1.储能:可实现电力供需错配的多元化功能
储能是解决电力供需时空错配的设备。储能,即能量储存,是指通过特定技术和装置将暂时不用的能量储存起来,在需要时再释放利用的过程。储能可以解决电力供需的时空矛盾,提升能源系统的稳定性、经济性和可持续性。它在能源系统、工业生产、日常生活等多个领域都发挥着至关重要的作用。
按实际的应用场景看,储能分为户用储能(户储)、工商业储能(工商储)、大型储能(大储、公用事业级储能),三类场景储能所实现的功能有所差异。
户储:指安装在家庭住宅中的储能系统,用于储存来自太阳能板或其他可再生能源发电设备产生的电力,以供夜间或阴天时使用,也可以作为备用电源应对停电情况。应用场景包括家庭日常用电、分布式光伏配套、离网地区供电。
工商储:面向企业、工厂、商场等非居民用户的储能解决方案,旨在优化用电成本、提高供电可靠性,并参与电网服务如调频调峰等。应用场景包括制造业、数据中心、医院、商场等对电力质量和供应可靠性要求高的场所。
大储:服务于电网侧或电源侧的大规模储能项目,用于电力调峰、调频、备用电源及可再生能源并网支持。应用场景包括电网调峰调谷、可再生能源并网、跨区域电力调度、应急备用电源。
储能的主要功能:
1)平衡电力系统,削峰填谷。
2)促进可再生能源发展,提升可再生能源消纳能力。
3)作为备用电源,保障供电可靠。
4)提供辅助服务,比如频率调节。
5)优化用户用能,比如峰谷价差套利。
6)延缓投资升级,替代输配电升级。
随着新能源尤其是光伏的蓬勃发展,当前储能最重要的下游应用场景之一是光伏配储,以提升可再生能源消纳能力。
2.发展历程:2020 年以来,储能行业进入快速发展阶段
2020 年以来,储能行业进入快速发展阶段。储能的发展历程,是一部人类不断寻求更高效、更灵活能源利用方式的创新史。它经历了从机械储能到电化学储能,再到多元技术并存的演进过程。储能的发展主要可分为4 个时期。
1)早期:抽水蓄能的出现和铅酸电池的发明。
2)20 世纪中期-20 世纪末:多种电池技术的研发与进步,锂离子电池的提出。
3)21 世纪初-2020 年:锂离子电池成本的快速下降与商业化初期探索。
4)2020 年-至今:随着产业链降本及“双碳”目标的推动,储能进入快速发展阶段。
目前,包括中国在内的全球120 多个国家提出了“碳中和”的目标,发展可再生能源是重要举措。随着各国净零排放目标的制定和实施,以光伏、风电等为代表的新能源在电力系统中的装机比例进一步提高,然而由此带来的波动性、间歇性及转动惯量给电网带来了很大的挑战,储能是支持新能源大规模应用的重要基础设施,对减轻电力体系的冲击、维持电力系统的可靠性与稳定性具有重要意义。 近年来,以电化学储能为代表的新型储能迎来高速增长,其核心驱动因素如下:
①锂电储能成本快速下降,技术经济性大幅提升;
②全球范围内可再生能源占比不断上升,电网层面需要储能来提升消纳与电网稳定性;
③电力自发自用需求推动家用储能市场快速增长;
④电力市场化与能源互联网持续推进助力储能产业发展;
⑤政策支持为储能发展创造良好市场机遇。
3.分类:抽水蓄能总量大,锂电占据增量主流地位
储能主要分为机械储能、电磁储能和电化学储能,其中电化学储能中的锂离子电池因灵活性等优势应用最为广泛。根据储能原理的不同,可以细分为机械储能、电磁储能和电化学储能等。各储能类型的功率范围、特点及应用场景有所不同。凭借受地理条件影响较小、建设周期较短、能量密度大等优势,电化学储能可灵活运用于各类电力储能场景中,是当前应用范围最广、发展潜力最大的电力储能技术,其中又以锂离子电池为主,主要应用于分钟至小时级的工作场景。
抽水蓄能总量较大,新型储能占比持续提升。在诸多储能技术中,抽水蓄能技术最为成熟且总量规模最大,其次为以锂电池为主的电化学储能技术,其他如压缩空气储能、飞轮储能、蓄冷蓄热等储能形式的装机占比较小。
根据CNESA,截至 2024 年底,全球已投运电力储能项目累计装机规模372.0GW,同比增长28.6%。抽水蓄能累计装机占比呈继续下降态势,首次低于60%。新型储能累计装机规模达 165.4GW,首次突破百吉瓦,同比增长 81.1%。截至2024 年底,中国已投运电力储能项目累计装机规模 137.9GW,占全球市场总规模的37.1%,同比增长59.9%。新型储能累计装机规模首次超过抽水蓄能,达到 78.3GW。
新型储能中,锂电储能占据主导地位,其他技术路径也在加速应用。根据《中国新型储能发展报告 2025》,截至 2024 年底,各类新型储能技术路线中,锂离子电池储能占据主导地位,约占已投产装机 96.4%。
压缩空气储能、液流电池储能等为除锂离子电池储能外的主要技术路线,占比均为1.0%。新型储能技术总体呈现多元化发展态势,多个 30 万千瓦级压缩空气储能项目、10 万千瓦级液流电池储能项目、单体兆瓦级飞轮储能项目投运,一批构网型储能项目落地实施,重力储能、液态空气储能、压缩二氧化碳储能等创新技术路线加速应用。
4.技术趋势:锂系主导、钠电加速渗透、长时储能崛起
电化学储能逐步成为新型储能发展的主力技术,技术路线向多元化、高性能、高安全、低成本方向发展。发展路线:
1)短期来看,磷酸铁锂仍是主力;
2)中期来看,液流、钠离子在各自细分场景崛起;
3)长期来看,固态、新型液流及多技术耦合将构建高安全、长寿命、低成本、资源可持续的新一代储能体系,支撑全球碳中和与能源互联网建设。
预计未来五到十年,电化学储能将呈现出“锂系技术主导、钠离子技术加速突破、长时储能逐步崛起”的发展格局。
1)当前,磷酸铁锂已经成为全球储能市场的主流技术路线,凭借较低的系统成本、良好的安全性和较长的循环寿命,广泛应用于电网调峰、工商业及户用储能。
2)与此同时,锰系改进型电池(LMFP/M3P)逐步实现产业化,凭借更高的能量密度与耐热性能,有望在储能高端市场与部分动力市场实现对 LFP 的补位。
3)钠离子电池因资源禀赋广泛、低温性能优异、潜在成本更低,已进入示范与早期商业化阶段,预计在2025–2028年逐步放量,主要应用于户用、工商业及低续航交通场景。其在降低储能系统成本、缓解锂资源依赖方面具有战略价值,潜力较大。
4)长时储能:面向8–100小时的长时储能需求,液流电池、锌系电池、铁—空气电池等新兴技术正在加快示范部署。液流电池凭借功率与容量解耦、循环寿命长等特点,适合调峰与高频次循环场景;锌系电池具有较高安全性与资源优势,适合3–10 小时场景;铁—空气电池以极低的单位容量成本切入 100 小时级别市场,成为多日级储能的潜在解决方案。随着可再生能源比例不断提升,系统对长时储能的需求将持续增加,这些技术具备一定长期投资潜力。
5)固态电池:成本较高、规模化制造难度大,短期主要应用于动力电池,储能应用尚早期,长期需密切跟踪降本进度。
5.储能产业链全景图
电化学储能系统主要由电池、PCS、EMS、BMS、温控等组成。电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能逆变器(PCS)以及其他电气设备构成,最终应用场景包括电站、电网公司、工商业、家庭户用等。
电化学储能产业全景图
上游:储能电池是电化学储能的主要载体,我国储能电池以磷酸铁锂电池为主,储能电池产业链上游以磷酸铁锂电池原材料为主,包括正极材料、负极材料、隔膜、电解液等。电池集成系统设备主要包括涂布机、搅拌机等。在上游领域,电芯原材料代表企业有德方纳米、贵州安达、贝特瑞、天赐材料、恩捷股份、星源材质等公司;电池生产设备商有杭可科技、先导智能、北方华创、赢合科技等企业。
中游:在产业链中游,电池组制造的代表企业有宁德时代、比亚迪、海基新能源、国轩高科等;电池管理系统制造代表企业有科工电子、高特电子、高泰昊能等;储能变流器制造代表企业有阳光电源、科华恒盛、南瑞继保等;能量管理系统制造代表企业有派能科技、国电南瑞、中天科技、平高电气等;储能系统集成代表企业有阳光电源、海博思创等;储能系统安装代表企业有永福股份、特变电工、正泰电器、中国电建、中国能建等。
下游:产业链下游为储能电池的应用。储能电池的应用领域包括电源侧、电网侧和用户侧。电源侧储能的主要需求为光伏、风力等可再生能源并网,平滑电力输出;电网侧储能以电力辅助服务为主;用户侧储能主要为分时管理电价。其中,电源侧应用最广泛。产业链下游系统应用代表企业主要有国家能源、国投电力、中国华能、中核集团等。
我国储能需求方主要是各大电力集团,供应商为各大集成商以及电芯企业等。中国储能需求主要为源网侧大储需求,以招投标为主的交易形式。据储能头条,中国 2024 年共发布储能系统中标信息共 181 项,共计规模超15.3GW/54.7GWh。从业主来看,2024 年共有 65 家业主/开发商完成了储能系统招标工作,头部参与方主要为各大能源集团。在储能系统中标规模排行榜中,中车株洲所、阳光电源、思源清能位居前三,电池集采前三为楚能新能源、宁德时代、海辰储能。
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