預見2024：新型儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)趨勢展望(附技術(shù)路徑、投資方向、專利布局、科技企業(yè)布局等)

行業(yè)主要上市公司：寧德時代(002074)、國軒高科(002074)、比亞迪(002594)、億緯鋰能(300014)等

本文核心觀點：新型儲能技術(shù)在“雙碳”目標趨勢下備受關(guān)注，其中鋰電儲能、鈉硫電池、全釩液流電池、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等技術(shù)具備較大的投資潛力，“十四五”期間電化學儲能將迎來進一步上升。

引言：新型儲能可提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力

——可再生能源滲透率快速提升，傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)面臨穩(wěn)定性挑戰(zhàn)

根據(jù)IEA《中國能源部門碳中和路線圖》及相關(guān)政策規(guī)劃，在承諾目標情景中，我國可再生能源在一次能源需求總量中的比重將從2020年的12%躍升到2060年的60%左右。到2060年，太陽能和風能的需求將接近總需求的四成。由于電力部門為能源需求的主力，由此可見風電和光伏發(fā)電將成為電力行業(yè)轉(zhuǎn)型的重要趨勢。以風能和太陽能為主的可再生能源存在間歇性強、波動性大的問題，由此會對電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成挑戰(zhàn)。

——新型儲能是平滑、消納可再生能源發(fā)電的重要手段，可提高電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力

新型儲能是除抽水蓄能以外的主要儲能形式，其可以改變電力系統(tǒng)即發(fā)即用的傳統(tǒng)運營方式，提高系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力。目前常見的新型儲能形式有鋰電儲能、液流電池儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等。據(jù)CNESA最新公布數(shù)據(jù)，截至2023年6月底，中國已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模70.2GW(包括抽水蓄能、熔融鹽儲熱、新型儲能)。其中，新型儲能占比30%，鋰離子電池依然是新型儲能中占比最高的類型。

技術(shù)路線：新型儲能技術(shù)發(fā)展路徑與支撐體系

從技術(shù)路線發(fā)展來看，壓縮空氣儲能及飛輪儲能技術(shù)正在加快商業(yè)應用部署。電化學儲能中鋰離子電池技術(shù)較為成熟、商業(yè)化初具規(guī)模，鈉硫電池正加快商業(yè)應用部署，液流電池加速示范應用，電化學儲能作為新型儲能的主力軍，已經(jīng)開始從兆瓦級別的示范應用邁向吉瓦級別的規(guī)模市場化。氫儲能等其他類型的新型儲能技術(shù)由于技術(shù)成熟度較低，大部分處于開發(fā)和示范應用階段，其中氫儲能正加速推進商業(yè)應用部署。

從技術(shù)支撐體系來看，中國新型儲能創(chuàng)新單元主要包括電網(wǎng)安全與節(jié)能國家重點實驗室、太陽能光伏發(fā)電技術(shù)國家重點實驗室等國家重點實驗室;北京國能新能源產(chǎn)業(yè)投資基金、長沙先進儲能產(chǎn)業(yè)投資基金合伙企業(yè)等產(chǎn)業(yè)投資基金;GB/T 36547-2018《電化學儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》、GB/T 36558-2018《電力系統(tǒng)電化學儲能系統(tǒng)通用技術(shù)條件》等技術(shù)標準。

從各類新型儲能技術(shù)性能指標對比來看，鋰離子電池、飛輪儲能、超級電容儲能的綜合效率較高;壓縮空氣儲能的度電成本較低，使用壽命較高;除壓縮空氣儲能外，其他儲能技術(shù)的響應靈敏度均處于較高水平;電化學儲能中的鋰離子電池不僅適用于能量型儲能應用，也適用于功率型、容量型儲能應用，其應用領(lǐng)域最為廣泛。

新型儲能專利技術(shù)布局

——鋰離子電池儲能技術(shù)為新型儲能專利技術(shù)布局重點，申請熱度和布局廣度較高

從新型儲能專利技術(shù)申請的熱度來看，鋰離子電池儲能具備較高的專利申請熱度，專利申請總量達173993項，申請人數(shù)量達48250個，遠超其他新型儲能技術(shù);從技術(shù)跨度來看，鋰離子電池和超級電容跨技術(shù)專利申請量較多，技術(shù)跨度分別達603個和488個IPC小類;從技術(shù)市場覆蓋廣度來看，鋰離子電池、鉛酸電池、超級電容、液流電池專利技術(shù)均覆蓋70個以上國家和地區(qū)，說明這些技術(shù)受到全球范圍內(nèi)的關(guān)注和研究。

——發(fā)明專利占比較高，中國申請人在壓縮空氣、鈉離子電池中具有優(yōu)勢地位

在專利類型方面，各項新型儲能技術(shù)專利中發(fā)明專利占比較高，說明新型儲能技術(shù)領(lǐng)域中存在大量創(chuàng)新。從申請人國別來看，中國申請人在壓縮空氣、鈉離子電池中具有優(yōu)勢地位，前十申請人中80%為中國申請人。

新型儲能科技企業(yè)技術(shù)與項目投資布局

——科技企業(yè)大多布局電化學儲能領(lǐng)域，其中鋰電儲能為重點投資賽道

目前，國內(nèi)傳統(tǒng)鋰電池或新能源企業(yè)(如寧德時代)均在儲能領(lǐng)域布局相關(guān)技術(shù)及應用項目，同時也有不少初創(chuàng)科技企業(yè)布局電化學儲能、飛輪儲能、壓縮空氣儲能等技術(shù)路線，并逐步商業(yè)化。

注：以上排名不分先后，僅匯總行業(yè)內(nèi)部分代表性科技企業(yè)。

——鋰電儲能為科技企業(yè)重點項目投資賽道

從項目來看，鋰電儲能技術(shù)在可再生能源、削峰填谷等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景，成為科技企業(yè)關(guān)注和投資的重要領(lǐng)域之一，項目投資主要用于鋰電生產(chǎn)基地建設、配套儲能設施建設等。

新型儲能技術(shù)投資重點賽道：鋰電儲能備受投資機構(gòu)青睞，項目多位于產(chǎn)業(yè)鏈中游

從新型儲能技術(shù)方向上看，絕大多數(shù)投資投向了與電化學儲能相關(guān)的項目，其中的絕大多數(shù)與鋰離子電池相關(guān)，少數(shù)其他方向項目包括鈉離子電池、液流電池等。股權(quán)投資市場對儲能技術(shù)的選擇基本上與儲能市場中新型儲能占比吻合，這一方面反映出當前鋰離子電池在性能、價格和安全性等方面已較為貼合儲能應用需求，另一方面也反映出儲能技術(shù)路線仍存不確定性，多數(shù)機構(gòu)對可能替代鋰離子電池的潛在技術(shù)路線仍持觀望態(tài)度

從鋰電池儲能產(chǎn)業(yè)鏈角度分析，22%的被投項目專注于上游電池材料和設備;27%的被投項目專注于中游包括電池在內(nèi)的儲能裝置的生產(chǎn)，11%的被投項目專注于數(shù)字儲能技術(shù)，13%的項目可以提供集成后的儲能系統(tǒng)產(chǎn)品;17%為在產(chǎn)業(yè)鏈下游運營儲能項目的企業(yè)，包括工商業(yè)儲能、家庭儲能等企業(yè)。電化學儲能領(lǐng)域中，投資布局向中游集中更為明顯，超過半數(shù)的被投項目處于產(chǎn)業(yè)鏈中游。

電化學儲能綜合投資潛力較大，壓縮空氣、飛輪儲能具備后發(fā)潛力

整體來看，電化學儲能是當前發(fā)展最快的新型儲能技術(shù)，是新型儲能技術(shù)的主力軍，其擁有更高的能量密度，產(chǎn)業(yè)鏈配套更加成熟，相較于其他儲能技術(shù)在場景應用、技術(shù)、成本、建設周期、轉(zhuǎn)換效率及選址要求上更具優(yōu)勢，具有高度的靈活性，其中鋰電池儲能是當前最具備投資潛力的新型儲能技術(shù)，此外，鈉硫電池、全釩液流電池、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等技術(shù)也具備較大的投資潛力。

注：1)評估星級自一星至三星，星級越高，代表從該指標來看，技術(shù)投資潛力越大，☆代表半星;2)技術(shù)先進性結(jié)合能量密度、循環(huán)壽命、充放電效率、技術(shù)成熟度綜合評價;3)專利技術(shù)布局結(jié)合專利總申請量、申請人數(shù)量、技術(shù)跨度、市場覆蓋廣度等綜合評價。

新型儲能技術(shù)發(fā)展趨勢與目標

——政策推動下，以鋰離子儲能電池為主的新型儲能需求呈上升趨勢

目前儲能技術(shù)進步最快的是電化學儲能，其中鈉硫電池、釩液流電池、鋰離子電池的安全性、能量轉(zhuǎn)換效率和經(jīng)濟性等取得較大突破，產(chǎn)業(yè)化的條件日漸成熟，處于由技術(shù)積累向產(chǎn)業(yè)化邁進的關(guān)鍵時期。同時固態(tài)電池、超級電容等產(chǎn)品技術(shù)將引領(lǐng)未來分布式儲能產(chǎn)業(yè)變革。

2021年7月來，中央部委密集發(fā)布《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》、《關(guān)于鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》等重磅利好政策，提出到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變，裝機規(guī)模達30GW以上，到2030年，實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展。碳達峰碳中和目標下，新型儲能爆發(fā)拐點即將到來，目前以鋰離子儲能電池為主的新型儲能需求將迎來大幅上升。

此外，《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》針對電網(wǎng)削峰填谷、集中式可再生能源并網(wǎng)等儲能應用場景提出技術(shù)攻關(guān)與示范試驗的要求，成為新型儲能未來發(fā)展趨勢。

——新型儲能系統(tǒng)向低成本、高安全、長壽面方向發(fā)展

當前，新型儲能技術(shù)的發(fā)展正處于快速演進和創(chuàng)新的階段。從整體趨勢看，目前新型儲能系統(tǒng)向著低成本、高安全、長壽命方向不斷發(fā)展，進而帶動細分領(lǐng)域的技術(shù)隨之變化。

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