储能行业发展分析报告.docx
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储能行业发展分析报告
储能行业发展分析报告
特变电工新疆新能源股份有限公司
储能行业发展分析报告
市场管理部
二零一五年八月十八日
容器储能、飞轮储能等储能技术上优势明显。
Altairnano公司和A123公司已具备开发兆瓦级锂离子电池储能机组的能力，后者已投资建设了目前世界上运行的最大锂离子储能系统，装机容量达2MW。
Active Power和Beacon Power是全球为数不多的能提供飞轮储能商用产品的公司，后者建设的20MW调频电站已运行多年，波音公司已将飞轮储能技术应用到高温超导磁悬浮中。
液流电池（锌溴电池）领域有ZBB、Premium Power等全球知名企业；Axion公司在铅酸-超级电容复合电池技术开发与产品研发方面优势显著；超级电容器方面有Maxwell公司；美国超导公司则是目前全球唯一一家可提供超导储能产品的企业。
此外，美国建有世界上最大的压缩空气储能电站，装机容量290MW，目前GE公司正在开发容量为829MW的更为先进的压缩空气储能电站。
2、日本
日本经济产业省（METI）主管新能源利用与储能领域，对新能源和储能领域影响力最大的组织为新能源产业技术综合开发机构（NEDO）。
日本一直重视发展储能技术及储能在可再生能源领域的应用，重点支持过的电池技术包括铅酸电池、液流电池、钠硫电池、锂离子电池等，目前在钠硫电池、液流电池等多个电池技术领域都处于世界领先的地位。
东京电力公司在钠硫电池系统开发方面国际领先，2004年在日立自动化系统工厂安装了当时世界上最大的钠硫电池系统；日本住友电工、Meidensh具备提供工业化钒电池产品的实力，并建设了一些示范性项目；由NEDO资助的铅酸电池与光伏发电配合使用示范项目中，铅酸电池储能系统总储能容量达到4.95MW；索尼、三洋、AESC公司等都在大力发展锂离子电池技术。
3、其他国家
20世纪90年代，德国Piller公司推出了商用的飞轮产品。
澳大利亚csiro国家实验室与日本古河电池公司研发的铅酸-超级电容复合电池已在新能源并网发电和智能电网上应用，瑞士Oerlikon公司在双极性铅酸电池领域国际领先，并具备批量提供产品的能力。
英国V-Fuel公司在钒电池领域技术研发实力较强并具备提供钒电池产品的能力，澳大利亚Redflow公司也积极开展了锌溴液流电池方面的研发并取得了较好的成果，奥地利Cellstrom公司在液流电池领域的研究也走在世界前列。
韩国在锂离子电池领域投入巨大，三星SDI和LG化学具备国际领先的实力。
（二）中国储能产业发展情况
1、国内储能技术发展现状
中国储能市场近几年保持较快的增长，但因发展较晚基数较小导致整体市场规模不大。
2014年的累计规模为81.3MW，同比增长55%，增量主要来自于用户侧的分布式发、微网项目以及可再生能源并网。
从储能技术来看，2014年中国储能市场中以锂离子电池占比最高，达66%，其次是铅蓄电池和液流电池，分别占20%和14%。
储能参与调频能够提高电能频率质量，提高电网运行安全水平。
电网侧将在政策允许的范围内，从调节实验、控制策略、评价指标等方面做好研究工作，为储能独立参与电力系统运行做好技术储备，待未来内外部条件具备时，尽快地实现储能安全并网运行，并最大程度地发挥好储能的独特作用。
储能行业发展还需要充分集中产、学、研力量，开发出高安全性、高可靠性、有一定商业化程度的整体系统解决方案，引导发电企业、电网、用户、金融机构等多种社会力量积极参与。
目前，国内储能技术进步最快的是化学储能，其中，钠硫电池、钒液流电池、锂离子电池及超级电容器技术的安全性、能量转换效率和经济性等取得较大突破，产业化应用的条件日趋成熟；此外，压缩空气储能、飞轮储能、超导储能等也得到了一定发展。
例如，北京普能世纪科技有限公司于2009年初收购了加拿大VRB公司，拥有了全球一半以上的全钒液电池领域发明专利;大连融科储能技术发展有限公司在钒液流电池方面有较强的技术积累。
中国科学院上海硅酸盐研究所、上海神力科技有限公司、中信国安盟固利动力科技有限公司等分别在钠硫电池、液流电池、锂离子电池方面开展了深入研究与应用工作。
集盛星泰（北京）科技有限公司、上海奥威科技开发有限公司等在超级电容器产业化方面有较强的技术积累。
清华大学、北京航空航天大学等在飞轮方面开展了长期研究。
中国科学院电工研究所正在开展兆瓦级以上超导储能系统方面的研究，华北电力大学在超导材料电磁性能方面开展了一系列工作。
在储能技术示范应用方面，我国核工业西南物理研究院80MW飞轮脉冲发电机组已运行多年；中国科学院工程热物理研究所目前正开展兆瓦Advanced Materials Industry 60透 视INSIGHT级以上超临界液态压缩空气储能系统研发与工程示范工作；深圳比亚迪公司于2009年7月率先建成了我国第一座兆瓦级磷酸铁锂电池储能电站；中国电力科学研究院自2010年下半年起在张北国家风电研究检测中心电池储能实验室开展1MW锂离子储能电池系统和0.5MW全钒液流储能电池系统与风电机组的联合运行实验。
2、重点省市储能领域产业布局
上海市将电力储能列为智能电网产业发展重点，拟加快发展钠硫电池等液流电池、磷酸铁锂等锂离子电池储能技术；深圳市出台了《储能电站示范项目扶持计划》，提出大力发展储能电站，核心内容包括储能材料、装备、电站建设及应用的技术研发与产业化；江苏省出台了《江苏省智能电网产业发展专项规划纲要》，将智能电网储能设备（空气压缩储能装置、飞轮设备、超级电容器等）列为核心研发产品，将南通市风光储联合示范工程列为重点支持项目；湖南省出台了《湖南省新能源产业振兴实施规划（2010-2020年）》，将大力扶持发展以蓄电池储能为基础的微型离网式风电站；河北省将改善电网调峰能力、提高电网运行可靠性和稳定性作为攻关方向，配套建设张家口国家风光储输示范工程
二、储能市场分析
（一）全球市场
2015年上半年，全球储能市场持续发酵，应用需求进一步增大。
根据CNESA数据库统计，截止到2015年6月底，全球新增储能项目45个，装机307.5MW，其中投运项目14个，装机63.7MW;在建项目4个，装机47.5MW;规划的项目27个，装机196.3MW。
从应用分布来看，上半年的应用热点是分布式发电及微网，其项目数量占规划及在建项目总数的42%。
其次是可再生能源并网，辅助服务和电力输配领域。
近年，中国可再生能源发展可谓迅速。
截至2014年底，中国风能和太阳能的装机容量已达9000万千瓦和3000万千瓦，分别位居全球第一位和第二位。
但中国的弃风、弃光现象同样严重。
虽然目前中国的风电发电量达到全社会用电量的2.78%，但中国的风电利用率并不乐观。
数据显示，2014年全国风电累计平均利用小时数1884小时，而2013年是2080多小时，同比下降160个小时。
风电资源最为丰富的“三北”地区的弃风问题突出。
吉林和甘肃风电平均利用小时分别仅有1501小时和1596小时，低于1900小时-2000小时盈亏平衡点。
国家能源局2014年7月发布的《可再生能源发电并网驻点甘肃监管报告》显示，该省2013年弃风电量31.02亿千瓦时，弃风率达20.65%。
同时，该省2013年弃光电量约为3.03亿千瓦时，弃光率约为13.78%。
风能具有随机性、间歇性特点，风电场输送到电网的能量也是随机波动的，并网风电场对于电网会造成随机性扰动。
在中国，风能资源丰富的地区通常人口稀少，负荷量小，电网结构相对比较薄弱，风电波动功率的注入会对局部电网的电能质量和安全稳定运行产生较大的影响。
因此，可以通过大规模储能技术的应用，可以有效地改善和调整风能、太阳能发电的功率特性，使其接近火力发电，满足调度计划需求，从而可以作为有效电源在电力系统中统一调度，提高电网对于风能、太阳能等可再生能源的接纳能力，切实解决弃风、弃光问题。
这也就是说，风能发电配套大规模储能系统，可有效地平滑风力发电并网功率，提高风电场跟踪计划发电能力，为电力系统将风力发电作为有效电源进行合理调度奠定了基础，从而起到电网对风力发电的接纳能力，减少弃风，提高风电利用小时数。
在弃风时段，也可以利用储能系统储存部分弃风电量，当弃风指令解除后，储能系统将储存的电量释放出来，回馈给电网，提高风电场的经济收益。
（二）国内市场
中国储能市场近几年保持较快的增长，但因发展较晚基数较小导致整体市场规模不大。
2014年的累计规模为81.3MW，同比增长55%，增量主要来自于用户侧的分布式发、微网项目以及可再生能源并网。
从储能技术来看，2014年中国储能市场中以锂离子电池占比最高，达66%，其次是铅蓄电池和液流电池，分别占20%和14%。
三、政策支持
（一）国内现有政策分析
伴随新能源行业的发展，储能行业同样迎来“春风”。
中国储能市场近几年保持较快的增长，但因发展较晚基数较小导致整体市场规模不大。
但正在酝酿的政策无疑给行业松了绑，全球大市场不断发酵。
当然，也有业界专家指出，储能行业发展还需要充分集中产、学、研力量，开发出高安全性、高可靠性、有一定商业化程度的整体系统解决方案。
近年来，在大力发展清洁能源政策的指导下，国家电网逐步放开对风、光等可再生能源电力的接纳限制，储能作为调节可再生能源电力稳定性的配套产业，进入了加速扩张期。
现阶段，我国新型储能技术刚刚起步，技术的研发和示范应用都离不开国家政策和资金的支持。
我国现行的一系列关于储能发展的政策、制度，已经有力地促进了新型储能技术和产业的发展。
如2005年、2009年的《中华人民共和国可再生能源法》及修正案，通过立法推动可再生能源的开发利用。
修正案首次将智能电网规划发展、储能技术应用于电网建设纳入法律范畴。
2005年《可再生能源产业发展指导目录》中，包含两项储能电池项目，这在很大程度上促进储能电池的快速发展和规模化、商业化进度。
2009年7月，财政部、国家能源局、科技部制定了《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》，对光伏、风光发电等的补助间接地补助了储能项目。
2011年3月发布的“十二五”规划纲要中提出，国家将培育发展与新能源相关的战略性新兴产业，包括风电、光电、智能电网、电动汽车、燃料电池汽车等。
“储能”作为智能电网的技术支撑在国家的政策性纲领文件中首次出现。
2014年11月19日，国务院办公厅发布了《能源发展战略行动计划（2014-2020）》，明确将储能和大容量储能分别列入9个重点创新领域和20个重点创新方向。
而且，9个重点创新领域中的分布式能源、智能电网、新一代核电、先进可再生能源，20个重点创新方向中的现代电网、先进核电、光伏、风电、海洋能发电等也都和储能技术密切相关。
在新的《产业结构调整指导目录（2011年本）》中，“大容量电能储存技术”在电力类鼓励条目中出现，此外，还包括“动力电池、储能用电池、电池材料及自动化生产成套装备制造等”，将进一步带动储能技术的产业化发展。
一系列促进政策起到了确认储能地位、宏观引导储能技术发展的重要作用。
政策从宏观引导、指导的角度使研究机构、企业、投资商等看到了发展储能的重要性、必要性，国家所持的鼓励和支持态度。
政策的方向、目的是明确的，符合我国和国际社会发展新能源、支持储能技术、建设低碳、节能、环保的电力体系大潮流和新理念。
储能技术的发展应用是我国“十二五”战略新兴产业的发展重点之一，国家相关部门对储能技术发展及产业化已制定了一系列相关鼓励政策，这将会引导储能相关厂商更加积极地参与到国内外电力市场中。
在确保我国电力系统安全稳定运行的前提下，在保证电力发展与我国经济发展相适应的前提下，安全、合理、高效地使用新型储能技术，逐步完善适应于新条件下的调频（AGC）、无功调节等辅助服务市场，对于提高电力系统运行效率，满足我国大力发展风电、太阳能发电等可再生能源的需要，提高电力运行的综合效益具有重要意义。
国际储能政策参考
（二）国外政策经验借鉴
我国“十二五”期间将重点支持新兴产业的发展，在能源行业，新兴产业涉及风能、太阳能等新能源的开发利用，以及智能电网、分布式能源、车用新能源等技术的产业化应用。
这些新兴产业的大规模推广和应用，都需要依靠高效、绿色的储能技术和产品。
美国等国家储能的发展经验，有几点值得我国借鉴：
1、加强储能规划和激励性政策，加强新能源并网及储能，给予更多政策激励，出台财政补贴政策、明确发展目标、严格的技术标准和管理规范，驱动储能产业发展。
2、积极开展储能技术示范项目。
我国储能行业起步比较晚，技术还不成熟。
随着可再生能源的普及应用、电动汽车产业的发展及智能电网的建设，及时掌握储能技术发展的最新信息和数据，加大储能研发和应用示范力度，突破关键技术，拓宽应用领域。
3、是建立和发展新型储能产业链，降低成本。
目前新型储能技术和产品成本偏高，这有可能使浪费能源比储能更经济，需要建立储能产业链，推动储能行业健康快速发展，从而实现我国新能源振兴和落实节能减排国策。
四、存在的问题和挑战
（一）产业政策和行业标准缺失问题亟待解决
国内在前阶段大力发展新能源的同时，对储能技术进步以及储能在新能源发展中的特殊作用认识相对不足，导致储能规划滞后。
此外，尚未制定针对储能电站的价格政策和应用示范财政补贴等激励性政策，使得储能产业发展受到极大的政策制约。
同时，相关配套管理规范和技术标准缺失，一定程度上也导致并网发电企业对储能技术的应用缺乏内在动力。
政府应在政策方面做到规划先行，解决产业间各方利益分配问题，建立强制性约束机制；在产品方面，应建立强制性认证机制，走“先标准、后制造”之路，为储能产业的发展提供政策保障。
但现在看来，政策也存在一些不足。
在推动储能的发展方面，政策仍处在初期阶段，尚未到深入、切实地操作阶段。
缺乏细化的实施纲要，如发展技术路线图、可能获得的补贴、优惠政策、成本效益分摊和核算等相关的措施或实施办法。
同时，政策重复性、雷同性过多，缺乏环环相扣、步步深入的递进性、持续性。
在示范项目的建设方面，政策稍显粗放，缺乏为实现发展目标而进行的系统的方案谋划设计，各项目之间关联性少，不利于项目之间的互相验证、对比，同时对一种储能技术的试验研究缺乏持续性、连续性。
示范项目的作用和效果还有待通过政策明确和加强。
且新型储能示范项目缺乏跟踪和及时反馈，没有明确的电价和成本核算、成本回收等方案。
在财政补贴方面，目前有关政策、办法还比较少，仅有的金太阳示范工程对项目的补贴比较笼统，上不封顶，缺乏财政实施计划如步骤、进度和限额控制。
其他相关政策中对有关补贴的多变性、模糊性也都难以达到补贴设想的目标和效果。
另外，示范项目政策中还应再细化投资成本，考虑示范项目后期产出及其运维需要，试验期满后实行商业运行获利等一系列问题，使项目能发挥长远效益。
在鼓励和吸引投融资上，政策也显不足。
另外，政策对于新型储能产业链建立发展的推动作用不足，对推进新型储能产业化、工程化应用效果还不明显。
我国新型储能产业化发展中的问题。
（二）自主技术有待工程应用验证和进一步完善
压缩空气、锂离子电池、液流电池、飞轮储能等储能技术虽然在国外已得到一定规模的应用，但国内自主技术由于缺乏应用实践，技术本身还有待完善，特别是其稳定、可靠、耐久性问题，需要在规模化应用中加以解决。
其他储能技术的成熟度也有待进一步提高。
（三）产品成本过高，推广力度不足
由于产品本身生产规模小，加之关键材料和核心部件的国产化程度低，受制于上游原材料的价格体系、供应链单一、产品对原材料要求严格等条件影响，上游的核心电池材料主要依赖进口，电池储能行业发展受到制约。
如锂离子电池用隔膜、钒流电池用离子交换膜等严重依赖进口，导致储能电池产品成本居高不下，严重限制了相关技术的推广应用。
（四）商业模式模糊
虽然储能的前景被一致看好，但是不容忽视的是，储能市场机制尚未理清、储能应用收益衡量困难成为目前阻碍储能产业继续向前发展的主要原因。
目前由于储能的收益很难计算，导致跟储能行业相关的补贴政策、补贴标准以及价格机制很难出台。
而储能收益难以衡量的主要原因是因为储能项目往往在某个特定领域开展，其可以实现的功能往往不是单一性的，会对与之相联系的其他领域产生影响。
例如安装在负荷附近以削峰为主要应用目的的储能电站，其应用还可以带来延缓输配电设备升级，使现有机组运行更稳定从而节省燃料消耗和减少温室气体排放，提高现有机组利用率，延缓新建峰荷机组，降低电力系统生产成本等作用。
因此，储能收益的衡量并不仅仅考量某一方面，往往需要考虑与之相关的诸多领域带来的成本效应。
清晰的赢利点和利益相关研究方可以使储能的价值和作用得到充分体现，进而为完善现有政策、市场机制或出台新的与储能相关的政策、补贴标准、价格机制提供有益的借鉴，使政策的修改或指定有的放矢，并能切实推动储能产业的发展。
五、国内主要储能变流器生产企业分析
（一）北京能高
北京能高FlexVert系列储能系统双向变流器用于实现电网与储能单元之间的能量交换，适用于铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池、超级电容等常用储能介质的充放电控制;除基本的储能控制功能外，FlexVert系列变流器还可实现无功和谐波补偿、平抑功率波动、移峰填谷等功能;低电压穿越等功能可满足未来智能电网建设对系统关键设备的性能要求;根据储能系统容量及运行维护要求的不同，分为单级和双级结构设计。
针对不同光伏系统解决方案，北京能高在储能微网变流器应用当中还有两款明星产品――MicVert系列光储互补微网变流器和NetVert系列多能互补微网变流器。
MicVert系列光储互补微网变流器运用直流母线并联方式，使光伏、储能系统接入安全、可靠、便捷，有效提高系统供电可靠性，并显著改善电能质量。
而NetVert系列微网变流器，主要应用于多能互补微网系统，即：
一个区域配电网中包含光伏发电和小型风力发电等多种分布式发电装置，根据具体安装或使用的便利，与储能元件一起分散在区域配电网中，该系统通常容量较大，多选用交流母线并联形式。
（二）四方继保
四方继保100KVA双向储能变流器（GES100系列）适用于各种类型的储能元件，实现储能与电网的柔性接口。
具有以下产品特点：
1、充电、放电一体化设计，实现交流系统和直流系统的能量双向流动;
2、主功率回路采用高可靠性智能功率模块;控制器采用总线不出芯片的32位高性能CPU;
3、高效的矢量控制算法，实现有功、无功的解耦控制;
4、功率因数任意可调，在容量范围内可以全发无功，实现无功补偿;
5、在MEMS（微网能量管理系统）的调度下，主动参与电网的调峰，有效缓解大电网的压力;
6、支持并网运行、孤网运行;并可以实现并网与孤网状态的自动切换;
7、峰谷电价时，支持在谷电价时储能，高电价时放电的运行模式，实现对负荷的“削峰填谷”，满足对电动汽车等临时性暂态负荷的需求;
8、先进主动式孤岛检测，结合主动式与被动式原理，满足UL1741标准;
9、完善的继电保护功能，有效防止逆变器的异常损坏;
10、提供CAN和以太网接口，可接入BMS（电池管理系统）与MEMS，支持IEC61850规约;
11、多个100KVA模块可以任意组合，组成更大容量的储能电站（如1MW储能电站）;
12、支持多种储能电池，不同的型号仅控制器的软件不同;
13、高可靠性机柜设计，满足不同运行区域需要。
（三）索英电气
索英电气始终专注于新能源发电领域，较早便关注到储能系统在新能源发电领域的应用，并认识到储能是未来发展的必然选择。
基于对储能系统的深刻认知和对大功率并网逆变技术的掌握，索英电气推出了业内转换效率最高的储能变流器。
索英电气ES系列储能双向变流器是一款适合智能电网建设，应用于储能环节的中大功率并网双向变流设备。
ES系列储能双向变流器既可以工作在逆变模式，实现直流到交流的变换，向电网输送电能，也可以工作在有源整流模式，实现交流到直流的变换，从电网吸收电能储存在电池中。
ES系列储能双向变流器采用先进的控制技术，最高转换效率达到98.5%以上，保证系统最经济、高效的使用。
ES系列储能双向变流器可将电流总谐波含量抑制在3%以内，实现纯正弦波电流自动同步并网，对电网无污染、无冲击，实现软启动自同步，更容易被当地电网系统接纳，投资回报更有保障。
ES系列储能双向变流器具有离网孤岛运行功能，能够充分满足微网系统构建的需求，同时可以具有多台并联的能力，更便于功率升级与系统冗余设计。
ES系列储能双向变流器采用高性能DSP全数字化控制技术，优化的控制电路设计，抑制磁场干扰，提高控制系统的电磁兼容性，具备过压保护、过流保护、孤岛保护、放电保护等多重完善的保护功能，保证系统的稳定安全运行。
（四）中船鹏力
中船鹏力公司自主研发了具有智能调度、随网变参、无缝快切、多种工作模式以及数字锁相环等创新技术的分布式储能系统。
通过代替高耗能的火电调峰机组，减少污染物的排放量，分布式储能系统节能减排和绿色环保的社会效益显著。
其静态效益和动态效益，提高了可再生能源接入系统的能力。
主要应用于海岛、高原、戈壁等用区域可再生能源独立电站，也可用于普通户用型分布式发电系统。
中船鹏力主要从事电源设备研制、生产、销售以及提供新能源发电系统工程整体解决方案，自进入储能领域以来，就十分注重储能技术的投入与研发，公司的双向变流器就是专门针对分布式发电系统储能技术研发生产的最新产品。
双向变流器肩负着充电和馈电作用,是储能系统的关键设备之一。
中船鹏力所产的双向变流器不仅能解决能量双向流动的问题，还能提高电能质量，作为无功发生器，可满足配网侧或用户侧无功等方面的需求，用户不需要购买其他设备。
此外，这款产品可实现智能调度，有完善的通信满足家庭或者用户侧以及国家电网的调度，按照自己需要进行设置。
最后，也是这款产品区别与普通双向变流器的一点，那就是在传统双向变流器基础上增加了低电压穿越功能，在电网需要无功支撑的情况下，能进行3秒钟支撑，满足电网公司的要求。
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