未來能源:儲能市場概述——分類、歷程、趨勢、產業鏈(40頁報告)
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儲能是解決電力供需時空錯配的設備。儲能,即能量儲存,是指通過特定技術和裝置將暫時不用的能量儲存起來,在需要時再釋放利用的過程。儲能可以解決電力供需的時空矛盾,提升能源系統的穩定性、經濟性和可持續性。它在能源系統、工業生產、日常生活等多個領域都發揮著至關重要的作用。

按實際的應用場景看,儲能分為戶用儲能(戶儲)、工商業儲能(工商儲)大型儲能(大儲、公用事業級儲能),三類場景儲能所實現的功能有所差異。1)戶儲:指安裝在家庭住宅中的儲能系統,用于儲存來自太陽能板或其他可再生能源發電設備產生的電力,以供夜間或陰天時使用,也可以作為備用電源應對停電情況。應用場景包括家庭日常用電、分布式光伏配套、離網地區供電。2)工商儲:面向企業、工廠、商場等非居民用戶的儲能解決方案,旨在優化用電成本、提高供電可靠性,并參與電網服務如調頻調峰等。應用場景包括制造業、數據中心醫院、商場等對電力質量和供應可靠性要求高的場所。3)大儲:服務于電網側或電源側的大規模儲能項目,用于電力調峰、調頻、備用電源及可再生能源并網支持。應用場景包括電網調峰調谷、可再生能源并網、跨區域電力調度、應急備用電源。

儲能的主要功能:1)平衡電力系統,削峰谷。2)促進可再生能源發展提升可再生能源消納能力。3)作為備用電源,保障供電可靠。4)提供輔助服務比如頻率調節。5)優化用戶用能,比如峰谷價差套利。6)延緩投資升級,替代輸配電升級。隨著新能源尤其是光伏的蓬勃發展,當前儲能最重要的下游應用場景之一是光伏配儲,以提升可再生能源消納能力。

2020 年以來,儲能行業進入快速發展階段。儲能的發展歷程,是一部人類不斷尋求更高效、更靈活能源利用方式的創新史。它經歷了從機械儲能到電化學儲能,再到多元技術并存的演進過程。儲能的發展主要可分為4個時期。1)早期:抽水蓄能的出現和鉛酸電池的發明。2)20 世紀中期-20 世紀末:多種電池技術的研發與進步,鋰離子電池的提出。3)21 世紀初-2020年:鋰離子電池成本的快速下降與商業化初期探索。4)2020 年-至今:隨著產業鏈降本及“雙碳”目標的推動,儲能進入快速發展階段。目前,包括中國在內的全球 120 多個國家提出了“碳中和”的目標,發展可再生能源是重要舉措。隨著各國凈零排放目標的制定和實施,以光伏、風電等為代表的新能源在電力系統中的裝機比例進一步提高,然而由此帶來的波動性、間歇性及轉動慣量給電網帶來了很大的挑戰,儲能是支持新能源大規模應用的重要基礎設施,對減輕電力體系的沖擊、維持電力系統的可靠性與穩定性具有重要意義。

近年來,以電化學儲能為代表的新型儲能迎來高速增長,其核心驅動因素如下:①鋰電儲能成本快速下降,技術經濟性大幅提升;②全球范圍內可再生能源占比不斷上升,電網層面需要儲能來提升消納與電網穩定性:③電力自發自用票求推動家用儲能市場快速增長;@電力市場化與能源互聯網持續推進助力儲能產業發展;⑤政策支持為儲能發展創造良好市場機遇。

儲能主要分為機械儲能、電磁儲能和電化學儲能,其中電化學儲能中的鋰離子電池因靈活性等優勢應用最為廣泛。根據儲能原理的不同,可以細分為機械儲能、電磁儲能和電化學儲能等。各儲能類型的功率范圍、特點及應用場景有所不同。憑借受地理條件影響較小、建設周期較短、能量密度大等優勢,電化學儲能可靈活運用于各類電力儲能場景中,是當前應用范圍最廣、發展潛力最大的電力儲能技術,其中又以鋰離子電池為主,主要應用于分鐘至小時級的工作場景。

抽水蓄能總量較大,新型儲能占比持續提升。在諸多儲能技術中,抽水蓄能技術最為成熟且總量規模最大,其次為以鋰電池為主的電化學儲能技術,其他如壓縮空氣儲能、飛輪儲能、蓄冷蓄熱等儲能形式的裝機占比較小。根據 CNESA截至 2024年底,全球已投運電力儲能項目累計裝機規模 372.0GW,同比增長 28.6%抽水蓄能累計裝機占比呈繼續下降態勢,首次低于60%。新型儲能累計裝機規模達 165.4GW,首次突破百吉瓦,同比增長 81.1%。截至 2024 年底,中國已投運電力儲能項目累計裝機規模 137.9GW,占全球市場總規模的 37.1%,同比增長 59.9%新型儲能累計裝機規模首次超過抽水蓄能,達到78.3GW。

新型儲能中,鋰電儲能占據主導地位,其他技術路徑也在加速應用。根據《中國新型儲能發展報告2025》,截至2024 年底,各類新型儲能技術路線中,鋰離子電池儲能占據主導地位,約占已投產裝機 96.4%。壓縮空氣儲能、液流電池儲能等為除鋰離子電池儲能外的主要技術路線,占比均為 1.0%。新型儲能技術總體呈現多元化發展態勢,多個 30 萬千瓦級壓縮空氣儲能項目、10 萬千瓦級液流電池儲能項目、單體兆瓦級飛輪儲能項目投運,一批構網型儲能項目落地實施,重力儲能、液態空氣儲能、壓縮二氧化碳儲能等創新技術路線加速應用,

電化學儲能逐步成為新型儲能發展的主力技術,技術路線向多元化、高性能高安全、低成本方向發展。發展路線: 1)短期來看,磷酸鐵鋰仍是主力;2)中期來看,液流、鈉離子在各自細分場景崛起;3)長期來看,固態、新型液流及多技術耦合將構建高安全、長壽命、低成本、資源可持續的新一代儲能體系,支撐全球碳中和與能源互聯網建設。

我們預計未來五到十年,電化學儲能將呈現出“鋰系技術主導、鈉離子技術加速突破、長時儲能逐步崛起”的發展格局。1)當前,磷酸鐵鋰已經成為全球儲能市場的主流技術路線,憑借較低的系統成本、良好的安全性和較長的循環壽命廣泛應用于電網調峰、工商業及戶用儲能。2)與此同時,錳系改進型電池(LMFP/M3P)逐步實現產業化,憑借更高的能量密度與耐熱性能,有望在儲能高端市場與部分動力市場實現對 LFP 的補位。3)鈉離子電池因資源稟賦廣泛、低溫性能優異、潛在成本更低,已進入示范與早期商業化階段,預計在 2025-2028年逐步放量,主要應用于戶用、工商業及低續航交通場景。其在降低儲能系統成本緩解鋰資源依賴方面具有戰略價值,潛力較大。4)長時儲能:面向 8-100小時的長時儲能需求,液流電池、鋅系電池、鐵一空氣電池等新興技術正在加快示范部署。液流電池憑借功率與容量解耦、循環壽命長等特點,適合調峰與高頻次循環場景;鋅系電池具有較高安全性與資源優勢,適合 3-10 小時場景;鐵一空氣電池以極低的單位容量成本切入 100 小時級別市場,成為多日級儲能的潛在解決方案。隨著可再生能源比例不斷提升,系統對長時儲能的需求將持續增加,這些技術具備一定長期投資潛力。5)固態電池:成本較高、規?;圃祀y度大,短期主要應用于動力電池,儲能應用尚早期,長期需密切跟蹤降本進度

電化學儲能系統主要由電池、PCS、EMS、BMS、溫控等組成。電化學儲能系統主要由電池組、電池管理系統(BMS)、能量管理系統(EMS)、儲能逆變器(PCS)以及其他電氣設備構成,最終應用場景包括電站、電網公司、工商業家庭戶用等。

上游:儲能電池是電化學儲能的主要載體,我國儲能電池以磷酸鐵鋰電池為主,儲能電池產業鏈上游以磷酸鐵鋰電池原材料為主,包括正極材料、負極材料隔膜、電解液等。電池集成系統設備主要包括涂布機、攪拌機等。在上游領域電芯原材料代表企業有德方納米、貴州安達、貝特瑞、天賜材料、恩捷股份、星源材質等公司;電池生產設備商有杭可科技、先導智能、北方華創、贏合科技等企業

中游:在產業鏈中游,電池組制造的代表企業有寧德時代、比亞迪、?;履茉础幐呖频?電池管理系統制造代表企業有科工電子、高特電子、高泰昊能等;儲能變流器制造代表企業有陽光電源、科華恒盛、南瑞繼保等;能量管理系統制造代表企業有派能科技、國電南瑞、中天科技、平高電氣等;儲能系統集成代表企業有陽光電源、海博思創等;儲能系統安裝代表企業有永福股份、特變電工、正泰電器、中國電建、中國能建等,

下游:產業鏈下游為儲能電池的應用。儲能電池的應用領域包括電源側、電網側和用戶側。電源側儲能的主要需求為光伏、風力等可再生能源并網,平滑電力輸出;電網側儲能以電力輔助服務為主:用戶側儲能主要為分時管理電價。其中,電源側應用最廣泛。產業鏈下游系統應用代表企業主要有國家能源、國投電力、中國華能、中核集團等。

我國儲能需求方主要是各大電力集團,供應商為各大集成商以及電芯企業等中國儲能需求主要為源網側大儲需求,以招投標為主的交易形式。據儲能頭條中國 2024 年共發布儲能系統中標信息共 181 項,共計規模超 15.3GW/54.7GWh。從業主來看,2024 年共有 65 家業主/開發商完成了儲能系統招標工作,頭部參與方主要為各大能源集團。在儲能系統中標規模排行榜中,中車株洲所、陽光電源思源清能位居前三,電池集采前三為楚能新能源、寧德時代、海辰儲能。