各类储能技术对比&行业未来格局思考-光大证券.pdf

证券研究报告 各类储能技术对比 行业未来格局思考 2022年8 月24日 汇报人 光大电新 殷中枢 /和霖 请务必参阅正文之后的重要声明 一、电力市场灵活性调节的广义概念 （1 ）伴随高比例新能源接入并网，源网荷储四侧正发生着特性变化，电力系统将面临安全稳定方面的六大核心问题 电力电量平衡、 短路电流、同步稳定、宽频振荡、电压稳定和频率稳定。 （2 ） 电力系统灵活运行 能力主要是指电力系统能够可靠且经济有效地应对全时间尺度的供需平衡变化和不确定性，从而确保电力系统瞬 时稳定性、并支持长期供电安全。包括电力供给侧、电网基础设施、需求侧响应、电力存储等方面改造措施。 （3 ） 电力系统灵活性改造需要电力市场的强大支撑 电力市场划分为电能量市场、 容量市场 、 辅助服务市场 和输电权市场，从时间维度， 电力市场又可以划分为 电力现货市场 和 中长期市场 。 （ 4） 广义的储能实际上与电力系统性灵活性调节的概念是相互重叠的包括不限于 削峰填谷 、 一 二次调频 、 电能质量提升 、 电网支撑 （ 如无功功率补偿 ）、提高设备利用率等。 图电力系统灵活性运行资源 资料来源IEA ，中国电力系统转型 频率调整 季节性套利运行备用 负荷平衡 若干秒 若干分钟 若干小时 若干天 若干月 持续时间 分布式 / 终端用户 集中式 / 跨区输送 电网公司 / 发电厂 第三方 / 电网公司 / 发电厂 抽水蓄能 联络线路 氢燃料 灵活发电 电池 储能 需求响应 数字电网 虚拟电厂 智能充电 储能 改进电网 灵活发电 需求侧灵活性 定位 资料来源国家电网，电力现货市场101问 图电力市场将有效支撑电力系统灵活性改造 请务必参阅正文之后的重要声明 一、电力市场灵活性调节的广义概念 削峰填谷抽水蓄能电网主导 ， 两部式电价；新型储能电站强配 工商业峰谷套利； 未来将通过中长期 现货市场调节 ； 辅助服务 一次调频 、 自动发电控制 （ AGC） 、 调峰 、 无功调节 、 备用 、 黑启动 。 资料来源Wind ，舒印彪等，我国电力碳达峰、碳中和路径研究，光大证券研究所预测 *备注电化学储能投资分别为十四五”、“十五五”期间的五年累计投资预测 2 科目 2020 2021 2025E 2030E 最大负荷（亿千瓦） 12.3 13.9 16.4 19.8 平均负荷（亿千瓦） 9.2 10.1 13.1 15.8 总装机容量（亿千瓦） 22.0 23.3 31.2 38.8 煤电（亿千瓦） 10.8 11.1 12.5 13.5 气电（亿千瓦） 1.0 1.1 1.7 2.0 核电（亿千瓦） 0.5 0.5 0.7 1.0 生物质发电（亿千瓦） 0.3 0.4 0.8 1.1 常规水电（亿千瓦） 3.7 3.9 4.0 4.1 风电（亿千瓦） 2.8 3.3 5.7 8.6 太阳能发电（亿千瓦） 2.5 3.1 5.8 8.5 优先装机（亿千瓦） 9.8 11.2 17.0 23.3 等效优先装机（亿千瓦） 5.7 6.4 8.1 9.4 火电期望出力（亿千瓦） 7.3 8.2 9.1 11.4 42备用常规机组容量需求（亿千瓦） 11.8 13.4 15.2 18.7 42备用调节机组缺额（亿千瓦） 0.0 1.2 1.0 3.2 抽水蓄能（亿千瓦） 0.3 0.4 0.6 1.2 新型储能 （亿千瓦） 0.1 0.1 0.4 2 *新型储能5 年新增投资 （亿元） 1080 4000 容量补偿费用（亿元 /年） 火电利用小时压 低3300- 3100，或需要提高调节电价 3511 5996 资料来源Wind，光大证券研究所假设及测算 表辅助服务费用（调频 备用）预测（ 2025年、 2030年） 科目 2020 2021 2025E 2030E 全社会用电量（万亿千瓦时） 7.51 8.31 9.14 10.59 最大负荷 亿千瓦） 12.3 13.92 16.4 19.8 新能源装机占比 24.1 26.7 37.8 46.1 新能源发电量占比 9.5 11.7 21.3 27.5 全社会电费（万亿元） 4.51 4.99 5.48 6.35 辅助服务费用占比 0.8 1.5 2.5 3.0 辅助服务费用（亿元 /年） 360.5 747.9 1371.0 1906.2 其中调频费用（亿元/ 年） 219.4 264.8 其中备用费用（亿元/ 年） 877.4 1323.8 表储能（抽水蓄能 新型储能）与火电容量补偿测算 请务必参阅正文之后的重要声明 3 表 欧洲各国 电力现货价格 变化情况 资料来源EMBER 参数 单位 无光无储 光伏 光伏 储能 日均用电量 KWh 20 20 20 光伏功率 KW 20 20 日均利用小时数 h 3.5 3.5 储能功率 KW 7 储能容量 KWh 10 自发自用比例 30 90 零售电价 欧分 /KWh 32 32 32 上网电价 欧分/ KWh 8 8 光储系统成本 欧元 10000 15000 每年电费 欧元 2336 -234 -1285 相对于无光无储的收益 欧元 2570 3621 回收期 3.9 4.1 表 配置户用光伏、户用光储的经济性测算 资料来源光大证券研究所测算 人口数 家庭数 面积数 人口密度 适合安装 的住宅比 例（假设） 适合安装的 住宅数量 2021年新增 装机量（光 伏） 2021年新增 装机量（储 能） 户用光伏累 计装机量 （截至 2021 年） 户用储能累 计装机量 （截至 2021 年） 光伏安装比 例（截至 2021年） 储能安装比 例（截至 2021年） 储能 /光伏 单位 万人 万户 万平方公里 人/ 平方公里 万户 万套 万套 万套 万套 德国 8313 4070 36 232 29 1172 20 14 150 39 12.8 3.3 26.0 欧盟27国 英国合 计 51427 25179 457 113 29 7250 42 22 312 60 4.3 0.8 19.3 美国 33189 12235 937 35 67 8154 48 9 318 29 3.9 0.4 9.1 日本 12568 5571 38 333 47 2613 21 14 311 64 11.9 2.4 20.6 澳洲 2574 662 769 3 194 1282 35 3 305 13 23.8 1.0 4.3 欧美日澳合计 19299 146 48 1246 166 6.5 0.9 13.3 资料来源pvinfolink 、德国联邦统计局、美国人口普查局、日本统计局、澳大利亚统计局，光大证券研究所测算 表 欧美日澳户用光储渗透率情况 一、电力市场灵活性调节的广义概念 请务必参阅正文之后的重要声明 4 一、电力市场灵活性调节的广义概念 全球户用储能 2022年 15GWh， 2023年约 35GWh。 IEA预计欧洲电价在 22/23年维持高位。 IEA在其发布的2022 年7 月电力市场报告中预测， 欧洲电力价格在北半球夏季将略有下降，在 2022/2023年冬季达到峰值，整体价格将一直维持在高位 。 表 全球户用储能市场结构拆分 单位 GWh 2021 2022H1 2022E 2023E 美国 4 810 日本 韩国 澳洲 3 68 南非 12 2 拉美 中东 东南亚 5 欧洲 1、北欧 0.020.03 0.1 2、东欧 0.1 0.4 3、西欧非光伏区 0.098 0.4 4、西欧德语区（德国） 1.3 1.1 5、西欧非德语区 0.368 0.92 合计 1.8 2.92 67 810 全球 6 15 35 同比- 全球 150 133 资料来源光大证券研究所测算 图 IEA电价预测 资料来源IEA 请务必参阅正文之后的重要声明 5 图各类储能在放电时间和容量性能的对比 资料来源氢储能在我国新型电力系统中的应用价值、挑战及展望（2022） 二、评价指标的选择最佳场景、初始投资、度电成本 自然界是相对公平的存在 （ 1）响应时间 合适场景；（ 2）调节深度 性能问题；（ 3）调峰容量 项目体量。 讨论转化效率问题、能源耦合问题。 请务必参阅正文之后的重要声明 6 图不同储能技术在各应用场景下经济性比较（ 2025年） 图不同储能技术在各应用场景下经济性比较（ 2030年） 资料来源Oliver Schmidt et al, Projecting the Future Levelized Cost of Electricity Storage Technologies 何为长时储能分钟、小时、天、季度飞轮、锂电（钠电）、钒液流、压缩空气、氢储能。 锂离子电池将成为具经济性的储能形式 ， 在短时储能 、 功率支撑等方面具有明显的优势； 如果资源约束和降本低于预期 ， 钠离子 、 液流电池将有广阔发展空间 。 抽水蓄能 、 压缩空气储能 、 氢能是长时储能最经济的选择； 对于超过 700小时放电时长的季节性储能 ， 氢能可作为成本最低的选项 。 二、评价指标的选择最佳场景、初始投资、度电成本 请务必参阅正文之后的重要声明 方式 优势应用条件 响应时间 循环次数 效率 储能介质 单位成本 抽水蓄能 短、长时储能 （分钟、小时、天、周） 分钟级 50年 76 水 6-8元/W （功率成本），1.2 -1.6元/ Wh（按5h 放电时间） 压缩空气 短、长时储能 （分钟、小时、天、周） 分钟级 30年 50-70 空气 6-8元/W ，1.2 -1.6元/ Wh（按5h 放电时间） 熔盐储能 短、长时储能 （分钟、小时、天、周） 分钟级 20-30年 光热效率17 储热效率70 熔融盐 （ 300-600℃ ） 熔盐储能 光热21元/W ，3 元/ Wh（按7h 放电时间） 锂离子电池 最好在1 -4h 调频、分钟、小时） 小于秒级 6000-8000次 88 锂离子电池 1.8元/ Wh（锂价高企的情况下） 1.2元/ Wh（锂价回归到2020 年初的情况下） 钠离子电池 最好在1 -4h 调频、分钟、小时） 小于秒级 3500次 （当前最高） 80 钠离子电池 2元/ Wh 理想条件下可降低到1 元/ Wh 全钒液流电池 最好4 -8小时 调频（功率弱）、分钟、小时） 小于秒级 20000次以上 70 钒电解液 （常温） 3元/ Wh（4h ），2.1 元/ Wh（8h ） 若钒价维持在现有水平，电解液成本为1.2 元/ Wh 铁铬液流电池 最好4 -8小时 调频（功率弱）、分钟、小时） 小于秒级 20000次以上 65-70 铁铬电解液 （60℃ ） 2.5元/ Wh（4h ），1.6元/ Wh（8h ） 氢储能 短、长时储能 （调频、小时、天、周、季） 秒级（5s ） 10000次 电解水6575 燃料电池5560 氢 10元/W （100MW 体量）8 元/W （1GW 体量），需要水 二、评价指标的选择最佳场景、初始投资、度电成本 当前国内强制配储风光建设的 “ 路条 ” ， 更加关注 “ 初始投资成本 ” 当前海外 ， 未来国内自发配储经济性出发 ， 更加关注 “ 全生命周期度电成本 （ LCOE） ” 7 表储能技术路线对比 资料来源国际能源网，中国科学院工程热物理研究所，CNESA ，光大证券研究所整理 请务必参阅正文之后的重要声明 8 二、评价指标的选择最佳场景、初始投资、度电成本 单位元 /kWh 抽水蓄能 压缩空气 储能 锂离子电池储能 全钒液流电池储 能 钠离子电池储能 考虑充电电价（0.288 元/kWh ）、折现率为8 时的度电成本 0.882 0.902 1.157 1.455 1.408 不考虑充电电价（利用弃风弃光充电）、折现率为8 时的度电 成本 0.503 0.422 0.793 1.093 1.026 不考虑充电电价且折现率为 0 时度电成本 （固定成本 维护成本 ） 0.207 0.187 0.481 0.609 0.682 表各类储能技术全生命周期度电成本（ LCOE）测算（ 5小时的长时系统， 1天 1次循环） 资料来源光大证券研究所整理测算 当前国内强制配储风光建设的 “ 路条 ” ， 更加关注 “ 初始投资成本 ” 当前海外 ， 未来国内自发配储经济性出发 ， 更加关 注 “ 全生命周期度电成本 （ LCOE） ” 我们在长时特定场景下 （ 5小时 ， 一冲一放 ） ， 测算了 各类储能技术的 LCOE。 当前最便宜的是抽水蓄能和压 缩空气储能 ， 电化学储能中最便宜的仍为锂电储能 。 NPV∑收入-成本/1折现率 第n年 令NPV0，得到上网电价，即度电成本 项目 抽水蓄能 压缩空气储 能 锂离子储能 全钒液流电 池储能 钠离子电池 储能 储能容量/MWh 500 300 50 50 50 装机功率/MW 100 60 10 10 10 单瓦时成本（元/Wh ） 1.6 1.4 1.7 3 2 初次投资成本/ 万元 79000 42000 8500 15000 10000 年运行维护成本/ 万元 1840 450 275 275 275 单位容量替换成本/元 Wh –1 - - 0.9 - 1 报废成本率 0 0 0 0 0 折现率/ 8 8 8 8 8 储能效率/ 76 60 88 75 80 放电深度/ 100 100 90 90 90 自放电率/ 0 0 0 0 0 循环寿命/ 次 8000 20000 3500 使用寿命/ 年（日历） 50 30 20 20 20 循环衰退率/ 次 –1 0 0 0.004 0.002 0.004 年循环次数 Ny /次a –1 330 330 330 330 330 充电电价/元 kWh –1 0.288 0.288 0.288 0.288 0.288 表全生命周期成本计算的核心假设（ 5小时的长时系统， 1天 1次循环） 资料来源储能技术全生命周期度电成本分析文军等、中科海钠官网、中储国能官网，光大证券研究所整理 请务必参阅正文之后的重要声明 三、比较 1同为机械储能，抽水蓄能和压缩空气储能哪个更好 结论随着技术进步 ， 压缩空气在经济性上逐渐缩小与抽水蓄能的差距 。 抽水蓄能 优势当前最成熟的储能技术，度电成本最低。 劣势1 地理资源约束明显 ，远期来看无法足量的满足储能需求。 劣势2 初始投资成本高、开发建设时间长， 在风光建设超预期的时候， 储能资源无法及时匹配。 压缩空气 优势1 摆脱了水资源的地理约束， 可以大规模上量 。（ 2000个盐穴、也可以用罐子） 优势 2设备成本占系统成本的大部分 ， 存在着随着大规模应用快速降本的可能 。 劣势整个系统的效率相对来说 仍在较低的水平。 9 表压缩空气与抽水蓄能对比 资料来源CNESA ，光大证券研究所整理；注压缩空气当前实际建设运营项目较少，数据可能存在一定的偏差 方式 适用条件 响应 时间 循环 次数 效率 储能 介质 单位成本 LCOE（不考虑充电电价、折 现率为0 ） LCOE（考虑充电电价、折现 率为8 ） 抽水 蓄能 短、长时储能 （ 分钟、小时、天、周 ） 分钟 级 50年 76 水 6-8元/W ，1.2 -1.6元/ Wh 0.207 0.882 压缩 空气 短、长时储能 （ 分钟、小时、天、周 ） 分钟 级 30年 50- 70 空气 6-8元/W ，1.2 -1.6元/ Wh 0.187 0.902 图 抽水蓄能电站工作原理 资料来源Hydro Tasmania 图 压缩空气储能系统工作原理 资料来源新型变速压缩空气储能技术 大规模压缩空气储能系 统发电方式及运行控制的分析与构想 （王丹，毛承雄等） 请务必参阅正文之后的重要声明 三、比较 1同为机械储能，抽水蓄能和压缩空气储能哪个更好 压缩空气的技术革新效率从传统的小于 50 逐步提升到当前的 70.4；未来 300MW系统效率有望达到 75 10 资料来源中储国能，光大证券研究所整理 传统压缩空气的局限性 新型压缩空气的革新 空气在压缩过程中产生 的压缩热没有回收 回收压缩热量 空气储能密度比较低 设计压力容器储气装置 整体装置的压缩、膨胀 系统相互独立，导致总 体效率不高 优化装置的压缩膨胀结构， 提高整体效率 表新型压缩空气技术的革新 图压缩空气储能新旧技术对比 资料来源中储国能 请务必参阅正文之后的重要声明 三、比较 2同为摇椅电池，钠离子电池和锂离子电池哪个更好 结论钠离子电池是锂资源约束下重要的对冲技术 ， 极致降本后在经济 性上有望追上锂电 。 钠离子电池 优势 钠离子电池没有明显的资源约束 。 理论初始投资成本较锂电更低 。 劣势在电池性能上， 由原理所决定的 ， 钠离子电池的循环寿命和储能 效率低于锂离子电池。 锂离子电池 优势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。 劣势随着全球电池需求量的迅速增长 ， 锂资源开始面临着资源约束问 题 。 11 表钠离子电池和锂离子电池储能对比 资料来源中科海钠，光大证券研究所整理 方式 适用条件 响应 时间 循环次数 效率 储能介质 单位成本 LCOE（不考虑充电 电价、折现率为0 ） LCOE（考虑充电电价、 折现率为8 ） 钠离子电池经济性超过锂电的条件 锂离 子电 池 最好在1 - 4h 调频、分 钟、小时） 小于 秒级 8000次 88 锂离子电 池 1.8元/ Wh（锂价高企的情 况下） 1.2元/ Wh（锂价回归到 2020年初的情况下） 0.481 1.157 当 初始投资成本 降低到 1.3元 /Wh时 ， 其经济性有望超过现在的锂电储能； 若要经济性超过初始投资成本恢复 到 2021年初时的锂离子电池储能 （1 .2元/ Wh），初始投资成本必须 下降到1 元/ Wh以下。 钠离 子电 池 最好在1 - 4h 调频、分 钟、小时） 小于 秒级 3500次 （当前最 高） 80 钠离子电 池 2元/ Wh 理想条件下可降低到1 元 /Wh 0.682 1.408 表 钠离子电池储能敏感性分析（ （ 5小时， 8折现率， 0.288元 /kWh充电电价） ） 初始投资成本（元/Wh ） 2 1.6 1.3 1 80 1.408 1.263 1.153 1.044 83 1.395 1.249 1.139 1.030 储能效率 86 1.382 1.236 1.127 1.017 89 1.370 1.224 1.115 1.005 资料来源光大证券研究所整理测算 请务必参阅正文之后的重要声明 三、比较 2同为摇椅电池，钠离子电池和锂离子电池哪个更好 在钠离子电池布局上 ， 是由锂电产业链企业 、 初创公司两股势力共同推动的 。 12 表宁德时代钠离子电池专利 资料来源专利信息服务平台，光大证券研究所整理 编号 专利类型 状态 专利名称 技术路线 公开日期 1发明 授权 钠离子电池 非水系、硬碳负极 2021/8/6 2发明 授权 钠离子电池 非水系、普鲁士蓝类材料正极、 2020/5/19 3发明 实质审查 一种钠离子电池的补钠方法及制备得到的极片和电池 补钠 2019/3/15 4发明 授权 正极极片及钠离子电池 聚阴离子正极 2020/1/7 5发明 授权 正极极片及钠离子电池 正极极片厚度控制 2020/10/20 6发明 授权 正极极片及钠离子电池 正极活性物质表面粗糙度 R1 2021/7/9 7发明 授权 钠离子电池极片，其制备方法及含有该极片的钠离子电池 钠片制备 2022/3/8 8发明 授权 钠金属电池、电化学装置 正极脱钠形成负极活性材料（无负极活性材料） 2022/5/6 9发明 授权 钠离子电池用普鲁士蓝类正极材料及其制备方法及钠离子电池 普鲁士蓝类正极材料 2021/2/23 10发明 实质审查 钠离子电池及其制备方法 硬碳负极 /电池制备 2021/11/5 11发明 实质审查 平板式钠金属电池、电化学装置 平板式钠金属电池 2022/6/7 12发明 授权 平板式钠金属电池、电化学装置 钠金属电池极片微通孔，负极及流体导电涂层，平板式电芯 2022/3/22 13发明 授权 正极片及其制备方法及钠离子电池 普鲁士蓝类正极材料，控制水含量 2020/10/13 14发明 实质审查 钠离子电池、钠离子电池用正极极片、正极活性材料、电池模块、电池包和装置 层状过渡金属氧化物正极（控制转移阻抗和扩散阻抗） 2021/4/20 15发明 授权 正极活性材料、正极片及钠离子电池 过渡金属氧化物正极 2022/4/22 16发明 授权 钠离子电池用正极材料及其制备方法 聚阴离子正极 2022/3/25 17发明 实质审查 正极活性材料、正极极片及钠离子电池 层状过渡金属氧化物正极 2020/7/21 18发明 实质审查 正极活性材料、正极极片及钠离子电池 层状过渡金属氧化物正极 2020/7/21 19发明 授权 正极活性材料、其制备方法及钠离子电池 过渡金属氧化物正极 2022/4/22 20发明 授权 正极活性材料、其制备方法及钠离子电池 聚阴离子正极 2021/6/15 21发明 实质审查 正极活性材料及其制备方法及钠离子电池 普鲁士类正极材料（控制空穴含量） 2022/4/12 22发明 实质审查 钠离子电池用正极活性材料、由该活性材料制成的钠离子电池、电池模块、电池包及装置 层状过渡金属氧化物正极（ O3） 2021/4/16 23发明 实质审查 正极活性材料及其制备方法及钠离子电池 普鲁士类正极材料（控制空穴含量） 2019/5/7 24发明 实质审查 正极活性材料、正极极片及钠离子二次电池 聚阴离子正极 2020/1/3 25发明 实质审查 钠离子电池的负极极片、电化学装置及电子设备 正极脱钠形成负极活性材料（无负极活性材料） 2022/7/5 26发明 授权 钠离子电池的负极极片、电化学装置及电子设备 正极脱钠形成负极活性材料（无负极活性材料） 2022/5/6 27发明 实质审查 负极极片的处理方法、钠金属负极极片及相关装置 负极金属氧化物保护层 2022/6/17 28发明 授权 负极极片的处理方法、钠金属负极极片与电化学装置 负极极片金属氧化物保护层 2022/3/18 29发明 实质审查 电化学装置、电子装置 正极脱钠形成负极活性材料（无负极活性材料） 2022/6/7 30发明 授权 电化学装置、电子装置 正极脱钠形成负极活性材料（无负极活性材料） 2022/3/22 31发明 授权 正极活性材料、电化学装置与电子设备 聚阴离子正极（金属氧化物包覆层） 2022/3/29 32发明 公开 正极活性材料、电化学装置与电子设备 聚阴离子正极（包覆导电聚合物） 2022/7/8 33发明 实质审查 正极活性材料、电化学装置与电子设备 聚阴离子正极（金属氧化物包覆层） 2022/6/10 34发明 授权 正极活性材料、电化学装置与电子设备 聚阴离子正极（包覆导电聚合物） 2022/5/6 35发明 授权 正极片及电化学电池 普鲁士蓝类正极材料 2021/5/4 36发明 授权 普鲁士蓝类正极材料及其制备方法及电化学储能装置 普鲁士蓝类正极材料 2020/9/11 请务必参阅正文之后的重要声明 三、比较 2同为摇椅电池，钠离子电池和锂离子电池哪个更好 在钠离子电池布局上 ， 是由锂电产业链企业 、 初创公司两股势力共同推动的 。 13 资料来源专利信息服务平台，光大证券研究所整理 表中科海钠钠离子电池专利 编号 状态 专利名称 技术路线 公开日期 1 授权 一种钠离子电池陶瓷隔膜及钠离子二次电池和应用 陶瓷隔膜 2021/10/29 2 授权 一种钠离子电池电芯 电芯设计 2020/7/14 3 实质审查 钠离子电池用正极添加剂、电池正极、钠离子电池及应用 含锂补钠剂 2020/2/11 4 授权 钠离子电池储能用电池箱 电池箱 2022/1/18 5 实质审查 一种钠离子电池陶瓷隔膜及其制备方法和一种钠离子电池及其制备方法 陶瓷隔膜 2021/7/13 6 授权 钠离子电池负极材料及其制备方法和应用 软碳 /硬碳复合碳负极材料 2019/7/23 7 实质审查 改性钠离子电池正极材料及制备方法和电池 过渡金属氧化物正极（表面包覆磷酸盐） 2020/6/26 8 实质审查 钠离子二次电池正极材料及其制备方法及应用 层状过渡金属氧化物正极（包覆普鲁士蓝类似物纳米颗粒） 2020/7/10 9 实质审查 钠离子电池阴极材料表面残碱含量的检测方法 阴极表面残碱检测 2021/7/9 10 授权 钠离子电池负极活性物质及其制备方法和应用 钛基负极材料 2015/3/4 11 授权 钠离子电池组电压一致性的控制方法和控制系统 电压一致性控制方法及系统 2021/1/29 12 授权 一种铜基富钠层状氧化物材料及其制备方法和用途 层状过渡氧化物正极 2017/5/31 13 实质审查 一种钠离子电池正极材料的包覆方法及其二次电池 层状过渡氧化物正极包覆方法 2019/4/16 14 授权 一种富钠 P2相层状氧化物材料及其制备方法和用途 层状过渡氧化物正极 2017/5/31 15 授权 一种钠离子二次电池负极材料及其制备方法和用途 硬碳负极材料 2017/2/1 16 实质审查 一种煤基钠离子电池负极材料的性能改进方法及其应用 软碳负极材料 2020/6/16 17 授权 一种包覆结构的钠离子电池正极材料及其制备方法和应用 过渡金属氧化物正极气相沉积包覆 2022/4/26 18 实质审查 一种包覆改性的钠离子电池正极材料及其制备方法和电池 层状过渡金属氧化物正极，富锰壳层结构氧化物包覆 2022/1/14 19 授权 钠离子二次电池及其用的活性物质、正负极及活性物质的制备方法 过渡金属氧化物正极 /钛基负极 2016/5/4 20 授权 钠离子二次电池及其用的层状钛酸盐活性物质、电极材料、正负极和活性物质的制备方法 钛基负极材料 2016/12/14 21 实质审查 一种耐碱性涂层浆料和具有耐碱性涂层的坩埚及制备方法 具有耐碱性涂层的坩埚 2021/12/31 22 授权 碱金属二次电池及其用的负极活性物质、负极材料、负极和负极活性物质的制备方法 钛基负极材料 2016/3/23 23 实质审查 一种电池电芯组合支架和电池组 电芯组合支架 2019/2/12 24 授权 一种电池电芯组合支架 电芯组合支架 2019/5/7 25 授权 一种层状氧化物材料、制备方法、极片、二次电池和用途 层状氧化物正极材料 2016/8/24 26 授权 一种可多次注液钠离子电池 可多次注液钠离子电池 2019/7/26 27 实质审查 一种降低钠离子电池正极材料 pH值的方法及应用 降低正极材料 pH值 2021/11/23 28 实质审查 提升钠离子电池界面稳定性的非水电解液及其二次电池和应用 非水电解液 2019/2/22 29 实质审查 一种预钠化正极极片及其应用以及一种钠离子电池及其制备方法 补钠 2022/6/21 30 实质审查 一种钠离子电芯铝壳盖板 电芯铝壳盖板 2022/6/7 31 实质审查 一种二次电池正极浆料、正极极片和二次电池 正极浆料 2019/3/26 32 授权 降低钠离子电池层状正极材料表面残碱含量的方法及应用 降低残碱 2022/4/29 请务必参阅正文之后的重要声明 三、比较 3同为电化学体系，液流电池和摇椅电池哪个更好 结论当前时点即使在 4h长时储能中 ， 也是锂电储能更优；未来随着液流加速降本 ， 在长时领域液流会占据一席之地 。 液流电池 优势1 在长时储能中，液流电池最大的优势为 输出功率和储能容量可分开设计 。 优势2 循环寿命长。 劣势1 成本和效率是当前液流电池最大的劣势。 未来降本 4-8h有望达到 21.5元 /Wh 劣势2 能量密度更低，更多的适合于发电侧、电网侧的大电站。 集成角度 ， 体积上是锂电的 3倍以上 。 摇椅电池 优势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。 劣势摇椅电池提供功率与贮存能量的装置绑定在一起，在不提升功率，仅提升容量的情况下，电池成本等比例增加。 14 表液流电池和摇椅电池储能对比 资料来源CNESA ，光大证券研究所整理；注压缩空气当前实际建设运营项目较少，数据可能存在一定的偏差 方式 适用条件 响应 时间 能量密度 循环次数 效率 储能介质 单位成本 LCOE（不考虑充电电 价、折现率为 0） LCOE（考虑充电电价、 折现率为 8） 液流电池经济性超过锂电的 条件 锂离子 电池 最好在1 -4h 调频、分 钟、小时） 小于 秒级 160-200 Wh/kg 锂离子电 池 88 锂离子电池 1.8元/ Wh（锂价高企的情况下） 1.2元/ Wh（锂价回归到2020年初 的情况下） 0.481 1.157 当 初始投资成本 降低到 2元 /Wh时 ， 其经济性有望超过 现在的锂离子电池储能。 当 初始投资成本 降低到 1.5元 /Wh、储能效率提升到79 时 ， 其经济性有望超过初始 投资成本恢复到 2021年初时 的锂离子电池储能 （ 1.2元 /Wh）。 钠离子 电池 最好在1 -4h 调频、分 钟、小时） 小于 秒级 100-140 Wh/kg 钠离子电 池 80 钠离子电池 2元/ Wh 理想条件下可降低到1 元/ Wh 0.682 1.408 全钒液 流电池 最好4 -8小 时 调频（功 率弱）、分 钟、小时） 小于 秒级 12-40 Wh/kg 全钒液流 电池 70 钒电解液 （常温） 3元/ Wh 若钒价维持在现有水平，电解液成 本为1.2元/ Wh 0.609 1.455 铁铬液 流电池 最好4 -8小 时 调频（功 率弱）、分 钟、小时） 小于 秒级 铁铬液流 电池 65-70 铁铬电解液 （60℃ ） 2.5元/ Wh 请务必参阅正文之后的重要声明 三、比较 3同为电化学体系，液流电池和摇椅电池哪个更好 结论时长越久 ， 液流电池比较优势越大；在技术降本的情况 ， 若钒价在 10万元 /吨的水平 ， 长时场景下成本具有竞 争力 。 15 资料来源光大证券研究所测算 ；以最新的100MW/500MWh 招标价格折算 表 随着储能时长提升，全钒液流电池单 Wh成本快速下降 单位 元 /Wh 功率装置成本 （电堆、泵等） 能量装置成本 （电解液） （以钒价 15万元 / 吨计算） 合计成本 2h 6.5 1.2 7.7 5h 2.6 1.2 3.8 8h 1.6 1.2 2.8 12h 1.1 1.2 2.3 资料来源光大证券研究所测算 表 假设钒价在 10万元 /吨，电堆、泵等降本 50， 不同储能时长对应的成本情况 单位 元 /Wh 功率装置成本 （电堆、泵等） 能量装置成本 （电解液） （以钒价 10万元 / 吨计算） 合计成本 2h 3.3 0.8 4.1 5h 1.3 0.8 2.1 8h 0.8 0.8 1.6 12h 0.5 0.8 1.3 请务必参阅正文之后的重要声明 53 12 19 4 5 7 电解液功率转换系统隔膜泵石墨毡其他 三、比较 4同为液流电池，铁铬和全钒哪个更好 结论铁铬液流电池的降本潜力更大 。 相较于全钒液流电池，铁铬液流电池的 电解液成本较低 ，但存在正负极混液造成容量衰减、 铬反应活性不高等技术难点 。 相较于铁铬液流电池，全钒液流电池的 性能更优 ，产业化进度更快，但是电解液成本过于刚性降本困难。 16 资料来源A comparative study of all- vanadium and iron- chromium redox flow batteries for large-scale energy storage 作者Y.K. Zeng 等，光大证券研究所整理 图 全钒液流电池体系成本结构比例 资料来源铁铬液流电池技术的研究进展 ，光大证券研究所整理 39 11 7 4 9 9 25 隔膜石墨毡泵双极板热交换器电解液其他 图铁铬 液流电池体系成本结构比例 隔膜、泵等材料由技 术进步带来的降本幅 度会更大。 方式 适用条件 响应时间 循环次数 效率 储能介质 单位成本 全钒液流电池 最好4 -8小时 调频（功率弱）、 分钟、小时） 全钒液流电池 20000次以上 70 钒电解液 （常温） 3元/ Wh 若钒价维持在现有水平，电解液成本为1.2 元/ Wh 铁铬液流电池 最好4 -8小时 调频（功率弱）、 分钟、小时） 铁铬液流电池 20000次以上 65-70 铁铬电解液 （60℃ ） 2.5元/ Wh 表全钒液流电池与铁铬液流电池技术对比 资料来源国际能源网，中国科学院工程热物理研究所，CNESA ，光大证券研究所整理 电解液原材料占比过高， 导致技术进步带来的降 本幅度有限。 表液流电池储能敏感性分析（ 5小时， 8折现率， 0.288元 /kWh充电电价） 资料来源光大证券研究所整理测算 初始投资成本（元/Wh ） 3 2.5 2 1.5 75 1.455 1.293 1.132 0.971 效率 79 1.437 1.275 1.113 0.952 83 1.420 1.258 1.097 0.935 87 1.405 1.243 1.082 0.920 请务必参阅正文之后的重要声明 三、比较 5同为新型长时储能，压缩空气、液流电池和氢能哪个更好 结论 1压缩空气与液流电池为直接竞争关系 ， 经济性 （ 初始投资成本和 LCOE） 是比较的核心 。 压缩空气与液流电池的共同之处 1、功率和容量单位解耦 ，系统储能时间越长 ，单位成本越低； 2、体积较大，更适合应用于大电站的场景； 3、在循环寿命、运行效率等方面都比较相似； 4、均没有资源约束，产能提升后都可以大规模上量 。 所以在实际应用场景中 ， 压缩空气与液流电池基本处于直接竞争状态 ， 未来几年的降本速度将是两者竞争的核心 。 当前来看 ， 压缩空气在初始投资成本和 LCOE两个层面都处于领先 。 17 表液流电池和压缩空气储能对比 资料来源CNESA ，光大证券研究所整理；注压缩空气当前实际建设运营项目较少，数据可能存在一定的偏差 方式 适用条 件 响应时 间 循环次数 效率 储能介质 单位成本 LCOE（不考虑充电电价、 折现率为0 ） LCOE（考虑充电电价、折 现率为8 ） 压缩空气 短、长 时储能 分钟级 30年 50-70 空气 6-8元/W ，1.2 -1.6元/ Wh 0.187 0.902 全钒液流 电池 4-8h 秒级 20000次以 上 70 钒电解液 （常温） 3元/ Wh 若钒价维持在现有水平， 电解液成本为1.2 元/ Wh 0.609 1.455 铁铬液流 电池 4-8h 秒级 20000次以 上 65-70 铁铬电解 液 （60℃ ） 2.5元/ Wh 请务必参阅正文之后的重要声明 三、比较 5同为新型长时储能，压缩空气、液流电池和氢能哪个更好 结论 2氢储能的核心在于跨日 、 周 、 季度需求 ， 以及下游氢的应用场景 。 氢储能的储存介质是 “ 含能体能源 ”