中國儲能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、前景及其各技術(shù)路線發(fā)展趨勢分析[圖]

    儲能，是通過特定的裝置或物理介質(zhì)將不同形式的能量通過不同方式儲存起來，以便以后再需要時利用的技術(shù)。

    從儲能介質(zhì)與儲能裝置的結(jié)構(gòu)來看，儲能技術(shù)可以分為機械類儲能、電氣類儲能、電化學(xué)儲能、熱儲能、化學(xué)儲能等。其中，抽水蓄能與電化學(xué)儲能是用途最廣，發(fā)展更為成熟的兩種方式，從發(fā)展遠(yuǎn)景來看，化學(xué)儲能有望在2030年前后獲得迅速的發(fā)展機會。

儲能技術(shù)分類

資料來源：智研咨詢整理

    儲能技術(shù)被廣泛應(yīng)用于提升電網(wǎng)輸出與負(fù)荷匹配度，降低電網(wǎng)輸出波動，減少電能損耗，以提升能源利用效率。各種儲能技術(shù)特性存在較為顯著的差別，適用范圍也有較大的區(qū)別，飛輪與超級電容器儲能主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中對電壓波動較為敏感的精密制造與通信、數(shù)據(jù)中心等行業(yè)，抽水蓄能主要應(yīng)用于大電網(wǎng)的輸配電環(huán)節(jié)，而化學(xué)儲能則更多運用于光、風(fēng)發(fā)電等波動較大的可再生能源發(fā)電側(cè)、中小型智能變電站和用電側(cè)。

各類儲能技術(shù)路線比較

資料來源：智研咨詢整理

    從全球以及中國的能源體系變化趨勢來看，儲能技術(shù)已經(jīng)成為輸配電領(lǐng)域的發(fā)展重點。一是由于全球能源結(jié)構(gòu)不斷的向清潔化變化，光風(fēng)等新能源發(fā)電方式受自然因素影響較大，具有明顯的間歇性發(fā)電的特點，隨著新能源并網(wǎng)的容量增加，發(fā)電側(cè)對電網(wǎng)的沖擊性擴大。二是，隨著節(jié)能環(huán)保的要求不斷增長，全社會終端能源消費需求持續(xù)向電能轉(zhuǎn)移，化石能源在終端消費比例降低，新能源汽車等新型用電終端的用電需求不斷增加，電網(wǎng)負(fù)荷需求在未來的波動性將會持續(xù)變化。

2000-2018年世界一次能源消費占比 （單位：百分比）

資料來源：BP世界能源統(tǒng)計年鑒（2019版）

    總體而言，儲能裝置是新能源產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是滿足可再生能源大規(guī)模接入的重要手段，也是分布式能源系統(tǒng)、電動汽車產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。儲能是智能電網(wǎng)、可再生能源高占比能源系統(tǒng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分和關(guān)鍵支撐技術(shù)。發(fā)展儲能技術(shù)對于增進能源利用效率，提升電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性具有重要意義，未來隨著電力電子器件與能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，儲能技術(shù)的運用將會更加普遍。

    全球各國對儲能發(fā)展頗為重視，相繼出臺了推動儲能行業(yè)發(fā)展的支持政策。我國的儲能行業(yè)也總體處于發(fā)展的初級階段，行業(yè)主要以示范性應(yīng)用為主，近幾年我國在儲能行業(yè)的項目規(guī)劃、政策支持和產(chǎn)業(yè)布局等方面都顯著加速，政策出臺更加密集。

中國儲能行業(yè)主要政策

資料來源：智研咨詢整理

    總體而言，我國儲能產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展的初級階段，以示范應(yīng)用為主，與發(fā)達國家的產(chǎn)業(yè)化進程相比還有一定的差距。中國的儲能產(chǎn)業(yè)起步可以追溯到2000年初，歷經(jīng)十幾年，儲能走過了技術(shù)研發(fā)、示范應(yīng)用和商業(yè)化初期三個階段。目前我國沒有一種儲能技術(shù)在市場上占據(jù)絕對優(yōu)勢，能實現(xiàn)盈利的項目少之又少，儲能行業(yè)想要取得長足發(fā)展，實現(xiàn)規(guī)?；?、商業(yè)化，需要解決經(jīng)濟性、政策性和技術(shù)性三方面問題。

    近年來，中國儲能產(chǎn)業(yè)在項目規(guī)劃、政策支持和產(chǎn)能布局等方面均加快了發(fā)展的腳步，行業(yè)發(fā)展也更加規(guī)范。中國抽水蓄能技術(shù)更為成熟，行業(yè)發(fā)展相對緩慢，而電化學(xué)儲能市場的增速明顯高于全球市場，光熱儲能目前尚處于起步階段、飛輪儲能逐步進入商業(yè)化規(guī)?；瘧?yīng)用的導(dǎo)入期。

    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國儲能行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)研及投資前景分析報告》指出：2014年國內(nèi)儲能累計裝機約22.21GW，到2018年達到了31.3GW。近幾年國內(nèi)儲能行業(yè)累計裝機情況如下圖所示：

2014-2018年中國儲能行業(yè)裝機情況

資料來源：智研咨詢整理

2014-2018年中國儲能行業(yè)應(yīng)用格局

資料來源：智研咨詢整理

    近幾年我國儲能行業(yè)市場規(guī)?？焖僭鲩L，從2014年的26.51億元增長到了2018年的67.82億元，其中，2016年規(guī)模達到了124.71億元。如下圖所示：

2014-2018年中國儲能行業(yè)市場規(guī)模情況

資料來源：智研咨詢整理

    從細(xì)分市場規(guī)模來看，2018年我國儲能市場規(guī)模約67.85億元，其中，抽水儲能規(guī)模31.46億元；化學(xué)儲能規(guī)模31.55億元；其他儲能規(guī)模4.84億元。如下圖所示：

2014-2018年中國儲能細(xì)分市場規(guī)模情況

資料來源：智研咨詢整理

    從行業(yè)的發(fā)展趨勢來看，未來儲能技術(shù)有望在可再生能源技術(shù)，數(shù)據(jù)中心、5G基站、新能源汽車等新型電力消費終端與全社會電力消費持續(xù)增長的推動下，在未來幾年獲得爆發(fā)式增長機會。

中國儲能行業(yè)持續(xù)增長主要動因

資料來源：智研咨詢整理

    根據(jù)中國現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)，能源消費態(tài)勢，以及能源技術(shù)演進情況，預(yù)計未來中國的儲能技術(shù)將在電化學(xué)儲能、飛輪儲能與化學(xué)儲能三個方向有較大的發(fā)展機會，其中電化學(xué)儲能確定性最高，飛輪儲能應(yīng)用范圍最廣，化學(xué)儲能前景極為廣闊，但存在較大的不確定性。

    電化學(xué)儲能技術(shù)增長確定性主要來源于兩個方面，一是中國已經(jīng)成為最大的新能源汽車市場，動力電池存量龐大，處于資源節(jié)約利用要求，有必要推動動力電池的梯次利用，同時龐大的新能源汽車市場也培育了中國鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈。

2011-2019年1-11月新能源汽車產(chǎn)銷量走勢

資料來源：汽車工業(yè)協(xié)會、智研咨詢整理

    此外，電化學(xué)儲能技術(shù)極為成熟，在鉛蓄電池時代就已經(jīng)在UPS領(lǐng)域得到廣泛的利用，電化學(xué)儲能技術(shù)推廣應(yīng)用難度小，產(chǎn)業(yè)鏈極為完善，且兼容性好，目前已經(jīng)成為中國市場最為主要的儲能項目，未來隨著2015年前后的新能源汽車進入電池更換周期，鋰電池在儲能領(lǐng)域的梯次利用有望迅速增長。

    飛輪儲能技術(shù)相對于電化學(xué)儲能技術(shù)而言，其應(yīng)用范圍更為廣闊。主要是由于其相對于電化學(xué)儲能的技術(shù)的靈活度更高，飛輪儲能技術(shù)具有最高的能量轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高、易維護、使用環(huán)境要求低、無污染、使用壽命長。因此可以廣泛的適用于如半導(dǎo)體生產(chǎn)線、機場、移動電源車、風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電以及整個電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻，同時隨著居民部門的用量上升，居民小區(qū)的電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻需求也會顯著增長，但中國的飛輪儲能技術(shù)成熟度還相對較低，技術(shù)成熟與示范應(yīng)用仍需8-10年左右的時間推廣。

    化學(xué)儲能的前景極為廣闊，主要是由于電解水制氫工藝能夠?qū)⒖稍偕茉窗l(fā)電與氫能源兩個大方向極為緊密的聯(lián)合起來。目前全球的工業(yè)制氫工藝主要以天然氣、煤制氫兩種為主，電解水制氫主要用于實驗室。天然氣制氫、煤制氫工藝由化石能源轉(zhuǎn)化，存在較大能源損耗，同時氫氣純度相對較低，后續(xù)提純難度大，難以直接用于氫燃料電池。而利用可再生能源發(fā)電技術(shù)生成的電力電解水制氫能夠獲得極高的純度氫氣，可以直接利用，設(shè)備投資成本低，同時可以消納過剩的可再生能源產(chǎn)生的電力，提高可再生能源的經(jīng)濟效益，且具有較大的靈活性，可以實現(xiàn)分布式生產(chǎn)，隨著全球可再生能源發(fā)電技術(shù)發(fā)展以及氫能源利用技術(shù)持續(xù)進步，化學(xué)儲能技術(shù)具有極為廣闊的市場前景。

    目前歐、美、日等都制定了氫能發(fā)展戰(zhàn)略和詳細(xì)的計劃，并在迅速而有步驟地推進，已經(jīng)取得了積極成果。中國也出臺了許多相關(guān)政策，示范項目建設(shè)穩(wěn)步推進，2019年全國首個MW級氫儲能項目落戶六安，2020年山西首座氫儲能綜合能源互補項目簽約，預(yù)計投資6億元人民幣，進行以氫為主的儲能項目建設(shè)，一期計劃建設(shè)10MW電解水制氫高壓儲氫系統(tǒng)，項目建成后每天制取高純度的氫氣5000kg。但在實際運用中，氫儲能的發(fā)展仍要突破眾多技術(shù)難關(guān)，具有較大的不確定性。