储能产业深度报告-能动未来风光无限

中银国际研究可在中银国际研究网站 ( www.bociresearch.com.)上获取 电气设备 |证券研究报告 — 板块最新信息 2015 年 8 月 17 日 增持 公司名称 股票代码 目标价 评级 南都电源 300068.CH - 未有评级 阳光电源 300274.CH - 未有评级 科陆电子 002121.CH - 未有评级 资料来源：万得，中银国际研究 以 2015 年 8 月 10 日当地货币收市价为标准 主要催化剂 /事件  2015 年 3 月 ， 《进一步深化电力体制改革的若 干意见》出台  新能源产业的快速发发展 中银国际证券有限责任公司 具备证券投资咨询业务资格 电 气设备 [Table_Analyser] 张 戬 , PhD* (8610)66229075 jian.zhang@bocichina.com 投资咨询资格编号 :S1300510120023 *王秋明、张丽新为本报告重要贡献者 “能”动未来，“风、光” 无限 “储能”产业深度报告 “能源互联网”概念持续发酵，分布式微网助推储能产业提速 。 主要观点  中国储能产业迎来历史性机遇。 能源问题一直是我国经济可持续发展 的瓶颈，改善传统能源利用率和 提高可再生能源比例，从而实现能源 结构的优化是解决能源制约因素的必由之路。近期提出的“能源互联 网”概念将成为我国未来的能源主导战略，储能产业作为其中关键一 环，扮演着能源芯片的角色，愈发受到国家政策的青睐。此外，随着 前期相关示范项目的顺利进行，储能产业的技术积累也日益丰厚，成 本控制也得到有效改善，目前已处于大规模产业化的前夕。  政策与成本优势双重刺激，分布式储能项目发展在即。 分布式储能系 统体量小，多应用于中低压配电网或用户侧，以及分布式发电及微电 网。国家能源局发布的 2015 年光伏发电建设方案中除了规定新增 1,780 万 kWh 的光伏电站规模外，明确表示对分布式光伏建设不设上限，准 确诠释了“能源互联网”政策下可再生能源的发展思路。装机容量在 几千瓦至几兆瓦的分布式储能作为分布式能源的标准配臵，未来将迎 来建设高峰。此外，分布式储能系统在用户侧的应用可以合理调整峰 谷用电时间，有效节约经济成本。在政策与成本优势的双重利好刺激 下，分布式储能项目有望发展在即。  储能电池系统看好铅炭电池和锂离子电池技术。 储能系统的核心单元 主要由储能变流器（ PCS）、电池组（ BP）和电池管理系统（ BMS）组 成，储能监控系统则负责整个系统运行状态的维护 ，这其中电池组占 据了整个储能系统成本的六成左右。从制造及配臵成本、技术应用领 域、技术成熟度以及产业化的完善程度四个方面进行综合比较，成本 较低、技术相对成熟以及产业基础雄厚的锂离子电池和铅炭电池凭借 良好的综合性能胜出，未来一段时间内将成为储能产业的重点发展方 向。 评级面临的主要风险  储能产业相关政策不达预期。  风光发电、可分布式发电及微网发展不达预期。 投资 建议  从技术成熟度、产业化的完善程度、应用领域的广泛性以及储能设备 配臵成本四方面加以考虑，重点推荐 关注 南都电源 （自主研发的铅炭 电池技术通过了国家级能源科学 技术成果鉴定，该技术已在若干微网 示范项目成功应用）、 科陆电子 （公司业务布局能源互联网全产业链， 新一轮定增加码储能微网、充电网络智能云和售电网络能源管理及服 务平台建设 ,在能源互联网建设方面卡位优势显著）和 阳光电源 （光伏 逆变器 A 股龙头企业，与三星 SDI 合作成立储能电池企业，新一轮定增 项目涉及储能和新能源汽车领域，与阿里云合作打造智慧能源互联网 产业化项目、充电网络智慧云平台项目和售电网络能源管理与服务平 台项目，项目前景可期） 。 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“ 风、光”无限 2 目录 储能产业概况 3 储能产业技术路线日渐清晰，铅炭 +锂电成为主流选择 9 中国储能产业迎来历史性机遇 . 14 投资策略：核心技术为王，全产业链布局受宠 23 研究报告中所提及的有关上市公司 27 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“风、光”无限 3 储能产业概况 储能技术的主要应用 一般意义上，储能只针对电能而言，是指利用化学或者物理的方法将产生的 电能存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施，其本质就是解决电能在 时间和空间分布上的 不平衡。 中华全国工商联新能源商会储能专业委员会（ CNESA）在《储能产业研究白皮 书 2011》中指出，储能技术目前主要应用于六大领域：电力系统、新能源汽 车、轨道交通、 UPS（ 不间断电源 ） 、电动工具以及 3C 消费类电子产品。这 其中，电力和新能源汽车行业市场规模巨大，加之储能技术在其发展过程中 起到的关键制约作用，未来将成为储能产业最具成长潜力的应用领域。 新的能源形势下，电力系统由传统的跟踪负荷式向现代化的跟踪负荷式 +跟踪 电源式方向转变，储能技术在电力产业中的应用由过去简单的削峰填谷发展 为涵盖智能电网运行、大规模 可再生能源接入、分布式发电及微网构建的诸 多领域，在其中将起到关键技术支撑作用，如 图 表 1 所示。 图表 1. 储能技术在电力系统中的应用 应用背景 应用领域 作用 1. 智能电网能 量运行管理； 2. 可再生能源 并网； 3.智能电网能 量双向互动 发电系统 合理调整峰荷运行，有效进行负荷跟踪及调节 输配电系统 提高电能质量管理的稳定性及可靠性，缓解电网阻塞， 延缓电网投资 辅助服务 改进频率控制，有效调整旋转备用管理，备用容量管 理，长时期备用管理 大规模可再生能 源接入 快速便捷进行调峰调频，优化能量的稳 定输出，有效减 少备用机组容量，提高机组运行效率，减少温室气体排 放 分布式发电及微 网构建 增大微网系统的惯性，避免系统能量的额外浪费，提高 系统的供电可靠性 电力用户端 实现安全可靠的不间断电源，合理的容量费用管及分时 电价管理，优化无功电压控制 资料来源： CNESA、中银国际 研究 储能之于智能电网能量管理 —— 电容 +虚拟电厂： 电网能量管理智能化的发展 趋势已然确定，对电力可靠性和经济性的要求显著增强，同时还要兼具绿色 环保等特点，这为储能产业的发展提供了前所未有的发展机遇。储能技术的 存在意义在于为电力发、 输、配、用各环节提供了有效的能量缓冲和能量润 滑，并且在一定程度上对电力使用进行更合理的二次调配，从而大大改进电 力使用的可靠性和经济性。 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“风、光”无限 4 图表 2. 储能在智能电网能量管理中的应用 资料来源： 中银国际研究 储能应用于可再生能源并网 —— 高效缓冲器： 利用风能、光伏等可再生能源 对传统化石燃料进行替代成为人类社会发展的必由之路。截至 2014 年末，全 球光伏和风力发电的新增容量分别增长了 33%和 44%，两者累计装机容量达到 558GW，占全球发电装机容量比例为 9.35%，发展迅猛。国际能源署（ IEA）预 测到 2020 年 ，全球风电累计装机容量最保守估计也将超过 610GW；美国调查 公司 GrandView Research 预计到 2020 年，全球光伏发电累计装机容量将接近 490GW，可再生能源占电力能源的比重在逐年增加。 尽管如此，光伏和风能等可再生能源普遍具有随机性和间歇性的缺陷，大容 量的瞬间波动会对主干电网造成很大冲击甚至导致电网崩溃，引发很多地方 大量“弃光”、“弃风”现象的出现。有效储能是新能源大规模并网的关键 技术，它可以使风能和光伏成为更加稳定可靠的能源。储能技术可以针对可 再生能源发电的随机性、波动性问题加以有效解决，从 而实现可再生能源发 电的平滑输出，有效调节可再生能源发电引起的电网电压、频率及相位的变 化，使大规模风电及光伏发电方便可靠地并入常规电网。 图表 3. 储能在可再生能源并网中的应用 资料来源： 中银国际研究 储能之于分布式发电及微网 —— 电能“蓄水池”： 伴随着分布式能源、微网 建设的快速普及，中小型储能系统的应用也越来越广泛。分布式能源可以“即 插即用”，其不需要远距离输送，具有能效利用合理、损耗小、污染少、运 行灵活等特点，是电力工业和能源产业的重要发展方向。分布式能源系统分 为并网式和离网式两种工作类型，储能装臵 可以充分发挥其电能“蓄水池” 的作用，保证分布式能源系统的工作稳定。 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“风、光”无限 5 图表 4. 储能在分布式能源系统中的应用 资料来源： 中银国际研究 储能之于新能源汽车 —— 动力核心 +电能双向通道： 新能源汽车特别是电动汽 车产业的发展将汽车生产与电力系统有效结合起来，在整个电动汽车体系中， 电池不仅是车辆的动力来源，同时还具备了成为备用电源的可能。通过动力 电池的梯次使用和车载电池 /电网（家用微网）之间的“ V2G（ V2H）”互动模 式，汽车的动力电池作为储能产品可以向电网提供电能。 囿于当下的电池技术，目前动力电池的发展仍以“ V1G（ V1H）”单向模式为 主，即车载电池只从电网充电而不放电。在“ V1G（ V1H）” 模式中，通过调 整车载电池的充电速率而对电网频率加以调节是提高电能质量的一种可行方 式，其特别适合未来应用于家庭储能、分布式发电及微网，以实现整个微网 的能量双向互动，促进分布式电网的高效利用。 图表 5. V2G/V2H 系统与 PHV、 EV 汽车的能量双向互动 资料来源： 中银国际研究 储能主要的技术路线 化学储能综合优势明显： 目前储能涉及的技术路线较多，大致可分为三大类： 物理储能、化学储能和其他储能。其中物理储能包括抽水蓄能 、压缩空气储 能和飞轮储能等，化学储能包括铅酸、铅炭、锂离子、镍氢、液流和钠硫电 池等各类电池储能，其他储能则包括超导储能、超级电容储能、燃料电池以 及金属 -空气电池等新兴技术。这其中化学储能技术由于具有普适性强、成本 易控、技术成熟度较高等优势，已成为目前发展速度最快的储能技术，广泛 应用于电力、通讯、交通、新能源汽车等各个领域。 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“风、光”无限 6 图表 6. 各类储能技术路线的技术特点 技术分类 技术路线 技术特点 优点 缺点 物理储能 抽水蓄能 采用水、空气、蓄能论等作为储能 介质；储能介质不发生化学变化 容量大，寿命长，运行费 用低 受地理条件严重制约，建设周期 长，能量效率较低 压缩空气储能 安全系数大，寿命长 能量密度低，与电站匹配度较差 飞轮储能 储能密度高，使用寿命长，安装 维护方便 能量密度较低，自放电率极高 化学储能 铅酸电池 利用化学元素做储能介质；充放电 过程伴随储能介质的化学反应或者 变价 技术成熟，成本低廉，安全稳定 性高 比能量密度较低，循环寿命较短 铅炭电池 技术较成熟，成本低，循环性能 及功率性能较好 比能量密度相对较低，循环寿命仍 需进一步改进 锂离子电池 循环寿命长，比能量大，安全环 保 成 本高，大电流充放电性能一般 全钒液流电池 能量效率高，安全性好，可快充 和深度放电 能量密度和功率密度较低 锌溴液流电池 成本低于钒液流电池，且能量密 度较高 溴和溴盐有毒且有腐蚀性，锌在循 环过程中产生支晶 ， 减少电池 的使 用 寿命 镍氢电池 比能量较大，使用寿命较长，较 环保 有记忆效应，成本 较 高 钠硫电池 比能量高，大电流充放电性能较 好 存在安全隐患和保能耗能矛盾，有 废料 其他储能 超级电容器 活性炭电极； 电荷以静电吸附方式存在于电极表 面； 充放电过程几乎没有电化学反应 功率密度高，大电 流充放电性能 强，循环寿命长，可靠性好 比能量密度极低 超导储能 利用超导体的 “ 零电阻 ” 特性储能 反应速度快，转化效率高 材料要求较高，稳定性和使用寿命 一般 燃料电池 将燃料的化学能直接转化为电能 能量转化率高，比能量高，环保， 可靠性好 成本高，配套技术不够成熟 金属 -空气储能 金属与氧气通过氧化还原反应组成 电池 比能量密度高 稳定性差，循环寿命较短 资料来源： CNESA、 中银国际研究 储能应用的效益分析 储能应用收益衡量困难是目前阻碍储能产业继续向前发展的主要原因。明确 储能电站能实现的所有收 益，确定收益具体的相关方，是全面计算衡量储能 价值，进一步确定储能应用结算机制、利益分成机制的必要前提，为进一步 出台储能相关的政策、补贴标准、价格机制提供借鉴。一般储能收益的计算 方式是按照现有机制给储能提供的市场机会计算储能的投资回报，对于没有 直接回报或者市场机制不支持间接回报的收益不做计算。该方法应用比较比 较简单，适用于投资人观察现有的市场机会和计算收益。目前美国咨询公司 Navigant 设计的软件 ESCT、中国防化科学研究院以及中科院工程热物理研究所 就是采用这种方法。 风电场的储能收益基本可量化： 储能在 风电的应用收益主要分两个部分：削 峰填谷收益和跟踪计划出力收益。在进行削峰填谷的收益计算时，决定收益 的主要因素为电价（包括充电 /购电电价，放电 /供电电价）、电量和储能电池 效率。储能应用于风电场削峰填谷时，收益计算公式为： QPB   （ 1） 其中 B 为年收益总额，单位（元 /年）； P 为风电上网电价，单位（元 /kWh）； η 为储能电池系统的能源效率； Q 为总放电量，单位 kWh。 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“风、光”无限 7 储能应用于跟踪计划出力的收益，主要由电价、风电场装机容量、安装储能 后多发电力决定，计算公式为： )( 01 TTCPB  （ 2） 其中， B 为年收益总额，单位（元 /年）； P 为 当地风电上网标杆电价，单位（元 /kWh） ； C 为风电场的装机容量，单位（ kW）， T1、 T0 分别为安装储能电池 前后风电场年利用小时数。 根据公式（ 1）和（ 2），我们可以大致推断出一个风电场储能装臵在理想条 件下的收益总额。例如一个装机容量 80MW 的风电场，采用 8MW/16MWh（假 定效率为 80%，循环寿命 ≥ 10,000 次）的储能系统，该项目的年收益总额接近 1,500 万元，其中削峰填谷收益在 220 万左右，跟踪计划出力收益超过 1,200 万。 未来随着储能系统成本的降低，特别是随着国家政策及相关补贴政策（包括 储能电价补贴 、储能系统安装补贴以及峰谷电价等）以及相关调度机制的贯 彻落实和完善，未来储能拥有良好的盈利前景。 分布式发电及微网储能收益点基本明确： CNESA 的项目数据库显示，截至 2013 年底，分布式发电及微网领域业已成为最热点的储能应用领域之一，美国、 中国及欧洲是发展最快的地区。包含储能系统的分布式发电及微网项目主要 应用于社区、工业、商业、户用、偏远地区以及军方等领域。其中，社区类 的项目数量是最多的，占所有项目数量的 50%，主要分布在美国和日本；其次 是海岛和偏远地区类储能项目，分别占总项目数量的 12%和 9%，主要在中国 和美国。储能在分布式发电及微网系统中主要有四个收益点：分时电费管理， 容量费用管理，提高供电可靠性以及提高电能质量。 图表 7. 分布式发电及微网储能盈利点分析 盈利点 实现形式 影响因素 分时 电费 管理 在电价较低时向电池充电，在电价高峰 时，电池向本地负荷放电，通过低买高卖 （用）套利或者减少本地电费的支出 峰谷电价，储能系统的能源 效率、放电时间及相关补贴 基本电费管理 在容量费低的时段保存电量，在容量费率 高的时段使用，从而降低用户用电功率， 降低容量费用来实现。基本电费管理主要 面向工业用户。 容量 /需量费率 ，储能系统容 量、放电时间 提高供电可靠性 在发生停电故障时，储能为用户供电，避 免故障修复过程中的电能中断，以保证供 电 的 可靠性 停电故障的发生频率，停电 事故给用户造成的损失程 度、配备的储能系统的容量 指标 提高电能质量 储能部署在负载端，在 其 短期故障的情况 下，可以减少电压波动、频率波动、功率 因数、谐波以及秒级到分钟级的负荷扰动 等对电能质量的影响 电能质量不合格事件的次 数、低质量的电力服务给用 户造成的损失程度、配备的 储能系统的容量指标 资料来源： CNESA、 中银国际研究 2012 年 4 月，金风北京亦庄经济开 发区厂区“金风智能微网工程”完成建设， 该项目为并网分布式发电及微网。项目包含风力发电 2,500kW，太阳能光伏发 电 503kW，储能电池 540kWh，感应电机 300kW，微型燃气轮机 130kW。微网系 统目前主要为厂区提供生产和生活用电，储能系统主要起到控制联络线功率 的长期波动以及进行瞬时功率调节的作用。计算表明，该项目的运行，每年 可以为公司节约电费 134 万元左右，同时向电网售电每年可获利 40 多万，具 有一定的经济效益，此外该项目还在节能减排方面做出了一定的贡献。 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“风、光”无限 8 调频辅助服务领域储能收益仍处于探索阶段： 目前储 能在调频辅助服务领域 应用政策最完善的国家是美国，其于 2011 年颁布的 755 号法令和 2013 年颁布 的 784 号法令，使储能技术能获得更合理的定价，增强了储能技术在调频辅助 服务里的竞争优势。截至目前，储能尚不能作为一种独立的电力资源参与我 国的辅助服务市场。在现有中国市场条件下，与辅助服务规则范围内的发电 厂联合运营，提供调频辅助服务是储能最有可能参与该市场的方式。在这种 模式下，储能用作调频辅助服务的收益大致分为三部分：一次调频考核减少 的费用、自动发电控制（ AGC）考核减少的费用、 AGC 调节补偿费用。由于储 能装臵是 和火电等发电机组联合运行，所节约的考核费用的多少，与机组参 与调频辅助服务的容量、储能容量、机组本身性能等密切相关，储能减少的 考核费用需要针对具体项目具体分析。 AGC 调节补偿方面的收益主要来自于 以下几个方面：可用容量补偿、可用时间补偿、调节电量补偿等，其随区域 电网的不同相应有所差别。 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“风、光”无限 9 储能产业技术路线日渐清晰，铅炭 +锂电成为主 流选择 通常储能技术路线的选择主要涉及三个基本因素，即技术成熟度、应用领域 的广泛性与配臵成本的高低。相比于其他储能方式，化学储能的应用领域更 为广泛，技术成熟度也相对较高，成本下降的空 间也较大，因而成为各国储 能产业研发和创新的重点领域。 抽水蓄能与铅酸电池技术最为成熟，锂离子电池商业化程度高 科技进步推动了储能领域一次又一次的技术革新，尽管如此，新技术从实验 室阶段到大规模产业化的历程只能缩短，不能跨域。截至目前，铅酸电池技 术和抽水蓄能技术最为成熟，已经开发使用超过一百年；以锂离子电池为代 表性的第二代化学电池在上个世纪末完成了从实验室研发到大规模商业化的 过程，目前正积极致力于储能及汽车用动力电池领域的应用；燃料电池、液 流电池、金属 -空气电池等技术正处于商业化的前夕，具有进一步发展的潜力。 图表 8. 不同储能技术的成熟度 注： PHS-抽水蓄能； CAES-压缩空气储能， Flywheel-飞轮储能， Lead-Acid-铅酸电池， Li-ion-锂离子电 池， ZnBr-锌溴液流电池， VRB-全钒液流电池， ZEBRA-镍氢电池， NaS-钠硫电池， Capacitor/Supercapacitor-电容 /超级电容器， SMES-超导储能， Fuel cell-燃料电池， Metal-air-金属 -空气 储能， NiCd-镍镉电池， PSB-多硫化钠溴液流电池， Solar fuel-太阳能燃料电池， AL-TES-水 /冰储热 / 冷系统， CES-低温储能系统， HT-TES-储热系统 资料来源： 中银国际研究 、《工程热物理纵横》 化学电池储能产业链基础较好，下游市场发展潜力大 对于新兴产业来说，产业链的完善程度对于该产业的迅速大规模商业化具有 重要的基础作用。特别对于我国，由于之前在新能源领域的大力投入，化学 储能技术已经具备相当的产业基础，涉及产业链上游的原材料和产品生产环 节已经比较成熟，而产业链下游的应用和市场方面则还需要很大的发展和完 善的空间，随着国家相关政策的逐步落实以及技术的进步，非常有希望在成 为我国储能产业的突破口。 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“风、光”无限 10 图 9 储能产业链示意图 资料来源： 中银国际研究 化学电池应用领域最为广泛，综合配臵成本较低 根据各种储能技术的功率等级、持续发电时间、储能周期、能量密度和循环 寿命等性能参数的不同，其应用类型可分为能源管理类（中大规模储能容量 需求，可配臵大容量电池组、抽水蓄能等）、电能质量类（储能装臵响应速 度需达到毫秒级，可配臵锂离子电池、铅炭 /铅酸电池、超级电容、飞轮等） 和电能桥接类（储能装臵兼具较快响应速度和较大容量，可配臵锂离子电池、 铅炭 /铅酸电池、液流电池等），化学电池在各领域均得到广泛应用。此外， 化学电池 的储存周期较长，放臵数十天对性能的影响也在可接受范围内。综 合考虑全寿命周期及相关性能，化学电池的储能配臵成本最优。 图表 10-1. 当前主流电力储能装臵的技术指标（ 1） 技术路线 功率等级 持续发电时间 储能周期 配臵成本 能量自耗 散率 储能 期限 美元 /千瓦时 抽水蓄能 100~5000MW 1~24 小时以上 极低 小时 ~月 5~100 飞轮储能 0~250kW 毫秒 ~15 分钟 接近 100% 秒 ~分钟 1,000~5,000 铅酸电池 0~20MW 秒 ~小时 0.1~0.3%/天 分钟 ~天 100~200 铅炭电池 0~10MW 秒 ~小时 0.1~0.3%/天 分钟 ~天 200~300 锂离子电池 0~100kW 分钟 ~小时 0.1~0.3%/天 分钟 ~天 500~1,000 全钒液流电池 30kW~3MW 秒 ~10 小时 低 小时 ~月 700~1,000 锌溴液流电池 50kW~2MW 秒 ~10 小时 低 小时 ~月 300~600 镍氢电池 0~300kW 秒 ~小时 15%/天 秒 ~小时 200~300 钠硫电池 50kW~8MW 秒 ~小时 20%/天 秒 ~小时 300~500 超级电容器 0~300kW 毫秒 ~60 分钟 20~40%/天 秒 ~小时 300~2,000 超导储能 100kW~10MW 毫秒 ~8 秒 10~15%/天 分钟 ~小时 1,000~10,000 燃料电池 0~50MW 秒 ~24 小时以上 接近零 小时 ~月 10,000 以上 金属 -空气储能 0~10kW 秒 ~24 小时以上 极低 小时 ~月 10~60 资料来源 ： 中银国际研究 、《工程热物理纵横》 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“风、光”无限 11 图表 10-2. 当前主流电力储能装臵的技术指标（ 2） 技术路线 能量密度 Wh/kg 寿命 /年 循环次数 环 境影响 应用领域 抽水蓄能 0.5~1.5 40~60 —— 负面，气候恶化 水力发电 飞轮储能 10~30 ~15 ≥20,000 几乎没有 应急电源、电网调 峰和频率控制 铅酸电池 30~50 5~15 500~1,000 负面，污染物 备用电源、 电动自行车 铅炭电池 30~60 10~20 1,000~5,000 负面，污染物 风光储能、电动汽 车、启停电池 锂离子电池 120~200 5~20 2,000~5,000 中性 风光储能，电动汽 车，电子设备 全钒液流电池 10~30 5~10 ≥10,000 负面，毒性 +腐蚀 大规模风光储能， 智能电网 锌溴液流电池 30~50 5~10 ≥2,000 负面，毒性 +腐蚀 大规模风光储能 镍氢电池 75~150 10~15 500~1,800 中性 通讯设备、电动工 具、 电动自行车 钠硫电池 150~240 10~15 ~2,500 负面，泄露风险 风光储能、通讯基 站 超级电容器 1.5~2.5 ≥20 ≥100,000 中性 汽车 启动 、智能水表 超导储能 0.5~5 ≥20 ≥100,000 负面，强磁场 电力系统负载调节、新能源并网 燃料 电池 800~10,000 5~15 ≥1,000 小，有少许污染 电动汽车。分布式 电网及微网 金属 -空气储能 150~3,000 —— 100~300 小，有少许污染 航空、大规模风光 储能 资料来源 ： 中银国际研究 、《工程热物理纵横》 锂电 +铅炭技术趋势成为主流选择 根据我国当前的储能产业现状，针对当前主流的化学储能技术，综合考虑技 术成熟度、产业链完备情况、配臵成本、适用领域等四个方面的因素，可以 得到如下结论： 铅酸电池短期仍将占据一定市场份额： 铅酸电池是目前技术最成熟，成本最 低且可靠性强的电池技术 ，在我国产业链完备，其应用领域也十分广泛：车 用启动电池、通讯基站的储备电源、电动自行车的动力电池等等。未来一段 时间内铅酸电池仍将在我国电池产业占据相当的市场份额，尽管如此，由于 铅酸电池的循环寿命较短且比能量密度较低，不适用于未来大规模储能的发 展方向。随着其他电池技术生产成本的降低和技术成熟度的提高，铅酸电池 将逐渐被其他电池技术所替代。 钠硫电池、锌溴液流电池商业化难度极大，全钒液流电池短期内难以实用化： 钠硫电池和锌溴电池在国内均缺乏自有技术，核心技术均为美日等国垄断， 目前仍处于实验室研究阶段。此外两种储能技 术在我国的相关产业链环节缺 失严重，从上游原材料、产品制造到下游市场几乎全处于空白，商业化难度 太大。相比而言，全钒液流电池的核心技术已为国内多家单位所掌握，技术 壁垒大大降低，同时产业链上游的原材料及产品环节已经基本具备， 2011 年 国网风光储能示范工程一期招标中标的五个项目中，唯一的一个非锂离子电 池储能技术即为北京普能公司的全钒液流电池技术。但该储能技术能量密度 较低、成本过高导致其短期内难以得到大规模应用。业内乐观估计，全钒液 流电池的制造成本和能量密度有望在未来 3-5 年的到有效改进，届时该储能技 术在大规模可再生 能源储能方面的应用值得期待。 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“风、光”无限 12 兼具成本与性能优势，铅炭电池成储能产业新宠： 铅炭电池的实质，是铅酸 电池和电容性活性炭材料的有机结合，经历“内并式”铅炭电池的过渡阶段 发展至今。铅炭电池的制备工艺比超级铅酸电池简单，其特点在于把铅酸电 池和电化学电容器两种装臵进行了有效互补，得到了循环性能更优、功率密 度更高的新型铅酸电池 —— 铅炭电池。 图表 11. 铅炭电池原理图 资料来源： 中银国际研究 活性炭材料的存在可以有效改进电池的循环寿命和功率性能，在放电深度为 60%DOD 时，电池循环次数超过 3,000 次，完全满足 国家在储能循环寿命方面 的指标要求，制造成本比普通铅酸电池仅增加 10%左右。此外，铅炭电池在我 国的大规模应用有着雄厚的产业基础，其可沿用铅酸电池完备的产业链。同 时，以浙江南都电源为代表的我国企业已经拥有铅炭电池核心技术的自主知 识产权，技术水平国际领先，技术壁垒因而大大降低。南都电源的相关产品 已经成功应用于部分新能源城市微网示范项目，目前运行情况良好。 图表 12. 南都电源铅炭电池技术路线中标的储能示范项目（部分） 年份 项目名称 技术路线 项目意义 2012 新疆吐鲁番微电网示范工程 铅炭电池 国内首个新 能源示范城市兆瓦级储 能项目 2013 浙江鹿西岛 4MWh 新能源微网储能项目 铅炭电池 南都公司在浙江省内中标的最大微 网储能示范项目 2013 国家风光储输示范工程项目 铅炭电池 铅炭电池储能技术国内获得的最高 认可 资料来源：公司公告、 中银国际研究 综合性能突出，锂离子电池进入二次大发展时代： 锂离子电池凭借能量密度 高、循环寿命长、成本较低、绿色环保等优势得到广泛应用，目前已在消费 电子类产品中占据绝对垄断地位，完成了第一次大发展。我国锂离子电池产 业链完备，从上游原材料到下游应用已经完全实现了规模化和市场 化，很多 企业和技术水平达到了国际领先， 2014 年我国锂离子电池产业规模达到 715 亿元，同比增长 15%。 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“风、光”无限 13 图表 13 2010-2014 年我国锂离子电池产业规模 523 557 596 650 715 30% 6% 7% 9% 15% 0 100 200 300 400 500 600 700 800 2010 2011 2012 2013 2014 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 产业规模( 左轴) 同比增长( 右轴) ( 亿元) 资料来源 ：中国化学与物理电源行业协会、 中银国际研究 随着新能源汽车、储能产业的快速发展，动力和储能用锂离子电池快速挤占 原有消费电子类产品的市场份额，锂离子电池步入了二次大发展时代。 图 表 14 2012-2014 年锂离子电池市场份额的变化 92% 91% 83% 5% 6% 13% 2% 3% 4% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 2012 2013 2014 消费电子类 动力电池 储能型电池 资料来源 ：中国化学与物理电源行业协会、 中银国际研究 储能型锂离子电池的市场占比在 2014 年达到 4%，比 2012 年的 2%、 2013 年的 3%，一年上一个新台阶。目前锂离子电池已成功应用于多项储能示范项目， 其中最具代表性的就是张北国家风光储输一期项目。麦肯锡预测 10 年内锂离 子电池组的成本将下降三分之一，势必加快储能用锂离子电池的发展。 图 表 15. 张北风光储输示范项目一期储能项目中标情况 中标公司 技术路线 中标金额 /万元 系统单价 比亚迪 磷酸铁锂 14,840 4,122 ATL 磷酸铁锂 8,456 5,285 中航锂电 磷酸铁锂 6,091 6,768 万向 磷酸铁锂 1,444 7,219 资料来源：公司公告、 中银国际研究 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“风、光”无限 14 中国储能产业迎来历史性机遇 能源问题一直是我国经济可持续发展的瓶颈，改善传统能源利用率和提高可 再生能源比例，从而实现能源结构的优化是解决能源制约因素的必由之路。 近期提出的“能源互联网”概念将成为我国未来的能源产业主导战略，储能 产业作为其中关键一环，扮演着能源芯片的角色，愈发受到国家政策的青睐。 此外，随着前期相关示范项目的顺利进行，储能产业的技术积累也日益丰厚， 成本控制也得到有效改善，目前已处于大规模产业化的前夕。 能源互联网战略推动储能产业步入发展快车道 能源互 联网是针对新能源所形成的广域能源互联技术，其以用户需求为核心， 强调全产业链低碳化，涵盖可再生能源并网、分布式发电及微网、智能电网、 智慧城市等诸多范畴，其大致可分为四级架构，如 图表 6 所示。该战略的实施 将重构现有的能源交易体系，大幅提升能源的生产及使用效率，实现能源消 费量交易的融合。储能在整个体系中将扮演能源芯片的关键角色，辅助能量 管理，以实现能源系统的数字化。未来储能产业将成为新能源产业革命的核 心，是能源结构转化的关键与推手。 目前，欧美日等发达国家都制定了储能产业的扶持政策，除了提供必要的一 次性财政补贴和税 收减免政策外，电价补贴、提高参与商业化电力交易的灵 活性等激励手段也被广泛采用，以加快其大规模商业化步伐。部分国家如美 国已将储能产业发展上升至国家能源战略高度。 相比而言，我国目前的储能政策相对比较模糊，一般都是散落在对现有新能 源扶持政策之中，缺乏具体的税收，价格补贴等措施。我国未来的储能扶持 政策很可能在民间资本参与、融资和运营模式方面提供更多创新政策，以避 免单纯财政补贴所引发的一些弊端；同时有望在地方政府的管理方式和商业 模式方面提供更多优惠政策；此外，继续扩大储能示范项目的实施力度也将 是未来储能扶持政策的重 要组成部分。总之，日益完善的储能扶持政策将助 推储能产业提速。 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“风、光”无限 15 图 表 16. 能源互联网架构 资料来源： 中银国际研究 图 表 17. 美国与我国涉及储能产业相关政策的比较 美国 中国 实施 部门及 政策 政策内容 实施 部门及 政策 政策内容 美国国会通过《 2009 可再生与绿 色能源存储技术法案》 拨款 24 亿美金，投入到新能源汽 车、储能电池和智能电网领域的 研究 全国人大通过的《可再生能源法 修正案》 第一次提到储能的发展 美国国会通过《 2010 可再生与绿 色能源存储技术法案》 针对大规模储能、局地储能、户 用储能等储 能系统的投资税收减 免、性能标准和项目进展等方面 做出了具体规定 科技部发布《国家 “十二五 ”科学和 技术发展规划》 把储能作为战略必争领域，指出 我国将大力推动新能源、智能电 网、电动汽车等产业的发展 美国加州公用事业委员会发布 《 2011 年 SGIP 计划》 创造性的提出为独立储能系统提 供补贴 国家发改委等五部委联合 发布的 《当前优先发展的高技术产业化 重点领域指南 (2011 年度 )》 首次加入了动力电池及储能电池 一项，成为指南优先提及的领域。 美国参议院 为每个并网及分布式储能系统提 供了封顶额度为 4,000 万美元的 补贴 ，投资税降低 20%的优惠。 科技部发布的《国家能源科技 “ 十 二五 ” 规划（ 2011-2015）》 “ 新能源技术 ” 和 “ 发电与输配 电技术 ” 领域明确包括了储能技 术 美国能源部 对于符合条件的各类大容量储能 设备、用于家庭、工厂、商业中 心的分布式可再生能源储能设 备、用于插电式混合动力汽车的 储能设备可享受 20～ 30%的投资 税收抵免。 十一届人大四次会议通过 《中华 人民共和国国民经济和社会发展 第十二个五年规划纲要》 明确指出 “ 依托信息、控制和储 能等先进技术，推进智能电网建 设 ” ，储能第一次出现在国家政策 性纲领文件中 资料 来源： 中银国际研究 储能示范项目助推产业提速 储能产业在我国仍处于产业导入期，前期主要以功能示范性项目为主。示范 项目对于储能技术的选择与优化、运营方式的熟悉与改进、成本控制机制的 建立具有重要意义。我国储能技术的应用于 2010 年开始起步，当年装机容量 增长 241%，随后两年增速分别为 8%和 27%。 CNESA 日前发布的《储能产业研 究白皮书 2015》中指出，截至 2014 年末，我国储能累计装机规模达 84.4MW（不 含抽水蓄能、压缩空气和储热），占全球储能装机容量的 10%，新增项目 63 个，装机容量为 31MW，年增长率 58%。 2015 年 8 月 17 日 “能”动未来，“风、光”无限 16 锂离子电池备受青睐，铅酸电池紧随其后： 锂离子电池技术在我国的储能装 机占比最大，达到 71%；其次是铅酸电池和液流电池，分别为 14%和 10%，这 三种技术几乎垄断了我国的储能市场。 图 表 18. 我国储能累计装机规模（不含抽蓄、压缩空气及储热） 1 0 .2 3 4 .8 3 7 .6 4 7 .7 6 4 .9 8 4 .4 2 4 1 .1 7 % 8 .0 4 % 2 6 .8 6 % 3 6 .0 6 % 3 0 .