中國儲能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、前景及其各技術路線發(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。

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

儲能技術分類

資料來源：智研咨詢整理

    儲能技術被廣泛應用于提升電網輸出與負荷匹配度，降低電網輸出波動，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用于工業(yè)生產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)，抽水蓄能主要應用于大電網的輸配電環(huán)節(jié)，而化學儲能則更多運用于光、風發(fā)電等波動較大的可再生能源發(fā)電側、中小型智能變電站和用電側。

各類儲能技術路線比較

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，儲能技術已經成為輸配電領域的發(fā)展重點。一是由于全球能源結構不斷的向清潔化變化，光風等新能源發(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，隨著新能源并網的容量增加，發(fā)電側對電網的沖擊性擴大。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，電網負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業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要基礎設施，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)、電動汽車產業(yè)的重要組成部分。儲能是智能電網、可再生能源高占比能源系統(tǒng)、能源互聯(lián)網的重要組成部分和關鍵支撐技術。發(fā)展儲能技術對于增進能源利用效率，提升電網運行的穩(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)網技術的不斷發(fā)展，儲能技術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，我國儲能產業(yè)還處于發(fā)展的初級階段，以示范應用為主，與發(fā)達國家的產業(yè)化進程相比還有一定的差距。中國的儲能產業(yè)起步可以追溯到2000年初，歷經十幾年，儲能走過了技術研發(fā)、示范應用和商業(yè)化初期三個階段。目前我國沒有一種儲能技術在市場上占據(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)?；⑸虡I(yè)化，需要解決經濟性、政策性和技術性三方面問題。

    近年來，中國儲能產業(yè)在項目規(guī)劃、政策支持和產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。中國抽水蓄能技術更為成熟，行業(yè)發(fā)展相對緩慢，而電化學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)模化應用的導入期。

    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國儲能行業(yè)市場現(xiàn)狀調研及投資前景分析報告》指出：2014年國內儲能累計裝機約22.21GW，到2018年達到了31.3GW。近幾年國內儲能行業(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)模快速增長，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，未來儲能技術有望在可再生能源技術，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)有的能源結構，能源消費態(tài)勢，以及能源技術演進情況，預計未來中國的儲能技術將在電化學儲能、飛輪儲能與化學儲能三個方向有較大的發(fā)展機會，其中電化學儲能確定性最高，飛輪儲能應用范圍最廣，化學儲能前景極為廣闊，但存在較大的不確定性。

    電化學儲能技術增長確定性主要來源于兩個方面，一是中國已經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業(yè)鏈。

2011-2019年1-11月新能源汽車產銷量走勢

資料來源：汽車工業(yè)協(xié)會、智研咨詢整理

    此外，電化學儲能技術極為成熟，在鉛蓄電池時代就已經在UPS領域得到廣泛的利用，電化學儲能技術推廣應用難度小，產業(yè)鏈極為完善，且兼容性好，目前已經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，鋰電池在儲能領域的梯次利用有望迅速增長。

    飛輪儲能技術相對于電化學儲能技術而言，其應用范圍更為廣闊。主要是由于其相對于電化學儲能的技術的靈活度更高，飛輪儲能技術具有最高的能量轉換效率高、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體生產線、機場、移動電源車、風電、光伏等新能源發(fā)電以及整個電網的調峰、調頻，同時隨著居民部門的用量上升，居民小區(qū)的電網調峰調頻需求也會顯著增長，但中國的飛輪儲能技術成熟度還相對較低，技術成熟與示范應用仍需8-10年左右的時間推廣。

    化學儲能的前景極為廣闊，主要是由于電解水制氫工藝能夠將可再生能源發(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，設備投資成本低，同時可以消納過剩的可再生能源產生的電力，提高可再生能源的經濟效益，且具有較大的靈活性，可以實現(xiàn)分布式生產，隨著全球可再生能源發(fā)電技術發(fā)展以及氫能源利用技術持續(xù)進步，化學儲能技術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)略和詳細的計劃，并在迅速而有步驟地推進，已經取得了積極成果。中國也出臺了許多相關政策，示范項目建設穩(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，預計投資6億元人民幣，進行以氫為主的儲能項目建設，一期計劃建設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難關，具有較大的不確定性。