国信证券;大圆柱电池-电池技术新发展，量产推动相关材料需求共振.pdf

请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 | 2023年 06月 26日 超 配锂 电 行 业 深 度 系 列 十 二 ： 大 圆 柱 电 池 电 池 技 术 新 发 展 ， 量 产 推 动 相 关 材 料 需 求 共 振 核 心 观 点 行 业 研 究 · 行 业 专 题 电 力 设 备 · 电 池 超 配 · 维 持 评 级 证 券 分 析 师 ： 王 蔚 祺 联 系 人 ： 李 全 010-88005313 021-60375434 wangweiqi2@guosen.com.cnliquan2@guosen.com.cn S0980520080003 市场走势 资料来源：Wind、国信证券经济研究所整理 相关研究报告 《锂电产业链周评（6 月第 4 周）-新能源车购置税减免政策延期， 钠电乘用车型获工信部公示》 ——2023-06-24 《锂电产业链周评（6 月第 3 周）-锂电企业出海进展向好，新能 源车下乡助力需求提振》 ——2023-06-17 《锂电产业链周评（6 月第 2 周）-6 月产业链生产有望持续回暖， 比亚迪加速钠电产业化》 ——2023-06-10 《锂电产业链周评（6 月第 1 周）-新能源车购置税减免政策延续， 储能电芯报价短期上行》 ——2023-06-03 《锂电产业链周评（5 月第 4 周）-电池企业加快储能产品布局， 锂盐报价略有回调》 ——2023-05-28 46 系 大 圆 柱 电 池 设 计 兼 顾 性 能 与 经 济 性 ， 预 计 2023 年 大 规 模 量 产 。 圆柱电 池自商业化之初，直径尺寸经历了18mm、21mm 再到现在46mm的持续升级。 2020 年9 月特斯拉正式发布4680 大圆柱电池。该电池具有：电芯材料单位 用量减少、BMS 控制难度降低；较高的能量密度与成组效率；优异的倍率性 能以及较低的成本等优势。实际上尺寸扩大也会增加电池在安全、寿命等方 面的风险，46mm直径是当前工艺水平下兼顾性能与经济性的优选方案之一。 动 力 电 池 率 先 应 用 ， 储 能 场 景 打 开 发 展 空 间 。 大圆柱电池拥有高能量密度、 强快充、高安全、长寿命等相对优势，与中高端乘用车对于长续航和超快充 的需求较为契合。特斯拉在电动车行业率先引入大圆柱电池，宝马、蔚来等 车企快速跟进布局。同时，大圆柱电芯具有高安全、高倍率以及灵活性强等 优势，有望在户储市场发力。2021 年，亿纬锂能推出40系列圆柱产品并应 用于户储领域；鹏辉能源40系列圆柱电芯在2022 年开始量产交付给公牛集 团等客户；2023 年初，马斯克表示特斯拉未来或将大圆柱电池应用于储能领 域。我们预计2023 年全球大圆柱电池可匹配的市场需求为23GWh，其中储能 /动力分别为 0.3/22.4GWh；2026 年我们预计全球大圆柱电池需求有望达到 238GWh，2023-2026 年年均复合增速为119%。 电 池 企 业 布 局 加 速 ， 松 下 、 亿 纬 锂 能 等 量 产 进 度 行 业 领 先 。 2023 年初特斯拉 宣布扩建内华达州工厂，计划将大圆柱电池年产能提升至100GWh。松下2024 年开始大规模量产大圆柱电池，现有规划年产能超40GWh。亿纬锂能大圆柱 电池产能规划超80GWh，其中荆门20GWh 基地预计2023 年下半年开始向国内 车企出货。三星SDI、LG 新能源、宁德时代、中创新航也在建设产能。我们 预计2026 年全球大圆柱电池产能有望达到400GWh。 大 圆 柱 电 池 推 动 材 料 体 系 与 工 艺 升 级 ， 结 构 件 与 辅 材 优 化 明 显 。 大圆柱电池 使用高镍正极、硅负极、LISFI 等高性能材料，推动电池性能朝向高能量密 度、强快充方向发展。针对硅负极导电性差、体积膨胀率高等问题，碳纳米 管、补锂剂等优质辅材需求有望快速提升。同时，大圆柱电池壳体增厚、采 用热电分离设计新增集流盘等，对于结构件提出更高要求，头部企业有望凭 借工艺和客户优势改善竞争格局。此外，预镀镍能够优化电池壳体性能，龙 头企业份额有望持续提升。 风 险 提 示 ： 需求不及预期；行业竞争格局恶化；产品验证不及预期。 投 资 建 议 ： 关注在大圆柱电池产业链布局领先的电池与材料企业：亿纬锂能、 宁德时代、中创新航、鹏辉能源、容百科技、当升科技、华友钴业、璞泰来、 天赐材料、新宙邦、天奈科技、德方纳米、厦钨新能等。 重 点 公 司 盈 利 预 测 及 投 资 评 级 公 司 公 司 投 资 昨 收 盘 总 市 值 EPS PE 代 码 名 称 评 级 （ 元 ） （ 亿 元 ） 2023E 2024E 2023E 2024E 300750.SZ 宁德时代 增持 224.91 9888 10.05 12.38 22.38 18.17 300014.SZ 亿纬锂能 买入 58.99 1207 2.97 4.42 19.87 13.36 300073.SZ 当升科技 买入 49.04 248 4.39 4.98 11.18 9.84 688116.SH 天奈科技 增持 43.50 101 1.88 3.01 23.09 14.47 资料来源：Wind、国信证券经济研究所预测 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 2 内 容 目 录 大 圆 柱 电 池 推 动 技 术 升 级 ， 产 业 化 持 续 加 速6 圆柱电池技术成熟、一致性高，海外市场应用广泛6 大圆柱电池的尺寸设计兼顾性能与经济性7 大圆柱电池在设计与工艺实现全面升级8 动 力 市 场 率 先 应 用 ， 储 能 场 景 打 开 发 展 空 间11 电动车渗透率稳步提升，储能迎来爆发式增长11 电动车市场：特斯拉先发布局，国内外车企快速跟进16 储能市场：企业加速布局，助力大圆柱需求提升18 2026 年全球大圆柱电池需求有望达到 238GWh18 大 圆 柱 电 池 推 动 电 化 学 体 系 优 化 与 迭 代20 正极：助力高镍与超高镍材料需求快速增长20 负极：硅负极产业化加速21 电解液：新型锂盐 LiFSI 用量有望稳步提升22 结构件：龙头地位稳固，预镀镍加速渗透23 导电剂：单壁碳管更适配高镍+硅负极体系27 补锂剂：提升能量密度，改善首圈效率28 投 资 建 议 ： 关 注 产 业 链 布 局 领 先 的 公 司30 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 3 图 表 目 录 图1： 报告框架图.5 图2： 圆柱电池发展历程.7 图3： 全球动力电池形状占比.7 图4： 圆柱电池续航性能与成本变化.8 图5： 全极耳示意图.8 图6： 全极耳设计使得产热更均匀且各部分产热率更低.8 图7： 干电极与湿法电极容量循环周次图.9 图8： 干电极与湿法电极容量循环周次以及库伦效率对比.9 图9： 21700 电池与 4680 电池生产工艺对比10 图10： 特斯拉大圆柱电池 CTC 设计.10 图11： 全球新型储能新增装机规模（GW）.12 图12： 2021 年全球电化学储能各场景装机功率占比12 图13： 2023 年 5 月全国各地代理电价峰谷价差（元/kWh）14 图14： 2022 年全球户用储能新增装机分布情况15 图15： 德国电价指数 KWK-Preis（EUR/MWh）15 图16： 美国主要州际交易所电力加权平均价格（USD/MWh）.15 图17： 部分电池企业大圆柱电池产能规划（GWh）.18 图18： 全球大圆柱电池产能布局情况（GWh）.18 图19： 大圆柱电池产业链示意图.20 图20： 大圆柱电池结构爆炸图.23 图21： 比克电池大圆柱电池顶盖结构示意图.23 图22： 亿纬锂能大圆柱电池结构示意图.24 图23： 比克电池大圆柱电池顶盖结构示意图.24 图24： 预镀镍钢基带与后镀镍钢壳的生产流程.25 图25： 预镀镍钢基带与后镀镍钢壳的性能对比.25 图26： 单壁碳纳米管能提高 NCM811 电池的倍率性能.27 图27： 单壁碳纳米管能提高搭载硅基负极电池循环寿命.27 图28： 补锂剂作用机理图.28 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 4 表1： 不同封装形态电池特点.6 表2： 全球及主要国家或地区新能源车销量情况（万辆）.11 表3： 全球及主要国家或地区动力电池装机量（GWh）.12 表4： 储能电池细分应用领域介绍.13 表5： 部分省份强制配储政策.13 表6： 全球新型储能市场装机情况（GWh）.16 表7： 部分车企大圆柱电池应用情况.16 表8： 部分电池企业在动力大圆柱电池布局情况.17 表9： 部分电池企业在储能大圆柱电池应用展望.18 表10： 全球大圆柱电池需求量（GWh）.19 表11： 部分正极或前驱体企业高镍产品布局情况.20 表12： 不同负极材料性能情况.21 表13： 部分负极企业硅负极布局情况.22 表14： 不同锂盐性能对比.22 表15： 部分企业 LiFSI 产能规划（万吨）.23 表16： 部分企业大圆柱结构件产品布局进展.24 表17： 全球预镀镍需求测算.26 表18： 部分镀镍钢带生产企业情况.26 表19： 预镀镍钢带性能对比.27 表20： 各企业单壁碳纳米管粉体性能情况.28 表21： 正极补锂剂主要产品.29 表22： 部分企业补锂剂布局情况.29 表23： 产业链部分公司盈利预测及估值（2023.6.25）.30 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 5 图1：报告框架图 资料来源：中汽协，特斯拉官网，国信证券经济研究所整理 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 6 大 圆 柱 电 池 推 动 技 术 升 级 ， 产 业 化 持 续 加 速 圆 柱 电 池 技 术 成 熟 、 一 致 性 高 ， 海 外 市 场 应 用 广 泛 按 照 封 装 形 式 来 划 分 ， 锂 电 池 可 以 分 为 方 形 、 圆 柱 与 软 包 三 种 形 态 。 1） 方形电池：多采用卷绕或叠片工艺制造，封装材料采用方形铝壳或钢壳制得 的电池。方形电池具有强度高、内阻小、寿命长、空间利用率高等优点；但其生 产工艺难以统一、且散热难度大。 2） 软包电池：使用铝塑膜作为封装材料的聚合物锂电池。软包电池具有形状灵 活、能量密度高、安全性高等优势；但其制造难度较大、一致性相对较低。 3） 圆柱电池：多采用圆柱钢壳来进行封装的电池。圆柱电池起步较早、技术成 熟度高、成本低、产品一致性高；但其能量密度较低、产品的成组效率较低。 表1：不同封装形态电池特点 软 包 电 池 方 形 电 池 圆 柱 电 池 壳体 铝塑膜 钢壳或者铝壳 钢壳或者铝壳 制造工艺 叠片或卷绕 叠片或卷绕 卷绕 能量密度 高 中 中 充放电倍率 高 中 低 成组效率 中 高 中 安全性 高 低 中 生产效率 低 中 高 标准化程度 低 低 高 散热性 高 高 中 一致性 低 低 高 优点 能量密度高、安全性能好、重量轻、设 计灵活性好 对电芯保护作用强、成组效率高 生产工艺成熟、电池包成本低、一致性 高 不足 生产效率低，一致性差，成本高，机械 强度低 设计外观固定，单体密度低，成本较高， 边角处化学活性低长期使用电池性能 下降明显，PACK 散热效果较差 成组能量效率低，充电功率不足，循环 寿命短 资料来源：中国汽车技术研究中心、国信证券经济研究所整理 圆 柱 电 池 由 索 尼 公 司 发 明 ， 早 期 应 用 于 消 费 电 池 ， 特 斯 拉 将 其 在 电 动 车 领 域 普 及 。 1991 年索尼公司发明全球首款商业化锂电池-18650 圆柱电池，开启锂电池商业化 进程。早期圆柱电池多用于笔记本电脑等消费类产品。2008 年，特斯拉 Roadster 上市，搭载松下生产的近 7000 颗圆柱电池，开创电动汽车应用圆柱电池的先河。 2017 年，特斯拉与松下联合推出 21700 圆柱电池并搭载于 Model 3 中，该电池采 用 NCA+少量掺硅负极方案，单体容量较 18650 电池提升约 50%。2020 年 9 月，特 斯拉正式发布 4680 大圆柱电池，单体容量较 21700 电池提升 5 倍，并且成本实现 进一步优化。 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 7 图2：圆柱电池发展历程 资料来源：中国汽车技术研究中心，特斯拉官网，国信证券经济研究所整理 圆 柱 电 池 在 海 外 电 动 车 市 场 应 用 广 泛 。 国内宁德时代、比亚迪等企业长期以方形 电池作为主要路线，2022 年圆柱电池在国内装机占比仅为 3.4%。海外市场松下坚 持圆柱电池路线，韩国三星 SDI、LG 新能源在圆柱电池方面也具备连贯成熟的技 术布局。车企方面，特斯拉、Rivian、捷豹路虎等海外车企均搭载圆柱电池。2020 年全球动力电池中圆柱电池需求占比达到 23%，同期国内市场中圆柱占比仅为 13%。 图3：全球动力电池形状占比 资料来源：SNE Research，智研咨询，国信证券经济研究所整理 大 圆 柱 电 池 的 尺 寸 设 计 兼 顾 性 能 与 经 济 性 圆 柱 电 池 持 续 呈 现 大 型 化 趋 势 。 圆柱电池先后进行了直径 18mm、21mm 再到现在 46mm 的持续升级。 大 圆 柱 电 池 优 势 在 于 ： 1） 电 芯 用 量 减 少 、 BMS 控 制 难 度 降 低 。 2） 能 量 密 度 与 成 组 效 率 提 升 ： 电池直径增加使得电池支架板和集流片孔径增大、 重量减轻，并且电池包内结构件用量减少，能量密度与成组效率有望提升。 3） 倍 率 性 能 提 升 ： 全极耳设计缩短电子传输路径、提高传输速度，降低内阻、提高快 充性能。 4） 低 成 本 ： 在高能量密度材料与结构件用量减少推动下，据特斯拉发布 会数据，4680 电池组层面单 Wh 成本较 21700 电池能够降低 14%。 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 8 直 径 46mm 左 右 的 尺 寸 设 计 是 当 前 兼 顾 性 能 与 经 济 性 的 优 先 方 案 之 一 。 尺寸的持 续增大会提高电池的安全性、循环寿命风险。从直径 46mm 开始，整车的续航开始 下降，同时降本的边际效益递减，因此从电池包的整体性能和成本两方面衡量， 46mm 直径的圆柱电池是当前工艺水平下兼顾性能与经济性的优先方案之一。 从高度上而言，46 大圆柱电池具有 80/95/120mm 等多种设计。由于高度变化不影 响圆柱电芯的径向散热，故而电池企业会根据客户需要灵活设计产品。 图4：圆柱电池续航性能与成本变化 资料来源：特斯拉（电池日发布资料)，国信证券经济研究所整理 大 圆 柱 电 池 在 设 计 与 工 艺 实 现 全 面 升 级 大 圆 柱 电 池 采 用 全 极 耳 技 术 提 升 快 充 性 能 、 增 大 散 热 面 积 。 极耳是从圆柱电芯中 将正负极引出的金属导电体，主要成分为铝和铜，是电池充放电的接触点。全极 耳技术是将电子的传输路径从沿极耳到集流盘的横向传输变为集流体纵向传输。 全 极 耳 技 术 优 势 在 于 ： 1） 提 高 安 全 性 ： 电子流通路径缩短，电池发热量有望明显 下降。同时全极耳设计增大了极耳端面的散热面积，增强电池的热稳定性。 2） 提 升 倍 率 性 能 ： 全极耳设计降低电池内阻，提高电子流动速度，提高快充性能。 图5：全极耳示意图 图6：全极耳设计使得产热更均匀且各部分产热率更低 资料来源：赵宇龙.动力电池 4680 全极耳技术扫描[J].汽车工艺 师，国信证券经济研究所整理 资料来源：Li S, Kirkaldy N, et al. Optimal cell tab design and cooling strategy for cylindrical lithium-ion batteries. Journal of Power Sources. 2021；国信证券经济研究所整理 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 9 特 斯 拉 提 出 干 电 极 技 术 ， 简 化 工 艺 、 降 低 成 本 。 干电极技术是指将 PTFE（聚四氟 乙烯）粘合剂与正极/负极活性材料混合，再通过喷涂或者高温挤压等方式形成材 料带，然后将电极材料带层压到集流体上形成电极。 干 电 极 技 术 优 势 在 于 ： 1） 简 化 工 艺 ： 省却了传统湿法工艺中将具有粘合剂的溶剂 与正极/负极粉末混合后，将浆料涂在集流体上干燥的环节。 2） 降 低 成 本 ： 节省 了溶剂的原料成本与溶剂使用、蒸发、回收的设备成本。 3） 电 极 性 能 好 ：粘合剂 以纤维状存在，使得电极活性物质与导电剂颗粒接触更为紧密，电极的导电性好、 容量高、充放电速度快。 4） 兼 容 负 极 补 锂 工 艺 ：干电极技术无需使用有机溶剂， 因而负极补锂时可以直接使用锂粉，以此优化首效低的问题。 图7：干电极与湿法电极容量循环周次图 图8：干电极与湿法电极容量循环周次以及库伦效率对比 资料来源：Liang Z, Zhang W, et al. Solvent-Free Manufacturing of Lithium-ion Battery Electrodes via Cold Plasma. Energy and Environmental Materials. January 2023，国信证券经济研 究所整理 资料来源：Liang Z, Zhang W, et al. Solvent-Free Manufacturing of Lithium-ion Battery Electrodes via Cold Plasma. Energy and Environmental Materials. January 2023，国信证券经济研究所整理 大 圆 柱 电 池 生 产 流 程 主 要 包 括 ：电极制备、电芯卷绕、组装、注液、化成、分选 等几大工序。大圆柱电池与 21700 电池生产工艺差别之处主要在于：极耳模切与 揉平、集流盘焊接等工序。而大圆柱电池中的工艺改变对于良率和生产效率提出 挑战： 1） 涂 布 环 节 ： 全极耳电池涂布时，正极需要给全极耳留白，对涂布机的一致性以 及连续涂布要求更高。 2） 极 耳 揉 平 ： 大圆柱电池采用全极耳设计，需要对极片的留白激光模切。而后将 电芯卷绕后，对极耳进行揉平。极耳揉平是为了平整端部，以防划伤电池壳内壁。 极耳在揉平过程中容易产生金属碎屑，会导致电芯自放电、甚至发生内短路；另 若揉平后端面较为致密，电解液则难以进入电芯内部。 3） 集 流 盘 焊 接 ： 将揉平后的正极/负极极耳与各自的集流盘相焊接。大圆柱电池 从传统两个极耳的点焊转变为全极耳与集流盘面焊，焊接工序和焊接量都变多， 激光强度和焦距不容易控制，容易造虚焊或者温度过高损伤隔膜等问题。 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 10 图9：21700 电池与 4680 电池生产工艺对比 资料来源：电动中国，国信证券经济研究所整理 电 池 包 结 构 设 计 方 面 ， 部 分 大 圆 柱 电 池 采 用 CTC（ 电 芯 集 成 到 汽 车 底 盘 ） 设 计 。 圆柱电池壳体可提供一定的结构刚性，因而能够在受到外部冲击后更好防止形变 影响电芯内部结构，与 CTC 设计具有更高契合度。特斯拉取消了大圆柱电池阵列 的电池盖板，电池上表面零件与车身结构连接集成而后发挥了座椅固定及车身横 梁的功能，进而提高了空间利用率。根据特斯拉研究，采用 CTC 与一体化压铸技 术后，电池单 Wh 成本能够下降 7%左右。 图10：特斯拉大圆柱电池 CTC 设计 资料来源：特斯拉官网，国信证券经济研究所整理 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 11 动 力 市 场 率 先 应 用 ， 储 能 场 景 打 开 发 展 空 间 电 动 车 渗 透 率 稳 步 提 升 ， 储 能 迎 来 爆 发 式 增 长 全 球 新 能 源 车 市 场 在 政 策 、 供 给 、 需 求 推 动 下 仍 有 望 保 持 可 观 增 速 。 1） 政 策 ： 全球新能源车产业进入内生式蓬勃发展阶段，各国加大配套基础设施建 设，同时美国、欧洲部分国家仍对电动车产业提供极具吸引力的补贴政策，促进 新能源车渗透率稳步提升。 2） 供 给 ： 国内外车企持续加大研发投入，产品力不断提升，新能源车型持续丰富。 需 求 ： 我们预计 2023 年全球新能源车销量有望达到 1383 万辆，同比+27%；其中 中国/欧洲/美国销量分别有望达到 863/295/163 万辆，同比+25%/16%/64%。我们 预计 2025 年全球新能源车销量有望达到 2100 万辆，2023-2025 年均复合增速为 23%。 表2：全球及主要国家或地区新能源车销量情况（万辆） 2021 2022 2023E 2024E 2025E 中国 350.3 688.7 862.7 1053.3 1251.1 YoY 97% 25% 22% 19% 欧洲 215.9 254.0 295.1 337.9 381.9 YoY 18% 16% 15% 13% 美国 65.4 99.7 163.2 252.9 366.8 YoY 52% 64% 55% 45% 其他地区 21.3 44.1 61.7 80.2 100.3 YoY 107% 40% 30% 25% 全 球 652.9 1086.5 1382.7 1724.4 2100.0 YoY 66% 27% 25% 22% 资料来源：GGII，Marklines，国信证券经济研究所整理与预测 新 能 源 车 单 车 带 电 量 有 望 持 续 提 升 。 国内来看，自主品牌车企持续完善产品矩阵， 突破更高端市场。比亚迪、吉利等持续推出新车型，完善产品布局；长安汽车加 快中高端车型布局，推出深蓝和阿维塔、零跑推出 C01、小鹏推出 G9、广汽发布 Aion LX 等，自主品牌车企逐步上探，推出中高端车型扩大覆盖领域。美国市场， SUV、皮卡市场占总市场的 73%左右，未来伴随该细分市场电动化率的持续提升， 单车带电量显著提升。 新 能 源 车 销 量 快 速 增 长 与 单 车 带 电 量 提 升 下 ， 动 力 电 池 增 速 有 望 高 于 整 车 销 量 增 速 。 我们预计 2023 年全球动力电池装机量为 704GWh，同比+36%；其中中国/欧洲 /美国装机量分别有望达到 446/146/81GWh，同比+33%/26%/77%。我们预计 2025 年全球动力电池装机量为 1156GWh，2023-2025 年均复合增速为 28%。 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 12 表3：全球及主要国家或地区动力电池装机量（GWh） 2021 2022 2023E 2024E 2025E 中国 172.0 335.6 446.0 560.0 681.0 YoY 95% 33% 26% 22% 欧洲 89.0 116.4 146.4 179.0 213.5 YoY 31% 26% 22% 19% 美国 27.0 45.7 80.9 133.9 205.0 YoY 69% 77% 66% 53% 其他地区 8.8 20.2 30.6 42.5 56.1 YoY 130% 51% 39% 32% 全 球 296.8 517.9 703.9 915.4 1155.6 YoY 75% 36% 30% 26% 资料来源：动力电池产业创新联盟，SNE Research，国信证券经济研究所整理与预测 全 球 电 化 学 储 能 市 场 规 模 持 续 增 长 。 电化学储能凭借建设周期短、能量转换效率 高、产业链相对成熟等优势，近年来呈现高速发展态势。根据 CNESA 数据，2022 年全球新型储能新增装机量为 20.4GW，同比增长超 80%。 根据应用场景不同，储能可以分为电源侧储能、电网侧储能、用户侧储能等。根 据 CESA 数据，2021 年全球电化学储能中电源侧/电源侧辅助服务/电网侧/分布式 及微网/用户侧等场景装机规模占比分别为 30.9/32.1/26.6/4.2/6.2%。 图11：全球新型储能新增装机规模（GW） 图12：2021 年全球电化学储能各场景装机功率占比 资料来源：CNESA，国信证券经济研究所整理 资料来源：CESA，国信证券经济研究所整理 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 13 表4：储能电池细分应用领域介绍 领 域 系 统 带 电 量 作 用 主 流 电 池 产 品 电源侧 发电\电网侧：MWh 以上； 独立储能:MWh 以上； 工商业储能:0.2-10MWh 调峰调频、可再生能源并网、辅助动 态运行等 100/200/280Ah 电网侧 100KWh 以下 紧急备电 20/50Ah/100Ah 用户侧 0.5-20KWh 峰谷价差套利、电力自发自用等 50/100Ah 资料来源：高工锂电，国信证券经济研究所整理 表 前 储 能 （ 电 源 侧 储 能 （ 含 辅 助 服 务 ） +电 网 侧 储 能 ） ： 政 策 引 领 行 业 快 速 发 展 中 国 ： 强 制 配 储 政 策 刺 激 表 前 储 能 市 场 发 展 ， 商 业 模 式 演 变 优 化 储 能 经 济 性 。 根 据 CNESA 数据，2022 年国内电化学储能新增装机规模为 7.3GW/15.9GWh，同比 +200%/+280%；其中新增表前储能装机占比超 92%。 储 能 配 置 优 化 新 能 源 发 电 灵 活 性 ， 强 制 配 储 政 策 加 快 国 内 表 前 储 能 发 展 。 从电源 侧来看，配置储能能够有效减少废光废风率、平滑输出功率曲线，提高新能源项 目经济效益；从电网侧来看，储能产品能够有效参与电力市场辅助服务（包括调 频调峰、无功调节等）。 2021 年 以 来 ， 国 家 在 储 能 政 策 持 续 加 码 。 2021 年 8 月发改委、能源局发布《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 企业自建储能或调峰能力增加并网规模，超过电网企业保障性并网以外的规模初 期按照功率 15%的挂钩比例（时长 4 小时以上）配建调峰能力，按照 20%以上挂钩 比例进行配建的优先并网，国家强制配储政策正式推出。随后各地方政府分别推 出相应配储政策，国内表前储能市场进入快速发展期。 表5：部分省份强制配储政策 省 份 强 制 配 储 要 求 主 要 内 容 陕西 10%~20%、2h 新增集中式光伏发电项目，陕北、关中地区和延安市按照 10%配储；榆林市按照 20%配储 河南 10%~ 20% I 类区新能源项目配储比例 10%、时长为 2h；Ⅱ类区配储比例 15%、时长为 2h；Ⅲ类区配储比例20%、时长为 2h 山东 10%、2h 风电、光伏项目配 10%、2h 储能 贵州 10% 2021 年新增光伏项目,在消纳受限区域需配 10%储能 宁夏 10%、 2h 新能源项目储能配置比例不低于 10%、连续储能时长 2 小时以上 福建 10% 2021 年提出要优先落地一批 30 万千瓦集中光伏试点项目,储能配置比例不低于 10% 广西 15%~20%、2h 光伏配储比例 15%、时长为 2h；风电配储比例 20%、时长为 2h 河北 10%~ 20%、 4h 冀北电网区城围场、丰宁两县坝上地区所有风电、光伏发电项目按照 20%、4 小时，其他区域按 照 15%、4 小时配置储能装置；河北南网区域所有光伏发电项目按照 10%、4 小时配置储能装置(或 20%、2 小时)配置储能装置。 安徽 10%、1h 储能电站配置比例不低于 10%、连续储能时长 1 小时 内蒙古 15%、4h 新增负荷所配置的新能源项目配建储能比例不低于新能源配置规模的 15%（4 小时） 甘肃 5%+、2h 河西 5 市配置 10%以上、2h 储能；其他地区配置 5%以上、2h 配套储能设施 海南 10% 每个申报光伏平价上网项目规模不得超过 10 万千瓦，且需配套建设 10%的储能装置。 青海 10%、2h 新建新能源项目，储能容量原则上不低于新能源项目装机量的 10%，储能时长 2 小时以上。 江西 10%、1h 2021 年新增光伏发电竞争优选的的项目，可自愿选择光储一体化的建设模式，配置储能标准不低于光伏电站装机规模的 10%容量/1 小时，储能电站原则上不晚于光伏电站同步建成。 天津 10%~ 20% 单体超过 50MW 项目,光伏配储 10%、风电储能 15% 湖南 10%、2h 光伏项目配储 5%、2h ,风电项目配储 15%、2h；新增项目配建储能电站应与主体工程同步投产使用,存量项目(指 2021 年前取得指标的项目)应于 2022 年底前落实配建储能容量 资料来源：各省发改委、能源局官网，北极星储能网，国信证券经济研究所整理 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 14 商 业 模 式 优 化 ， 增 益 储 能 项 目 经 济 性 。 在强配政策背景下，各地方政府纷纷提出 政策补贴优化储能项目经济性。同时，共享储能等商业模式的提出，通过服务多 个发电项目的模式，减少新能源项目初始建设资本开支、提高资源利用效率，优 化配储经济性。 美 国 ： 补 贴 激 励 行 业 发 展 。 根据 CNESA 数据，2022 年美国新型储能新增装机规模 达到近 4.9GW，同比+39%；其中表前储能装机占比超 90%。联邦政策和地方政策对 行业发展具有积极影响。2022 年 8 月，美国正式发布 IRA 法案，针对储能提出延 长 ITC 税收抵免有效时间且放宽抵免要求： 1） 抵 免 有 效 期 延 长 ： 此前版本 2022 年抵免比例开始滑坡，现行版本 2033 年之后再滑坡。 2） 抵 免 力 度 增 加 ： 税收抵 免由基础抵免+额外抵免构成，其中基础抵免额度由过去最高的 26%提升至 30%、 结合额外抵免后最高可抵免税收的 70%。 3） 独 立 储 能 纳 入 ITC 补 贴 范 围 。 用 户 侧 储 能 ： 刚 需 +电 价 高 企 助 推 发 展 国 内 峰 谷 价 差 拉 动 工 商 业 储 能 发 展 。 据中关村储能产业技术联盟统计，2023 年 6 月全国各地代理电价峰谷价差均值为 0.69 元/KWh，低于 2022 全年价差 0.70/kWh， 与 2023 年 5 月价差略有降低；已有 16 个地区峰谷价差达到工商业储能实现经济 性的门槛价差 0.70 元/kWh；较 2023 年 5 月，仅广西价差下降至 0.70 元/kWh 以 下。随着部分区域的尖峰电价机制建立，给工商业储能带来了更大应用空间。 图13：2023 年 5 月全国各地代理电价峰谷价差（元/kWh） 资料来源：中关村储能产业技术联盟，国信证券经济研究所整理 户 储 市 场 高 速 增 长 ， 美 国 &欧 洲 引 领 发 展 。 根据 EV Tank 数据，2022 年全球户用 储能新增装机量为 15.6GWh，同比+136%；其中欧洲占比高达 36%以上。 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 15 图14：2022 年全球户用储能新增装机分布情况 资料来源：EV Tank，国信证券经济研究所整理 电 价 偏 高 +用 电 稳 定 性 推 动 户 储 市 场 发 展 ： 1） 灾 害 频 发 下 用 电 稳 定 性 需 求 推 动 户 储 发 展 。 美国的电力设施相对老旧且各州电网相对独立，相互之间难以调度协同， 在飓风、暴风雪等自然灾害频发影响下，居民会出现用电中断等问题。户储能够 有效保障居民用电的稳定性。 2） 居 民 用 电 偏 高 ， 户 储 经 济 性 明 显 。 近年来通货膨 胀影响下能源价格持续居高不下，海外居民电价高、上网电价低，政策给予税收 优惠及资金补贴下户储具有较高经济性。 图15：德国电价指数 KWK-Preis（EUR/MWh） 图16：美国主要州际交易所电力加权平均价格（USD/MWh） 资料来源：EIA，国信证券经济研究所整理 资料来源：EEX，国信证券经济研究所整理 我 们 预 计 2023 年 全 球 新 型 储 能 装 机 有 望 达 到 133GWh， 2026 年 全 球 新 型 储 能 新 增 装 机 量 有 望 达 到 810GWh， 2023-2026 年 均 复 合 增 速 达 到 82%。 分地区来看，2026 年美国/欧洲/中国新增装机量分别为 197/185/310GWh；分应用 场 景 来 看 ， 表 前 储 能 / 工 商 业 储 能 / 户 用 储 能 2026 年 新 增 装 机 分 别 为 548/75/187GWh。 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 证 券 研 究 报 告 16 表6：全球新型储能市场装机情况（GWh） 2021 2022 2023E 2024E 2025E 2026E 美 国 表前储能 9 10 32 71 120 169 户用储能 1 2 5 10 16 21 工商业储能 0 0 1 3 5 7 小计 11 12 38 84 141 197 YOY 16% 211% 120% 69% 39% 欧洲 表前储能 3 4 10 22 42 59 户用储能 2 6 15 36 69 104 工商业储能 1 1 4 8 15 22 小计 5 10 28 67 126 185 YOY 100% 171% 137% 89% 47% 中国 工商业储能 0 2 5 11 21 31 表前储能 4 14 41 103 186 279 小计 5 16 46 115 207 310 YOY 224% 189% 150% 80% 50% 其他地区（日本、 韩国、澳大利亚 等） 户用储能 2 4 10 23 43 62 工商业储能 0 1 2 6 10 15 表前储能 1 1 10 18 32 42 小计 3 5 21 47 85 119 YOY 114% 294% 120% 80% 40% 全球 户用储能 5 11 29 70 128 187 工商业储能 2 4 12 28 50 75 表前储能 17 29 93 215 381 548 合 计 23 44 133 312 559 810 YOY 93% 204% 134% 79% 45% 资料来源：WoodMackenzie，ACP，Delta-EE，EASE，SPE，CNESA，GGII ，国信证券经济研究所整理与预测 电 动 车 市 场 ： 特 斯 拉 先 发 布 局 ， 国 内 外 车 企 快 速 跟 进 大 圆 柱 电 池 的 高 能 量 密 度 、 强 快 充 、 高 安 全 、 长 寿 命 等 特 点 ， 使 得 其 与 中 高 端 乘 用 车 对 于 长 续 航 和 超 快 充 的 需 求 具 有 较 高 契 合 度 。 电 动 车 市 场 ， 特 斯 拉 率 先 引 入 大 圆 柱 电 池 ， 宝 马 、 蔚 来 等 快 速 跟 进 。 国外车企方 面，特斯拉、宝马、通用、沃尔沃等均积极布局大圆柱电池。2022 年宝马宣布在 2025 年开始搭载 46 系列电池，并且已于宁德时代、亿纬锂能、远景动力达成合