儲(chǔ)能電池主要產(chǎn)品為鉛酸儲(chǔ)能電池產(chǎn)品(含系統(tǒng))及鋰離子儲(chǔ)能電池產(chǎn)品(含系統(tǒng)),產(chǎn)品主要應(yīng)用于通信基站儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能、戶用儲(chǔ)能及電力儲(chǔ)能等領(lǐng)域。
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儲(chǔ)能電池行業(yè)屬于儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈的中游,其上游主要為電池原材料產(chǎn)業(yè),下游主要為各類應(yīng)用領(lǐng)域。
(1)鉛酸儲(chǔ)能電池
鉛酸儲(chǔ)能電池的上游主要包括鉛錠(正負(fù)極材料)、鉛合金(板柵材料)、隔膜、硫酸(電解液)、殼體、結(jié)構(gòu)件及其他輔材等,鉛酸儲(chǔ)能電池的下游主要包括通信基站、數(shù)據(jù)中心及電力系統(tǒng)等。
(2)鋰離子儲(chǔ)能電池
鋰離子儲(chǔ)能電池的上游主要包括磷酸鐵鋰等正極材料、石墨(負(fù)極材料)、隔膜、六氟磷酸鋰及有機(jī)溶劑等電解液材料、BMS系統(tǒng)、殼體、結(jié)構(gòu)件及其他輔材等。鋰離子儲(chǔ)能電池的下游主要包括通信基站、數(shù)據(jù)中心、戶用儲(chǔ)能及電力儲(chǔ)能等。 ? ?
通信儲(chǔ)能
①通信基站儲(chǔ)能
②數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能 ? ?
戶用儲(chǔ)能 ? ?
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電力儲(chǔ)能
研發(fā)模式 ? ?
工藝流程圖
1、鉛酸電池
當(dāng)前公司的鉛酸電池主要包括常規(guī)工藝和卷繞工藝兩種工藝路線。 ? ?
2、鋰離子電池
鋰離子電池主要包括疊片工藝和卷繞工藝兩種工藝路線,儲(chǔ)能電池通常使用疊片工藝生產(chǎn)軟包電芯,使用卷繞工藝生產(chǎn)方形鋁殼電芯。鋰離子電池的生產(chǎn)流程分為電芯生產(chǎn)流程、PACK(系統(tǒng))生產(chǎn)流程。
(1)鋰離子電池電芯生產(chǎn)工藝流程
兩種電芯在制造工藝的前段類似,在制造工藝的中段有所差異: ? ?
(2)鋰離子電池PACK(系統(tǒng))生產(chǎn)工藝流程
電芯產(chǎn)品分為軟包電芯和方形鋁殼電芯,兩種電芯的PACK工藝在前中段存在差異: ? ?
鉛酸高倍率電池技術(shù)主要應(yīng)用在板柵制造、涂片環(huán)節(jié)中,在正極板柵采用連軋連沖工藝,負(fù)極板柵采用連鑄工藝,在涂片環(huán)節(jié)采用連涂覆膜工藝,所制備的鉛酸電池具有高倍率特性,同時(shí)可有效提升鉛酸電池能量密度和使用壽命。
電容型鋰離子電池技術(shù)主要應(yīng)用在混料環(huán)節(jié),該技術(shù)采用特殊溶劑預(yù)填充活性炭的微孔,即在勻漿前,將活性炭與特殊溶劑混合,真空條件下讓特殊溶劑浸潤(rùn)到活性炭的微孔,特殊溶劑填滿微孔可有效阻止NMP溶劑的進(jìn)入。電極完成制作后,通過(guò)加熱使得微孔恢復(fù),充分發(fā)揮活性炭雙電層特性。涂布烘烤后,由于特殊溶劑易揮發(fā),活性炭的微孔恢復(fù)率達(dá)到90%以上,同等設(shè)計(jì)下,電池倍率性能提升30%。
行業(yè)概況 ? ?
儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)是我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,發(fā)展儲(chǔ)能事業(yè)也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和達(dá)成碳中和目標(biāo)的重要支持手段。我國(guó)近年來(lái)出臺(tái)了相當(dāng)數(shù)量的鼓勵(lì)、支持政策,以加速儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,推動(dòng)行業(yè)的規(guī)?;M(jìn)步。通信基站儲(chǔ)能方面,行業(yè)政策以持續(xù)推動(dòng)5G基站建設(shè)、提升5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋為主,大規(guī)模通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶來(lái)大規(guī)模的通信基站儲(chǔ)能電池需求。
數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能方面,在“東數(shù)西算”的政策背景下,數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需求擴(kuò)大,我國(guó)已出臺(tái)政策支持?jǐn)?shù)據(jù)中心多元化儲(chǔ)能,未來(lái)鋰離子電池在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用預(yù)計(jì)逐步增長(zhǎng),數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能電池需求將呈現(xiàn)鉛酸、鋰電同步發(fā)展的態(tài)勢(shì)。
此外,我國(guó)通過(guò)發(fā)布風(fēng)光強(qiáng)制配儲(chǔ)、進(jìn)一步拉大峰谷電價(jià)差、建立健全尖峰電價(jià)和季節(jié)性電價(jià)機(jī)制等政策措施,全面推動(dòng)戶用儲(chǔ)能及電力儲(chǔ)能的市場(chǎng)發(fā)展。
此外,鉛酸電池作為特定產(chǎn)品,其生產(chǎn)活動(dòng)受到《中華人民共和國(guó)產(chǎn)品質(zhì)量法》、《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》和《排污許可管理?xiàng)l例》等多項(xiàng)法律法規(guī)的嚴(yán)格管控,隨著我國(guó)對(duì)安全、環(huán)保的重視程度不斷提高,未來(lái)鉛酸電池的安全生產(chǎn)、環(huán)保合規(guī)要求預(yù)計(jì)進(jìn)一步趨嚴(yán),鉛酸電池行業(yè)準(zhǔn)入的難度預(yù)計(jì)進(jìn)一步加大。
1、化學(xué)電池行業(yè)概況
化學(xué)電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置,其通過(guò)化學(xué)反應(yīng)消耗某種化學(xué)物質(zhì)以輸出電能,主要分為一次電池、二次電池和燃料電池。
一次電池又稱原電池,制成后即可使用,特點(diǎn)在于放電完畢即廢棄,不可循環(huán)使用,主要包括鋅錳電池、堿性鋅錳電池和鋰一次電池等;二次電池又稱蓄電池,特點(diǎn)在于可反復(fù)充放電循環(huán)使用,主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、鎳氫電池和鎳鎘電池等;燃料電池當(dāng)前多指氫燃料電池,其電化學(xué)反應(yīng)原理為消耗氫氣與氧氣,將氫氣中蘊(yùn)含的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
上述三類電池中,二次電池因具有電壓平穩(wěn)、適用范圍廣、可循環(huán)使用和原材料豐富等優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)前產(chǎn)量最大、用途最廣的電池。二次電池中,尤以鉛酸電池、鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛,上述兩類電池在能量密度、循環(huán)壽命、安全性和成本等指標(biāo)方面各有優(yōu)劣。 ? ?
總體而言,鉛酸電池能量密度及循環(huán)壽命偏低,但在成本及安全性方面具有顯著優(yōu)勢(shì);鋰離子電池能量密度及循環(huán)壽命優(yōu)于鉛酸電池,但鋰離子電池生產(chǎn)成本較鉛酸電池更高,同時(shí)安全性不及鉛酸電池。
當(dāng)前,主流二次電池的技術(shù)參數(shù)、安全性能等情況如下:
(1)鉛酸電池概況
鉛酸電池,又稱鉛蓄電池、鉛酸蓄電池等,發(fā)明于1859年,是使用歷史最悠久的二次電池,其構(gòu)成部分主要分為正極板、負(fù)極板、隔膜、電解液。其中正極板由鉛基合金板柵和二氧化鉛組成,負(fù)極板由鉛基合金板柵和海綿鉛組成,隔膜由超細(xì)玻璃纖維制成,電解液為稀硫酸,上述材料均為不可燃物質(zhì),因此鉛酸電池具有高度安全性。鉛酸電池的主要結(jié)構(gòu)具體如下: ? ?
鉛酸電池放電時(shí),正極二氧化鉛轉(zhuǎn)化為硫酸鉛附著于正極板,負(fù)極鉛也轉(zhuǎn)化為硫酸鉛附著于負(fù)極板,電解液中的硫酸擴(kuò)散至極板、濃度不斷降低;充電時(shí)則發(fā)生相反反應(yīng)。
鉛酸單體電池標(biāo)準(zhǔn)電壓為2V,為滿足高壓用電需要,單體電池可以通過(guò)串聯(lián)方式組成高壓電池組。額定電壓下,將完全處于充電狀態(tài)的電池按照一定的放電條件放電至規(guī)定電壓所釋放出的電量稱為電池容量,單位為安時(shí)(Ah),電池容量乘以額定電壓稱為電池能量,單位為伏安時(shí)(VAh)或千伏安時(shí)(kVAh),其中1kVAh=1,000VAh。基于應(yīng)用場(chǎng)景,鉛酸電池可以分為啟停鉛酸電池、動(dòng)力鉛酸電池和儲(chǔ)能鉛酸電池等。
其中,啟停鉛酸電池主要用作汽車啟停電源;動(dòng)力鉛酸電池主要用作電動(dòng)兩輪車、叉車等特種車輛動(dòng)力電源;儲(chǔ)能鉛酸電池主要用于通信基站、數(shù)據(jù)中心的電能存儲(chǔ),也可應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電的存儲(chǔ)、并網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻等。當(dāng)前,我國(guó)鉛酸電池應(yīng)用以啟停鉛酸電池和動(dòng)力鉛酸電池為主,2021年合計(jì)占比超過(guò)70%,通信基站儲(chǔ)能電池占比較小,約占8%。 ? ?
(2)鋰離子電池概況
鋰離子電池是以鋰離子化合物為正極材料的二次電池的總稱,其構(gòu)成部分主要分為正極片、負(fù)極片、隔膜和電解液等。其中正極片由鋁箔涂覆磷酸鐵鋰、三元等正極材料制成,負(fù)極片由銅箔涂覆石墨制成,隔膜由高分子材料制成,電解液為六氟磷酸鋰等鋰鹽及碳酸酯類有機(jī)溶劑組成的混合物。按照外觀形態(tài)差異,鋰離子電池主要分為軟包電池、圓柱電池及方形鋁殼電池。以軟包電池為例,鋰離子電池的主要結(jié)構(gòu)具體如下: ? ?
鋰離子電池依靠鋰離子在正、負(fù)極之間來(lái)回移動(dòng)實(shí)現(xiàn)充放電,鋰離子電池放電時(shí),嵌入負(fù)極的鋰離子脫離,通過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)至正極,充電時(shí)發(fā)生相反反應(yīng)。
單體鋰離子電池的電壓多在3.2V至3.7V,與鉛酸電池類似,單體鋰離子電池也可以串聯(lián)組成高壓電池組,鋰離子電池的電池容量及電池能量計(jì)算方式與鉛酸電池一致,電池容量單位同樣采用安時(shí)(Ah),但行業(yè)內(nèi)習(xí)慣使用瓦時(shí)(Wh)或千瓦時(shí)(kWh)作為鋰離子電池能量單位,其中1kWh=1,000Wh=1kVAh=1,000VAh,鋰離子電池常用能量單位還包括MWh與GWh,其中1GWh=1,000MWh=1,000,000kWh。
正極材料是鋰離子電池的核心材料之一,按照正極材料的不同,鋰離子電池主要分為鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池以及鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰等三元正極鋰離子電池。不同正極材料的鋰離子電池性能各有優(yōu)劣,下游應(yīng)用領(lǐng)域也存在差異,儲(chǔ)能領(lǐng)域當(dāng)前多應(yīng)用磷酸鐵鋰電池。 ? ?
近年來(lái),鋰離子電池憑借能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率小、無(wú)記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等良好特性實(shí)現(xiàn)迅速發(fā)展,在全球范圍的諸多應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了成熟商業(yè)化應(yīng)用,市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大?;趹?yīng)用場(chǎng)景,鋰離子電池可以分為動(dòng)力鋰離子電池、儲(chǔ)能鋰離子電池及小型鋰離子電池。其中,動(dòng)力鋰離子電池主要用作汽車動(dòng)力電源;儲(chǔ)能鋰離子電池主要用于通信基站、數(shù)據(jù)中心、戶用儲(chǔ)能及電力儲(chǔ)能等領(lǐng)域的電能存儲(chǔ);小型電池主要指用于消費(fèi)電子、小電動(dòng)工具等領(lǐng)域的鋰離子電池。動(dòng)力電池是當(dāng)前鋰離子電池最主要的應(yīng)用領(lǐng)域,根據(jù)EVTank數(shù)據(jù),其2021年全球出貨量占比為65.5%,2022年進(jìn)一步提升至71.4%。
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我國(guó)鋰離子電池出貨結(jié)構(gòu)與全球大致相當(dāng),同樣以動(dòng)力電池為主。2022年我國(guó)動(dòng)力鋰離子電池出貨量占比73.3%,儲(chǔ)能鋰離子電池出貨量占比19.8%,未來(lái)隨著儲(chǔ)能市場(chǎng)需求的不斷增長(zhǎng),預(yù)計(jì)我國(guó)儲(chǔ)能鋰離子電池的出貨量占比將有所提升。
2、儲(chǔ)能電池行業(yè)概況
(1)儲(chǔ)能電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
廣義儲(chǔ)能包括電儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能三類,電儲(chǔ)能是其中最主要的方式。基于技術(shù)原理,電儲(chǔ)能又分為電化學(xué)儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能。各類儲(chǔ)能中,以儲(chǔ)能電池為核心的電化學(xué)儲(chǔ)能是當(dāng)前應(yīng)用范圍最廣、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮膬?chǔ)能技術(shù)。 ? ?
電化學(xué)儲(chǔ)能的實(shí)質(zhì)為利用二次電池儲(chǔ)能,主流的儲(chǔ)能二次電池為鋰離子電池和鉛酸電池。其中,鋰離子電池憑借能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)勢(shì)占據(jù)儲(chǔ)能電池領(lǐng)域主導(dǎo)地位,近年來(lái)出貨量持續(xù)增加。根據(jù)GGII數(shù)據(jù),2022年我國(guó)儲(chǔ)能鋰離子電池出貨量達(dá)到130GWh,同比大幅增長(zhǎng)170.8%,預(yù)計(jì)未來(lái)持續(xù)高增長(zhǎng),2025年將達(dá)到430GWh。
鉛酸儲(chǔ)能電池方面,根據(jù)我國(guó)鉛酸電池總產(chǎn)量數(shù)據(jù)及我國(guó)鉛酸電池下游市場(chǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)推算,2021年我國(guó)鉛酸儲(chǔ)能電池出貨量達(dá)到3,247萬(wàn)kVAh(32.47GWh,統(tǒng)計(jì)口徑未包含數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能)。基于鉛酸儲(chǔ)能電池固有的安全性、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì),鉛酸電池在通信基站及數(shù)據(jù)中心等特定領(lǐng)域仍保有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。 ? ?
(2)儲(chǔ)能電池細(xì)分行業(yè)
基于應(yīng)用場(chǎng)景,儲(chǔ)能電池可以細(xì)分為通信基站儲(chǔ)能電池、數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能電池、戶用儲(chǔ)能電池及電力儲(chǔ)能電池。
①通信基站儲(chǔ)能電池
通信基站是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中最關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施,主要功能為提供無(wú)線覆蓋,即實(shí)現(xiàn)有線通信網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線終端之間的無(wú)線信號(hào)傳輸。通信基站儲(chǔ)能電池的主要作用是在電力中斷期間向關(guān)鍵通信基站設(shè)備提供電力,對(duì)于通信基站的穩(wěn)定運(yùn)行起到重要作用,其市場(chǎng)規(guī)模也與通信基站的建設(shè)規(guī)模直接相關(guān)。
根據(jù)工信部統(tǒng)計(jì),截至2023年7月,我國(guó)5G基站共305.5萬(wàn)個(gè),占移動(dòng)基站總數(shù)的26.9%,2023年1-7月新建5G基站數(shù)量已超過(guò)2022年全年。受益于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對(duì)于通信基站數(shù)量的需求增加,近幾年通信基站儲(chǔ)能電池出貨量高速增長(zhǎng),根據(jù)GGII的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2017年-2022年中國(guó)通信基站鋰離子儲(chǔ)能電池出貨量由1.7GWh增長(zhǎng)至9.0GWh,年復(fù)合增長(zhǎng)率為39.56%。
未來(lái)5G基站建設(shè)將持續(xù)拉動(dòng)對(duì)儲(chǔ)能電池的需求,根據(jù)賽迪顧問(wèn)發(fā)布的《5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》預(yù)測(cè),到2030年我國(guó)5G基站數(shù)量將達(dá)到1,500萬(wàn)個(gè),年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到29.89%。根據(jù)EVTank數(shù)據(jù),2030年,中國(guó)通信基站儲(chǔ)能電池的累計(jì)市場(chǎng)需求量將達(dá)到142.7GWh。鉛酸電池及鋰離子電池均可作為通信基站儲(chǔ)能電池,4G基站對(duì)儲(chǔ)能電池的能量密度、電池體積、電池重量要求相對(duì)較低,基于成本等因素,當(dāng)前絕大多數(shù)4G基站采用鉛酸儲(chǔ)能電池,但5G基站對(duì)儲(chǔ)能電池的能量密度、電池體積、電池重量等指標(biāo)提出更高要求,因此鋰離子電池在5G基站儲(chǔ)能的滲透率較4G基站更高,根據(jù)專家研判,當(dāng)前鋰離子電池在通信基站儲(chǔ)能領(lǐng)域的整體滲透率約為40%。 ? ?
②數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能電池
數(shù)據(jù)中心包括互聯(lián)網(wǎng)機(jī)房、機(jī)柜和其他相關(guān)設(shè)備,能夠提供海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理及交互服務(wù),對(duì)于用電的穩(wěn)定性、安全性和連續(xù)性要求極高,數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能電池能夠起到提高電能質(zhì)量、頻率控制以及應(yīng)急備電等作用,以保障數(shù)據(jù)中心的平穩(wěn)、高效運(yùn)行。
數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能電池對(duì)于安全性要求極高,且放置空間通??勺灾鳑Q定,因此對(duì)于電池能量密度、體積數(shù)量的要求相對(duì)靈活,因鉛酸電池安全性高、成本低,鉛酸電池仍然是數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能領(lǐng)域的主流選擇。
根據(jù)行業(yè)專家研判,當(dāng)前鉛酸電池在我國(guó)數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率超過(guò)90%,鋰離子電池滲透率不足10%,排除可能的政策影響,鉛酸電池短期內(nèi)被鋰離子電池大規(guī)模替代的可能性較低。當(dāng)前,5G、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展,數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展。
根據(jù)《數(shù)字中國(guó)發(fā)展報(bào)告(2022年)》,2017年至2022年,我國(guó)在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)量從166萬(wàn)架增長(zhǎng)至650萬(wàn)架,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到31.39%,在用數(shù)據(jù)中心算力總規(guī)模超180EFLOPS,位居世界第二。 ? ?
在“東數(shù)西算”的國(guó)家戰(zhàn)略下,數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)快速發(fā)展,未來(lái),數(shù)字經(jīng)濟(jì)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)將持續(xù)增強(qiáng),數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)模仍將保持持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng),為儲(chǔ)能電池提供廣闊的市場(chǎng)空間。根據(jù)《數(shù)據(jù)中心應(yīng)用發(fā)展指引》及智研咨詢預(yù)測(cè),到2035年,國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)量預(yù)計(jì)達(dá)到1,491.1萬(wàn)架,2025年至2035年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)約6.98%。
③戶用儲(chǔ)能電池
戶用儲(chǔ)能電池的安裝主體主要為電力用戶,亦稱“表后儲(chǔ)能”電池。基于用戶性質(zhì)不同,戶用儲(chǔ)能電池又可以分為家庭用儲(chǔ)能電池和工商業(yè)用儲(chǔ)能電池,常與分布式光伏系統(tǒng)配套安裝。戶用儲(chǔ)能電池的主要功能為利用峰谷價(jià)差節(jié)約用電成本、光伏電力自發(fā)自用及提升電力不穩(wěn)定地區(qū)的供電可靠性等。由于客戶對(duì)于電池能量密度的要求較高,戶用儲(chǔ)能基本采用鋰離子電池。 ? ?
2021年以來(lái),全球主要地區(qū)用電價(jià)格在能源通脹危機(jī)和東歐地緣沖突沖擊下明顯上漲,境外部分國(guó)家居民能源支出成本顯著增加,戶用儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性凸顯,以歐美為代表的戶用儲(chǔ)能市場(chǎng)需求迅速崛起;同時(shí),各國(guó)政府紛紛發(fā)布鼓勵(lì)政策,通過(guò)電價(jià)補(bǔ)貼等措施進(jìn)一步推動(dòng)居民在光伏裝機(jī)的基礎(chǔ)上配置儲(chǔ)能系統(tǒng),進(jìn)一步助推了戶用儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展;此外,部分欠發(fā)達(dá)地區(qū)社區(qū)分散、人口集中度低、基礎(chǔ)設(shè)施條件差、電網(wǎng)協(xié)調(diào)能力弱,上述地區(qū)的供電穩(wěn)定性需求也進(jìn)一步推動(dòng)了戶用儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展。
國(guó)內(nèi)方面,國(guó)家發(fā)改委2021年發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善分時(shí)電價(jià)機(jī)制的通知》,提出進(jìn)一步拉大峰谷電價(jià)差,建立健全尖峰電價(jià)、季節(jié)性電價(jià)等機(jī)制,為戶用儲(chǔ)能在我國(guó)商業(yè)價(jià)值的實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提供空間。
根據(jù)GGII數(shù)據(jù),中國(guó)戶用儲(chǔ)能出貨量逐年攀升,2022年已達(dá)20.0GWh,預(yù)計(jì)2025年中國(guó)戶用儲(chǔ)能出貨量將達(dá)到83.0GWh,復(fù)合增長(zhǎng)率60.70%。全球家用儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模逐年攀升,2022年已達(dá)15.0GWh,預(yù)計(jì)2025年全球家用儲(chǔ)能裝機(jī)容量將達(dá)到100.0GWh。 ? ?
工商業(yè)儲(chǔ)能目前僅有歐美少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展進(jìn)程相對(duì)較快,我國(guó)整體仍處于發(fā)展初期階段,市場(chǎng)需求正在不斷培養(yǎng),在政策與需求的雙重推動(dòng)下,未來(lái)國(guó)內(nèi)工商業(yè)儲(chǔ)能將加速駛?cè)肷虡I(yè)化進(jìn)程,市場(chǎng)空間有望進(jìn)一步打開。根據(jù)GGII數(shù)據(jù)預(yù)測(cè),2025年國(guó)內(nèi)工商業(yè)儲(chǔ)能電池出貨有望超過(guò)15GWh。
④電力儲(chǔ)能電池
電力儲(chǔ)能電池主要應(yīng)用于電網(wǎng)系統(tǒng),又可以分為發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能電池與電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電池,亦稱“表前儲(chǔ)能”電池。在發(fā)電側(cè),可再生能源發(fā)電存在棄電率高、間歇性和不穩(wěn)定情況頻發(fā)的特征,儲(chǔ)能電池的應(yīng)用能夠提升光伏、風(fēng)電等可再生能源的電能質(zhì)量和并網(wǎng)效率,平滑電力輸出;在電網(wǎng)側(cè),新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性使得電網(wǎng)輸配容量、電頻波動(dòng)控制方面的需求增加,儲(chǔ)能電池的應(yīng)用能夠在電網(wǎng)側(cè)實(shí)現(xiàn)調(diào)峰、調(diào)頻、快速調(diào)壓等功能,助力電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)前,電力儲(chǔ)能電池以鋰離子電池為主,根據(jù)CNESA數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年我國(guó)已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模59.8GW,其中新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模13.1GW,鋰離子儲(chǔ)能電池在新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模中占比達(dá)到94.0%,鉛酸儲(chǔ)能電池占比3.1%。 ? ?
近年來(lái),在光伏、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電占比持續(xù)提升以及支持政策的持續(xù)刺激下,我國(guó)電力儲(chǔ)能產(chǎn)品出貨量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。根據(jù)GGII數(shù)據(jù),2022年我國(guó)電力儲(chǔ)能鋰離子電池出貨量達(dá)到92.0GWh,同比大幅增長(zhǎng)216.2%,預(yù)計(jì)到2025年,在國(guó)內(nèi)外可再生能源并網(wǎng)需求持續(xù)增加的背景下,我國(guó)電力儲(chǔ)能鋰離子電池出貨量將達(dá)到300.0GWh。
行業(yè)特點(diǎn)及技術(shù)水平
(1)鉛酸儲(chǔ)能電池技術(shù)已進(jìn)入成熟階段
電池的技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括能量密度、安全性、倍率、經(jīng)濟(jì)性和循環(huán)壽命等,鉛酸儲(chǔ)能電池雖然能量密度不高、循環(huán)壽命偏低,但其具有高安全性及低成本特點(diǎn),成為用戶強(qiáng)調(diào)使用安全、放置空間限制小、價(jià)格敏感度高的應(yīng)用場(chǎng)景的優(yōu)勢(shì)電池選擇。歷經(jīng)160余年發(fā)展,鉛酸電池的生產(chǎn)、回收技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)極為成熟,產(chǎn)品工藝水平高度穩(wěn)定,環(huán)保負(fù)面影響處于可控范圍。當(dāng)前行業(yè)內(nèi)已經(jīng)幾乎不存在采用外化成、人工作業(yè)等落后工藝的生產(chǎn)企業(yè),行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)多使用真空和膏、真空負(fù)壓注酸、連續(xù)性涂片等先進(jìn)生產(chǎn)工藝,充分保證產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率,同時(shí)滿足經(jīng)營(yíng)和環(huán)保合法合規(guī)。 ? ?
(2)鋰離子儲(chǔ)能電池以磷酸鐵鋰路線為主
鋰離子電池普遍能量密度較高、循環(huán)壽命較長(zhǎng),但不同類型的鋰離子電池在成本、循環(huán)壽命和安全性等方面存在一定差異,近年來(lái),鋰離子電池技術(shù)持續(xù)完善、產(chǎn)品迭代迅速、性能不斷優(yōu)化,當(dāng)前仍然處于高速發(fā)展期。技術(shù)路線方面,相較于動(dòng)力電池追求高能量密度、高倍率,儲(chǔ)能電池更加追求安全性、經(jīng)濟(jì)性和長(zhǎng)循環(huán)壽命。因此,當(dāng)前以高能量密度為特點(diǎn)、成本相對(duì)較高的三元鋰離子電池不適合儲(chǔ)能路線,而以成本和循環(huán)壽命見長(zhǎng)、安全性更高的磷酸鐵鋰電池成為儲(chǔ)能電池的更優(yōu)選擇。
儲(chǔ)能電池行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
(1)鋰離子電池發(fā)展迅速,市場(chǎng)滲透率有望進(jìn)一步提升
鋰離子電池能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng),當(dāng)前在戶用儲(chǔ)能和電力儲(chǔ)能領(lǐng)域占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì),基于未來(lái)儲(chǔ)能市場(chǎng)需求加速增長(zhǎng)的預(yù)期,鋰離子儲(chǔ)能電池的出貨量預(yù)計(jì)快速提升。且隨著鋰離子電池技術(shù)的不斷精進(jìn),其安全性、經(jīng)濟(jì)性有望進(jìn)一步提升,從而提升其在通信基站儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能領(lǐng)域的滲透率。
(2)鉛酸電池技術(shù)成熟,特定應(yīng)用領(lǐng)域短期內(nèi)仍占據(jù)主流地位
盡管鋰離子電池近年來(lái)在戶用儲(chǔ)能、電力儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了廣泛應(yīng)用,但鉛酸儲(chǔ)能電池憑借安全性、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì),在通信基站儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能等特定領(lǐng)域仍然為主流產(chǎn)品。特別是極度注重使用安全的數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能領(lǐng)域,客戶可以自主決定電池的放置空間,打破了電池放置的數(shù)量限制,從而在充分發(fā)揮鉛酸電池高安全性優(yōu)勢(shì)的同時(shí)又極大克服了鉛酸儲(chǔ)能電池自身能量密度不高的短板,成為鉛酸儲(chǔ)能電池的天然應(yīng)用場(chǎng)景。短期內(nèi),如果排除可能的政策影響,鋰離子電池在上述特定領(lǐng)域大規(guī)模替代鉛酸電池的可能性較低。 ? ?
(3)鈉離子電池研究進(jìn)展顯著,或可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)?;\(yùn)用
鈉離子電池是一種新型二次電池,主要依靠鈉離子在正、負(fù)極之間來(lái)回移動(dòng)實(shí)現(xiàn)充放電,與鋰離子電池工作原理相似。相較于鋰離子電池,鈉離子電池具備成本更低的特點(diǎn),作為儲(chǔ)能電池更具優(yōu)勢(shì)。但鈉離子電池當(dāng)前仍然存在鈉離子脫嵌困難等技術(shù)性難題,技術(shù)路線有待進(jìn)一步完善。未來(lái),如果鈉離子電池實(shí)現(xiàn)技術(shù)成熟商業(yè)化量產(chǎn),其很可能成為繼鉛酸電池、鋰離子電池之后的新一代規(guī)?;\(yùn)用儲(chǔ)能電池。
行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局
儲(chǔ)能電池主要應(yīng)用于通信基站儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能、戶用儲(chǔ)能及電力儲(chǔ)能等領(lǐng)域,由于各細(xì)分領(lǐng)域的產(chǎn)品需求、業(yè)務(wù)模式、行業(yè)發(fā)展階段各不相同,當(dāng)前儲(chǔ)能電池在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中呈現(xiàn)不同的競(jìng)爭(zhēng)格局。
(1)通信儲(chǔ)能
①通信基站儲(chǔ)能
通信基站儲(chǔ)能客戶主要為大型通信運(yùn)營(yíng)商和通信設(shè)備集成商,上述客戶主要采用集中采購(gòu)、公開招標(biāo)等方式選取供應(yīng)商,并設(shè)立嚴(yán)格的供應(yīng)商認(rèn)證體系,市場(chǎng)上滿足投標(biāo)條件的企業(yè)數(shù)量較少,歷年中標(biāo)企業(yè)相對(duì)穩(wěn)定,行業(yè)集中度較高,頭部公司主要包括南都電源、圣陽(yáng)股份、雄韜股份、理士國(guó)際、雙登集團(tuán)等。
②數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能
數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能電池主要采用鉛酸電池,鋰離子電池滲透率較低,雙登集團(tuán)鉛酸電池技術(shù)成熟,競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯。 ? ?
(2)戶用儲(chǔ)能
戶用儲(chǔ)能面向C端用戶,市場(chǎng)空間大、行業(yè)集中度相對(duì)偏低,業(yè)內(nèi)公司主要包括派能科技、比亞迪、寧德時(shí)代、LG新能源等,當(dāng)前在境外需求持續(xù)高漲、中國(guó)市場(chǎng)初見規(guī)模的背景下,戶用儲(chǔ)能企業(yè)大多積極擴(kuò)產(chǎn),搶占份額,同時(shí)其他電池領(lǐng)域的企業(yè)紛紛進(jìn)入戶用儲(chǔ)能領(lǐng)域,力求分享行業(yè)高速發(fā)展的紅利。
(3)電力儲(chǔ)能
電力儲(chǔ)能領(lǐng)域,全球及國(guó)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)格局類似,基本呈現(xiàn)以“寧德時(shí)代”為龍頭、一超多強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)格局。
行業(yè)內(nèi)的主要企業(yè)
(1)浙江南都電源動(dòng)力股份有限公司(300068.SZ)南都電源成立于1997年,主要產(chǎn)品為鉛酸電池(系統(tǒng))、鋰離子電池(系統(tǒng))、燃料電池及鉛、鋰資源再生產(chǎn)品,南都電源產(chǎn)品主要應(yīng)用于儲(chǔ)能電池和動(dòng)力電池領(lǐng)域,2022年度,南都電源實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入1,174,860.00萬(wàn)元。
(2)山東圣陽(yáng)電源股份有限公司(002580.SZ)圣陽(yáng)股份成立于1998年,主要產(chǎn)品為鉛酸電池(系統(tǒng))及鋰離子電池(系統(tǒng)),圣陽(yáng)股份產(chǎn)品主要應(yīng)用于儲(chǔ)能電池和動(dòng)力電池領(lǐng)域,2022年度,圣陽(yáng)股份實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入279,626.01萬(wàn)元。
(3)理士國(guó)際技術(shù)有限公司(00842.HK)理士國(guó)際成立于2010年,主要產(chǎn)品為鉛酸電池(系統(tǒng))及鋰離子電池(系統(tǒng)),理士國(guó)際產(chǎn)品主要應(yīng)用于儲(chǔ)能電池、啟停電池和動(dòng)力電池領(lǐng)域,2022年度,理士國(guó)際實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入1,284,585.90萬(wàn)元。
(4)深圳市雄韜電源科技股份有限公司(002733.SZ)雄韜股份成立于1994年,主要產(chǎn)品為鉛酸電池(系統(tǒng))、鋰離子電池(系統(tǒng))及燃料電池,雄韜股份產(chǎn)品主要應(yīng)用于儲(chǔ)能電池和動(dòng)力電池領(lǐng)域,2022年度,雄韜股份實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入407,827.49萬(wàn)元。 ? ?
(5)上海派能能源科技股份有限公司(688063.SH)派能科技成立于2009年,專注于磷酸鐵鋰電池(系統(tǒng))的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,派能科技產(chǎn)品主要應(yīng)用于戶用儲(chǔ)能領(lǐng)域,2022年度,派能科技實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入601,317.48萬(wàn)元。
(6)雙登集團(tuán)股份有限公司雙登集團(tuán)作為國(guó)內(nèi)最早從事儲(chǔ)能產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)之一,近年來(lái)深耕微電網(wǎng)、規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)集成的方案研究與實(shí)施,積累了一批國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)儲(chǔ)能項(xiàng)目、多種應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。兼具鉛酸儲(chǔ)能電池、鋰離子儲(chǔ)能電池的規(guī)?;a(chǎn)能力,產(chǎn)品線豐富,能夠滿足通信基站、數(shù)據(jù)中心、戶用儲(chǔ)能、電力儲(chǔ)能等不同客戶的差異化需求。鉛酸儲(chǔ)能電池方面,公司產(chǎn)品線包括AGM電池、膠體電池、鉛碳電池,種類齊全、各具優(yōu)點(diǎn);鋰離子儲(chǔ)能電池方面,公司主攻磷酸鐵鋰電池,產(chǎn)品體系覆蓋軟包、方形鋁殼兩大路線,性能穩(wěn)定、不斷精進(jìn)。 ? ?
編輯:黃飛
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評(píng)論
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