2023年中国储能行业研究报告-艾瑞咨询.pdf

部门：投资研究部©2023 iResearch Inc. 中国储能行业研究报告潜力待发，道阻且长 2 目 录CONTENTS 01 发展储能的本质02 储能发展现状03 不同储能方式对比04 储能市场发展特点05 储能市场典型玩家分析06 未来发展趋势分析 3 发展储能的本质01 4©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 双碳背景下能源发展核心问题能源可控化使用是解决能源危机关键要素新旧电力系统转型升级下，能源的可控化和可储化成为发展的核心。传统发电主要依靠燃煤（小部分有燃气等）。现阶段由于全球气候危机和环境危机影响，双碳和能源转型正火热发展中，以风光发电为主流的新型发电方式开始逐渐替代传统发电。然而传统发电主要为人工填料燃煤，可根据数据分析、节假日及不同季节负荷的特征、天气预报等对未来几日用电情况进行较为准确的预测，同步匹配用电系统，并在运行过程中滚动调节运行。但同样发电厂仅可实现发电不能储电，仍需要调节电力供应以匹配需求端的电力变化，维持电力的供需平衡。相较传统模式，新型电力系统虽有环保、能源储量大等优点，但由于来源主要为太阳能、风能等自然能源，受地理位置、天气环境等影响，有资源波动不稳定等天然缺陷，较难24小时控制以实现供需平衡。 来源：艾瑞研究院自主研究绘制。 传统发电/配电模式 用电终端火电厂煤 集中变电站升高电压减少损耗特高压输电 城市变电站降压匹配城市需求配电站220V用电国家电网根据终端需求调节管理用电系统 可控 新型发电能源转型需求下电力系统转型升级 光能发电量与光照强度有关，白天和晴天发电量多，傍晚雨天量少 风能发电量与风量和地理位置有关，我国风能主要集中在华北西北和东北变压器 逆变器 分布式自发自用 集中式并入电网集中供电变压 变电不可控风电量多时会出现供大于求状况，造成弃风弃电影响消纳增加成本 传统发电与新型发电对比示意图 5©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 能源发展问题风光的不可控&不稳定性衍生弃电增加成本风电和光电的出力时间以及载量无法与用电时间及负荷形成匹配，风光电的不可控以及短周期波动不稳定性不仅会产生弃电弃光，同时也会对电网稳定和安全造成威胁。目前，从可商业化的角度来看，从网络系统技术出发的“虚拟电厂”+从电能转化出发的“储能系统”是解决风光弃电的能源结构问题。 来源：艾瑞研究院自主研究绘制。 光伏出力 时间用电负荷风电出力 发用电量随着新能源大规模接入，对电网冲击的增加，新能源稳定并网需要配备调峰、调频装置，有效运营需要新型电力系统的支持。储能成为构建新型电力系统的关键环节。利用储能进行削峰填谷，可在低需求时段 将多发的电力储存起来，并在高峰时段再释放到以达到平滑波动幅度的目的。 弃电 风电：风速达到一定速度才可进行发电，一般半夜风速大发电量大，而正午发电量最小。光电：光照时间和太阳能辐射量决定发电量，一般早晚发电量小，正午发电量大。供给侧 需求侧生活用电：一般傍晚用电量大工商业用电：早9点-晚18点用电量大 风光发电与用电负荷对比图 6©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 电力市场迭代激发储能需求电力设备老旧及风光发电量提升催生配储需求新型发电形式在电力市场装机量中占比不断增加，2022年我国风电、光伏发电量达到1.19万亿千瓦时，较2021年增加2073亿千瓦时，同比增长21%，占全社会用电量的13.8%，同比提高2个百分点，接近全国城乡居民生活用电量。同时电力基础设备的老旧化已无法适应新型电力系统更综合且庞大的电力结构。在风光发电模式的逐渐成熟化下，为提升整体电力系统可靠性，协调资源灵活使用、稳定消纳，市场开始逐步催生配储需求。截至2022年底，中国已投运电力储能项目累计装机规模59.8GW，占全球市场总规模的25%。其中新型储能累计装机规模达到13.1GW，功率规模年增长率达128%。其中2022年有约二十个百兆瓦项目并网，规划在建百兆瓦级项目超过400个。 来源：GGII，北极星储能网，国家能源局及艾瑞研究院自主研究绘制。3454 5278 4426 3011 4820 5297 87411930 1503 2059 2574 7167 4757 37632016 2017 2018 2019 2020 2021 2022光伏（万千瓦） 风电（万千瓦）2016-2022年中国光伏和风电新增装机量 2022年Q1-Q3中国新型储能装机规模（新增投运MW%）工业12% 电网侧30%电源侧55% 独立储能37%变电站18%储能+光伏18%储能+常规机组8%储能+风电2%储能+风电+光电2% 用户侧15%产业园2% 其他2% 7©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 多元化产业发展激发储能需求新兴产业用电需求逐步增多，储能在更多场景下逐步渗透随着新兴产业的不断发展，其电力消费量在我国用电结构中占比不断增加，例如通讯基站、数据中心用电负荷持续增加。储能在此背景下也将发挥其备用/功率电源作用，增强供电可靠性，防止偶然断电。以及储能系统可以通过削峰填谷、容量调配等机制，提升不同场景下电力运营的经济性，低碳节能。目前储能正在接入渗透众多新兴产业，例如数据中心、5G基站/通信基站、智慧园区、光储充充电站等。 来源：EVTank，北极星，中关村储能联盟及艾瑞研究院自主研究绘制。 2020-2025年中国新兴产业电力消费结构（亿千瓦时） 498 558210 334 762 1,018 1,3161,825 2,183 2,439 2,724 3,043 3,3992,185 2,797 3,416 4,317 5,009 6,4351,612 2,296 2,089 2,469 2,789 3,1674,063 4,508 4,835 5,264 5,740 6,047 0 13.7% 4112020 15.1% 4342021 15.7% 5482022E 17.2% 2023E 18.4% 2024E 20.0% 2025E649606新能源汽车充电光伏制造（全产业）占全社会用电量比例通讯基站 电炉钢数据中心计算机、通信和其他电子设备制造业 4.4 5.1 6.5 9.1 10.72018年 2019年 2020年 2021年 2022年2018-2022年中国通信基站锂电池储能出货量通信基站锂电池储能出货量（GWh）日期 项目 建设企业2019/11 1.8MW“Li-POWERIDC”数据中心储能备电系统在上海某区行政服务中心数据机房成功商用 上海派能能源科技 2021/7 国内首个IDC储能项目在佛山数据中心建设配备1MW/2MWh储能系统 世纪互联2020 为广州市高新技术产业开发区的某数据中心建设700kW/5.16MWh备电容量储能集装箱 科士达中国储能+数据中心相关项目案例 8©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 储能相关政策支持2021年7月，国家能源局和发改委出台《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，首次明确指出我国新型储能发展目标，2025年实现新型储能装机容量3000万千瓦以上的规模化，2030年实现全面市场化。整体看国家层面政策从总规划建设、技术创新支持、激发市场交易和明确运行规则四大方向协同并举。而地方政府则不断出台细则和规划因地制宜，引导储能发展。2020年至2021年，内蒙古、宁夏、甘肃、河北等风光资源充沛的北方省份发布多项新能源配储政策，率先开启储能布局。 来源：国家能源局，重庆市发改委，内蒙古自治区能源局及艾瑞研究院自主研究绘制。 国家政策 以2030/2045和2060 年为新型电力系统构建战略目标的重要时间节点，将整体新型电力系统建设分为加速转型、总体形成和巩固完善三阶段。到2030年将重点建设“新能源 + 储能”电站、基地化新能源配建储能、电网侧独立储能、用户侧储能削峰填谷、共享储能等模式，在源、网、荷各侧开展布局应用，满足系统日内调节需求。 地方政策北方地区：西北、华北地区风光资源丰富，当地以优先颁布新能源配储等电源侧相关政策为主。例如内蒙古规划2025年并网新型储能装机规模500万KW。西南地区：川渝地区近年来用电负荷持续攀升，多项储能政策着力关注用户侧，例如重庆十四五能源规划中指出推动农村分布式光伏项目，做到“同步接网、全额消纳、及时结算”。东部地区：华东地区新能源装机量不断提升，由于人口稠密、工业活动发达，用电需求量大，当地近年来密集出台储能政策，且涉及各应用领域。 中央联合地方从三侧推动储能助力电网系统维稳消纳，创造经济价值 9©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 储能相关政策细则目标建设、市场化推进、补贴驱动、示范应用多角度推进储能产业发展 来源：工信部、国家能源局、发改委、各地方政府平台及艾瑞研究院自主研究绘制。 发布日期 政策名称 发布机关 政策方向2022年2月 《关于加快推进电力现货市场建设工作的通知》 国家发展改革委、国家能源局 引导储能等参与电力现货市场，加快辅助服务市场建设2022年3月 《“十四五”新型储能发展实施方案》 国家发展改革委、国家能源局 从技术创新、规模发展、体制机制、政策保障、国际合作等重点领域对“十四五”新型储能发展的重点任务进行部署2022年5月 《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》 国家发展改革委、国家能源局 明确对新型储能在参与市场化相关电价确立、交易机制、调度运营机制等诸多关键问题 2022年8月 《工业领域碳达峰实施方案》 工业和信息化部、国家发展改革委、生态环境部 增强源网荷储协调互动，引导企业、园区加快分布式光伏、分散式风电、多元储能、高效热泵、余热余压利用、智慧能源管控等一体化系统开发运行，加快新型储能规模化应用2022年8月 《信息通信行业绿色低碳发展行动计划（2022-2025年）》 工信部、发改委 有序推广锂电池使用，探索氢燃料电池等应用，推进新型储能技术与供配电技术的融合应用。2022年10月 《能源碳达峰碳中和标准化提升行动计划》 国家能源局 加快完善新型储能技术标准,根据新能源发电并网配置和源网荷储一体化需要。细化储能电站接入电网和应用场景类型。2022年11月 《关于进一步完善政策环境加大力度支持民间投资发展的意见》 国家发改委 鼓励民营企业加大太阳能发电、风电、生物质发电、储能等节能降碳领域投资力度。 2022年11月 《电力现货市场基本规则（征求意见稿）》 国家能源局 提出，推动储能、分布式发电、负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与交易2023年1月 《2023年能源监管工作要点》 国家能源局 加快推进辅助服务市场建设，建立电力辅助服务市场专项工作机制。不断引导虚拟电厂、新型储能等新型主体参与系统调节。2023年3月 《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》 国家能源局 提升用户侧分布式电源与新型储能资源智能高效配置与运行优化控制水平。重点推进在新能源及储能并网、虚拟电厂等应用场景组织示范工程承担系统性数字化智能化试点任务，在技术创新、运营模式、发展业态等方面深入探索、先行先试。 2022-2023年储能国家驱动政策梳理 发布日期 政策名称 城市 政策方向细则2022年1月《推动源网荷储协调发展和加快区域光伏产业发展的实施细则》 浙江省义乌市 【放电补贴】根据峰段实际放电量给予储能运营主体0.25元/kWh的补贴、补贴两年，补贴资金以500万元为上限。2022年10月 《苏州工业园区进一步推进分布式光伏发展的若干措施》 江苏省苏州市 【放电补贴】支持光伏项目配置储能设施，2022年1月1日后并网、且接入园区碳达峰平台的储能项目，对项目投资方按项目放电量补贴0.3元/kWh，补贴3年。 2022年10月 《深圳市关于促进绿色低碳产业高质量发展的若干措施(征求意见稿)》 广东省深圳市 【放电补贴】鼓励数据中心、5G基站、工业园区等结合电网需求布局储能系统，对已并网投运且装机规模1兆瓦以上的电化学储能项目，按照实际放电量给予最高0.2元/kWh的支持，每个项目支持期限3年，资助总额最高300万元。2022年11月 《长沙市人民政府办公厅关于支持先进储能材料产业做大做强的实施意见》 湖南省长沙市 【放电补贴】支持企业利用储能电站降低用电成本，按储能电站的实际放电量给予储能电站运营主体0.3元/kWh的奖励，单个企业年度奖励额度不超过300万元。2022年6月太原市招商引资支持新能源产业发展措施 山西省太原市 【投资补贴】对新型储能项目（化学、压缩空气等）给予补助，建成后，按投资额的2%补贴，最高不超过500万元。 2022年12月 《舟山市普陀区清洁能源产业发展专项资金实施管理办法》 广东省舟山市 【投资补贴】对开发建设新型储能项目的企业，每建成投运1个新型储能项目，补助资金30万元。2023年5月2023年战略性新兴产业专项资金项目申报指南(第一批) 广东省深圳市 【投资补贴】工业园区储能、光储充示范等两个方向按经专项审计核定项目总投资的30%给予事后资助，最高不超过1000万元2022年2月《成都市发展和改革委员会关于申报2022年生态文明建设储能领域市级预算内基本建设投资项目的通知》 四川省成都市 【容量补贴】对入选的用户侧、电网侧、电源侧、虚拟电厂储能项目，年利用小时数不低于600小时的，按照储能设施规模给予每年230元/千瓦补贴，单个项目最高不超过100万元，补贴3年。2022年7月关于开展2022年铜梁区光储一体化示范项目申报工作的通知 (征求意见) 重庆市铜梁区 【容量补贴】按照储能设施规模给予1.3元/瓦时的一次性补贴，如果在建设储能设施的同时新建光伏设备，对于新建的光伏设备按照2.9元/瓦进行一次性补贴。 2022-2023年各地区储能补贴支持政策梳理 10 储能发展的现状02 11©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 储能的核心作用力储能—电力“储蓄罐”实现电力移峰填谷灵活使用，创造更大经济效益储能本质就是一个“巨型充电宝”。新型电力系统下，在风光资源丰富时段储存未利用能量，在资源缺乏且用电高峰时段放出能量供电从而实现削峰填谷。理论上可以减少弃电，降低用电成本。储能的核心作用体现在调频，减少弃电和价差套利三个方面。另外储能还有黑启动、离网供电等优势。例如在整个区域电力系统崩溃的极端场景下，使供电电源在无需从电网取电的情况下实现重启。 来源：北极星储能网及艾瑞研究院自主研究绘制。 电网侧调峰是核心发电侧调频是基础 用电侧套利是优势电网保持稳定核心是确保发电和用电相对（动态）平衡。调频就是调整电力系统的频率，使其变化不超过规定的允许范围。风电、光伏发电出力由自然资源决定，人为干预作用小，且风光资源目前预测精度相对低，电力系统转型背景下，调频保证电能质量变得格外重要。储能（特别是电化学储能）调频对速度和精度要求较高，它的AGC（自动发电控制）跟踪曲线与指令曲线基本能达到一致，可以灵活地 在充放电状态之间转换。以保证频率精准调节。基本不会出现调节反向、调节偏差和调节延迟等问题。 风光资源的天然属性下，人为干预空间小，峰值和谷值能量差大，且与用电时段不完全匹配，会在高峰释能时浪费大量资源。例如风电在21-次日5时左右出力处于高位，而此时用电负荷却位于最低位。弃电的大量产生也影响了风光电规模化和经济化发展效应。减少弃电本质就是将弃电存储起来，在风光出力低位时补充用电负荷。“存储”恰好是巨型充电宝—储能最大的用处。储能在放电高峰时储存较低成本的电能，在放电低谷期使用低成本电以实现经济效益最大化。 储能在削峰填谷的作用下，也可以实现多余电能出售套利。例如现阶段典型的工商业储能经济模式就是通过能量时移、峰谷价差套利、容量电费削减获取收益来回收投资成本。国家发改委发布《关于进一步完善分时电价机制的通知》，要求系统峰谷差率超过40%的地方，峰谷电价价差原则上不低于4:1，其他地方原则上不低于3:1。 12©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 储能产业链 来源：艾瑞研究院自主研究绘制。 原材料供应电池材料：正极材料、负极材料、电解液、隔膜等（电池种类不同材料不同）其他：其他储能模式所需原材料 储能变流器PCS电池管理系统BMS 能量管理系统EMS 储能消防安全管理储能温控管理其他集成管理系统制造设备原料及设备供应 提供基础设备 储能系统建设电池制造装备：卷绕机、涂 布机、碾压机等（电池种类不同材料不同）其他：其他储能技术装备 储能集成和安装是对电池组、BMS、PCS、EMS 等各部件进行系统集成整合及安装。核心考量集成商对电芯选型、系统控制策略的技术水平。• 储能EPC• 储能电站运营维护测试• 其他 应用 后服务市场发电侧光储电站、风电储能电站、传统储能电站等电网侧削峰填谷、变电站储能等用户侧户用储能、便携储能、工商业储能等• 储能电池检测• 电池回收利用• 数字化管理服务• 换电站• . . 上游 中游 下游储能基础技术电化学储能：锂离子电池、液流电池、铅蓄电池等电池组其他方式储能：机械储能、热储能、氢储能等储能系统集成&安装 储能系统维护 13©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 不同储能方式的特点储能形式目前已呈现多元化局面，根据技术路径不同主要分为热储能、电储能和氢储能三大类，其中电储能又可分为物理储能、电磁储能和电化学储能。技术性质的不同影响了产品的响应和放电时间。根据使用场景和需求不同，我们按照响应速度和放电时间将储能方式分为长时和短时储能两大类。面对新能源有集中式和分布式各类场景，储能与其结合应用也将对应不同方式应用。长短时储能暂无明确定义区分。美国桑迪亚国家实验室认为长时储能是持续放电时间不低于4小时的储能技术。美国能源部则认为长时储能定义为持续放电时间不低于10小时，且使用寿命在15-20年的储能技术。 来源：国家能源局《新型电力系统发展蓝皮书》，Sandia National Laboratories及艾瑞研究院自主研究绘制。 短时储能应用紧急短时补能需求，长时储能释能长效调峰并网短时储能 长时储能 储能容量 储能时长分钟 小时 日 周 季度电化学储能 储热抽水储能压缩空气储能 氢储能飞轮储能超级电容主要方式：锂离子电池（中短时储能）、铅蓄电池、钠硫电池、超级电容等核心特点：短时高频，调节精度高，响应时间可以达数秒或数毫秒，电化学类以进入商业化阶段应用场景：备用电源、电网调频、微网调峰、UPS等主要方式：抽水蓄能、氢储能、压缩空气、液流电池等核心特点：规模大，能量存储时间长可应对跨天/月需求。应用场景：长时段电网调峰、可再生能源并网、黑启动等 不同类型储能对比 14©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 储能潜在市场发展空间-国内篇需求增加和电力结构转型成为主要发展驱动因素中国电力市场需求进一步增大和非化石能源发电装机量的容量和比例不断增加给储能的市场扩容带来更多发展空间。截至2022年底，全国已投运新型储能项目装机规模达870万千瓦，平均储能时长约2.1小时，比2021年底增长110%以上。其中，从2022年新增装机技术占比来看，锂离子电池储能技术占比达94.2%，仍处于绝对主导地位，新增压缩空气储能、液流电池储能技术占比分别达3.4%、2.3%，占比增速明显加快。此外，飞轮、重力、钠离子等多种储能技术也已进入工程化示范阶段。 来源：中电联，国家能源局，中关村储能产业技术联盟及艾瑞研究院自主研究绘制。 8.64 9.152022年 2023e 据中电联统计，2023年全社会用电量预计将增长6%，电力供需总体紧平衡，部分区域供需偏紧。随着我国经济运行有望总体回升，拉动电力消费需求增速比2022年有所提高。2022-2023年中国全社会用电量 1.6 1.82022年 2023e2022-2023年新增非化石能源发电装机容量中电联预计2023年新增非化石能源发电装机1.8亿千瓦，同比增长13%。太阳能发电及风电装机规模均将在2023年首次超过水电装机规模。 2021-2027年中国新型储能累计装机规模 5.7 13.1 23.5 38.7 58.1 78.4 101.92021 2022 2023e 2024e 2025e 2026e 2027e新型储能累计装机规模（GW） CAGR=44% 未来凭借新型储能各项政策落实、市场商业模式不断丰富、各类储能技术不断落实应用等驱动下，预计2027年中国新型储能累计装机规模可超过100GW。94.5% 2.0%1.7%1.6%0.2%锂离子电池储能（%）压缩空气储能（%）铅酸（炭）电池储能（%）液流电池储能（%） 其他（%） 中国已投运新型储能项目装机占比 15©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 储能应用需求举例数据中心IDC配储实现稳定用电、削峰填谷、节能减碳及获取收益数据中心是一个“高能耗”产业。2022年全国数据中心耗电量约2700亿千瓦时，超过两座三峡电站年发电量。其中电力成本占数据中心总成本的60%-70%。数据中心配储被认为是降低数据中心用电成本的有效解决方案之一。同时也可以发挥备用电源作用为数据中心提供供电缓冲处理。目前政府和各省市相关单位不断出台政策强调数据中心节能降耗问题，鼓励配置电池储能系统。 注释：PUE = 数据中心总设备能耗/IT设备能耗。PUE是一个比率，基准是2，越接近1表明能效水平越好来源：中国信通院，北极星储能网及艾瑞研究院自主研究绘制。 参与者类型 项目 特点/成果IDC服务商 世纪互联与清华大学能源互联网创新研究院在佛山建立合作的“SPEAR”创新示范工程-智慧城市数据中心 储能系统通过每天“两充两放”，在电费低谷期时充电，电费高峰期时放电，以此供给数据中心使用，提高自充自用的经济性的同时，还能起到帮助电网稳定负荷的作用。自投产以来一直稳定安全运行，PUE稳定运行在1.4以下IDC服务商 博浩数据在广州二号数据中心中应用了储能+IDC的运营模式 配套三套250KW/1.72MWh总装载容量为5.16MWh的电化学锂电储能系统。储能系统根据设定的功率目标值，在每日电价低谷期进行电池充电，价格高峰期时进行放电。设备商 科士达为广州市高新技术产业开发区的某数据中心提供了储能集装箱 提供700kW/5.16MWh备电容量,主要用于峰谷套利，有效降低数据中心运营费用。 电池及相关产品供应商 鹏辉能源与青岛北岸控股集团签订5MW/10MWh钠离子储能电站示范项目合作协议 该项目位于青岛北岸控股大数据中心，标志着鹏辉能源钠离子电池正式导入市场，进入规模化商业应用阶段。是钠离子电池在新型储能与大数据中心新型基础设施的首次融合应用。 中国储能+IDC相关项目案例 16©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 储能潜在市场发展空间-海外篇户用和便携式储能将成为海外市场主要增长点储能海外市场高速发展主要集中在户储和便携式储能两大领域，欧洲和美国是全球户用储能装机主力，各占据约1/4的市场。高速发展的主要驱动因素有以下几方面：1. 地缘政治因素影响，能源自给率低，消费电价不断上涨，推动户储渗透率提升。2. 海外建筑多以低楼层独立建筑为主，储能装机建设难度低，市场需求量大。3.由于户外文化盛行和部分地区多灾的地理环境，便携式储能以欧美和日本国家为主。由于国内储能商业模式和经济型建立尚未成熟，海外市场已成为国产品牌提升营收毛利和品牌价值必争之地。 来源：CNESA，BNEF，Solarpower Europe，GGII，CIAPS及艾瑞研究院自主研究绘制。 2025年1900万台户用储能 便携式储能具有to C属性，专业性和安全性是集成商竞争核心要素；一站式完备售后服务和品牌商占领高市占率和长期发展的关键。预计未来3-5年受快速实现能源独立的政策驱动和需求市场扩大影响，欧洲户用储能将保持高速增长，电力市场化的发展下，据Solarpower Europe预计2026年欧洲户用新增装机量超过10GWh。 具有to C属性，主要应用在户外活动和应急用电，弥补了充电宝和柴油发电机之间的一块空缺。产品设计和安全性成为品牌竞争核心要素。目前，便携储能产品在欧美国家渗透率更高，未来5年将保持40%左右的增速发展。2020年1.9GWh欧洲户用储能市场发展空间 全球便携式储能市场发展空间2026年11.3GWh 2021年290万台 17 不同储能方式对比03 18©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 不同应用场景储能需求各类储能方式择匹配解决不同场景需求，实现储能与综合电力系统融合 来源：艾瑞研究院自主研究绘制。 发电侧/电源侧 电网侧短时需求长时需求 用户侧Ø 减少瞬时功率变化，避免临时波动对电网的冲击Ø 事故应急，瞬时平滑出力Ø 解决电压暂降问题Ø 小时级别的需要二次调频，协助消纳毫秒级/秒级Ø 备用长时储能，补充用电缺口Ø 解决风光弃电问题，优化发电侧能源经济效益 Ø 长时电网调峰Ø 提高用电可靠性 Ø 提供快速功率缓冲，动态无功Ø 快速调频，稳定电网Ø 高频率响应Ø 短时稳定电网调节Ø 加强电网基建负荷能力Ø 解决季节性负荷Ø 系统调峰，削峰填谷Ø 大量应急供电保障生产生活（自然灾害、长时停电）Ø 支撑高比例新能源外送 Ø 用户侧事故应急Ø 临时电压稳定响应Ø 紧急调频，电压快速修复Ø 用户侧能量二次调频Ø 降低电力使用成本，峰谷套利Ø 需量备用管理Ø 临时电力备用 三侧场景下不同类型储能功能对比储能市场的发展不会是单一类型发展模式，各类方式融合多线并举发展将成为未来主要发展格局。并且考虑到储能场景的应用多元化（长时、短时），以及电能适配多样性（风、光、水、热电联产等），对于整体电网的长期升级优化，均能起到举足轻重的作用。从电网角度来看，发电侧、电网侧和用户侧在不同时间维度下都存在不同痛点，以对应不同配储的需求，从而实现电力系统长效、高经济型发展。 19©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn （中）短时储能（中）短时储能以放电快、响应快等优点可实现满功率输出，高效调频储能系统配套各类发电机组参与发电/电网和用户侧调频调峰已逐步进入的商业化阶段。（中）短时储能一般以功率型和能量型为主。主要有超级电容储能、飞轮储能、各类电化学储能。不同场景下储能的需求痛点不同，（中）短时储能中毫秒和秒级技术更侧重解决应急调频，瞬间功率调节。小时级别（通常4kW/kg• 响应速度快（ms级别）• 使用寿命长（~20年）• 使用钢材，安全性高弱单位投资成本高5000-15000元/kwh 主要包括锂离子电池、铅蓄电池、钠硫电池使用寿命：液流锂离子钠离子铅蓄电池• 储能时长：h级别，平均为0.1-8h• 能量密度：锂离子电池最高（200-400wh/L）• 使用寿命：锂离子和液流电池可服务15-20年锂离子电池成本优势大，最先实现商业化市场中以锂离子电池为主，液流电池逐步发展电化学电池储能可满足一般电网侧常规调频调峰需求，实现电源保障，基站储能，平滑间歇性波动等总结 超级电容是功率型储能器件，更适用于扰动事件出力和短时间快速出力。其在短时大功率、多次循环放电场景下更具经济性，但无法满足电网侧小时或天时间的能源储备。相比之下锂离子电池储能更适合小时级别（一般不超过6h）电网调频调峰。 不同类型短时储能对比 20©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 短时储能场景应用价值超级电容储能核心优势：提供瞬时功率，快速应急 来源：艾瑞研究院自主研究绘制。 类型 应用场景 特点 商业化热度备用电源 通信 提高供电的瞬态影响能力通信瞬间脉冲电流的支撑 ⭐⭐⭐ 备用电源可以在意外断电时安全断电或保持用电不断。备用电源可以支持正常和备用供电之间进行无缝切换。轨道交通 列车进出站启动/制动；减少电流回流处理；降低系统初期投资低温快速启动 ⭐微电网 吸收和储存部分不稳定能量，通过”削峰填谷“的工作模式，保证各类分布式微电网供电质量稳定提供快速功率缓冲解决系统故障等紧急停电、电压骤升骤降问题 ⭐⭐⭐ 功率电源 工业 用于重型机械启动的功率补偿，提供瞬时功率 ⭐⭐ 超级电容作为能量回收器件时主要在配套其他储能发挥作用。以实现灵活简便的充电管理方式，从而提升充电效率，且有效保护配套电池。医疗设备 提供曝光拍照瞬间功率，瞬间充满功率，满足高清拍照质量 ⭐水表开关阀 提供开关阀时较大的瞬间启动电流 ⭐⭐车辆紧急制动 极端天气或紧急情况下提供瞬时功率，保障车辆正常启动运转 ⭐⭐能量回收系统 风力变桨 可适用宽温度范围，预防电流冲击，收集弱小电流 ⭐⭐⭐ 超级电容器能实现超高功率特性，可实现瞬间高功率释放，实现可靠开关阀、快速启动，减少等待或损耗时间快速释放所需电流光伏储能 收集光伏储能环节中弱小电流实现充电各频段灵活化使用，提高能源利用率 ⭐⭐⭐交通能量回收 收集各类交通制动时产生的瞬时能量并按需反哺瞬时发出功率 ⭐ 超级电容储能应用分析超级电容的电学特性决定了其直接做功的瞬时补偿特征突出，并且功率损耗较低。在一些极端理想场景下，对于基于安全性考虑的响应效率和基于功率要求的超高功率特征，决定了其在重要的工业、基础设施（通信、轨道交通等）均具备很理想的适用性。同时，如果能匹配其他的储能方式，实现高功低释的电能转化，其场景应用将会更加灵活广泛。 21©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn注释：圆圈面积代表应用场景商业化程度/热度来源：艾瑞研究院自主研究绘制。 数据中心光储充一体化光储柔性建筑 通信基站户用储能短时储能场景应用价值锂离子电池储能：发展势头最猛的4-6小时核心储能方式便携储能 其他 交通备用电源 充当基站应急电源能源梯次利用通信后备电源共享储能电站发电 站 保障新型能源电站发电安全并网降低发电计划偏差缓解输电阻塞 两轮车电池船舶备用电源. .应对突发应急备电峰谷电价套利全国用电平衡化分布灵活用电调节用电曲线与光伏发电曲线相匹配，提高能源的就地消纳率实时响应电网信号价差套利 车载备用电源临时调节峰谷电压户外备用电源设备灾备应急电源 提高供电稳定性降低能耗给数据中心带来增量收益 锂离子电池储能应用场景和特点作为目前电池技术商业化规模和上下游成本衔接较为有效的储能细分方向。锂离子电池储能选址灵活、建设周期短、调节性能好、响应速度达到毫秒级等。同时锂离子电池安全性能好，对环境友好无公害，无记忆效应。所以，在很多新兴产业的场景下（IDC、通信基站、光储柔性建筑等），其应用均相对广泛。当然考虑到其对工作环境的较高要求，包括了对工作温度等，以及可替代材料和相关制艺技术的优化的空间，目前其在储能市场的进一步商业化潜力，还有待释放。 22©2023.7 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 长时储能容量性长时储能将是改善新型电力系统稳定性的关键因素如果说短时储能主要针对应急和小时级别调峰调频需求。那么长时储能会在可再生能源发电渗透率越高的场景下发挥更大发展潜力。风光电的占比越大，减少弃电、调频调峰以及长时储备的需求就越大。相较于短时储能，长时储能可以更好的实现电力平移，削峰填谷平衡电力系统、规模化储存电力和保障电力稳定性。 来源：公开信息及艾瑞研究院自主研究绘制。