2023全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书-沙利文咨询.pdf

2023全球电化学储能行业 现状与未来 发展白皮书 2023 Global Electrochemical Energy Storage Industry White Paper —— Developing Status and Outlook 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系沙利文独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经沙利文 事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，沙利文保留采 取法 律措施、追究相关人员责任的权利。沙利文开展的所有商业活动均使用 “沙利文”的商号、商标，沙利文无任何前述名称之外的其他分支机构， 也未授权 或聘用其他任何第三方代表沙利文开展商业活动。 2023年 9月 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 白皮书摘要 在 “ 碳中和 ” 的目标背景下 ， 储能 的 重要性日益增长 。 储能是实现 “ 碳达峰 、 碳中和 ” 目标的重要支撑技术之一 ， 是平 抑新能源波动 、 降低大规模新能源接入对电网造成冲击的重 要手段 。 随着政策推动 、 电力市场改革的深化 ， 储能应用场 景将会更加多元 ， 进入快速发展阶段 。 储能： “ 碳中和 ” 背景下能源转型的助推器 关键词： 储能 、 “ 碳中和 ” 、 能源转型 弗若斯特沙利文 （ 北京 ） 咨询有限公司谨此发 布 《 2023全球电化学储能行业现状与未来发展 白皮书 》 。 本报告旨在分析 “ 碳中和 ” 背景下 ， 全球电化学储能行业的发展现状 、 发展特点 、 驱动因素及未来发展趋势等 。 本报告从储能出发 ， 具体对比了当前不同储能 技术的特点 ， 凸显了电化学储能的性能优势与 旷阔的发展前景 ， 分析了全球不同地区电化学 储能行业的发展现状与趋势 ， 以及电化学储能 的新兴技术 、 新型 应用场景 ， 肯定了以电化学 储能为代表的新型储能技术在实现全球 “ 碳中 和 ” 目标道路中的重要性 。 本报告所有图 、 表 、 文字中的数据均源自弗若 斯特沙利文 （ 北京 ） 咨询有限公司 ， 数据均采 用四舍五入 。 2 电化学储能具备地理位置限制小 、 建设周期短 、 成本持续下 降等优势 ， 以锂电池 、 钠硫电池为代表的电化学储能整体处 于示范和部署到商业化过渡阶段 ， 近年来发展迅速 。 电化学 储能的市场占比由 2017年的不到 1%， 快速提升至 2022年的 20%左右 。 电化学储能预计成为未来的主流储能技术 。 电化学储能的广阔发展前景 关键词：电化学储能 、 锂电储能 电化学储能可与光伏 、 风电等新能源发电相结合 ， 缓解可再 生能源稳定性差的问题 。 同时 ， 电化学储能可提供调峰 、 调 频 、 AGC、 黑启动等辅助服务 ， 保障电网安全 。 此外 ， 电 化学储能可以起到削峰填谷的作用 ， 为住宅 、 工业和商业用 户节约用电成本 。 目前 ， 全球不同地区电化学储能的发展模 式各不相同 ， 如中国主要以布局发电侧储能为主 ， 欧洲等地 区则以发展用户侧储能为主 。 电化学储能产业在全球各地的快速 崛起 关键词：发电侧 、 电网侧 、 用户侧 电化学储能技术路线不断创新 ， 其技术多元化发展趋势明显； 除锂离子电池外 ， 新兴技术例如钠离子电池 、 液流电池将有 望成为未来电化学储能的发展方向 。 随着储能电池市场的快 速发展 ， 电化学储能有望在电网侧和用户侧场景应用更加丰 富 ， 为行业发展带来持续动力 。 电化学储能产业技术和应用场景日益多元 关键词：钠离子电池 、 液流电池 、 光储充 、 数据中心 、 基站 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 3 名词解释 ◆ 储能： 化学或物理的方法将电能储存起来并在需要时释放的相关技术及措施。依据储存方式，储能可 分为机械储能、电磁储能、电化学储能、热储能和化学储能。 ◆ 电化学储能： 指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 ,主要包括锂 离子电池储能、铅蓄电池储能、钠硫电池储能等。 ◆ 新型储能： 新型储能是指除抽水蓄能以外的新型储能技术，包括新型锂离子电池、液流电池、飞轮、 压缩空气、氢（氨）储能、热（冷）储能等。 ◆ 表前及表后储能： 表前储能包含所有非用户侧主体，如发电侧、电网侧等。发电侧指新能源发电的配 置储能，电网侧指电网的调频装机、电网调峰装机。表后储能包括户用及工商业用户。工商业指分布 式光伏配置储能及独立削峰填谷储能，户用则指家用光伏配置储能。 ◆ 发电侧、电网侧及用户侧储能： 发电侧储能是指在火电厂、风电场、光伏电站发电上网关口内建设的 电储能设施或汇集站发电上网关口内建设的电储能设施。电网侧储能是指储能与配电网合作，可参与 电网的调峰调频、调频、谐波等等电力辅助服务。用户侧储能多数以配合小功率光伏应用的光储形式 存在，包括户用储能、工商业储能等。 ◆ 锂离子储能电池： 锂离子储能电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之 间移动来工作。在充放电过程中， Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。 ◆ 钠离子储能电池： 指利用钠离子电池作为储能设备来进行能源转换和贮存。优势在于它承载的能量密 度大且成本低，具有更高的循环使用能力 ,是一种潜在的可再生能源储备系统。 ◆ 液流电池： 由电堆单元、电解液、电解液存储供给单元以及管理控制单元等部分构成。其特点容量高、 使用领域（环境）广、循环使用寿命长的特点，包含全钒液流电池、锂离子液流电池、铅碳液流电池。 ◆ 5G基站： 指一种高速、低延迟的通信设备，需要大量的能源来维持其稳定运行。储能技术可以有效降 低基站运营成本，同时实现环保减排，为 5G通信网络的可持续发展提供有力的支持。 第一章 —— 储能产业概述 核心洞察： 01 新能源开启储能新篇章 02 无处不在的储能 03 储能：从发电侧、电网侧到用户 侧 04 储能，不只是储存电能 05 电化学储能引领储能行业变革 新能源开启“储能”新篇章 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 储能：储存电能，并在需要时释放 6 ❑ “ 储能 ” 是通过化学或物理的方法将电能储存起来并在需要时释 放的相关技术及措施 。 依据储存方式 ， 储能可分为 机械储能 、 电 磁储能 、 电化学储能 、 热储能和化学储能 。 ❑ 在不同储能技术中 ， 机械储能中的抽水蓄能是当前商业化应用最 为成熟的储能方式 ， 以 锂电池 、 钠硫电池为代表的电化学储能整 体处于示范和部署到商业化过渡阶段 ， 近年来发展迅速 。 其他储 能方式如机械储能中的高速飞轮储能 ， 电磁储能中的超导储能 、 超级电容储能 ， 化学储能等仍处于研发阶段 ， 尚未得到产业化应 用 。 来源： International Energy Agency(IEA), 沙利文研究 不同储能技术所处阶段 资 本 需 求 X 技 术 风 险 热化学储能 合成天然气储能 氢储能 绝热钙储能 超导电磁储能 超级电容储能 高速飞轮储能 液硫电池储能 熔盐堆储能 锂电池储能 低速飞轮储能 家用热水储能 储热 地矿储能 研究阶段 示范和部署阶段 大规模商业化阶段 压缩空气储能 钠硫电池储能 储冷 抽水蓄能储能 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 电化学储能将成为未来储能主流技术 ❑ 电化学储能将成为主流储能技术 在不同储能技术路线中 ， 抽水蓄能储能装机规模占比超 90%。 然而 ， 抽水蓄能存在地理位置限制 、 电站建设周期长 、 前期投资大等缺陷 。 与抽水蓄能相比 ， 电化学储能具备 地理位置限制小 、 建设周期短 、 成本持续下降 等优势 ， 已成为近年来增长最快的储能方式 ， 其市场 占比由 2017年的不到 1%， 快速提升至 2022年的 20%左右 。 电化学 储能预计成为未来主流储能技术 。 电化学储能技术路线不断创新 ， 其技术多元化发展趋势明显；除锂 离子电池外 ， 新兴技术例如钠离子电池的循环寿命也正不断提高 ， 将有望成为未来电化学储能的发展方向 。 随着储能电池市场的快速 发展 ， 储能电池有望在电网侧和用户侧场景应用更加丰富 ， 为行业 发展带来持续动力 。 电池管 理系统 负荷 电池 汇流电箱 逆变器 EMS 电网 DC DC AC AC 电化学储能集成系统架构 来源：中国电源学会， Energy Trend，沙利文研究 7 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 应用最为广泛的锂电池储能 ❑ 锂电池储能应用广泛 与其他储能技术相比 ， 锂电池储能具备使用寿命长 、 能量密度高等 优点 。 锂电池正成为目前市面上最为常见的储能技术 ， 广泛应用于 各类电子产品 、 行动装置及车载电池 。 随着市场对锂电池需求持续 扩大带来大规模量产 ， 锂电池成本将逐步下降以匹配商业化开发及 广泛运用 。 下列表格例举了各主要储能技术对比： 主要储能技术对比 储能技术 功率（ MW） 循环次数 或寿命 放电时 长 能量密度（ Wh/I） 效率 技术成熟度 抽水蓄能 100-3,000 30-60年 4-12h 0.2-2 70-85% 压缩空气 10-1,000 20-40年 2-30h 2-6 40-75% 熔融盐储热 1-300 30年 小时级 70-210 80-90% 锂电池 0.1-100 1,000-10,000次 1min-8h 200-400 85-98% 铅酸蓄电池 0.1-100 6-40年 1min-8h 50-80 80-90% 钠硫电池 10-100 2,500-4,400次 1min-8h 150-300 70-90% 液流电池 0.1-100 12,000-14,000次 小时级 20-70 60-85% 氢储能 0.01-1,000 5-30年 分钟级 -星期级 600 25-45% 飞轮储能 0.001-20 20,000-100,000次 秒级 -小时级 20-80 70-95% 超导储能 0.1-1 100, 000次 毫秒级 -分钟级 6 80-95% 超级电容 0.01-1 10,000-100,000次 毫秒级 -分钟级 10-20 80-98% 开发阶段 商业化早期 商业化 趋近成熟 成熟 来源： EESI, 沙利文研究 8 无处不在的储能 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 储能：从发电侧、电网侧到用户侧（ 1/2） ❑ 储能的运用可简单分为表前与表后 • 表前储能： 包含 所有非用户侧主体 ， 如发电侧 、 电网侧等 。 发电侧 指新能源发电的配置储能 。 在中国 ， 发电侧主要通过解决弃电提高 发电收入以及参与调峰辅助服务获取补贴实现经济性 ， 目前主要由 政策驱动 。 在海外 ， 储能主要靠削峰填谷从而实现峰谷价套利以实 现经济性 。 电网侧指电网的调频装机 、 电网调峰装机 。 电网调频 、 调峰储能装机都通过参与对应的电网辅助服务获取辅助服务补贴实 现经济性 。 • 表后储能： 包括 户用及工商业用户 。 与中国相比 ， 海外市场更注重 户用和工商业储能装机的并重发展 。 其中 ， 工商业指分布式光伏配 置储能及独立削峰填谷储能 。 光伏配置储能的作用为节省工商业企 业的用电费用并保证特殊情况下的电力供应；而独立削峰填谷储能 则通过峰谷价差套利 ， 以节省企业用电成本实现经济性 。 户用则指 家用光伏配置储能 ， 通过存储光伏发电为家庭用户提供电力 ， 使光 伏发电无法工作的时间段 （ 如夜间或阴雨天 ） 仍能保证电力的自给 自足 ， 通过节省用电费用来实现经济性 。 与海外国家相比 ， 中国户 用储能仍有较大的发展空间 。 来源：高工产业研究院（ GGII），沙利文研究 发电侧 储能应用场景分类 电网侧 用户侧 工商业 户用应用场景 位置 核心功能 收益模式 新能源电站旁 大型火电站旁 工商业企业园区 家庭住宅 减少弃电、调峰、 平滑输出 调频、调峰 削峰填谷、 备用电源 存储光伏发电、 保证能源自给 增加发电收入， 获取调峰补贴 获取调频、调峰 补贴 峰谷套利、节省 用电成本 节省用电成本 10 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 储能：从发电侧、电网侧到用户侧（ 2/2） 11 ❑ 发电侧 、 电网侧和用户侧各不相同 应用场景不同： 发电侧根据计划出力及平滑发电输出 ， 为系统提供调峰 、 调频及 备用容量等辅助服务 ， 解决弃风 、 弃光等问题 。 而电网侧则用于 延缓变电设备的升级与增容 ， 提高电网运行的稳定水平；用户侧 通过分时电价管理 、 容量费用管理 、 提高供电质量和可靠性 、 提 高分布式能源就地消纳 、 提供辅助服务等方面 。 时间尺度不同： 发电侧平滑新能源出力波动 、 调频等场景属于超短时和短时尺度 供应 ， 季节性调峰等场景属于长期尺度应用； 电网侧提供系统备用 、 延缓输变电设备阻塞等均属于短时尺度应 用；用户侧提高电能质量 、 调频属于超短时和短时尺度应用 ， 参 与需求侧相应在短时和长期尺度均有应用 。 来源：全球能源互联网发展合作组织，沙利文研究 发电侧、电网侧、用户侧储能情况 发电侧 电网侧 用户侧 超短时尺度（秒 ~分钟） 短时尺度（小时 ~天） 长期尺度（多日及以上） 平滑风光出力 调频 调频提供备用容量 黑启动服务 跟踪发电计划 提高发电基地送出 调峰 提高系统暂态稳定性 无功支撑 缓解设备阻塞 事故备用 提高电能质量 备用电源 参与辅助服务 需求侧响应 储能，不只是储存电能 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 储能解决电力供需不平衡问题 13 ❑ 储能：解决供电生产和用电需求之间的矛盾 储能的本质是解决供电生产的连续性和用电需求的间断性之间的 矛盾 ， 以实现电力在发电侧 、 电网侧和用户侧的稳定运行 。 • 表前 （ 发电侧和电网侧 ） ：随着传统发电方式逐渐被新能源发 电取代 ， 全球风能 、 光伏新增装机量不断增长 ， 弃风 、 弃光问 题变得至关重要 。 此外 ， 随着新能源占比的提升 ， 发电设备的 间歇性和不稳定性增强 ， 调峰和调频需求日益强烈 。 在此背景 下 ， 储能成为解决弃风 、 弃光问题和调峰和调频需求最有效方 案之一 。 • 表后 （ 工商业和户用 ） ：通过对于电能在时间维度上的调度进 行削峰填谷和峰谷套利 ， 储能能够平滑用电需求并为终端用户 节省用电成本 。 来源： International Renewable Energy Agency(IRENA)， International Energy Agency(IEA)， 全球新能源消纳监测预警中心，沙利文研究 上升： 全球光伏新增装机量 全球风能新增装机量 下降：全球光伏度电成本（ LCOE） 2018 2022 104.3 222.3 78.02018 2022 48.0 单位： GW CAGR=20.8% CAGR=12.9% 0.083 0.070 0.061 0.057 0.048 0.041 0.035 0.030 0.026 0.023 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023预测 2024预测 2025预测 2026预测 单位：美元 /kWh 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 各国政策加码，储能未来可期 ❑ 各主要国家尤其是中国针对储能领域出台多项举措 在碳中和的目标背景下 ， 储能重要性的日益增长 ， 世界各国纷纷 出台储能行业相关利好政策 ， 推动储能行业步入发展快车道 。 政 策已成为储能发展的最大助推力量 ， 随着电力市场改革的深化 ， 储能应用场景将会更加多元 ， 促进国内外需求增长 。 对中国而言 ， 在步入 “ 十四五 ” 发展新阶段的大背景下 ， 储能已 成为我国能源体系建设中的重中之重 ， 我国出台了一系列政策 对 电力系统各环节储能应用给予的规划引导与保障支持 ， 欧盟 发布 《 欧盟太阳能战略 》 ，鼓励各成员国应为屋顶光伏系统建立强大的支持框架，包括储能、热泵等设施综合利用。 美国 公布 “长时储能攻关”计划（ Long Duration Storage Shot）， 宣布争取 在 10 年内将储能时长超过 10 小时的系统成本降低 90%以上， 美国能源部预算中将为储能大挑战计划资助 116 亿美元用于解决技术障碍。 韩国 发布 《 储能产业政策指南 》 ，对设备生产企业在电池容量、安全标准方面 提出更高要求；同时责令储能企业增强灭火系统，加强安全巡查，以保证 储能企业的安全生产。 中国 部门 时间 政策 具体内容 国家能源局 2023.1 《 新型电力系统 发展蓝皮书（征 求意见稿） 》 重点开展长寿命、低成本及高安全的电化学储能关键 核心技术、装备集成优化研究，提升锂电池安全性、 降低成本，发展钠离子电池、液流电池等多元化技术 路线。大力推动压缩空气储能、飞轮储能、重力储能 等技术向大规模、高效率、灵活运行方向发展。 国家发改委 和国家能源 局 2022.1 《 “十四五”新 型储能发展实施 方案 》 强化顶层设计，突出科学引领作用，加强与能源相关 规划衔接，统筹新型储能下游发展；针对各类应用场 景，优化新型储能建设布局。 国家能源局 2022.1 《 能源领域深化 “放管服”改革 优化营商环境实 施意见 》 做好新能源、分布式能源、新型储能、微电网和增量 配网等项目接入电网及电网互联服务，推动建立以风 光水火储为核心的能源多品种协同开发促进机制。 来源：各国政府官网，沙利文研究 14 电化学储能引领储能行业变革 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 放眼全球，电化学储能发展空间广阔 16 来源：中国能源研究会储能专委会，中关村储能产业技术联盟，沙利文研究 ❑ 新型储能的累计规模占比达到 19.3% 2022年 ， 全球抽水蓄能的累计装机规模占比首次低于 80%， 以电化学储能为代表的新型储能在全球储能市场的占比达到 19.3%。 电化学储能有望成为应用最为广泛 、 发展潜力最大的储能技术 。 在新型储能中 ， 锂离子电池占比最大 。 2022年 ， 全球锂离子 电池储能占新型储能比重已达到 94.4%。 全球储能装机规模分布， 2022年 19.3%79.3% 新型储能 抽水蓄能 1.4% 其他 94.4% 1.1%1.4%0.1% 0.2%0.3% 锂离子电池 钠硫电池 铅蓄电池 液流电池 飞轮储能 压缩空气 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 中国电化学储能发展势头良好 17 ❑ 抽水蓄能为主 ， 新型储能发展迅速 目前中国储能仍以抽水蓄能为主 ， 新型储能发展迅速 。 2022 年 ， 以电化学储能为代表的新型储能在国内储能市场的占比已达到 21.9%。 在新型储能中 ， 锂离子电池占比最大 。 2022年 ， 中国锂离子 电池占新型储能比重已达到 94.0%。 中国储能装机规模分布， 2022年 21.9%77.1% 新型储能 抽水蓄能 1.0% 其他 94.0% 3.1%1.2%0.1% 1.5% 0.1% 锂离子电池 铅蓄电池 液流电池 超级电容 压缩空气 飞轮储能 来源：中国能源研究会储能专委会，中关村储能产业技术联盟，沙利文研究 核心洞察： 01 电化学储能市场规模分析 02 电化学储能市场驱动因素分析 第二章 —— 电化学储能市场 03 电化学储能市场发展趋势分析 04 中国电化学储能市场概览 05 欧洲 电化学储能市场概览 06 北美电化学储能市场概览 07 亚太电化学储能市场概览 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 19 全球电化学储能新增装机量 —— 按不同国家和地区拆分 GWh 电化学储能可与光伏 、 风电等新能源发电相结合 ， 缓解可再生能源稳定性 差的问题 。 同时 ， 电化学储能可提供调峰 、 调频 、 AGC、 黑启动等辅助 服务 ， 保障电网安全 。 此外 ， 电化学储能可以起到削峰填谷的作用 ， 为住 宅 、 工业和商业用户节约用电成本 。 由于政策支持及清洁能源发电布局不断扩大 ， 近年来多个国家及地区的 电 化学 储能行业显著增长 。 2022年 ， 全球 新增电化学储能装机量 达到 69.0GWh。 2022年 ， 美洲的新增装机容量全球第一 ， 约占总新增装机容 量的 30.7%， 其次是 中国 、 EMEA（ 欧洲 ， 中东及非洲 ） 和 亚太 （ 不含中 国 ） ， 分别占 29.3%、 26.3%和 13.7%。 近年来多个国家及地区的电化学储能行业显著增长 2027E2022 20.2 (29.3%) 9.5 (13.7%)21.1 (30.7%) 18.2 (26.3%) 中国 亚太（不含中国） 美洲 EMEA 69.0GWh 267.2 (41.0%) 84.9 (13.0%) 171.9 (26.4%) 128.4 (19.7%) 652.4GWh 未来 ， 在政府扶持政策 、 储能系统成本进一步下降以及储能意识提升的推 动下 ， 预计全球新增电化学储能装机量将从 2022年的 69.0GWh增长至 2027年的 652.4GWh ， 期间的复合年增长率为 56.7%。 注：图中数据为电力系统的电化学储能 来源：公开资料、沙利文研究 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 20 电化学储能可进一步分为： 1） 集中式储能 ， 包括发电侧和电网侧； 2） 分布式储能 （ 或用户侧 ） 。 电化学储能主要分为集中式储能和分布式储能 发电侧和电网侧储能具有更高的容量和更大的规模 ， 随着规模经济的形成 ， 这几年发展迅速 。 用户侧储能具有容量小的特点 ， 通常与分布式发电设备 结合应用 。 同时 ， 用户侧储能一般需要精细化管理 ， 能够适应下游用户不 同的消费习惯 ， 提升用能效率 。 电化学储能 集中式 分布式 发电侧 电网侧 用户侧（户用 &工商业） • 平滑电力输出 • 促进可再生能 源并网 • 辅助服务 （峰值、频率、 电压等） • 调峰填谷 • 提高供电可靠性 下 游 客 户 集中式电站 电力及电网公司 住宅及工商业用户 来源：公开资料、沙利文研究 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 21 发电侧储能是目前主流的类型，用户侧储能将迎来快速增长 2027E2022 33.9 (49.1%) 8.2 (11.9%) 26.9 (39.0%) 发电侧 电网侧 用户侧 69.0GWh 250.2 (38.3%) 27.7 (4.2%) 374.6 (57.4%) 652.4GWh 由于储能逆变器在不同应用场景下的产品性能要求 、 功能和目标客户不同 ， 大多数领先的储能逆变器公司倾向于将储能业务主要集中在集中式储能 （ 发电侧和电网侧 ） 或分布式 （ 用户侧 ） 储能市场进入储能市场 。 因此 ， 目前集中式储能市场的竞争格局不同于分布式储能市场 ， 几乎没有重叠 。 未来 ， 随着储能市场的成熟 ， 预计领先的储能逆变器企业将逐步布局全场 景储能业务 ， 以满足更多样化的下游需求 ， 提升竞争力 。 全球电化学储能新增装机量 —— 按不同储能类型拆分 GWh 发电侧储能是目前主流的储能类型 。 2022年 ， 全球发电侧储能新增装机 量约为 33.9GWh， 占比近 5成 。 其次为用户侧储能和电网侧储能 。 受分布式可持续能源进一步布局和住宅及工商业终端用户储能意识提升的 推动 ， 预计到 2027年 ， 全球用户侧储能新增装机容量将达到 374.6GWh， 2022年至 2027年的复合年均增长率为 69.3%。 2027年 ， 用户侧应用预计 占储能新增装机总量的 57.4%。 注：图中数据为电力系统的电化学储能 来源：公开资料、沙利文研究 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 • 发展风光等清洁能源符合符合 《 巴黎协定 》 的气候行动目标 。 包括 太阳能和风能在内的可持续能源正在发电市场中占据越来越大的份 额 。 然而 ， 这些能源是间歇性的 ， 并且发电具有日内和季节性波动 。 预计可持续能源占全球发电量的比例将从 2021 年的 6.5% 大幅增加 到 2050 年的 22.0%， 这将同时增加电网的波动性 。 • 储能系统通过能量的实时储存和释放 ， 保证能源可持续供应的稳定 ， 为电网提供调峰 、 调频 、 配电等服务 。 在可持续能源容量上升的推 动下 ， 未来对储能系统的需求将大幅增长 。 电化学储能市场驱动因素分析（ 1/2） 22 驱动因素一：可持续能源在发电中的份额不断上升 • 发电量占全球二氧化碳排放量的三分之一 ， 由于电力需求预计将大 幅增加 ， 快速脱碳对实现净零排放至关重要 。 一方面 ， 未来 CCUS 技术将逐渐在电力行业中发挥重要的去碳化中作用 ， 捕捉并存储化 石燃料发电产生的温室气体排放；另一方面 ， 在电气化趋势下 ， 电 力系统也正加速向清洁电力转变 ， 随着清洁电力成为越来越重要的 能源来源 ， 为解决间歇性问题和平衡电力供需 ， 对储能的需求将继 续上升 。 驱动因素二：在电气化趋势下转向清洁电力 来源：公开资料、沙利文研究 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 • 全球电化学储能平均度电成本由 2018年的 1.5-2.5元 /kWh下降至 2022年的 0.4-0.7元 /kWh， 预计 2027年将进一步下降至 0.2-0.4元 / kWh。 成本主要由电池技术的进步驱动 ， 包括能量密度的提高 、 制 造成本的降低 、 电池寿命周期的增加 。 电化学储能成本的持续下降 将刺激电化学储能行业的增长 。 电化学储能市场驱动因素分析（ 2/2） 23 驱动因素三：电化学储能成本下降 • 主要经济体政府纷纷出台政策鼓励储能发展 。 例如 ， 在美国 ， 联邦 投资税收抵免为住宅和工商业终端用户安装储能设备提供税收抵免 。 在欧盟 ， 《 2030年电池创新路线图 》 发布 了促进储能技术本土化和 规模化发展的各项措施 。 在中国 ， 2022年发布的 《 “ 十四五 ” 新型 储能发展实施方案 》 提出了全面的政策措施助力储能行业向大规模 生产阶段的转型 。 驱动因素四：利好政策推动电化学储能发展 来源：公开资料、沙利文研究 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 趋势一：电化学储能的应用场景将更加多元 24 ❑ 电化学储能可应用于各种场景 ， 主要包括通信基站 、 电力系统 、 数据中心等 • 在通信基站领域 ， 储能电池作为重要的备用电源 ， 在供电不足或中断 时提供电力 。 利用锂离子电池的循环特性 ， 在通信基站中安装储能 ， 可以减少对电网扩容的依赖 ， 从而进一步降低电网建设和运营成本 。 • 在电力系统领域 ， 目前 ， 不同国家和地区的储能应用场景可能有特定 的侧重点 ， 这意味着其他场景有较大的成长空间 。 例如 ， 基于集中式 风电和太阳能电站的竞争规模 ， 目前中国的储能产业以集中式为主 ， 而欧洲 、 美国加州等部分地区发展了规模化的分布式储能市场 。 • 未来 ， 随着电力市场的进一步市场化 、 技术的进步和市场意识的增强 ， 储能将渗透到 家庭 、 工业厂房 、 写字楼 、 通信基站 、 数据中心等更多 场景 ， 为电化学储能行业带来新的需求 。 来源：公开资料、沙利文研究 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 趋势二：电化学储能技术持续升级，安全性进一步提升 25 ❑ 当前的 电化学 储能电池技术已经进入新的产品革命周期 • 电化学储能电池将向 高功率 、 大容量 方向发展 ， 以满足不同场景的应 用 。 同时 ， 电化学储能电池的 体积利用率 和 能量密度 有望通过电池包 结构的优化和集成得到进一步提升 。 • 提高电化学储能电池的安全性能是储能技术发展的另一个关键方向 。 一方面 ， 将开发具有 更高热稳定性 和 阻燃性 的电解质和隔膜 ， 以提高 电池的热安全性 。 例如 ， 新兴的液冷技术不仅可以大大降低电池温差 ， 提高电池系统的稳定性 、 效率和使用寿命 ， 还可以提高单位空间的部 署密度 ， 节省空间 ， 有效提高安全性的储能系统 。 另一方面 ， 电化学 储能技术将逐步与电力电子技术 、 数字技术深度融合 ， 通过 更加智能 化的电池管控 ， 积极提升系统安全性 。 来源：公开资料、沙利文研究 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 趋势三：梯次利用将是一种可持续的储能电池替代方案 26 ❑ 梯次利用将成为储能电池经济高效 、 可持续的来源 • 随着电动汽车行业的快速发展 ， 预计未来几年将有大量废旧电动汽车 电池可供使用 。 梯次利用 是指将废旧电动汽车电池进行必要的检验检 测 、 分类 、 拆解 、 电池修复或重组 ， 形成梯队产品 ， 应用到储能等其 他领域的过程 。 电动汽车电池的梯次利用 ， 延长了电池的使用寿命 ， 在节能环保 、 经济效益和产业链延伸等方面都具有重要意义 。 • 例如 ， 可以将退役的电动汽车电池用于集中充电站的储能系统 ， 实现 峰谷套利 ， 降低充电成本 。 未来 ， 随着相关行业标准的完善和电池回 收利用机制的成熟 ， 梯次利用将成为储能电池经济高效 、 可持续的来 源 。 电池退役 检测 &拆解 分选 储能系统 电网 本地负荷 材料回收 电池生产 锂电池梯次利用示意图 来源：公开资料、沙利文研究 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 趋势四：新能源 +储能 以及 CCUS+化石能源将成为实现 “碳中和”的两条可行路径 27 ❑ “ 碳中和 ” 的可行路径： CCUS+化石能源 ， 新能源 +储能 • 电化学储能可与光伏 、 风电等新能源发电相结合 ， 缓解可再生能源稳定 性差的问题 。 同时 ， 电化学储能通过提供调峰 、 调频 、 AGC、 黑启动等 辅助服务 ， 保障电网安全 。 此外 ， 电化学储能可以起到削峰填谷的作用 ， 为住宅 、 工业和商业用户节约用电成本 。 • 但同时 ， 重工业 ， 如水泥 、 化工 、 化肥和钢铁制造 ， 占全球二氧化碳排 放的约 26%， 在可替代化石燃料技术方面 ， 如可再生能源和绿氢 ， 短期 内的潜力有限 。 采用碳捕集 、 利用和封存 （ CCUS） 技术来生产氢气将成 为产业脱碳的有力方案 。 在可预见的未来 ， CCUS将成为这些难以消减行 业的关键脱碳技术 。 来源：公开资料、沙利文研究 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 28 来源：公开资料、沙利文研究 延伸： CCUS产业发展概览 （ 1/4） ❑ CCUS定义 • CCUS是指一系列可有效用于捕集大型点源 （ 包括使用化石燃料 或生物质作为输入燃料的发电厂和工业装置 ） 中的二氧化碳的技 术 。 捕集后二氧化碳经过进一步处理 ， 通过脱水除去其中的水分 ， 然后压缩成致密相 ， 再通过船舶或管道运输进行利用 。 另外 ， 它 们也可以永久储存在深层地质构造中 ， 如枯竭的石油和天然气储 层或陆上和近海盐层 。 成矿 二氧化碳可在混凝土 和骨料工业中得到 有 效利用，同时 降低能 耗。 化学制品 在氢 经济中，二氧化 碳 可用于生产合成燃 料、合成气和甲醇。 这些燃料可用作许多 化学制品和聚合物的 原料。 生物质 二氧化碳可用于 促进 植物生长， 也 可通过使用生 物炭在土壤 中捕 获，以 提高土壤 质量。 捕集 • 二氧化碳从各种工业源排放，如水泥生产、钢铁、 石油和天然气生产、化石燃料制氢、天然气加工 和火力发电。 • 根据排放强度的不同，二氧化碳在进入大气之前 就会被捕获、压缩，然后被储存或利用。 • 通过采用不同的工程方法，可从点源中有效捕集 高达 90%的二氧化碳 。 利用 • 利用是指将捕集后二氧化碳转化为具有经济效益 的增值产品的过程。 • 利用市场较小。因此，增值产品对温室气体即气 候变化目标的贡献虽小，但却十分重要。 • 利用市场大致可分为三大类：矿化、化学和生物。 • 一些利用捕集后二氧化碳制造的产品不会有助于 永久封存，但如果与 DACCS结合使用，则可以中和 这些产品。 封存 • 二氧化碳可以贮存在地质贮存器中，地质贮存器 使用的温度和压力与石油和天然气数百万年来固 有的贮存温度和压力相同。 • 油田和气田是储存捕集后二氧化碳的首选地点， 主要有两个原因：一是它们有能力将二氧化碳封 存数百万年；二是数百年的石油和天然气勘探积 累了大量研究经验。 • 盐碱地层在全球分布更广，具有数千亿吨的二氧 化碳封存能力。 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 29 来源：公开资料、沙利文研究 延伸： CCUS产业发展概览 （ 2/4） ❑ CCUS产业链 • CCUS的产业链主要包括二氧化碳的来源 、 二氧化碳的捕集 、 二 氧化碳的运输以及二氧化碳的封存 /利用四个环节 。 • 二氧化碳的来源主要包括发电厂 、 工业和其他排放二氧化碳的来 源和大气中的二氧化碳两种 。 目前 ， 碳捕集的市场参与者类型主 要包括技术提供商 、 设备制造商以及工程总承包 （ EPCM） ， 他 们将负责实现对二氧化碳进行捕捉 。 捕捉后的二氧化碳将被运输 至封存 /利用地点进行进一步的处理 。 直接用于 工业流程 （如碳酸 饮料）或 应用（如 提高石油 采收率） 燃料 化学物质 建筑 材料 食品 和饲 料 CO2来源 点源处的 CO2 大气中的 CO2 例如，发电厂、 工业和其他排放 二氧化碳的来源 CO2运输 • 捕获碳的管 道、运输和 装运 CO2运输 CO2封存 CO2利用 • 地质储存、海洋储存、 陆地生态系统储存 CO2直接利用 CO2转化 CO2封存 /利用CO2捕集 碳捕集 • 碳捕集技 术开发商： 吸收、吸 附、膜分 离 • 定制溶剂、 离子液体 和其他材 料开发商 • 泵、阀门、 压缩机和 其他电气 元件 技术提 供商 设备制 造商 工程总承 包 (EPCM) • 建筑土 木工程、 基础设 施供应 商 CCUS产业链 全球电化学储能行业现状与未来发展白皮书｜ 2023/09 30 来源：公开资料、沙利文研究 延伸： CCUS产业发展概览 （ 3/4） 驱动因素 1– 2年 3— 4年 5– 18年 符合 《 巴黎协定 》 的气候行动目标 ： 196个缔约方于 2015年签署了具有法律约束力的气候目标承诺书， 承诺减少排放，从而将全球气温升幅保持在 1.5摄氏 度以下。 高 高 高 CCUS是生产低碳氢气的重要技术： 到 2030年， 20% 的氢气将来自配备 CCUS的化石燃料，这些设备主要 集中在拥有低成本运输和储存基础设施的地区。 中 高 高 CCUS在难以消减的行业中去碳化中的作用： 水泥、 钢铁和化工等重工业的二氧化碳排放量约占全球总 量的 20%。 CCUS是目前唯一经过验证的大规模消除 此类高浓度排放的技术。 中 中 高 用于运输和储存二氧化碳的 CCUS中心枢纽和产业集 群： 枢纽集聚、压缩、脱水和运输来自大型工业产 业集群的二氧化碳，从而实现规模经济，特别体现 在压缩成本和管道运营与维护方面。 低 中 高 更快地部署负排放技术： 尽管 CCUS能有效去除难以 消减的工业中的二氧化碳，但残余排放必须通过负 排放技术（如 BECCS和 DACCS）来补偿。 低 中 高 直接空气捕集与二氧化碳封存： 直接空气捕集与二 氧化碳封存具有从大气中捕集 29至 36千兆吨二氧化 碳的潜力，并可与在封存地点设置于同一处，从而 降低运输成本。 低 中 高 CCUS： 2