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储能市场发展分析报告

2017年储能市场发展分析报告

图表目录

表格目录

第一节渐成刚需，储能时代拉开序幕

当前，全球能源转型迫在眉睫，伴随新能源产业的迅速发展，全球的储能行业革命正在进一步的深化过程中。

储能技术进入百花齐放的多元化发展时代，储能技术的进步直接带动了储能产业的发展，虽然各类储能技术仍将保持多元化的发展格局，大多数技术都还处于技术完善和技术验证阶段，但安全性高、循环寿命长、成本低、能效高一直都是未来储能技术的发展方向。

在不同储能技术应用领域，各种技术面临的挑战也不尽相同，需要不断地通过示范应用进行优化和验证。

同时各种技术应用模式也不断涌现，主要集中在可再生能源并网、分布式能源发电及微电网、电力辅助服务、电力质量调频、电动汽车充换电等领域，这些储能应用都是解决新能源电力储存的关键。

未来，各种储能技术将在不同应用领域中发挥各自的优势，并逐步走向成熟。

储能是指通过一种介质或者设备，把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来，基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。

通常说的储能是指针对电能的存储，利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。

图表1：

储能原理示意图

数据来源：

EEGI，北京欧立信咨询中心

一、美中日领跑全球储能累计装机量

全球储能装机量已近150GW：

从技术分布来看，截至2015年年底，全球累计运行的储能项目装机规模达146.1GW，总装机量的97%。

中国累计运行的储能项目累计装机23.7GW，排名全球第二，智利是唯一进入全球储能装机规模前十名的南美洲国家，德国则是欧洲储能装机比重最大的国家。

储能项目中抽水蓄能技术仍然大规模应用，截至2015年12月总装机量达142.1GW，日本、美国和中国的装机规模处于前三位。

抽水蓄能机组在一个国家总装机量中所占比重的世界平均水平为3%左右，部分国家已超过10%，如奥地利（16.3%）、瑞士（12%）、意大利（11%）、日本（10%）、法国（13%）、德国（11.2%）。

图表2：

2015年全球各个技术类型累计装机量结构

数据来源：

DOE、北京欧立信咨询中心

图表3：

全球抽水蓄能装机量排名前十的国家（单位：

GW）

数据来源：

DOE、北京欧立信咨询中心

中、日电化学装机增速明显：

2015年，除抽水蓄能外，全球电化学储能、其他机械储能及热储能也发展迅速。

热储能占比最大为43%，西班牙、美国、南非累计装机量较为突出，累计占全球热储能的97%；全球电化学储能项目装机量达910MW，美国、日本和中国的电化学储能累计装机量位列全球前三名，占比分别为43%、33%和11%。

电化学储能增速在2015年最大达40%，日本、中国超过全球增长速度，为全球增长速度的5倍及2.5倍。

图表4：

全球历年累计装机量（单位:

GW）及增速（%）

数据来源：

DOE、北京欧立信咨询中心

图表5：

中国/日本电化学累计装机量（单位：

GW）

数据来源：

DOE、北京欧立信咨询中心

在电化学储能结构中，全球锂离子电池和钠硫电池占比相近达40%和38%，其次是铅蓄电池、液流电池，比例分别为13%和6%；在中国电化学储能市场，锂离子电池装机份额最大达66%，其次是铅蓄电池和液流电池，比例分别为15%和13%。

图表6：

全球电化学储能装机量结构

数据来源：

CNESA、北京欧立信咨询中心

图表7：

我国电化学储能装机量结构

数据来源：

CNESA、北京欧立信咨询中心

澳洲、印度等新兴市场涌现：

从区域分布上看，虽然美/欧、中/日/韩地区依旧占据项目装机的领先地位，但同时也涌现一些新兴市场，特别是澳大利亚，2015年新增项目装机同比2014年增长356%。

系统装机数量从2015年年底的500个增到2016年目前的5000个，这主要是因为家庭用户纷纷使用储能系统，避开不断上涨的电费，使得澳大利亚成为全球排名前五的分布式储能市场，仅次于美国、日本、德国、英国，是未来极具发展前景的市场。

此外，除了澳大利亚，东南亚、印度、加勒比海地区、非洲及南美洲等地在2015年也开展了若干储能项目，这些地区拥有优越的风、光资源，但电网设施和经济并不发达，有的项目是靠国际组织、国外政府、国外企业等的援助计划而展开的，有的项目是通过政府公开招标引进国外企业的先进技术或解决方案。

未来，这些地区也会有一定的市场发展空间，仅印度政府预测，到2020年印度的储能市场规模将超过15GWh，是当前印度市场的125000倍。

二、储能商业化应用提速发展

储能技术应用广泛，市场需求潜力巨大，是能源互联网中的关键环节，主要体现在以下几个方面：

第一、光伏与风电等间歇性电源出力不稳定，当其发电占比达到较高比例时，会对电网造成一定的冲击，从而需要配套一定比例的储能来稳定风光电站的出力。

第二、用电价格相对上网电价较高的地区，波峰波谷电价差异很大的地区，分布式配套储能往往很容易具经济性；微网、离网对于储能的需求也很直接。

第三、储能应用于电力系统中将改变电能生产、输送和使用同步完成的模式，弥补电力系统中缺失的“储放”功能，以达到优化电力资源配置、提高能源利用效率之目的。

第四、储能技术进步还带动了电动汽车的迅速发展。

第五、在日渐兴起的能源互联网中，由于可再生能源与分布式能源在大电网中的大量接入，结合微网与电动车的普及应用，储能技术将是协调这些应用的至关重要的一环，储能环节将成为整个能源互联网的关键节点；能源互联网的兴起将显著拉动储能的需求，助推储能产业实现跨越式发展。

按照储能技术的应用途径来看，储能技术可分为以下三个方面：

（1）发电、输电侧储能：

与常规的电力系统相比，电力系统储能在电网运行过程中“发–输–配–用”四大环节中，可以有效地实现需求侧管理，消除昼夜间峰谷差，平滑负荷，不仅可以更有效地利用电力设备、降低供电成本，还可以促进可再生能源的应用，也可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。

（2）配电侧储能：

通过电力储存建设微电网，打造智能城市，实现能源互联和能源管理。

（3）用电侧储能：

“光伏+储能+电动汽车+智能家电+远程控制+无线通讯技术”，用户只需通过移动APP进行全方位的能源管理。

表格1：

储能技术在电力系统各环节中的用途

数据来源：

中国电力科学研究院、北京欧立信咨询中心

从全球范围来看，在已投入运行的储能项目中，可再生能源并网领域项目的累计装机规模占比最大，达到43%；而在建设和规划的项目中，辅助服务领域的累计装机规模则占最大比重，相较于该领域在已运行的项目中的占比有了成倍的增长，占比为48%。

从项目数量来看，无论是已运行的项目还是处于建设和规划的项目，分布式发电及微电网均占据第一的位置，占比均接近总装机的60%，全球排名前五的国家分别为美国、日本、德国、英国及澳大利亚。

未来5-10年，分布式光伏+储能、微网等配网侧和用户侧将成为中短期内全球储能发展的热点领域。

我国储能技术多样性仍有待提高：

从下图可以看出，国外储能技术及技术应用领域的多样性要比我国高一些。

目前我国储能技术应用领域主要集中在分布式发电及微网和可再生能源并网，二者累计装机规模超过中国市场的80%，特别是分布式发电及微电网，无论在累计装机规模还是项目个数上均占据第一的位置，占比分别为56%和77%。

而对于电力输配、调频辅助服务等领域的应用还是比较低，但后续也有比较多的规划。

图表8：

全球各类储能技术的主要应用领域

数据来源：

CNESA、北京欧立信咨询中心

图表9：

我国各类储能技术的主要应用领域

数据来源：

CNESA、北京欧立信咨询中心

从应用层面来说，我国储能发展路线按照3个时间段规划：

2015年之前，项目以示范应用为主，应用领域大致分为可再生能源并网、调峰和调频辅助服务、电力输配、分布式发电及微网、电动汽车光储式充电站；2015-2020年期间，开始出现若干初具商业化、但还不具备规模化复制的项目，正逐步向商业化迈进，并逐步建立起适合国情发展、具有可复制性的商业模式；2020年之后，储能在调频辅助服务、分布式发电及微网、电动汽车光储式充电站及需求侧管理等领域得到成熟应用，并形成若干典型的商业模式，并逐步在各个领域均实现商业化的发展。

表格2：

2020年我国储能装机规模预测（单位：

GW）

注：

上述预测中包含集中式光热电站储热项目；上述预测中也不包含抽水蓄能，按照《可再生能源“十三五”发展规划（征求意见稿）》，到2020年，我国抽水蓄能电站的总装机规模达到40GW。

数据来源：

CNESA、北京欧立信咨询中心

第二节储能技术多点开花，多元化发展是必然趋势

一、储能技术总分类

储能技术种类繁多，按照技术类型来看，一般分为：

（1）物理储能：

抽水蓄能、飞轮储能、压缩空气和超导磁存储。

（2）化学储能：

包括锂离子电池、液流电池、铅酸蓄电池、钠硫电池、铅炭电池、超级电容器及其他新型电池。

（3）热储能

（4）化学储能（氢或合成天然气）。

若储能技术性能按放电时间划分，可分为以下四类：

（1）短放电时间（秒至分钟级），如超级电容器、超导储能、飞轮储能。

（2）中等放电时间（分钟至小时级），如飞轮储能、各种电池等。

（3）较长放电时间（小时至天级），如各类电池、抽水蓄能、压缩空气等。

（4）特长放电时间（天至月级），如氢和合成天然气。

表格3：

不同储能技术的比较

数据来源：

华能清洁能源研究所、北京欧立信咨询中心

储能技术因性能各异而多元化发展：

各类储能技术的特点、性能各异，可以说不存在一种技术能覆盖各种应用场合，并满足各种要求。

实际应用时，要根据各种储能技术的特点以及对优缺点进行综合比较来选择适当的技术，可供选择的主要特征包括：

能量密度、功率密度、响应时间、储能效率、设备寿命或充放电次数、技术成熟度、经济因素、安全性等。

比如，放电时间短的，常常是功率型的，一般可用作UPS和提高电能质量，中等放电时间的，可用于电源转接；锂离子电池的能量密度和功率密度都很高，这是它能得到广泛应用和关注的主要原因；应用最广泛的大型抽水蓄能则可以解决天级的储能要求；而要满足周和月级的储能需求需要依靠其他种类储能手段，如氢和合成天然气。

根据储能技术的上述特征，应用的目的和需求来选择其种类、安装地点、容量以及各种技术的配合，同时也还要考虑用户的经济承受能力。

图表10：

各储能技术特征所处发展阶段

数据来源：

中国电力科学研究院、北京欧立信咨询中心

图表11：

各储能技术特征所处发展阶段

数据来源：

中国电力科学研究院、北京欧立信咨询中心

2016年4月，国家发改委、国家能源局下发了《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》，并同时发布了《能源技术革命重点创新行动路线图》，其中包括了先进储能技术创新路线图。

应用于电网的先进储能技术种类较多，根据目前储能技术应用的成熟度，可以从3级到0级分为四个不同的层次：

3级：

已经商业化的技术，例如抽水蓄能、铅酸电池储能等。

2级：

进入示范阶段或已部分商业化的技术，包括压缩空气储能、锂离子电池、钠基电池、铅碳电池、全钒液流电池、锌溴液流电池、超导储能、飞轮储能、超级电容器、储热/冷、熔融盐储热等技术已经完成研发并开始产业示范。

对于能量密度较低但功率密度较高的超导储能、飞轮储能、超级电容器，在电网用先进大容量储能方面可以起到辅助作用，配合其它能量型储能技术使用。

1级：

技术原理通过验证但尚处于实验室研发阶段的技术，例如锂液流电池、锂浆料电池、金属基电池等新型储能电池。

此类新型储能技术在研发之初就立足于低成本长寿命大容量的储能要求，起点较高，发展十分迅速，具有较大的商业潜力。

0级：

新概念储能技术，最近一两年以及未来出现的一些新型储能技术，其技术原理尚未得到验证，属于原创技术，需要我们高度重视。

其中3级和2级特别需要相关价格政策的支持，1级和0级需要科研立项支持技术创新。

因此，一方面，需要政府相关部门出台支持