储能行业深度报告：碳中和集结号吹响储能赛道一触即发

[table_page] 电气设备行业深度报告电气设备行业深度报告 5/36 请务必阅读正文之后的免责条款部分 1. 电化学储能电化学储能全球能源革命主线，未来电力系统的核心资产全球能源革命主线，未来电力系统的核心资产 随全球碳中和理念成为共识，能源结构转型进入加速阶段。高比例可再生能源必将随全球碳中和理念成为共识，能源结构转型进入加速阶段。高比例可再生能源必将 引发电力系统对储能长期、持续的需求。电化学储能作为当前主流储能手段，综合优势引发电力系统对储能长期、持续的需求。电化学储能作为当前主流储能手段，综合优势 明显，将充分受益于产业红利。明显，将充分受益于产业红利。 1.1. 储能介绍技术应用丰富多样，电化学是发展最快方向储能介绍技术应用丰富多样，电化学是发展最快方向 储能技术类型丰富，电储能广泛应用在于有电能储备需求的场景。储能技术类型丰富，电储能广泛应用在于有电能储备需求的场景。储能技术主要分 为热储能、电储能储能与氢储能。社会经济发展带动了对电力储能配备的巨大需求。目前 分为电化学储能和机械储能两大流派。 根据正负极材质的不同， 电化学储能分为锂离子电 池、铅蓄电池与纳硫电池。机械储能根据储能方式，分为抽水蓄能、压缩空气储能与飞轮 储能。两种储能方式应用于电力系统、通讯基站、数据中心与轨道交通。 图图 1储能技术分类储能技术分类 资料来源派能科技，浙商证券研究所 [table_page] 电气设备行业电气设备行业深度报告深度报告 6/36 请务必阅读正文之后的免责条款部分 表表 1储能技术路线比较及应用场景储能技术路线比较及应用场景 技术类型技术类型 配置灵活性配置灵活性 放电时间放电时间 启动时间启动时间 响应速度响应速度 技术水平技术水平 基本原理基本原理 最优适用场景最优适用场景 电电 储储 能能 机械机械 储能储能 抽水 蓄能 很低 2h-天 3-5 min min 商用 利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电 力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站 大规模调峰、长时 调频 压缩 空气 洞穴式很低 超临界一般 1h-天 6 min 1 min 洞穴式商用 超临界示范 利用过剩电力将空气压缩并储存，当需要时再将 压缩空气与天然气混合，燃烧膨胀以推动燃气轮 机发电 可再生能源并网、 辅助服务 飞轮 储能 一般 s-min 2 ms 2 ms 商用 利用电能将一个放在真空外壳内的转子加速，将 电能以动能形式储存起来。 快速调频、企业级 UPS 电化电化 学储学储 能能 铅蓄 电池 高 0.5-10h 1s 10 ms 商用 正极二氧化铅和负极纯铅浸到电解液中，两极间 会产生 2V 的电势 分布式及微网、工 商业、变电站备电 锂离 子电 池 很高 0.1-10h 1s 10 ms 示范-商用 正负电极由两种不同锂离子嵌入化合物构成。充 电时，Li从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,放电 相反 综合 液流 电池 一般 1-10h s 级 ms 级 示范 正极和负极电解液分别装在两个储罐中，利用送 液泵使电解液通过电池循环 大规模调峰、可再 生能源并网 钠硫 电池 高 1-8h s 级 ms 级 商用 正极由液态的硫组成，负极由液态的钠组成，电 池运行温度需保持在 300℃以上，以使电极处于 熔融状态。 综合 超级 电容 器 一般 s-min 1s ms 级 示范 通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能 量 快速调频 氢储能氢储能 一般 h-周 3-5 min 1s 示范 将多余的电力可用于制造可无限期储存的氢气， 然后在常规燃气发电厂中燃烧气体发电，或用于 给家庭供热 天-周级长时供电 热储能热储能 一般 0.5-10h - - 商用 吸收太阳辐射或其他载体的热量蓄存于介质内 部，环境温度低于介质温度时热量即释放 光热电站及电-热转 换 资料来源 CNESA，CESA，浙商证券研究所 抽水储能抽水储能占比最高占比最高，，电化学储能电化学储能发展迅猛发展迅猛。。据 CNESA，2020 年全球已投运储能项目 累计装机规模 191.1GW，抽水蓄能占比最高，为 90.3。抽水蓄能是当前最为成熟的电力 储能技术，自上世纪以来商业化开发接近尾声，同时受区位因素局限，增长较慢。电化学 储能作为飞速发展的储能技术， 是具备高度灵活性的调节资源， 在电力系统中的份额快速 提升，累计装机占比已从 2016 年约 1增长至 2020 年的 7.5，位列第二。2020 年新增 的储能装机中，75.1来自电化学储能，贡献了大部分增量。 [table_page] 电气设备行业电气设备行业深度报告深度报告 7/36 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 2全球全球储能储能累计装机累计装机分布分布（截至（截至 2020 年）年） 图图 32020 年全球新增储能分布年全球新增储能分布 资料来源CNESA，浙商证券研究所 资料来源CNESA, 浙商证券研究所 1.2. 电化学储能电化学储能支撑能源转型的关键技术支撑能源转型的关键技术，行业景气度高增，行业景气度高增 1.2.1. 产业链电池与逆变器环节价值量最高，占比分别为产业链电池与逆变器环节价值量最高，占比分别为 60与与 20 电化学电化学储能产业链中，电池与逆变器储能产业链中，电池与逆变器环节环节具备较高的投资价值具备较高的投资价值。。储能系统主要由储 能电池系统（含电池模组和电池管理系统） ，储能逆变器（PCS） ，能量管理系统（EMS） 和其他硬件系统组成。电池模组的上游是锂电材料，PCS 与 BMS 上游主要包括功率半导 体和各类芯片。储能系统下游是储能系统集成商及安装商。根据阳光电源的数据，储能系 统价值构成中 1）电池模组价值量最高（）电池模组价值量最高（60） 。） 。电芯质量（能量密度、循环次数、温度适应性及安 全性等） ，直接影响整个储能系统的运行与效率，因此也是决定储能系统投资回报率的关 键要素。 2） 储能逆变器价值量排名第二 （） 储能逆变器价值量排名第二 （15-20） 。） 。 储能逆变器技术原理与光伏逆变器类似， 核心都是将可再生能源产生的直流电转化为交流电。 但储能逆变器的功能更加多元， 涉及 系统充放电、 能量管理、 离网运行、 无功能力及调频等多项功能， 强调支撑功能与灵活性， 是储能系统中具备智能化控制能力的环节。 图图 4储能系统组成图储能系统组成图 资料来源派能科技，阳光电源，浙商证券研究所 抽水储能, 90.3 压缩空气储能, 0.2 熔融盐储热, 1.8 电化学储 飞轮储能, 0.2 电化学储能, 75.1 其他, 0.4 抽水蓄能, 24.5 [table_page] 电气设备行业电气设备行业深度报告深度报告 8/36 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 5电化学电化学储能系统产业链储能系统产业链 资料来源浙商证券研究所 1.2.2. 应用场景贯穿电力系统各环节应用场景贯穿电力系统各环节，灵活性调节是核心能力，灵活性调节是核心能力 电化学储能电化学储能应用于应用于源网荷各环节源