储能电池产业链全景图谱新(2023版)（附下载）
今天分享的是储能系列深度研究报告：《储能电池产业链全景图谱新(2023版) 》。（报告出品方： 国际能源网）
储能电池行业的发展历史共分为三个阶段：分别是2000-2015年的萌芽期，2016-2019年的扩张期以及2020年至今的发展期。
早期储能行业市场规模小，国家尚未出台有关政策。2016年后，锂离子逐渐取代铅蓄电池开始被大范围的应用。2017年，首个储能行业指导性政策——《关于促进储能技术与产业高质量发展的指导意见》出台，明确行业发展目标。2020年后，磷酸铁锂电池成为行业主流。
储能电池是电化学储能的主要载体，通过电池完成能量储存、释放与管理的过程。目前主流的储能电池有锂离子电池、铅蓄电池、钠硫电池、液流电池。其中，锂离子电池是技术最成熟、应用最广泛的储能电池。完整《 储能电池产业链全景图谱新(2023版)》来源于公众号：百家全行业报告
（工作原理）充电时电池正极上方生成理离子，鲤离子经过电解液运动到负极，嵌入负极的碳层微孔中放电时鲤离子又从负极碳层中脱出回到正极
（优势）电池单位体积内的包含的能量高，输出功率大功率密度大，充放电速度快、效率高循环寿命长，可达2000-3000次不含有毒物质，绿色电池
（劣势）生产所带来的成本较高应用时必须搭配BMS电池管理系统，增加储能系统成本因含有活性金属材料，性能不稳定
（工作原理）充电时电能转化为化学能，放电时化学能转化为电能，铅蓄电池通过充电和放电过程贮存能量
（优势）电流放电性能强，工作电压平稳电池安全性高，单体电池容量大技术成熟，原材料丰富，成本低
（劣势） 电池单位体积内的包含的能量低腐蚀性强，对环境破坏大体积和重量大，目前应用有限
（定义）钠硫电池是由熔融电极和固体电解质组成，负极为熔融金属钠，正极为液态硫的电池
（工作原理）钠硫电池中的钠与硫能够最终靠化学反应储藏电能，优异的“蓄洪”性能使得钠硫电池可接受超大功率电流并稳定释放到电网中
（优势）电池单位体积内的包含的能量高，可达到150Wh/Kg采用固体电解质，无液体电解质的副作用，充电效率理论可达100%放电功率高、电流大
（劣势）工作时候的温度在300-350C，工作时需保温加热制造成本高，规模化成套技术难
（定义）液流电池是利用金属元素氧化状态下存在的能量差异来储存或释放能量的电化学转换装置
（工作原理）液流电池中的活性物质储存于电解液中，具有流动性，实现电化学反应场所(电极)与储能活性物质在空间上的分离
（优势）储罐尺寸不限，可大规模储存安全性高，可深度放电充放电切换速度快，仅需0.02秒
（劣势）成本比较高，离子交换膜价格高两份溶液分装于储罐内，体积大，电池单位体积内的包含的能量较低
储能电池行业的发展历史共分为三个阶段：分别是2000-2015年的萌芽期，2016-2019年的扩张期以及2020年至今的发展期。
早期储能行业市场规模小，国家尚未出台有关政策。2016年后，锂离子逐渐取代铅蓄电池开始被大范围的应用。2017年，首个储能行业指导性政策——《关于促进储能技术与产业高质量发展的指导意见》出台，明确行业发展目标。2020年后，磷酸铁锂电池成为行业主流。
2000年初，储能技术开始在实验室中进行研发。2011年，中国展开首个大规模储能示范工程一-“张北风光储一体化”储能行业迈出了产业化发展的第一步。
储能电池市场规模不断护大，2019年储能钾电池装机量达到9.5GWh。2017年，国家出台《关于促进储能技术与产业高质量发展的指导意见》，这是储能行业首个指导性政策，为储能行业发展明确了目标
2020年，比亚迪推出刀片技术，国轩高科推出JTM技术，降低了磷酸铁钾电池生产所带来的成本。2021年，国家出台政策，明确要求到2025年新型储能装机规模达3,000万KW以上。
早期储能电池以铅蓄电池为主，铅蓄电池最大的优势是度电成本低。储能电池行业市场规模较小，国家尚未出台明确针对储能电池的指导性政策
磷酸铁鲤电池成为储能电池行业主流，电池企业纷纷研发新技术降低磷酸铁钾电池成本。光储充一体化、车桩网互联等新兴互联模式开始发闹
2017年，我国发布了储能行业第一个指导性政策《关于促进储能技术与产业高质量发展的指导意见》，从技术创新、应用示范等多方面为行业进行了明确部署。随后，一系列政策出台，持续引导和支持储能电池行业健康发展。
关于加强电化学储能电站安全管理的通知，加强电化学储能电站规划设计安全管理，加强风险评估、设计审查。做好电化学储能电站设备选型，严格把关质量并加强到货抽检。电化学储能电站投产前，依照国家相关规定进行质量监督，须通过消防验收。该政策对储能电池及电站安全细节做出了明确要求，有利于储能电池及电站健康、规范化发展
2022年能源行业标准计划立项指南，能源行业标准计划立项重点方向:新型储能系统建设，电化学储能的安全设计、制造与测评，储能电站安全管理、应急处置，能源储能配置规模测算等。该政策明确了本年新型储能计划的重点立项方向，将电化学储能列为重点支持领域，对市场起到引导作用，推动了储能电池行业的发展。
诸能型单体电池单位体积内的包含的能量2145Wh /kg，电池组单位体积内的包含的能量2100Wh /kg，循环寿命25000 次且容量保持率280%。该政策对储能电池相关指标做出了明确规定，加强了鲤离子电池行业管理，推动储能电池行业健康发展。
电力安全生产“十四五”行动计划，强化电力供应安全保障，推动各类储能安全发展;强化新能源发展安全保障，加强新能源和储能电站发电并网安全管理;推广应用电化学储能电站安全运行提升技术，有很大效果预防设备火灾事故的发生。该政策强调了储能电池发展的安全问题，为储能电池产业健康及持续发展提供了保障。
关于加快推进新型储能发展的指导意见，到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变。市场环境和商业模式基本成熟，装机规模达3,000万kw以上，鼓励储能电源侧、电网侧、用户侧多元发展，健全储能价格机制该政策为储能行业发展制定了规划，明确了目标，对储能行业具有指导作用。
关于促进储能技术与产业高质量发展的指导意见，推进储能技术装备研发、可再次生产的能源利用水平、电力系统灵活性稳定性、用能智能化水平、多元化应用支撑能源互联网等方面的应用示范。规定未来10年内分两个阶段推进相关工作，第一阶段实现储能由研发示范向商业化初期过渡:第二阶段实现商业化初期向规模化发展转变。该政策是中国储能行业第一个指导性政策，从技术创新、应用示范等多方面为储能行业进行了明确部署。
储能电池产业链可分为上游材料及设备、中游电池制造及系统集成安装、下游应用
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。集成系统设备最重要的包含涂布机、搅拌机等。
产业链中游主要为储能系统及集成。储能系统最重要的包含电池组、电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）、储能逆变器（PCS）四个部分，其中最核心的是由电池组与电池管理系统组成的储能电池系统。
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、风力等可再次生产的能源并网，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。
从产业链全景来看，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。
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库博能源、猛狮科技、南都电源、电气国轩等;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。
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。
由于俄乌导致的欧洲能源危机，叠加国内电力市场改革，2022年储能锂电池出货量延续了上一年强劲增长的势头，全年出货量达到130GWh，同比增长170.8%。
2022年电力储能电池出货量最大达92GWh，同比增长216.2%，占比70.8%。户用储能电池紧随其后，出货量25GWh，同比增长354.5%，占比19.2%。通信储能电池出货量9GWh，同比减少25%，占比6.9%。便携式储能电池出货量4GWh，同比增长207.7%，占比3.1%。
受益于电池成本的持续下降和政府政策的刺激，我国储能电池在2017年0.3GWh新增投入运营的装机量的基础上，于2021年实现了5.8GWh的新增装机量，2017-2021年我国储能电池新增装机的年均复合增长率高达109.7%。在国家能源转型及碳中和战略背景下，储能电池是电力系统改革和新能源电力建设的重要组成部分，预计到2023年将达7.1GWh。
我国动力储能电池行业的竞争格局较为集中，头部效应较为显著。2021年中国储能电池出货量达48Gwh，同比增长2.6倍，宁德时代储能电池市场占有率达59.7%。比亚迪排名第二，储能电池市场占有率16.0%。中航锂电排名第三，储能电池市场占有率4.3%。国轩高科占比达4%。
目前，在电化学储能市场中，锂离子电池尤其是磷酸铁锂电池占据主要市场，伴随着全球储能市场需求的爆发，2022年来，宁德时代、亿纬锂能、欣旺达、鹏辉能源等动力电池厂商竞相在储能赛道上扩产。
锂离子电池由四大要素组成，分别是正极、负极、电解液和隔膜。锂离子电池通过锂离子在正负极电极材料中的嵌入和脱嵌实现能量存储。锂离子电池单位体积内的包含的能量较高，寿命长，因此正慢慢的变成为电化学储能的主流路线。
根据正极材料的不同，锂离子电池又分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元电池等。
磷酸铁锂电池在储能领域综合优势显著，其单位体积内的包含的能量适中，安全性、常规使用的寿命均优于其他电池类型，且成本较低；
钴酸锂电池因金属钴的稀缺性价格远高于其他电池，且循环寿命、安全性差，因此在储能领域几乎无应用；
锰酸锂电池单位体积内的包含的能量与磷酸铁锂电池相近，价格虽低于磷酸铁锂，但常规使用的寿命低导致其全生命周期度电成本高于磷酸铁锂电池，所以应用较少；
三元电池单位体积内的包含的能量远高于其他电池类型，常规使用的寿命也能够达到8-10年，但安全性相对较差，成本远高于磷酸铁锂电池，因此在不需要极高单位体积内的包含的能量的储能领域，应用前景弱于磷酸铁锂电池。
铅酸电池是以二氧化铅为正极、金属铅为负极、硫酸溶液为电解液的一种二次电池，发展至今已有150多年历史，是最早规模化使用的二次电池。铅酸电池的储能成本低，可靠性好，效率较高，大范围的应用于UPS，也是我国早期大规模电化学储能的主导技术路线。但因为铅酸电池循环寿命短、单位体积内的包含的能量低、使用温度范围窄、充电速度慢，且铅金属对环境影响较大，铅酸电池未来应用将会受极大程度限制。
液流电池技术路径包括全钒液流电池、铁铬液流电池、锌溴液流电池等，其中，全钒液流电池综合性能最佳、商业化程度最高。液流电池功率取决于电极反应面积大小，存储容量则取决于电解液体积与浓度，故液流电池规模大小设计更为灵活多变。液流电池在电化学储能技术中占比较低，发展进入提速阶段。
钒液流电池全生命周期成本更低，相较于锂电池具有成本优势，同时具备安全性高、循环寿命长等优势，适用于长时储能。由于全钒液流电池的电解液可再生循环使用，因此其残值很高。
同样以储能时长为4小时的钒液流电池储能系统为例，其中废金属的残值估值为300元/kW，折合为75元/kWh，电解液残值约为原有的70%即1050元/kWh，合计残值为1125元/kWh，实际成本为1875元/kWh。而对于储能时长为10小时的系统来说，废金属残值折合为30元/kWh，合计残值为1080元/kWh，实际成本仅为1020元/kWh。因此，对于全钒液流电池储能系统来说，储能时间越长，其全生命周期成本越低。储能时长分别为4小时和10小时的全钒液流电池储能系统生命周期成本估算。
钠电池基于锂电池技术，目前正处于产业化阶段，发展前途广阔。钠电池的工作原理与锂电池相似，具备安全性高、成本低廉、低温性能好等特点，可适配储能系统的标准要求。
钠离子电池工作原理与锂离子电池类似，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。钠离子电池相对磷酸铁锂电池安全性能、低温性能、快充性能更高，成本更低，且钠资源远比锂资源丰富且遍布全球各地，若钠离子能够大范围的应用，我国将很大程度上摆脱目前锂资源受限的情况。钠离子电池劣势大多数表现在循环次数较低和产业链不成熟。目前钠电池循环寿命普遍在2000-3000次，产业链不成熟则导致上游价格较高，钠电池成本优势无法显现。
综合而言，锂电池、钠电池与全钒液流电池发展空间较大。这三者广泛与风电、光伏配合使用，全钒液流电池大多数都用在4小时之后长时储能，钠电池将在大型储能电站中对锂电池形成一定替代，对单位体积内的包含的能量敏感性较高的工商业与家用储能中，锂电池仍将占主导地位。
储能电池及动力电池两者在应用场景、性能要求、常规使用的寿命、电池类型、面临的竞争等方面都存在着较大差异。
电池是效率较高的储能方式。锂离子电池具有环境污染小、单位体积内的包含的能量高、循环寿命长、倍率性能强等优点，随着其成本下降，锂离子电池的经济性开始日益凸显，在储能市场的应用也愈发广泛。新建电池储能设施更广泛地采用锂离子电池，已投入到正常的使用中的存量铅酸蓄电池也逐渐被锂离子电池所取代。未来，储能锂离子电池市场发展前途较大。
在储能锂离子电池中，磷酸铁锂电池相比三元材料电池更具优势，是未来锂离子电池发展的主流方向，根本原因在于：储能电池主要关注电池生产使用的经济性，更多考虑电池成本、循环性能、全生命周期成本等因素。因此，磷酸铁锂电池因其低生产所带来的成本、高循环次数等优势备受青睐。
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