預(yù)見(jiàn)2024：新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)趨勢(shì)展望(附技術(shù)路徑、投資方向、專利布局、科技企業(yè)布局等)

行業(yè)主要上市公司：寧德時(shí)代(002074)、國(guó)軒高科(002074)、比亞迪(002594)、億緯鋰能(300014)等

本文核心觀點(diǎn)：新型儲(chǔ)能技術(shù)在“雙碳”目標(biāo)趨勢(shì)下備受關(guān)注，其中鋰電儲(chǔ)能、鈉硫電池、全釩液流電池、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等技術(shù)具備較大的投資潛力，“十四五”期間電化學(xué)儲(chǔ)能將迎來(lái)進(jìn)一步上升。

引言：新型儲(chǔ)能可提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力

——可再生能源滲透率快速提升，傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)面臨穩(wěn)定性挑戰(zhàn)

根據(jù)IEA《中國(guó)能源部門(mén)碳中和路線圖》及相關(guān)政策規(guī)劃，在承諾目標(biāo)情景中，我國(guó)可再生能源在一次能源需求總量中的比重將從2020年的12%躍升到2060年的60%左右。到2060年，太陽(yáng)能和風(fēng)能的需求將接近總需求的四成。由于電力部門(mén)為能源需求的主力，由此可見(jiàn)風(fēng)電和光伏發(fā)電將成為電力行業(yè)轉(zhuǎn)型的重要趨勢(shì)。以風(fēng)能和太陽(yáng)能為主的可再生能源存在間歇性強(qiáng)、波動(dòng)性大的問(wèn)題，由此會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成挑戰(zhàn)。

——新型儲(chǔ)能是平滑、消納可再生能源發(fā)電的重要手段，可提高電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力

新型儲(chǔ)能是除抽水蓄能以外的主要儲(chǔ)能形式，其可以改變電力系統(tǒng)即發(fā)即用的傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)方式，提高系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力。目前常見(jiàn)的新型儲(chǔ)能形式有鋰電儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等。據(jù)CNESA最新公布數(shù)據(jù)，截至2023年6月底，中國(guó)已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模70.2GW(包括抽水蓄能、熔融鹽儲(chǔ)熱、新型儲(chǔ)能)。其中，新型儲(chǔ)能占比30%，鋰離子電池依然是新型儲(chǔ)能中占比最高的類型。

技術(shù)路線：新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展路徑與支撐體系

從技術(shù)路線發(fā)展來(lái)看，壓縮空氣儲(chǔ)能及飛輪儲(chǔ)能技術(shù)正在加快商業(yè)應(yīng)用部署。電化學(xué)儲(chǔ)能中鋰離子電池技術(shù)較為成熟、商業(yè)化初具規(guī)模，鈉硫電池正加快商業(yè)應(yīng)用部署，液流電池加速示范應(yīng)用，電化學(xué)儲(chǔ)能作為新型儲(chǔ)能的主力軍，已經(jīng)開(kāi)始從兆瓦級(jí)別的示范應(yīng)用邁向吉瓦級(jí)別的規(guī)模市場(chǎng)化。氫儲(chǔ)能等其他類型的新型儲(chǔ)能技術(shù)由于技術(shù)成熟度較低，大部分處于開(kāi)發(fā)和示范應(yīng)用階段，其中氫儲(chǔ)能正加速推進(jìn)商業(yè)應(yīng)用部署。

從技術(shù)支撐體系來(lái)看，中國(guó)新型儲(chǔ)能創(chuàng)新單元主要包括電網(wǎng)安全與節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;北京國(guó)能新能源產(chǎn)業(yè)投資基金、長(zhǎng)沙先進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)投資基金合伙企業(yè)等產(chǎn)業(yè)投資基金;GB/T 36547-2018《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》、GB/T 36558-2018《電力系統(tǒng)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)通用技術(shù)條件》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

從各類新型儲(chǔ)能技術(shù)性能指標(biāo)對(duì)比來(lái)看，鋰離子電池、飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能的綜合效率較高;壓縮空氣儲(chǔ)能的度電成本較低，使用壽命較高;除壓縮空氣儲(chǔ)能外，其他儲(chǔ)能技術(shù)的響應(yīng)靈敏度均處于較高水平;電化學(xué)儲(chǔ)能中的鋰離子電池不僅適用于能量型儲(chǔ)能應(yīng)用，也適用于功率型、容量型儲(chǔ)能應(yīng)用，其應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛。

新型儲(chǔ)能專利技術(shù)布局

——鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)為新型儲(chǔ)能專利技術(shù)布局重點(diǎn)，申請(qǐng)熱度和布局廣度較高

從新型儲(chǔ)能專利技術(shù)申請(qǐng)的熱度來(lái)看，鋰離子電池儲(chǔ)能具備較高的專利申請(qǐng)熱度，專利申請(qǐng)總量達(dá)173993項(xiàng)，申請(qǐng)人數(shù)量達(dá)48250個(gè)，遠(yuǎn)超其他新型儲(chǔ)能技術(shù);從技術(shù)跨度來(lái)看，鋰離子電池和超級(jí)電容跨技術(shù)專利申請(qǐng)量較多，技術(shù)跨度分別達(dá)603個(gè)和488個(gè)IPC小類;從技術(shù)市場(chǎng)覆蓋廣度來(lái)看，鋰離子電池、鉛酸電池、超級(jí)電容、液流電池專利技術(shù)均覆蓋70個(gè)以上國(guó)家和地區(qū)，說(shuō)明這些技術(shù)受到全球范圍內(nèi)的關(guān)注和研究。

——發(fā)明專利占比較高，中國(guó)申請(qǐng)人在壓縮空氣、鈉離子電池中具有優(yōu)勢(shì)地位

在專利類型方面，各項(xiàng)新型儲(chǔ)能技術(shù)專利中發(fā)明專利占比較高，說(shuō)明新型儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域中存在大量創(chuàng)新。從申請(qǐng)人國(guó)別來(lái)看，中國(guó)申請(qǐng)人在壓縮空氣、鈉離子電池中具有優(yōu)勢(shì)地位，前十申請(qǐng)人中80%為中國(guó)申請(qǐng)人。

新型儲(chǔ)能科技企業(yè)技術(shù)與項(xiàng)目投資布局

——科技企業(yè)大多布局電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域，其中鋰電儲(chǔ)能為重點(diǎn)投資賽道

目前，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)鋰電池或新能源企業(yè)(如寧德時(shí)代)均在儲(chǔ)能領(lǐng)域布局相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目，同時(shí)也有不少初創(chuàng)科技企業(yè)布局電化學(xué)儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能等技術(shù)路線，并逐步商業(yè)化。

注：以上排名不分先后，僅匯總行業(yè)內(nèi)部分代表性科技企業(yè)。

——鋰電儲(chǔ)能為科技企業(yè)重點(diǎn)項(xiàng)目投資賽道

從項(xiàng)目來(lái)看，鋰電儲(chǔ)能技術(shù)在可再生能源、削峰填谷等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，成為科技企業(yè)關(guān)注和投資的重要領(lǐng)域之一，項(xiàng)目投資主要用于鋰電生產(chǎn)基地建設(shè)、配套儲(chǔ)能設(shè)施建設(shè)等。

新型儲(chǔ)能技術(shù)投資重點(diǎn)賽道：鋰電儲(chǔ)能備受投資機(jī)構(gòu)青睞，項(xiàng)目多位于產(chǎn)業(yè)鏈中游

從新型儲(chǔ)能技術(shù)方向上看，絕大多數(shù)投資投向了與電化學(xué)儲(chǔ)能相關(guān)的項(xiàng)目，其中的絕大多數(shù)與鋰離子電池相關(guān)，少數(shù)其他方向項(xiàng)目包括鈉離子電池、液流電池等。股權(quán)投資市場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的選擇基本上與儲(chǔ)能市場(chǎng)中新型儲(chǔ)能占比吻合，這一方面反映出當(dāng)前鋰離子電池在性能、價(jià)格和安全性等方面已較為貼合儲(chǔ)能應(yīng)用需求，另一方面也反映出儲(chǔ)能技術(shù)路線仍存不確定性，多數(shù)機(jī)構(gòu)對(duì)可能替代鋰離子電池的潛在技術(shù)路線仍持觀望態(tài)度

從鋰電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈角度分析，22%的被投項(xiàng)目專注于上游電池材料和設(shè)備;27%的被投項(xiàng)目專注于中游包括電池在內(nèi)的儲(chǔ)能裝置的生產(chǎn)，11%的被投項(xiàng)目專注于數(shù)字儲(chǔ)能技術(shù)，13%的項(xiàng)目可以提供集成后的儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品;17%為在產(chǎn)業(yè)鏈下游運(yùn)營(yíng)儲(chǔ)能項(xiàng)目的企業(yè)，包括工商業(yè)儲(chǔ)能、家庭儲(chǔ)能等企業(yè)。電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域中，投資布局向中游集中更為明顯，超過(guò)半數(shù)的被投項(xiàng)目處于產(chǎn)業(yè)鏈中游。

電化學(xué)儲(chǔ)能綜合投資潛力較大，壓縮空氣、飛輪儲(chǔ)能具備后發(fā)潛力

整體來(lái)看，電化學(xué)儲(chǔ)能是當(dāng)前發(fā)展最快的新型儲(chǔ)能技術(shù)，是新型儲(chǔ)能技術(shù)的主力軍，其擁有更高的能量密度，產(chǎn)業(yè)鏈配套更加成熟，相較于其他儲(chǔ)能技術(shù)在場(chǎng)景應(yīng)用、技術(shù)、成本、建設(shè)周期、轉(zhuǎn)換效率及選址要求上更具優(yōu)勢(shì)，具有高度的靈活性，其中鋰電池儲(chǔ)能是當(dāng)前最具備投資潛力的新型儲(chǔ)能技術(shù)，此外，鈉硫電池、全釩液流電池、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等技術(shù)也具備較大的投資潛力。

注：1)評(píng)估星級(jí)自一星至三星，星級(jí)越高，代表從該指標(biāo)來(lái)看，技術(shù)投資潛力越大，☆代表半星;2)技術(shù)先進(jìn)性結(jié)合能量密度、循環(huán)壽命、充放電效率、技術(shù)成熟度綜合評(píng)價(jià);3)專利技術(shù)布局結(jié)合專利總申請(qǐng)量、申請(qǐng)人數(shù)量、技術(shù)跨度、市場(chǎng)覆蓋廣度等綜合評(píng)價(jià)。

新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與目標(biāo)

——政策推動(dòng)下，以鋰離子儲(chǔ)能電池為主的新型儲(chǔ)能需求呈上升趨勢(shì)

目前儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)步最快的是電化學(xué)儲(chǔ)能，其中鈉硫電池、釩液流電池、鋰離子電池的安全性、能量轉(zhuǎn)換效率和經(jīng)濟(jì)性等取得較大突破，產(chǎn)業(yè)化的條件日漸成熟，處于由技術(shù)積累向產(chǎn)業(yè)化邁進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)期。同時(shí)固態(tài)電池、超級(jí)電容等產(chǎn)品技術(shù)將引領(lǐng)未來(lái)分布式儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)變革。

2021年7月來(lái)，中央部委密集發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》、《關(guān)于鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購(gòu)買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》等重磅利好政策，提出到2025年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，裝機(jī)規(guī)模達(dá)30GW以上，到2030年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展。碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下，新型儲(chǔ)能爆發(fā)拐點(diǎn)即將到來(lái)，目前以鋰離子儲(chǔ)能電池為主的新型儲(chǔ)能需求將迎來(lái)大幅上升。

此外，《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》針對(duì)電網(wǎng)削峰填谷、集中式可再生能源并網(wǎng)等儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景提出技術(shù)攻關(guān)與示范試驗(yàn)的要求，成為新型儲(chǔ)能未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

——新型儲(chǔ)能系統(tǒng)向低成本、高安全、長(zhǎng)壽面方向發(fā)展

當(dāng)前，新型儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展正處于快速演進(jìn)和創(chuàng)新的階段。從整體趨勢(shì)看，目前新型儲(chǔ)能系統(tǒng)向著低成本、高安全、長(zhǎng)壽命方向不斷發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)細(xì)分領(lǐng)域的技術(shù)隨之變化。

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