh（折合人民币约 18.0亿元 /GWh*），预计 2025年储能系统成本将下降 33至 184.5美元 /KWh（折合人民币约 12元 /GWh*），四年降价 CAGR为 10.7。 通过价格和前文测算储能装机量得出 2025年全球储能市场规模约为 4336亿元，国内储能市场规模约为 1241亿元，占比 28.6。 表全球新增储能市场规模预测 *注汇率按照美元 /人民币 6.5 1, 约为 2021年平均汇率 资料来源 Wood Mackenzie，民生证券研究院 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 价格（亿元 /GWh） 18.0 16.3 14.7 13.3 12.0 国内储能新增装机（ GWh） 6 13 27 48 103 国内储能市场规模（亿元） 107 212 398 636 1241 全球储能新增装机（ GWh） 25 53 113 180 362 全球储能市场规模（亿元） 448 855 1656 2394 4336 图储能系统成本四年降幅达 33 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2021 2025E 价格（亿元 /GWh） 储能系统单位成本 降幅 33 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告 热管理储能不可或 缺的关键一环02. 8 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 2.1 热管理是保证储能系统持续安全运行的关键 电站事故频发，锂电池热失控是引发储能系统安全事故的主要原因之一。 在锂电池充放电的过程中，一部分化学能或电能 转化成热能，如储能系统散热不佳，可能致热失控，造成电池短路、鼓包、出现明火，最终引发火灾、爆炸等安全事故。 根据 CNSEA的不完全统计，近十年全球储能安全事故发生 60余起，截至今年 4月底，全球已发生 8起储能安全事故。 100℃ 300℃ 300℃ 固体电解质层 分解，隔膜融 化，产生气体 产生大量可燃 气体，电池鼓 包 强烈氧化还原 反应，出现明 火 项目名称 电池类型 电站状态 事故时间 京港澳高速武汉江夏区附近 货车运输中的储能系统 磷酸铁锂 运输中 2022-01 韩国蔚山 SK工厂储能项目 三元 投运 2年 2022-01 韩国庆尚北道军威郡牛宝郡 新谷里太阳能发电厂储能项目 三元 投运 3年 2022-01 江西上饶黄金埠某储能项目 磷酸铁锂 调试中 2022-02 美国加州蒙特雷县 Moss Landing储能项目 三元 投运 1年 2022-02 台湾工研院龙井储能项目 三元 投运 2年 2022-03 美国加州 Valley Center 储能项目 三元 投运 0.2年 2022-04 美国亚利桑那 Chandler 电池储能项目 三元 投运 3年 2022-04 图 锂离子电池热失控过程 表 2022年 1月 -4月全球储能安全事故汇总 资料来源 储能锂离子电站安全防护研究进展 ， 民生证券研究院 资料来源 电化学储能产业发展对安全标准的需求 ， CNSEA，民生证券研究院 9 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 2.1 热管理是保证储能系统持续安全运行的关键 储能系统产热大，散热空间有限，自然通风下难以实现温度控制，易损害电池的寿命和安全。 与动力电池系统相比，储能系统电池的功率更 大，数量更多，产热更多，而电池排列紧密又导致散热空间有限，热量难以快速、均匀地散发，易引起电池组之间的热量聚集、运行温差过 大等现象，最终损害电池的寿命和安全。 锂电池放电倍率与产热正相关，储能系统大容量发展趋势下，热管理系统配备需求不断增强。 储能系统主动参与调峰调频，高倍率高容量的 发展趋势下产热显著增加，热管理系统的重要性不断增强。 热管理是保证储能系统持续安全运行的关键。 理想情况下的热管理设计可以将储能系统内部的温度控制在锂电池运行的最佳温度区间（ 10- 35℃ ），并保证电池组内部的温度均一性，从而降低电池寿命衰减或热失控的风险。 图 锂电池最佳温度区间 10℃ 最佳温度区间 35℃ -20℃ 工作温度区间 45℃ -40℃ 可承受温度区间 60℃ 资料来源 集装箱储能系统热管理系统的现状及发展 ， 民生证券研究院 图 大规模锂电池储能集成系统（ BESS） 资料来源 EnergyTrend，民生证券研究院 10 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 电化学储能产业链中热管理价值量约占储能系统 2-32.2 11 热管理处于电化学储能产业链的中游。 上游包括锂电池材料和电子元器件；中游为储能系统集成，包括电芯、电力设备集成 PCSEMSBMS、热管理、消防系统等；下游包括渠道商和用户端。 下游客户集中度较高，热管理货值相对较低，易形成上下游绑定关系。 储能系统中电池成本占比约 55， PCS占比约 20， BMS和 EMS合 计占比约 11，热管理约占 2-4。热管理价值量占比相对较低，我们认为下游厂商更看重热管理方案的稳定性及安全性，价格敏感程 度相对较低，且易于与方案提供商形成绑定关系，更换供应商的频率更低，赛道龙头更容易享受行业扩容红利。 资料来源 CNESA，华紫研究， NERL美国国家可再生能源实验室， 民生证券研究院 图 电化学储能产业链拆分 资料来源 CNESA，民生证券研究院 图 热管理厂商 2021年国内储能系统出货量占比 9 8 8 6 3 3 33 22 53 海博思创 电工时代 科华数能 阳光电源 新源智储 融合元储 远景能源 平高集团 库博能源 天合储能 其他 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 技术路线以风冷和液冷为主，热管、相变冷却在研2.3 12 项目 风冷 液冷 热管冷却 相变冷却 强迫 主动 冷端空冷 冷端液冷 相变材料 导热材料 散热效率 中 高 较高 高 高 散热速度 中 较高 高 高 较高 温降 中 较高 较高 高 高 温差 较高 低 低 低 低 复杂度 中 较高 中 较高 中 寿命 长 中 长 长 长 成本 低 较高 较高 高 较高 目前储能热管理的主流技术路线是风冷和液冷。 储能热管理技术路线主要分为风冷、液冷、热管冷却、相变冷却，其中热管和相变冷 却技术尚未成熟。 ✓ 风冷通过气体对流降低电池温度。具有结构简单、易维护、成本低等优点，但散热效率、散热速度和均温性较差。适用于产热率 较低的场合。 ✓ 液冷通过液体对流降低电池温度。散热效率、散热速度和均温性好，但成本较高，且有冷液泄露风险。适用于电池包能量密度 高，充放电速度快，环境温度变化大的场合。 ✓ 热管 相变分别通过介质在热管中的蒸发吸热和材料的相态转换来实现电池的散热。 表 储能热管理各技术路线对比 资料来源 大容量锂离子电池储能系统的热管理技术现状分析 ， 民生证券研究院 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 风冷系统方案成熟，应用广泛2.3 13 风冷以空气为介质，利用空气间的温差产生的热对流转移热量，实现散热。 风冷散热分为自然风冷和强制风冷，自然 冷却是利用自然风压、空气温差、空气密度差等对电池进行散热处理，实现电池模组及电池箱的散热，但由于空气的 换热系数较低，自然对流散热难以满足电池的散热需求。强制风冷需要额外安装空调、鼓风机，使得外部空气通过电 芯间隙 /底部，空调负责调节整体环境温度，以达到电池工作温度需求。 图 空气冷却结构 资料来源 集装箱式储能系统热管理设计 ， 民生证券研究院 图 风冷散热中空气流动的串行和并行方式 资料来源 新能源 Leander，民生证券研究院 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 风冷系统价值量约为 3000万 /GWh2.3 14 风冷系统与传统的空调系统构成相似 ，风冷系统的核心零部件包括压缩机、电机、冷凝器、蒸发器，主要材料包括冷轧板、 镀锌板、铜、铝等。其中压缩机成本占比最高，电机和电控次之。目前储能热管理中风冷应用占比最高。 据华经产业研究院， 2021年储能风冷系统成本约为 3000万元 /GWh，方案较为成熟。风冷系统优点是结构较为简单，系统铺 设方案成熟，整体成本和维护成本较低。缺点在于冷却介质比热容较低，风冷的换热系数较低（ 25100），易导致电池簇间 温差，整体散热效率低于液冷方案，同时通道占地更大，对预留面积要求更高。 图 风冷系统零部件价值量占比 资料来源 华经产业研究院 ， 民生证券研究院 28 12 25 48 11 8 5 5 12 压缩机 电机 冷轧板 镀锌板 不锈钢 铝 铜管 注塑件 电控 折旧 其他 图风冷储能系统示意图 资料来源海博思创 ， 民生证券研究院 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 2.3 15 液冷较风冷优势明显，或是未来的主流储能温控发展方向 ✓ 1）锂电池向更高能量密度发展， 液冷方案可容纳更高能量密度的储能系统。 ✓ 2） 更小占地面积。 以科华 S液冷储能系统为例，配备 1500V储能电池，装机容量达 3.44MWh，集装箱尺寸仅为 20寸，较传统 40寸 风冷系统不仅能量密度提升 100，能耗也降低了 30，同时支持储能系统拼装，可节省占地面积 40以上。 ✓ 3） 均匀降温，精准控温 。液冷系统方案更靠近热源，整体温度均匀，有利于延长电池寿命，比风冷更能适合户外环境。液冷系统同 时具有更精准控温的能力，已有产品可以将柜内所有电芯的温差精准控制在 2.5℃ 以内，提高电池充放电效率。 图 液冷储能系统较风冷系统占地面积更小 资料来源 Youtube“ Tackling heat the importance of liquid cooling in hybrid solar-storage projects”， 埃泰斯，民生证券研究院 图 相同入口温度及极限风速下风冷 /液冷电池包温度 风 冷 液 冷 液冷系统高效散热，渗透率有望大幅提升 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 液冷系统高效散热，渗透率有望大幅提升2.3 16 目前储能热管理中液冷方案关注度更高，有望引领中长期发展方向。 液冷的单套系统价值量高于风冷系统，市面已有成熟方案，新进入者众 多，主流供应商仍在加速研究迭代，有望成为未来储能热管理的主流温控方案。 液冷以液体为冷却介质，通过对流换热将电池产生的热量带走。 液体冷却介质的换热系数高、比热容大、冷却速度快，可有效降低电池的最 高温度和提高温度分布的均匀性，同时液冷系统的结构较为紧凑。液体与电池的接触模式有两种一种是直接接触，电池单体或者模块沉浸 在液体（如电绝缘的硅油）中，让液体直接冷却电池，此方案对绝缘性要求较高；另一种是在电池间设置冷却通道或者冷板，让液体间接冷 却电池，储能系统多数采用此种方案。液冷技术的研究主要关注于液体冷却剂的选择、流道的优化、流速的优化以及热电耦合模型等。 图 液冷管路的布置示意图 资料来源 大容量锂离子电池储能系统的热管理技术现状分析 ， 电动汽车动力电池液冷系统性能研究 ， WHAT IS LIQUID-COOLED BATTERY COOLING ，阳光电源，官网民生证券研究院 图 储能系统结构图 图 液冷电池系统 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 液冷系统价值量约为 9000万 /GWh 据华经产业研究院， 2021年液冷系统价值量在 9000万元 /GWh。从价值量拆分来看，液冷主机价值量最高，其中包 括压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器、水泵等零部件，其次是液冷板，液冷主机和液冷板合计占比约为 68；换热器 占比约为 10，管路占比约为 8。 2.3 17 图 液冷储能系统示意图 图 液冷储能系统成本拆分 资料来源 海博思创，民生证券研究院 资料来源 华经产业研究院，民生证券研究院 68.0 10.0 2.0 8.0 12.0 液冷主机 液冷板 换热器 输入电源 管路 其他 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 液冷系统市场在售液冷温控产品2.3 18 公司 主要产品 产品介绍 性能参数 示意图 英维 克 EMW系列 储能冷水机 ✓ 超宽的运行温度范围，最高温度高达 55℃ ✓ 配置加热功能 变频控制技术，精准温控 ✓ 智能化、多语言工业级彩色触摸屏 ✓ 数种传感器应用和多种监控功能，实现超高可靠性 ✓ 丰富的系统配件 ✓ 紧凑的模块化设计 精确调节实现供、回水低温差 ✓ 友好型的创新控制方式 通过内部实时处理模式实现高效节能 制冷量 7.5-60KW 安装方式门装、侧装、落地式安装 应用范围设备集装箱、储能集装箱、储能电 池柜、储能电池散热 同飞 股份 MCWI100/ 200/300/6 00/1000 ✓ 可根据负荷的需求，智能化程序控制实现了多段自动制冷量调节，节约能耗 ✓ 变频供水系统，水压更稳定 ✓ 采用高能效比变频压缩机，能效更高，温度控制精度更高 ✓ 多压缩机设计，工作更可靠 ✓ 低温换热 / 强制制冷复合方式，功耗更低 ✓ 配多种类型通讯接口，实现上位机的远程监控功能 ✓ 根据项目需求，可提供产品 CE、 UL 等认证 10-100KW制冷量 5-30KW制冷量 液冷温度 15-35℃ 设备环境温度 -30-55℃ 高澜 股份 GESC高 澜储能产品 冷却系统 ✓ 高澜储能液冷主要由配水管路、水循环系统、制冷循环系统、控制系统做成， 通过配水管路，将电池芯的热量带出，通过水循环系统提高循环动力，制冷 系统通过压缩制冷原理将热量排出到环境中，控制系统搭配 EMS、 BMS对整 个电池液冷做温度、压力等调配。高澜目前储能液冷机型有 3kW、 8kW、 15kW、 25kW、 40kW,同时预研了大功率水冷如 54kW、 100KkW机型，可匹 配未来大功率电池的散热需求。 制冷量 3KW/8KW/15KW/40KW/96KW 加热量 1KW/8KW/15KW/40KW/100KW 压缩机型式 BP-变频压缩机； DP-定频压缩机 冷媒型式 A-R410a， B-R134a， C-R404a 设备重量 200kg/300kg/450kg/700kg/1050kg 设备环境温度 -30℃ -40℃ 黑盾 股份 MC-GU集 装箱用内置 式液冷一体 机 ✓ 黑盾 MC-GU集装箱用内置式液冷一体机，专为储能集装箱设计，针对集装箱 式储能系统电池温控和安装空间等特殊要求，采用一体化结构、顶部出风、 更贴近发热源，比热容高，结构紧凑，低噪音，反应速度快，为储能系统提 供安全可靠、高效节能的精密温控解决方案。 ✓ 高能效比，采用变频压缩机，知名品牌风机 EBM或施乐百 ，能效比大于 3.0； 配 RS485通讯接口，实现上位机的远程监控功能；可 24小时不间断运行，设 计使用寿命 10年以上 制冷量 15kW60kW 运行温度范围 最高 55℃ 出风方式顶 /侧出风 通信接口 RS485 资料来源 各公司官网，民生证券研究院 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 全球储能热管理市场规模 2025年有望达 141亿元2.4 19 假设 ✓ 新增装机规模经我们前文测算， 2025年全球储能新增装机量将达到 362GWh。 ✓ 产品结构我们假设 21年液冷系统装机占比为 20，且以 10年增线性外推，假设到 25年液冷装机占比达 60。 ✓ 热管理系统单价因目前市场参与者众多，我们预计热管理单位价值量将逐年下降，其中风冷成本以 15/12/9/6逐年下降；液 冷市场增长更快，竞争更激烈，因此将呈现较陡峭的下降曲线，预计液冷成本 22-25年每年下降 20/15/20/5。 测算得 2025年热管理价值量合计达 141亿元，其中液冷 /风冷方案价值量 114/28亿元，占比由 21年的 20/80变为 25年的 60/40，推动热管理系统价值量占比由 2.3提升至 3.4。 表热管理规模 2025年达 151亿元 资料来源 华经产业研究院，民生证券研究院 图热管理价值量占比随液冷产品占比提升 资料来源 华经产业研究院，民生证券研究院 2021A 2022E 2023E 2024E 2025E 液冷系统装机占比 20 30 40 50 60 液冷单位价值量（亿元 /GWh） 0.90 0.72 0.61 0.55 0.52 液冷价格年降 20 15 10 5 风冷单位价值量（亿元 /GWh） 0.30 0.26 0.22 0.20 0.19 风冷价格年降 15 12 9 6 全球储能新增装机（ GWh） 25 53 113 180 362 液冷价值量（亿元） 4 11 28 50 114 风冷价值量（亿元） 6 9 15 18 28 热管理价值量合计（亿元） 10 21 43 68 141 0 1 2 3 4 5 0 50 100 150 200 2021A 2022E 2023E 2024E 2025E 液冷价值量（亿元） 风冷价值量（亿元） 热管理价值量占比 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告 竞争格局百舸争流， 产品为王03. 20 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 3.1 热管理赛道横向对比 21 电化学储能 热管理 精密空调 新能源车热 管理 家用空调 应用场景 电池散热 数据中心、 机房 电池散热 空气散热 空气散热 全球市场容量 - 2025年 213亿元 101亿元 1443亿元 4779亿元 21-25年 CAGR 91 12 44 4 当前主要散热 方式 风冷占比 80 风冷略多， 液冷占比持 续上升 液冷为主 风冷为主 安全要求 高 高 高 中 寿命要求 10-20年 8年以上 15年 6-8年 使用环境 环境恶劣沙漠、戈壁 机房、图书 馆 环境好 车内 环境好 户外 价格敏感性 风冷高液冷中 低 低 高 售后要求 高 中 中 中 资料来源 Business Wire， GGII，鑫椤锂电，产业在线，民生证券研究院 ➢ 由于储能热管理技术与精密空调、家用空调及新能源 车热管理系统技术同源，目前切入储能热管理赛道的 主流企业大多有相关业务 /技术积累。 储能热管理赛 道尚处发展初期，格局未定，横向对比四种热管理赛 道的异同可以帮助我们展望未来参与者的竞争优势。 储能热管理方案常见场景包括草原、沙漠等较为偏 远地区，风沙大，维护相对困难，储能系统的安全性 要求高，对热管理方案的稳定性、安全性、可靠性有 较高要求，一般寿命要求 10-20年。价格方面，由于 风冷方案成熟，价格敏感性一般高于液冷方案。 精密空调行业对于温度的控制精度要求较高，应用 场景多为数据中心、通讯基站等领域，在机柜类控 温、大制冷量需求的集装箱控温方面或有更强优势， 使用寿命要求 15年以上。 家用空调、商用空调主要应用场景为建筑空间内散 热，维护难度低，整套配件一般寿命要求 6-8年。 新能源汽车热管理安全性要求高，对于电池、电机 的散热的可靠性要求很高。 表储能热管理、机房空调、家用空调、新能源车热管理横向对比 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 3.1 新能源车整车热管理方案 22 图特斯拉 Model3 热管理结构 新能源车热管理系统协同性要求更高 ， 存在一定的技术壁垒 ， 系统 货值较高 。 ✓ 传统燃油车热管理主要指发动机热管理及车内空调系统 。 1） 发 动机热管理系统 的作用分为 ① 高温天气给发动机降温 ， ② 低温环 境迅速实现发动机冷启动 。 2） 驾驶舱热管理 可分为 ① 发动机带 动空调压缩机 、 水泵等运转制冷 ， ② 利用内燃机能量转化过程中 流失的热量制热 。 ✓ 新能源车热管理主要指三电系统热管理 （ 电池 、 电机 、 电控 ） 及 车内空调系统 。 其中电池及车内空调系统的热管理尤为重要 ， 电 池热管理多采用液冷方案通过冷媒蒸发吸收冷却液的热量制冷 ， 利用空调暖风回路的热量制热 。 车内空调系统通过电驱动压缩机 制冷 ， 采用 PTC方案或利用热泵系统加热 。 电机部分主要通过风 扇及散热器制冷 。 ✓ 温度对电池运行效率 、 发动机运行效率有较大影响 ， 电动车热管 理系统难度 、 货值较燃油车更高 。 新能源车热管理系统一体化趋 势下要对全车热量进行动态分配 ， 需要完善高效的热管理算法检 测外部环境温度 、 电机系统温度 、 电池组温度和座舱温度等参 数 ， 调节四 /八通阀通向 、 风扇转速 、 热量分配等 ， 技术壁垒及 系统价值量较高 。 资料来源 Blogger-Caner Ezeroglu，民生证券研究院 图汽车空调系统部分产品 资料来源 SANDEN官网，民生证券研究院 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 3.1 新能源车热管理 vs储能热管理 23 新能源车热管理公司是切入储能热管理领域的活跃玩家，动力电池热管理与储能电池热管理技术基本同源，但由于两种系统在在应用场景、寿 命、性能方面有着不同要求，因此对热管理系统的要求有一定区别。 储能电池对能量密度的要求小于动力电池，但要求更高的循环次数，更看重热管理系统的稳定性、一致性。 储能电池系统主要应用在电网调峰调 频、新能源并网、户用储能等场景，对体积、重量要求较汽车动力电池系统更宽松，对充电速度、单电池能量密度有所放宽，但由于储能系统通 常需要长时间运行，因此要求储能电池拥有更高的可循环次数及更长的寿命。储能系统串、并联电池组数量更多，处于对电池组寿命及效率的考 虑，对电池温度的一致性要求更高，更看重储能热管理的 BMS、 EMS系统。在散热模式的选择上，风冷、液冷均可达到储能热管理的温控要求， 近年来随着液冷系统技术的提升及成本的降低，占地面积更小、集成度更高的搭载液冷的储能系统发展良好，液冷方案渗透率不断提升。 汽车动力电池作为移动电源，在整车结构中占用面积较为固定，对体积、质量能量密度要求更高，需要热管理系统更高的散热效率。 动力电池主 要应用场景为电动交通工具，在整车的结构设计上，留给电池组的空间有限，提升整车续航的重点在于电池能量密度，近年来更高能量密度的动 力电池产品快速迭代，对热管理系统的体积及散热效率有更高的要求，动力电池热管理上液冷方案为主流方案。 主流路线 技术发展发向 特点 成本 热管理方案 热管理价值量 储能电池 磷酸铁锂电池占绝对优势 大电芯有望成为主流 高循环次数需求 较宽松能量密度要求 要求电池性能均匀性 储能时常 1-2h 电池 0.8-1.1元 /Wh 储能系统 1.4-2元 /Wh 目前风冷占比高，液冷渗 透率迅速上升 风冷 3000万 /GWh 液冷 9000万 /GWh 动力电池 磷酸铁锂电池重回主导三元电池占比下降 更高能量电池密度 充放电效率提升 循环低于储能电池要求 高质量、能量密度要求 电池 0.8-1.7元 /Wh 液冷占优 整车热管理系统 5500-7000元 资料来源 ESCN， BNEF， SOLARBE，高工锂电，民生证券研究院 表储能电池、动力电池部分特性对比 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 3.1 精密空调 vs储能热管理 24 精密空调和储能热管理在零部件层面较多同源，数据中心温控厂商切入热管理赛道从技术角度较为顺畅。 精密空调主要运用于数据中心、数据机房，原理和空调相似，通过压缩机吸入制冷剂蒸汽，压缩成高压高温蒸汽后排入冷凝器，向 冷凝器内的冷却介质 水或空气 放热，冷凝成高压液体，通过节流阀节流成低压低温制冷剂，再进入蒸发器吸热，再次汽化，达到循 环制冷的目的。与普通空调相比，精密空调运行时间更长（全时段）、显热 /潜热比高、过滤要求高。 技术向液冷转型 精密空调主要可分为风冷方案和液冷方案。数据中心近年规模化趋势显著，超大型数据中心数量不断增长，风冷 逐渐无法满足高功率密度的数据中心温控需求，精密空调技术从风冷向液冷转移。 2018年，谷歌数据中心率先转向液冷方案，随后 国内大厂如华为、腾讯、阿里巴巴等相继转型，液冷替代趋势明显。 资料来源科士达官网，民生证券研究院 图精密空调制冷原理图空调制冷原理 资料来源第一电动，民生证券研究院 资料来源赛迪顾问 液冷数据中心白皮书 ，民生证券研究院 图精密空调向液冷技术转型 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 储能热管理主要企业3.2 25 原主业 主要企业 原业务 储能热管理进展 特点 数据中心温控 厂 英维克 从事精密温控节能设备业务，以机柜温控业务切入储能热管理。 20/21/22H1年分别实现储能温控业务收入 1/3.4/2.5亿元，同比 250/68。 优点1、 较早进入数据中心和储能温控行业，知度度较高 2、产品技术储备较多，质量相对稳定 3、面对的主机厂家较多，对产品未来趋势把握较准 缺点 1、零部件以外购、组装工厂为主申菱环境 主营专用性空调为代表的空气环境调节设备，其工业空调业务可应用于储能领域。 冷水机组 同飞股份 主营工业制冷设备，投资 5.5亿元的储能热管理项目工程于 22年 10月开工。储能热管理相关预算 2.9亿元，产品研发中。 优点 1、较早进入冷水机和数据中心行业，知度度较高 2、产品技术储备较多，质量相对稳定， 新机型响应速度快； 3、核心零部件有一定的自制能力，产品竞争力较强 4、厂家的开发配合度较强，服务意识强高澜股份 主营电子装置用纯水冷却设备及控制系统业务，已有基于锂电池单柜储能液冷产品、大型储能电站液冷系统、预制舱式储能液冷产品等技术储备和解决方案。 资料来源 Wind，各公司官网，民生证券研究院 储能热管理主要参与者据出身可分为数据温控厂商、冷水机组厂商、汽车热管理厂商、空调主机厂商。 汽车热管理 松芝股份 主营汽车热管理系统，为车用空调行业龙头企业，储能热管理产品已获得宁德、远景等客户的订单。 优点 1、以汽车空调进入储能行业，产品标准较高，品控好 2、 自制能力强，竞争力较强 3、 产品集成度高 ，如汽车多通阀等 4、生产基地多，可以 JIT供货 空调国际 （奥特佳） 在大型储能电池设备的热管理系统业务突破，实现液冷产品量产，为宁德等储能设备厂 商提供液冷型热管理系统产品 三花智控 具有零部件生产制造能力和系统集成能力，在新能源车热管理（液冷）和空调（风冷）营收分别达百亿规模。 空调主机厂 海信家电 以商用空调或以水机空调为技术主体的空调厂家，通过其品牌和技术优势进入储能行业。 优点 1、企业实力雄厚，技术储备强，品牌效应广 2、体量大，有一定 成本优势 缺点 3、灵活性较差，对定制化或非标化的开发较弱 4、 零部件以外购为主； 表储能热管理主要参与企业 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 英维克精密温控龙头，风冷液冷双端布局储能热管理 公司 2005年成立， 2006年推出并构建了以通讯基站、户外机柜专用空调、 IDC节能空调为主的产品体系； 2015年成立子公司深圳科泰专门负责新能 源客车空调的研产销工作， 2018年公司新能源客车空调大批量应用于多地公交集团；同年收购上海科泰切入轨道交通领域温控； 公司是最早涉及电 化学储能系统的厂商，最早于 2016年推出了水冷机组的解决方案， 2018年储能环境解决方案大量应用于国内外储能电站， 2020年在风冷系列机柜 空调基础上，开始为中国、欧美储能行业提供液冷系统的全链条综合解决方案，并不断优化端到端液冷系统。 3.2 产品 应用领域 主要客户 机房温控节能产品线 主要针对数据中心、服务器机房、通信机 房、高精度实验室等领域的房间级专用温 控节能解决方案 腾讯、阿里巴巴、秦淮数据、万国数据、数据港、 中国移动、中国电信、中国联通等 机柜温控节