储能行业深度（一）：储能发展潜力巨大，上游材料需求快速提升-国金证券.pdf

-1- 敬请参阅最后一页特别声明 市场数据 人民币） 市场优化平均市盈率 18.90 国金基础化工指数 2559 沪深 300 指数 3998 上证指数 3207 深证成指 11502 中小板综指 12164 相关报告 1.防疫优化，建议继续关注复苏与新 材料方向 -【国金化工】行业研究 .， 2022.12.3 2.供销社报告二农资环节呈现整合 趋势 -供销社专题报告二， 2022.11.28 3.央行降准，周期龙头迎来布局时点 - 【 国 金 化 工 】 行 业 研 究 周 报 ， 2022.11.27 4.子行业轮动加快，建议关有边际变 化的方向 -【国金化工】行业研究 .， 2022.11.20 5.需求继续扰动市场，板块中线布局 时点已至 -【国金化工】行业研究 .， 2022.11.13 陈屹 分析师 SAC 执业编号 S1130521050001 chenyi3＠ gjzq.com.cn 王明辉 分析师 SAC 执业编号 S1130521080003 wangmh＠ gjzq.com.cn 杨翼荥 分析师 SAC 执业编号 S1130520090002 yangyiying＠ gjzq.com.cn 储能发展潜力巨大，上游材料需求快速提升 行业观点  新型 储能需求持续提升，带动 上游材料 行业 快速 成长。 储能 行业 具有持续的 成长动力， 而其中新型储能 占比不断提升 ， 2021 年电化学储能占比 提升至 11.8，预测我国新型储能市场 未来 5 年 将获得高速发展，复合增速将在 50以上， 将带动上游储能电池材料获得快速发展。根据储能行业的发展特 点，目前形成了以磷酸铁锂电池储能为主要路线，钠电池快速优化形成部分 替代，多种电池路线补充的发展格局。  磷酸铁锂电池 电化学储能主力军，现阶段最为成熟 路线，跟随行业获得快 速成长。磷酸铁锂电池循环性能极好，具有安全性与稳定性，性价比 优势突 出 。产业链发展相对成熟，行业产能扩充充足，未来伴随 新 产能投放，还将 有进一步降本空间，是现阶段和未来都具有发展潜力的 主要 路线 。 目前行业 内 有规划的产能将达到 800 万吨以上，有落地可行性的产能也将达到 460 万 吨以上， 伴随未来竞争逐步激烈，具有产业链优势的企业将 有 成本优势，有 望获得 相对 较好盈利空间，建议关注全产业链化工企业，比如磷化工 企业。  钠离子电池 来源广泛，更好的降本空间，有望获得加速发展。钠离子电池 成本相对较低 （ BOM 成本 0.3 元 /Wh，约为锂价正常情况下锂电池的 70）、工作温区宽、安全性能好；但其理论循环性能与能量密度均弱于锂 电池。原理类似于锂离子电池，具有一定的产业化基础， 电解液、薄膜、集 流体可沿用锂电体系，其中集流体可采用双铝箔体系进一步提升成本优势。 未来若 钠离子电池产业化完善将总体成本降至 0.5 元 /Wh 以下，循环寿命及 能量密度 获得 突破 ，有望带动行业获得快速发展 。  铅蓄电池 市场在储能领域中渗透率仍然较低，铅碳替换有望带来新机遇。 2021 年我国铅蓄电池产量 2.3 亿千伏安时，预计后续产量跟随需求端维持 2的速度增长 ，伴随铅碳电池的出现对电池的比功率、循环性能和倍率性 能 有大幅提高， 铅蓄电池借助 成本方面 的优势仍有应用空间和潜力 。  钒电池长时储能 的 重要发展方向。全钒液流电池 凭借 安全性与寿命长等优 势 长时储能的主要方案之一 。钒电池电解液的制备仰赖于上游 V2O5 的供 给，若国内钒电池新增装机量从 21 年的 0.13GW 升至 25 年的 2.3GW，对 应 V2O5 的需求将从 0.12 万吨增至 2.07 万吨， 有望带动 钒资源 需求提升 。  铁 -铬液流电池技术较为成熟且电解液成本更低，三氯化铬是铁 -铬液流电池 负极电解液的主要成分，成本占比较高，若产业化顺利 推进，将对铬盐需求 带来较大的边际增量。 投资建议  新型储能在政策等需求带动下获得快速提升，具有极大的发展潜力，带动上 游电池材料快速发展，磷酸铁锂行业建议关注具有产业链一体化布局的成本 优势企业，钠离子电池仍处于不断研发优化过程，建议关注先期布局的中自 科技、百合花、元力股份、七彩化学等。 风险提示  技术迭代风险；产能过剩风险；政策变动风险；原材料价格剧烈波动风险 。 2241 2411 2581 2751 2922 3092 3262 21 12 10 22 03 10 22 06 10 22 09 10 国金行业 沪深 300 2022年 12月 11日 基础化工组 基础化工行业研究 买入 （ 维持评级 ） 储能行业深度（一） 证券研究报告 行业深度研究 -2- 敬请参阅最后一页特别声明 内容目录 一、储能行业迎来规模化扩充，电化学储能即将入快速发展期 . 5 1.1、储能政策持续加持，我国储能行业进入规模化发展阶段 5 1.2、电化学储能路线不断丰富，行业获得快速发展 7 二、磷酸铁锂电池电化学储能主力军，现阶段最为成熟的工艺路线 . 9 2.1、磷酸铁锂电池技术相对成熟，性价比高在储能领域高度渗透 . 9 2.2、正极材料跟随需求大量规划产能，储能领域需求即将开启高速增长 . 12 三、钠离子电池技术仍在持续进步，有望获得进一步发展空间 16 3.1、钠离子电池初获起步，具有低 BOM成本和高安全性优势 16 3.2、三种正极路径各有千秋，无定型碳负极脱颖而出 . 20 四、铅蓄电池 具有特定的发展市场，铅碳替换带来新机遇 . 25 4.1、铅蓄电池性价仍在优化，产量仍在稳步增长 25 4.2、铅碳替换，材料改变后性能显著优化 28 五、全钒液流电池长时储能重要发展方向，利好上游钒资源企业 31 5.1、全钒液流电池长时储能重要方向 32 5.2、钒电池带动上游钒需求快速增长，钒供给或边际趋紧 34 六、铁铬液流电池低成本长时储能技术，应用前景广阔 36 6.1、铁铬液流电池具备多重优势，应用前景可期 37 6.2、三氯化铬负极电解液主要成分，有望带动铬盐需求 39 七、投资建议 . 42 八、风险提示 . 42 图表目录 图表 1 2021 年全球储能市场分布占比 . 5 图表 2全球电化学储能累计装机规模（ GW） 5 图表 3我国持续 颁布支持储能行业发展政策 . 5 图表 4 2021 年中国储能技术市场占比 . 6 图表 5储能技术路线多样，各有优劣势 7 图表 6我国电化学储能装机量持续提升（ GW） 8 图表 7 2021 年我国新型储能各路线占比情况 . 8 图表 8电化学储能的主要技术路线 . 8 图表 9独立储能的商业模式大幅带动储能市场发展 9 图表 10 2022 年前三季度新型储能市场场景分布占比 . 9 图表 11中国新型储能累计装机规模预测 9 图表 12磷酸铁锂材料结构模型图 10 图表 13磷酸铁锂电池结构示意图 10 图表 14不同正极材料锂电池性能对比 . 10 图表 15磷酸铁锂产业链 11 行业深度研究 -3- 敬请参阅最后一页特别声明 图表 16磷酸铁锂制备工艺比较 11 图表 17国内磷酸铁锂生产企业主要生产工艺 . 12 图表 18国内磷酸铁锂正极材料出货量（万吨） . 13 图表 19全球磷酸铁锂电池出货量（ GWh） . 13 图表 20 2020 年国内磷酸铁锂正极材料竞争格局 13 图表 21 2021 年国内磷酸铁锂正极材料竞争格局 13 图表 22磷酸铁锂价差变化（元 /吨） 14 图表 23国内磷酸铁 锂现有产能（万吨）与新增产能（万吨）部分统计 14 图表 24中国储能锂电池出货量（ GWH） 15 图表 25磷酸（猛）铁锂相关企业布局 . 16 图表 26钠离子电池发展历史 . 17 图表 27钠离子电池工作原理 . 17 图表 28硬碳负极钠电池能量密度与锂电池对比 . 17 图表 29钠电池循环周数测算 . 17 图表 30钠离子电池生产线设计 18 图表 31碳酸锂价格走势 18 图表 32磷酸铁锂价格走势 . 18 图表 33钠电池与锂电池成本对比 19 图表 34挤压及针刺试验后的电芯状态 . 19 图表 35钠离子电池热失控曲线 20 图表 36三种二次电池比较 . 20 图表 37三类钠离子电池正极 材料性能优劣对比 . 21 图表 38 O3、 P3、 O2、 P2 型层状氧化物正极的晶体结构示意图 . 21 图表 39典型层状氧化物电化学性能 . 22 图表 40聚阴离子化合物结构示意图 . 22 图表 41典型聚阴离子正极电化学性能 . 23 图表 42普鲁士蓝结 构图 23 图表 43钠电池行业布局情况 . 23 图表 44普鲁士蓝材料制备工艺 24 图表 45钠电池材料负极对比 . 25 图表 46钠离子电池负极材料工作电压与容量对比 25 图表 47各类储能产品性能对比 26 图表 48铅酸电池单体结构和内部化学反应 26 图表 49我国铅酸蓄电池产量稳步增长 . 27 图表 50我国铅酸蓄电池下游应用情况 . 27 图表 51铅蓄电池产业链 27 图表 52铅酸蓄电池成本结构 . 28 图表 53长江有色市场平均铅价（元 /吨） . 28 图表 54铅炭电池结构原理图 . 28 行业深度研究 -4- 敬请参阅最后一页特别声明 图表 55不同储能技术的度电成本对比 . 28 图表 56标准铅酸和铅炭电池的初始容量 -循环寿命曲线 . 28 图表 57在高倍率部分荷电状态下电池的循环寿命 28 图表 58各类铅炭电池内部结构示意图和性能对比 29 图表 59碳材料性能对比 29 图表 60铅炭电池失效原因 . 29 图表 61铅炭电池正极材料替换试验结果 30 图表 62可比公 司铅蓄电池销量情况（万 kVAh） . 30 图表 63可比公司铅蓄电池销量增速 . 30 图表 64可比公司铅蓄电池销量收入情况（亿元） 31 图表 65可比公司铅蓄电池销售收入增速 31 图表 66可比公司铅蓄电池收入占比 . 31 图表 67可比公司铅 蓄电池毛利率情况 . 31 图表 68我国铅炭电池行业相关企业研发及产业化情况 . 31 图表 69钒液流电池结构示意 . 32 图表 70钒氧化还原电池充电示意图 . 33 图表 71钒氧化还原电池放电示意图 . 33 图表 72钒电池产业 链 33 图表 73离子交换膜的比较 . 34 图表 74中国钒液流电池新增装机量（ GW） 35 图表 75中国钒电池用五氧化二钒消耗量（万吨） 35 图表 76国内钒资源供给情况（吨） . 35 图表 77 2021 年国内钒下游消费结构（ ） . 35 图表 78钒矿资源类公司 36 图表 79钒钛股份钒产品营收与毛利率 . 36 图表 80钒钛股份钒产品销量与价格情况 36 图表 81铁 -铬液流电池原理 . 37 图表 82铁 -铬液流电池与其 他电化学电池技术对比 38 图表 83铁 -铬液流电池发展历史 38 图表 84铬产业链 . 39 图表 85铬矿下游应用占比 . 39 图表 86 2020 年全球主要铬铁矿产量占比 40 图表 87中 国铬铁矿及其精矿进口来源 . 40 图表 88中国铬矿砂及其精矿进口数量及均价 . 40 图表 89海外主要铬盐厂商产能（万吨） 41 图表 90国内铬盐产能占比 . 41 图表 91铬盐生产工艺不断迭代 41 行业深度研究 -5- 敬请参阅最后一页特别声明 一、 储能行业迎来规模化扩充，电化学储能即将入快速发展期 1.1、储能政策持续加持，我国储能行业进入规模化发展阶段  伴随新能源的发展，全球储能行业需求持续提升。 随着全球能源转型加速， 各国政府碳中和方案相继落地，新能源储能的需求愈发强烈。 2021 年全球 储能市场装机功率为 205.3GW，其中以抽水储能占据主要 地位 ，而后来获 得快速发展的电化学储能占比约为 10.3，储能装机规模约为 21.1GW。 从行业发展来看，电化学储能过去 10 年的装机规模复合增速约为 56， 已经成为 满足多种应用场景和需求的主要储能方式之一。 图表 1 2021 年 全球储能市场分布占比 图表 2全球电化学储能累计装机规模（ GW） 来源 中国化学与物理电源行业协会 ，国金证券研究所 来源 CNESA， 中国化学与物理电源行业协会 ， 国金证券研究所  新能源持续发展，储能需求大幅提升， 政策 助力 储能行业 快速 发展。 伴随 着我国 大力进行新能源布局，在新增发电侧，新能源占比不断提升，而由 于新能源发电带来的波动性 使得储能的需求日益提升。 国家近年来陆续出 台配套储能政策，其中硬性指标与扶持鼓励双管齐下，从电价机制、项目 管理、市场交易、技术攻关、商业模式、发展目标等多个维度进行了顶层 设计，助力行业向规范化、产业化、市场化发展。 图表 3我国持续颁布支持储能行业发展政策 时间 政策 核心内容 2022.08 关于鼓励可再生能源发电企业自建或 购买调峰能力增加并网规模的通知 鼓励发电企业通过自建或购买调峰储能能力的方式增加新能源发电装机规模 2022.06 “十四五 ”可再生能源发展规划 明确新型储能独立市场主体地位，创新储能发展商业模式，明确其价格形成机制 2022.06 关于印发 “十四五 ”可再生能源发展规划的通知 “十四五 ”期间可再生能源在一次能源消费增量中占比超过 50； 2025 年可再生 能源发电量达到 3.3 万亿千瓦左右；可再生能源发电增量在全社会用电增量中 的占比超过 50 2022.06 关于进一步推动新型储能参与电力市 场和调度运用的通知 针对独立储能参与电力市场配合电网调峰，鼓励独立储能签订顶峰时段和低谷 时段市场合约，发挥移峰填谷和顶峰发电作用。独立储能电站向电网送电的， 其相应充电电量不承担输配电价和政府性基金及附加。强调了建立电网侧独立 储能电站容量电价机制，逐步推动电站参与电力市场；探索将电网替代型储能 设施成本收益纳入输配电价回收。 2022.05 关于促进新时代新能源高质量发展的 实施方案 要实现到 2030 年风电、太阳能发电总装机容量达到 12 亿千瓦以上的目标，加 快推进荒漠、戈壁、沙漠地区为重点的大型风电光伏基地建设；鼓励地方政府 加大力度支持农民利用自有建筑屋顶建设户用光伏；支持工业绿色微电网和源 网荷储一体项目建设 2022.05 中国南方区域电力市场运营规则（征 求意见稿） 根据电力市场运营和各省区电力发展需要，建立健全容量补偿机制（容量市 场），风电、光伏等可再生能源、抽水蓄能和独立储能等参与电力市场的配套 机制；探索建立市场化的输电权分配和交易机制。 2022.05 关于促进新时代新能源高质量发展的 实施方案 完善调峰调频电源补偿机制，推动新型储能快速发展，研究储能成本回收机制 行业深度研究 -6- 敬请参阅最后一页特别声明 2022.05 关于加强电化学储能电站安全管理的 通知 要求所有纳入备案管理的接入 10 千伏及以上电压等级公用电网的电化学储能电 站的安全管理工作需要纳入企业安全管理体系，落实全员安全生产责任制，健 全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制，依法承担安全责任。 2022.04 “十四五 ”能源领域科技创新规划 引领新型电力系统建设，推动新能源发电占比逐步提高 2022.03 “十四五 ”新型储能发展实施方案 到 2025 年使新型储能具备大规模商业化应用条件，并到 2030 年实现新型储能全面市场化发展 2022.03 关于加快推进电力现货市场建设工作 的通知 快推进电力现货市场建设的总体要求、加快推动用户侧全面参与现货市场交 易、加快推动各类型具备条件的电源参与现货市场、统筹电力中长期交易与现 货交易 2022.03 2022 年能源工作指导意见 加大力度规划建设以大型风光基地为基础、以其周边清洁高效先进节能的煤电 为支撑、以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系； 电力装机目标达到 26 亿千瓦左右；风电、光伏发电量占全社会用电量的 12.2 左右 2022.02 关于加强南方区域新型储能发展应用 监管工作的通知 支持各类储能技术、调控技术攻关，充分考虑建设大容量、长时储能、综合应 用的示范项目。支持储能项目作为新型、特殊的独立市场主体身份参与各类电 力市场。 2022.01 促进绿色消费实施方案 大力推进公共机构消费绿色转型，刺进全社会绿色消费潜力；推动绿色电力交易、绿证交易 2022.01 加快建设全国统一电力市场体系的指 导意见 到 2025 年，全国统一电力市场体系初步建成，新能源、储能等发展的市场交易 和价格机制初步形成；到 2030 年，全国统一电力市场体系基本建成，市场主体 平等竞争、自主选择，电力资源在全国范围内得到进一步优化配臵 2021.07 关于加快推动新型储能发展的指导意 见 “十四五 ”时期加快发展新型储能，到 2025 年新型储能的装机规模达 30GW 以上 来源 国家发改委，国家能源局，科学技术部， 国金证券研究所  抽水储能技术成熟，发展早， 现阶段占据主要市场。 储能 技术根据储能系 统存储能量的形式以及其构成机理的不同可以分为抽水蓄能、压缩空气储 能、飞轮储 能 、 熔融盐储能 、电化学储能等。 由于 传统的抽水蓄能 起步较 早、技术较为成熟 ， 因而无论是 在 全球还是中国都 占据储能行业主导地位。 然而伴随我国新能源技术持续推进，新能源发电在我国新增发电量占比持 续提升，供给量不断提升，因而通过储能解决新能源发电模式的不足，提 升能源利用效率日趋重要。 图表 4 2021 年中国储能 技术市场占比 来源 中国储能网， 国金证券研究所  目前国内外采用的储能技术 以抽水储能为主，电化学储能为辅。相比之下， 抽水储能、压缩空气储能可以满足大规模的储能要求，且具有较长的产品 寿命，但反应速度相对较慢，对于短周期的波动调节能力有限，而锂电池 等电化学储能虽然规模相对较小，但是整体更为灵活，可以满足短期的调 峰调频，同时可以满足多样化的储能场景要求。 行业深度研究 -7- 敬请参阅最后一页特别声明 图表 5储能技术路线多样，各有优劣势 储能方式 机械 储能 电化学 储能 光热储能 细分种类 抽水蓄能 压缩空气 飞轮储能 铅酸电池 钒电池 锂电池 钠电池 熔盐储能 响应时间 分钟级 分钟级 十毫秒级 百毫秒级 百毫秒级 百毫秒级 百毫秒级 分钟级 功率规模 100MW-2GW 10-300MW 5KW-10MW 1KW-50MW 10KW-10MW 1KW-100MW 1KW-100MW 1MW-300MW 能量密度 （ WH/kg） 0.5-1.5wh/L 3-6wh/L 100-200 30-50 40-50 120-180 100-160 50100 能量转换效 率（ ） 70-85 40-55 非绝热 60-70 绝热系统 80-90 50-70 65-75 85-95 80-90 90-99 循环寿命 /服 役年限 50 年 约 25 年 20 年 100 万次 300-500 次 ≥ 2 万次 ＞ 3000 次 ＞ 3000 次 1 万次 20-30 年 成本 （元 /WH） 0.21-0.25 0.3-0.6 30-45 0.5-0.8 3.5-3.9 0.8-1.2 0.6-0.9 0.1 优势 寿命长、规 模大、技术 成熟 规模仅次于 抽水蓄能， 寿命长 功率密度 高 ， 充放电 次数多，环 境要求低 ， 寿命长 技术成熟、 结构简单 、 成本低 安全、长 寿、容量 -功 率独立 能量密度 高， 充放电 效率高，反 应速度快， 寿命长 成本低，寿 命长，低温 性能好 污染小，成 本低 劣势 选址受限、投资周期长 装臵巨大， 选址受限 规模小，造 价成本高 维修成本 高，能量密 度低，寿命 短，毒性大 成本费用过 高，工作温 区窄 0- 45℃ ，渗 漏液技术待 攻克 价格高于钠 电，安全性 较差，高低 温使用危险 大 能量密度和 能量转换效 率 低，技术 成熟度低 温度控制要 求高 240- 570℃ ，存 在冷冻和泄 露风险 适用场景 调频、系统 备用、电网 稳定控制 调峰、系统 备用、电网 稳定控制 调峰、系统 备用、电网 稳定控制 暂态 /动态控 制、频率控 制、电压控 制、 UPS 备用电源、 调峰填谷、 可再生储 能、能量管 理 暂态 /动态控 制、可再生 储能、频率 控制、电压 控制、 UPS 暂态 /动态控 制、可再生 储能、频率 控制、电压 控制、 UPS 供暖、调峰 来源 CNKI， 国金证券研究所 1.2、电化学储能路线不断丰富，行业获得快速发展  需求推动 储能行业结构变换， 电 化学 储能 获得快速发展 。 目前新能源装机 规模快速扩张，风、光发电占比日益提升 ，抽水储能 难以完全满足调峰调 频需求。 相比之下电化学储能一方面可以解决风光出力随机性和波动性带 来的频率稳定难题，提供调频服务提高电网的可靠性；另一方面能够通过 削峰填谷解决风光出力高峰与负荷高峰错配问题。 近年来， 电化学储能作 为灵活的储能解决方案，借助国家政策的支撑获得了快速发展。 2020 年， 我国电化学储能占比约为 8.3，至 2021 年占比就已经提升至 11.8，行 业进入快速发展阶段。  锂离子电池为电化学储能的主流路线，多种技术作为补充发展。 目前电化 学储能路线中， 锂离子电池尤其是磷酸铁锂电池占据主要市场， 但其中发 展相对较早的铅蓄电池在具有较长充放电工作周期的场合 仍具备 竞争力， 液流 电池在电网规模储能方面也 有 应用场景，钠离子电池虽然现阶段技术 并未成熟，但其 原材料 来源广泛，低温性能好， 具有 不断提升的 发展 空间。 行业深度研究 -8- 敬请参阅最后一页特别声明 图表 6我国电化学储能装机量持续提升（ GW） 图表 7 2021 年我国 新型 储能各路线占比情况 来源 2022 储能产业应用研究报告 ， CNESA，国金证券研究所 来源 CNESA， 国金证券研究所 图表 8电化学储能的主要技术路线 产品技术 铅蓄电池 锂离子电池 液流电池 钠离子电池 超级电容器 优点 技术成熟、成本低、 安全可靠 储能密度高、充放电 效率高、响应速度 快、产业链完整等 安全性高、寿命长、 规模大 资源丰富、低温性能 好、充放电速度快 功率密度高、循环寿 命长、充放电速度快 不足 充放电速度慢，一般 需要 6～ 8 h 以上才能 实现容量的有效利 用，而且能量密度 低，寿命较短 低温性能等问题需要 进一步完善 储能密度还有待提升 储能密度、技术成熟 度较锂电池仍有不足 一般应用于直流电， 可能出现电解质泄 露，成本相对较高 代表产品 铅炭电池 磷酸铁锂电池 全钒液流电池 锂离子电容器 发展现状 经过几年的快速发展 后目前趋于沉寂；在 场地要求不高、有较 长的充放电工作周期 等场合仍有一定的竞 争力 最近几年发展最快的 电化学储能技术，目 前应用最为广泛；伴 随充放电次数以及低 温性能的提升，解决 方案不断优化 在大规模储能领域具 有良好的应用前景， 在储能时长为 4～ 10 h 的电网规模储能方 面， 液流电池储能技 术将具有比较优势 最接近锂离子电池的 化学储能技术，虽然 还有差距，但是低成 本优势引起重点布局 在智能电网、轨道交 通、新能源汽车、工 业装备以及消费类电 子产品等领域具有重 要的应用市场 来源 CNKI， 国金证券研究所  行业空间巨大，电化学储能赛道即将进入高速增长期。 2021 年以来，国家 及地方省份相继出台政策确立储能的独立主体身份，并伴随着独立储能的 盈利模式有提升趋势，独立储能的获得了快速的发展，带动了我国发电侧 的储能市场空间大幅提升。根据今年 前三季度数据，我国发电侧的储能占 比已经获得明显提升，占比达到 55，带动了储能市场获得快速发展；而 伴随着我国可再生能源发电占比持续提升，电源侧的储能需求也日渐提升， 叠加未来电价的市场化趋势，用户侧也将获得持续发展，新型储能市场需 求有望快速提升。 行业深度研究 -9- 敬请参阅最后一页特别声明 图表 9 独立储能的商 业模式大幅带动储能市场发展 图表 10 2022 年前三季度 新型储能市场 场景分布占比 来源 CNESA，国金证券研究所 来源 CNESA，国金证券研究所  根据 CNESA 预测，我国 未来 5 年的新型储能市场将获得高速发展，复合 增速将维持在 50以上，预计到 2026 年乐观状态下储能市场的累计装机 将达到 79.5GW，带动储能电池材料获得高速发展。 图表 11中国新型储能 累计 装机规模预测 来源 CNESA，国金证券研究所 二、磷酸铁锂电池 电化学储能主力军， 现阶段最为成熟的工艺路线 2.1、 磷酸铁锂电池技术相对成熟，性价比高 在储能领域高度渗透  磷酸铁锂电池的充放电过程主要依靠锂离子的迁移 ，是现阶段主要应用于 储能的锂电池 。 磷酸铁锂（ LiFePO4）是一种具有三维空间网状橄榄石结 构的磷酸盐，也是目前锂电池正极材料的主流技术路线之一。 磷酸铁锂电 池的充放电反应是在 LiFePO4 和 FePO4 两相之间进行在充电过程中， LiFePO4 逐渐脱离出锂离子形成 FePO4，同时锂离子在电场力的作用下， 依次经过电解液和穿过隔膜，最后嵌入负极石墨晶格中。而在放电过程中， 锂离子从负极石墨晶体中脱嵌出来，再经电解液迁移到磷酸铁锂晶体的表 面，重新嵌入磷酸铁锂的晶格， FePO4再次形成 LiFePO4。 电网公司 第三方公司 EPC 电池厂商 PCS 供应商 EMS 供应商 租赁 回购 建设 投资 招投标 租赁 / 分成 项目 运营 项目 / 电池 采购 / 租赁 招 投 标 行业深度研究 -10- 敬请参阅最后一页特别声明 图表 12 磷酸铁锂材料结构模型图 图表 13磷酸铁锂 电池结构示意图 来源 磷酸铁锂及三元电池在不同领域的应用 ，国金证券研究所 来源 德方纳米招股说明书 ，国金证券研究所  磷酸铁锂在储能领域具备明显性能优势。 与三元材料等其他锂电池相比， 磷酸铁锂 电池 循环性能极好，能量型 磷酸铁锂 电池循环寿命 最高 可长达 3000-4000 次，倍率型 磷酸铁锂 电池的循环甚至可达上万次。此外，磷酸 铁锂由于其橄榄石状结构的特点，即使在高温下仍可保持较稳定的结构， 具有远超其他正极材料的安全性与稳定性，符合目前大型储能领域对于安 全性的严苛要求。与此同时，尽管磷酸铁锂的能量密度低于三元材料电池， 但是其相对较低的成本所带来的价格优势在对于电池体积要求相对较低的 储能领域更为突出。 安全性、寿命长以及成本低的优势使得磷酸铁锂电池 具有显著的竞争优势。 图表 14 不同正极材料锂电池性能对比 类型 钴酸锂 三元 材料 锰酸锂 磷酸铁锂 比容量 mAh/g 135-145 135-155 90-110 130-140 电压平台 （ V 3.7 3.6 3.8 3.2 循环性能 次 ≥ 600 ≥ 600 ≥ 500 ≥ 1500 安全性 一般 较好 良好 优异 适用温度 （℃） ﹣ 40～ 45 ﹣ 40～ 45 ﹣ 40～ 40 ﹣ 40～ 60 原料成本 很高 高 低 较低 主要应用领 域 3C 数码产品 新能源乘用车 低端 3C 数码产 品、电动工具等 新能源商用车、 储能等 来源 磷酸铁锂电池在通信行业的应用研究 ，国金证券研究所  磷酸铁锂电池可以针对性布局储能领域，差异化的布局可以提升产品性价 比 。 磷酸铁锂上游原材料主要分为磷源、铁源和锂源，其中磷源很据工艺 路线的不同主要来源于磷酸或工业磷酸一铵 （ 磷酸二氢铵 ） ，铁源来源于 铁 粉或 硫酸亚铁。目前大多数工艺路线均先将磷源与铁源合成磷酸铁前驱体， 再将磷酸铁与碳酸锂 通过烧结 产出磷酸铁锂。 因而在前驱体的生产以及磷 酸铁锂烧结过程中，都可以针对性的选择放弃部分能量密度的要求，而提 升产品循环次数，降低产品的生产成本 。 行业深度研究 -11- 敬请参阅最后一页特别声明 图表 15磷酸铁锂产业链 来源 SMM，国金证券研究所  液相法前驱体生产可以进一步降低产品生产成本 。 磷酸铁锂的生产工艺 按 照前驱体的生产工艺的不同可以分为固相法与液相法两种， 其中固相法由 于工艺较为成熟、 可以满足下游高能量密度的前驱体要求、 设备相对简单 且投资较小等诸多优势而被大多数磷酸铁锂企业采用。液相法具有 材料液 相反应均匀，物相均一，产物粒径小、粒度分布均匀，产品批次品质稳定 等优点，但是技术门槛远高于固相法，且生产设备复杂、投资额度较大 ， 目前国内仅有德方纳米等少数企业采用，而通过液相法的生产，可以降低 生产成本，满足在储能的能量密度要求基础上，进一步提升产品性价比。 图表 16磷酸铁锂制备工艺比较 制备方法 工艺流程 优点 缺点 固相法 高温固相法 该方法是将锂源、铁源、磷源等原材料经过研 磨、混合后，在 500℃～ 800℃的高温条件下进 行锻烧反应。 工艺简单，设备投资少，易控 制，易于产业化，技术较成熟 ,分 解产物除去较易，产品杂质少。 煅烧时间长；需使用惰性保护气 体，生产成本高。物相不均匀， 晶体颗粒形貌不规则。 碳热还原法 在一定温度条件下，用无机碳作为还原剂进行 氧化还原反应来制备磷酸铁锂，一般是以 Fe2O3、 LiH2PO4和碳粉作为原料，该法需要较高 的反应温度，同时在需要惰性气氛下进行。 可采用成本低的原材料，解决了 原料价格昂贵的问题。 反应温度较高，时间较长，产品 杂质较多。 微波合成法 在电磁波作用下，物质吸收电磁波能量发生自 加热过程，使温度升高而发生反应从而得到产 物的方法。 设备简单、加热温度均匀、易于 控制、所需时间短；产品料径及 电阻均较小。 工业化生产难度大，目前只在实 验室研究阶段。 液相法 共沉淀法 按照一定的化学配方将锂源、铁源、磷源等原 材料溶解混合后，加入沉淀剂，通过控制溶液 的 pH值使得 LiFePO4 从溶液中沉淀出来，通过 过滤、洗涤、干燥等处理，最后将沉淀高温处 理后得到 LiFePO4 产物。 溶解过程中原料间可均匀分散， 前躯体可实现低温合成；产品颗 粒小且分布均匀。 反应后需沉淀、过滤、洗涤等， 工艺较长，产品质量不稳定。 水热合成法 以水溶液为反应介质，在密闭容器中的原材料 物质在高温、高压条件下进行化学反应生成所 需产品的方法。 容易控制晶型和粒径，过程简 单，无需惰性气氛。产品粉体粒 径小，物相均一。 对生产设备的要求高，工业化生 产困难，成本较高。 凝胶 -溶胶法 将锂盐、铁盐、磷酸盐等材料混合，经过水解 得到均匀的溶胶，溶胶经蒸发、浓缩形成凝 胶，再将凝胶干燥、高温焙烧后得到 LiFePO4 产物。 化学均匀性好、热处理温度低、 反应过程易于控制、设备简单。 干燥收缩大、工业化难度较大、 合成周期长、制备的过程复杂， 质量不稳定。 行业深度研究 -12- 敬请参阅最后一页特别声明 来源以 FePO4和 LiCO3为原料合成 LiFePO4的生产工艺，国金证券研究所 图表 17国内磷酸铁锂生产企业主要生产工艺 来源德方纳米环评报告，安达科技环评报告、湖南升华环评报告，华经产业研究院，国金证券研究所 2.2、 正极 材料跟随需求大量规划产能 ，储能领域需求即将开启高速增长  国内磷酸铁锂产量快速增长，行业 竞争趋向白热化 。 受益于下游新能源行 业的跨越式发展， 2021 年国内磷酸铁锂正极材料出货量为 47 万吨，同比 增长 279，同年全球磷酸铁锂电池出货量高达 172.1GWh，同比增长 220。受补贴政策退坡影响， 2016-2020 年上半年，磷酸铁锂正极材料需 求有限，部分磷酸铁锂厂商出现停产或破产情况，行业整体集中度较高。 2020 年，国内磷酸铁锂行业 CR3/CR5 约为 66.1/86.2，湖南裕能、德 方纳米、湖北万润等头部企业市场份额优势明显。但是由于 2020 年下半 年开始下游新能源行业的高景气度，部分处于停产状态磷酸铁锂产能恢复 生产，同时有新进入者的新建产能逐步投产，导致行业集中度 有所 下降， 2021 年国内磷酸铁锂行业 CR3/CR5 为 52.6/67.3。随着未来更多新增 产能的投产，国内磷酸铁锂行业竞争将趋向于白热化。 行业深度研究 -13- 敬请参阅最后一页特别声明 图表 18国内磷酸铁锂正极材料出货量（万吨） 图表 19全球磷酸铁锂电池出货量（ GWh） 来源 GGII，国金证券研究所 来源 EVTank，国金证券研究所 图表 20 2020 年国内磷酸铁锂正极材料竞争格局 图表 21 2021 年国内磷酸铁锂正极材料竞争格局 来源 GGII，国金证券研究所 来源 GGII，国金证券研究所  磷酸铁锂 电池同时供给 储能和动力市场，行业发展相对成熟。 随着新能源 汽 车的持续发展，磷酸铁锂电池作为高性价比的电池路线已经在中低端车 型领域获得广泛应用，近年来通过 对技术工艺的改进，也突破了高端动力 市场的应用，磷酸铁锂电池已经具有相对比较 完整 的技术基础。而配合动 力行业和储能发展需求，行业内持续进行了大规模的产能建设，产品配套 能力相对较强 ，伴随整体电池和正极需求的大幅扩充，磷酸铁锂产业链也 稳步发展，上游前驱体供给持续布局，产能将获得快速释放。  磷酸铁锂 自 2021 年 进入明显的供不应求阶段，产能开始快速规划布局 。 由于下游新能源汽车与储能等领域需求旺盛， 而前期磷酸铁锂生产企业扩 充产能速度相对缓慢， 叠加资源品碳酸锂价格大幅提升， 自 2021 年以来， 磷酸铁锂价格大幅提升，产品价差 也有明显增长。进入到今年下半年，新 增产能释放逐步增多，产品价差略有回落。 行业深度研究 -14- 敬请参阅最后一页特别声明 图表 22磷酸铁锂价差变化（元 /吨） 来源 Wind，国金证券研究所  磷酸铁锂逐步进入产能释放期， 老牌磷酸铁锂头部企业产能 快速兑现，大 量参与者开始 布局 。 受到新能源车 快速发展 以及储能的性价比优势在持续 提升 的影响 ， 磷酸铁锂正极企业开始 高速扩张 ，行业内具有产业和渠道优 势的企业加速进行产能复制和结构升级，产业链环节上具有磷资源和钛白 粉企业快速切入进行产业链向下延伸布局，同时还有其他企业通过并购或 者 引进 技术进行领域切入，目前根据主要公司的产能统计，有对外披露的 企业已经有超过 800 万吨的产能规划，而有落地可行性的产能也将达到 460 万吨以上 。 图表 23国内磷酸铁锂现有产能（万吨）与新增产能（万吨） 部分 统计 企业 2019 2020 2021 2022E 远期 德方纳米 2.55 8 12 41 78.5 湖南裕能 1.4 2.9 10.6 1