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儲能產(chǎn)業(yè)作為未來推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前瞻性技術，目前已發(fā)展成物理儲能、電化學儲能、儲熱、儲氫等在內(nèi)的多種技術類型，在新能源并網(wǎng)、電動汽車、智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)、分布式能源系統(tǒng)、家庭儲能系統(tǒng)、無電地區(qū)供電工程等不同應用場景下發(fā)揮著其價值。隨著我國低碳、綠色能源戰(zhàn)略的推進，新一輪電力體制改革配套政策的落實，儲能的應用價值得到了市場的認可，成為推進我國能源變革和能源結構調整的技術亮點。最近國家出臺的多項能源規(guī)劃政策，包括“十三五”規(guī)劃綱要、《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020年）》、《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》等，都將儲能作為重點研究和發(fā)展領域之一。據(jù)估算，到2030年我國風電、光伏的儲能市場空間就有望達到約1萬億元人民幣。
儲能按其字面意思就是儲存能量，據(jù)儲能聯(lián)盟項目庫不完全統(tǒng)計，截止2016年底，全球投運儲能項目累計裝機規(guī)模168.7GW，同比增長2.4%。抽水蓄能的累計裝機規(guī)模占據(jù)比重最大，但增速緩慢，同比增長1.8%；規(guī)模排名第二是熔融鹽儲熱，同比增長18%；電化學儲能的累計裝機位列第三，規(guī)模為1769.9MW，同比增長56%（圖1）。其中我們注意看，在電化學儲能技術中，鋰離子電池的累計裝機占比最大，比重為65%，同比增長89%（圖2）。
圖1：2016年全球儲能行業(yè)占比
數(shù)據(jù)來源：儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2017（摘要版）
圖2：全球電化學儲能累計裝機規(guī)模（2000–2016）
數(shù)據(jù)來源：儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2017（摘要版）
上述提到的抽水蓄能我國在60年代開始研究并發(fā)展，其原理就是利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫，在電力負荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電的水電站。除此之外，電化學儲能目前在我國發(fā)展極為快速，其中就包括鋰離子電池、鈉硫電池以及鉛蓄電池。我們認為鋰電池以及鉛蓄電池儲能形式在我國將有比較好的一個發(fā)展空間。
電池儲能在全球應用市場分布
據(jù)統(tǒng)計，2016年全球電化學儲能在輔助服務領域的新增裝機規(guī)模最大，為282.7MW，比重為44%，各個應用領域中，分布式發(fā)電及微網(wǎng)領域新增投運規(guī)模的同比增速最大，為698%，其次是可再生能源并網(wǎng)領域，同比增速為656%。從各個應用領域中的技術新增裝機分布看，可再生能源并網(wǎng)、輔助服務和分布式發(fā)電及微網(wǎng)領域中，鋰離子電池占比最大，分別為89%、100%和77%；電力輸配領域中，鈉硫電池的裝機規(guī)模所占比重最大，為49%。
從各類技術的應用裝機分布看，鋰離子電池在各領域都有涉及，在可再生能源并網(wǎng)、輔助服務、電力輸配、分布式發(fā)電及微網(wǎng)的比重分別為18%、52%、9%、21%；鈉硫電池則全部應用于電力輸配領域；鉛蓄電池應用場景比較折中，但其最主要的領域是分布式發(fā)電及微網(wǎng)領域，比重為73%。
儲能技術大多數(shù)被日、韓企業(yè)占據(jù)，所以相關系統(tǒng)供應商呈現(xiàn)同樣的趨勢。從CNESA的數(shù)據(jù)來看，以功率規(guī)模為口徑，全球排名前五的是LGChem、三星SDI、比亞迪、NGK和Kokam（圖3）。這五家企業(yè)的新增投運儲能裝機總規(guī)模超過2016年全球新增投運項目裝機總規(guī)模的73%，可以說整體擁有非常強的市場話語權。從技術路線上看，LGChem、三星SDI、比亞迪和Kokam主要采用鋰離子電池技術，NGK主要采用鈉硫電池技術。
圖3：2016年全球前五位儲能系統(tǒng)供應
數(shù)據(jù)來源：儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2017（摘要版）
電池儲能在國內(nèi)的整體發(fā)展
電力作為國民經(jīng)濟最基礎的保障之一，在我國建國之后得到了飛速發(fā)展。起步之初，火電與水電是最主要的兩種發(fā)電方式，到80年代我國第一個核電機組秦山核電站的并網(wǎng)發(fā)電使我國正式進入核能發(fā)電時代。跨入2000年之后，我國的光伏、風電等清潔能源開始蓬勃發(fā)展，目前已經(jīng)源源不斷地為我們的日常生活提供清潔電源。從我國儲能的應用分布上看，截止2016年分布式發(fā)電及并網(wǎng)領域的新增投運規(guī)模的同比增速最大，為727%，其次是可再生能源并網(wǎng)領域，同比增速為523%。可以看出，儲能在我國主要的應用領域是在電力相關行業(yè)，特別是現(xiàn)階段發(fā)展比較快速的光伏、風電等新能源發(fā)電板塊。隨著綠色能源逐步地深入人心以及政策上的扶持，行業(yè)發(fā)展前景非常巨大，隨之帶到的儲能行業(yè)也或將被打開。
我國電化學儲能近年來發(fā)展快速，2016年新增裝機容量101.4MW，同比增長增長達到了299%（圖4）。我們認為，儲能的大發(fā)展主要驅動力來自于國內(nèi)新能源汽車以及新能源發(fā)電的大發(fā)展。以新能源汽車為例，自特斯拉2014年進入我國市場后，最直接的影響就是其帶動了國內(nèi)各汽車廠商發(fā)展新能源汽車的熱情（圖5）。再加上政府對新能源汽車發(fā)放的補貼以及民眾環(huán)境意識的不斷加強，新能源汽車行業(yè)進入了上升通道。而作為占新能源汽車成本約30%的鋰離子電池自然也享受到了該輪行業(yè)爆發(fā)。
圖4：我國歷年電化學儲能裝機容量（MW）
數(shù)據(jù)來源：儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2017（摘要版）
圖5：2015年–2017年前7個月我國新能源汽車產(chǎn)量
數(shù)據(jù)來源：Wind
國內(nèi)電池儲能四個主要的應用領域
新能源汽車
2017年4月，工信部、發(fā)改委以及科技部聯(lián)合印發(fā)了《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》（《規(guī)劃》），文中指出到“2020年新能源汽車產(chǎn)銷達到200萬輛，動力電池單體比能量達到300瓦時/公斤以上，力爭實現(xiàn)350瓦時/公斤，系統(tǒng)比能量力爭達到260瓦時/公斤、成本降至1元/瓦時以下。到2025年，新能源汽車占汽車產(chǎn)銷20%以上，動力電池系統(tǒng)比能量達到350瓦時/公斤。”根據(jù)相關統(tǒng)計，截止2016年我國新能源汽車累計保有量約為100萬輛，也就說明從從2017年到2020年要完成100萬輛產(chǎn)銷，也就意味著其中的主要部件鋰離子電池又將面臨一輪大發(fā)展。
削峰調谷
我國儲能的另一個應用大戶就是電力行業(yè)。從傳統(tǒng)角度來說，電力就是發(fā)電則與用電則兩方，而儲能系統(tǒng)的介入將使得這個“兩方”生態(tài)變?yōu)?ldquo;三方”生態(tài)。我們認為儲能的進入可能會更為有效的平衡電力供需關系，在現(xiàn)在越來越多的新能源電力納入電網(wǎng)后，儲能技術因而成為未來能源結構轉變和電力生產(chǎn)消費方式變革的戰(zhàn)略性支撐。我國很多地區(qū)有峰谷價，那么使用儲能技術就可以達到商用目的，具體做法就是俗稱的“削峰調谷”。也就是工商業(yè)用電戶在谷電時間對儲能充電，然后等到峰電時間使用儲能電量以達到低用電成本的一種模式。但是目前來看，該模式并不能在所有峰谷電地區(qū)實施，而是需要峰谷電價差達到約0.8元/千瓦時才會經(jīng)濟效益。
風光儲能
儲能的第三個應用是在新能源發(fā)電領域，我國新能源電力主要是指光伏與風電。在2000年之后，光伏以及風電都經(jīng)歷一輪行業(yè)爆發(fā)性增長，截止2016年，光伏、風電累計裝機容量分別為7742萬千瓦（圖6）與1.69億千瓦（圖7）。
圖6：我國光伏累計裝機容量
數(shù)據(jù)來源：Wind
圖7：我國風電累計裝機容量
數(shù)據(jù)來源：Wind
大規(guī)模的發(fā)展新能源電力后出現(xiàn)了一個目前短時間難解決的痛點，就是嚴峻的棄風限電問題，究其原因主要為一是相比火電，風電、光伏受自然條件限制更大，在這樣的條件下支行直接降低了其電力質量，過度接入電網(wǎng)會影響電網(wǎng)穩(wěn)定性；二是因為全社會用電量近年來處于低位，火電等傳統(tǒng)發(fā)電出現(xiàn)過剩隱憂，這直接影響到新能源電力的使用效率；三是新能源普遍建造在西北等有較大面積空余用地的地區(qū)，但是當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展對電量需求并不高，無法消納這部分電力裝機容量發(fā)出的電量，外送電則因為電網(wǎng)建設速度偏慢、外省接收意愿不高等諸多因素也有其痛點。以上三點疊加造成我國新能源行業(yè)目前面臨著棄風限電這一資源浪費現(xiàn)象。而我們認為儲能可以成為解決這個問題的一個方案。
風電、光伏電力質量差是由風速與光照自然因素造成，如果在其發(fā)電系統(tǒng)上使用儲能系統(tǒng)，那么就可以通過系統(tǒng)自動調節(jié)儲能的電力釋放量用以調節(jié)光伏、風電在電網(wǎng)的輸電量。再者，在棄風限電率高的地區(qū)可以對儲能系統(tǒng)充電，然后再儲能系統(tǒng)運輸至需要電力的地方等。
從目前的預測來看，根據(jù)第三方機構發(fā)布的《中國能源展望2030》，到2020年我國新能源及可再生能源裝機規(guī)模將達到約8.6億千瓦，占總裝機規(guī)模比重達42.9%;到2030年裝機規(guī)模將達14.4億千瓦，占比達60%，貢獻2020-2030年間90%的能源消費增量。目前全國棄風限電率約為15%，我們就以到2030年配套儲能裝置的功率按照風電與光伏裝機容量的15%計算，到2030年，儲能電池需求有望達到8.5億kWh，以單位千瓦時儲能系統(tǒng)（鋰電池）1200元的價格計算，中國風光儲能市場空間有望達到1萬億元人民幣。
備用電池
儲能的另一個應該方向是基站備用電池以及UPS電源。根據(jù)國內(nèi)通訊行業(yè)每年固定資產(chǎn)投資情況來看，隨著移動、聯(lián)通和電信4G/5G通訊基站快速建設,基站備用電源市場快速增長，2015年國內(nèi)通信基站備用電源裝機容量20GWh。目前通訊基站儲能電池全部為化學電池，仍然以鉛酸電池為主，約占市場規(guī)模的87%左右，其次是鋰電池，也有少量的燃料電池。按照標配8小時的備用時間折算，不完全統(tǒng)計，截至2015年國內(nèi)通訊基站后備電源累計裝機容量超8.8GW，年新增容量2.5GW（圖8）。
圖8：國內(nèi)通訊基站用儲能電池市場規(guī)模
數(shù)據(jù)來源：儲能應用產(chǎn)業(yè)研究報告
近些年,國內(nèi)數(shù)據(jù)中心(IDC)發(fā)展非常快速,也使得UPS電源的需求明顯上升。2015年全球UPS的市場規(guī)模約為133億美元（圖9），市場主要在美國與歐洲，但是中國與印度在IDC上的快速發(fā)展也拉動了對UPS的需求量。根據(jù)《儲能應用產(chǎn)業(yè)研究報告》的數(shù)據(jù)，2015年中國UPS產(chǎn)值為55.4億元，同比增長16.3%，連續(xù)兩年保持在10%以上的增速。受IDC發(fā)展影響而帶動了UPS后備電源市場規(guī)模快速增長，2015年國內(nèi)UPS后備電源新增容量達到2.6GWh。我們假設按照標配8小時的備用時間測算，不完全統(tǒng)計，截至2015年國內(nèi)UPS后備電源累計裝機容量超0.77GW，年新增容量0.25GW（圖10）。
圖9：全球UPS市場規(guī)模
數(shù)據(jù)來源：儲能應用產(chǎn)業(yè)研究報告
圖10：國內(nèi)UPS累計裝機容量
數(shù)據(jù)來源：儲能應用產(chǎn)業(yè)研究報告
補貼政策不明朗是我國儲能行業(yè)現(xiàn)狀
目前拖慢儲能發(fā)展的一個原因是相關補貼政策未能出臺，影響到了相關企業(yè)的參于儲能發(fā)展的興趣。但我們認為國家在看到儲能的重要性后，補貼方法最終會出臺。2016年國家能源局下發(fā)通知，決定開展電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務補償（市場）機制試點工作。這是能源局首次以獨立文件的形式確定儲能參與調峰調頻輔助服務。《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》重點提出，把提升系統(tǒng)調峰能力作為補齊電力發(fā)展短板的重大舉措，加快優(yōu)質調峰電源建設，積極發(fā)展儲能，變革調度運行模式。此外，在加強電力系統(tǒng)調峰能力建設中，要積極開展儲能示范工程建設，推動儲能系統(tǒng)與新能源、電力系統(tǒng)協(xié)調優(yōu)化運行。前期已經(jīng)有部分企業(yè)開始布局儲能，我們認為該行業(yè)在政府口徑中得到了認可之后，在做好前期的工作基礎上，為了在“十三五”完成計劃，2018年行業(yè)勢必會開始發(fā)展周期。
電池回收業(yè)務市場巨大
目前國內(nèi)廢鉛酸蓄電池回收主要由三部分組成：約85%由社會群體回收，正規(guī)再生鉛生產(chǎn)企業(yè)的回收量約占8%，中間商回收約為7%。可以看到絕大部分的鉛蓄電池回收在一些非正規(guī)小作坊內(nèi)進行，他們對技術水平要求較低、門檻也低，這在當?shù)卦斐杀容^嚴重的環(huán)境污染。
造成這種“劣幣逐良幣”的現(xiàn)象是因為因家在政策上尚未對鉛回收企業(yè)提供有效扶持，造成正規(guī)企業(yè)在回收成本上遠高于路邊小作坊。而2015年7月1日起，再生鉛企業(yè)即征即退50%的稅收扶持政策修訂為30%，這使得正規(guī)企業(yè)的成本增加，進一步擴大了與非法冶煉廠的成本差距。此外2016年1月起蓄電池行業(yè)征收4%的消費稅，正規(guī)蓄電池企業(yè)成本增加，有些被迫減產(chǎn)。這也使得非法企業(yè)重新投產(chǎn)進入鉛蓄電池市場。
雖然目前鉛蓄電池回收有不少發(fā)展難點，但我們?nèi)钥梢钥吹狡渚薮蟮氖袌鲆?guī)模。現(xiàn)在我國已經(jīng)是全球最大的鉛蓄電池市場，每年廢鉛蓄電池的數(shù)量也超過300萬噸，廢鉛蓄電池含有含74%的鉛極板、20%的硫酸和6%的塑料。就我國目前的工藝來說，一組鉛蓄電池再利用率能達到80%，一些設備比較先進的企業(yè)甚至能達到98%。單從回收的鉛價上測算，300萬噸可以回收約222萬噸鉛，以目前近19000元/噸價格測算，每年回收的鉛價值約420億元，即使用2008年最低價格約8000元/噸測算，仍有近177億產(chǎn)值。
新能源汽車在2014年特斯拉進入我國后發(fā)展迅猛，但其實早在2008年北京奧運會上就出現(xiàn)，當時由奇瑞、長安、福田等車企提供的約500余輛新能源汽車穿行在各場館。以動力鋰電池10年使用周期算，到2018年鋰離子電池整體就開始進入報廢、回收、更新的一輪大周期。預計到2018年動力電池廢舊回收市場將初具規(guī)模，累計廢舊動力電池12.08GWH，累計報廢量將達到17.25萬噸左右。根據(jù)測算，2018年對應的從廢舊動力鋰電池中回收鈷、鎳、錳、鋰、鐵和鋁等金屬所創(chuàng)造的回收市場規(guī)模將達到53.23億元，2020年達到101億元，2023年廢舊動力鋰電池市場將達到250億元（圖11）。
圖11：我國動鋰電池回收市場規(guī)模預測
數(shù)據(jù)來源：OFweek鋰電網(wǎng)
2017年7月，國家標準化管理委員會發(fā)布了《車用動力電池回收利用拆解規(guī)范》（GB/T33598-2017）等5項新能源汽車相關標準，涉及動力電池回收拆解規(guī)范、能耗量標識等重要部分，該標準將于2017年12月1日開始實施。該國家標準的發(fā)布將有望完善電池回收行業(yè)體系，而且也將改變動力電池回收和梯次利用的無序狀態(tài)。
我國電池儲能市場潛力巨大
我國儲能系統(tǒng)行業(yè)集中度相對比較高，2016年新增容量中，前10家企業(yè)的裝機容量已經(jīng)新增投運項目裝機總規(guī)模的98%（圖12）。
圖12：國內(nèi)儲能系統(tǒng)前10大供應商
數(shù)據(jù)來源：儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2017（摘要版）
在這10家企業(yè)中，主要儲能產(chǎn)品為鋰離子電池與鉛蓄電池。這個兩類技術成為主流，也可以從2016年新增投運的儲能項目上得到驗證。CNESA的數(shù)據(jù)顯示，2016年我國新增的儲能項目中幾乎全部是鋰離子電池和鉛蓄電池，兩類占當年新增容量比例分別達到62%與37%。
我們認為雖然受益于新能源汽車的良好發(fā)展態(tài)勢，鋰離子電池在最近幾年發(fā)展異常快速，但是未來電化學儲能領域鉛蓄電池是一個不可忽視的對手。主要原因是鋰電價格雖然在技術不斷成熟的帶動下呈下降走勢，但是依然高于鉛蓄電池。《儲能應用產(chǎn)業(yè)研究報告》顯示，磷酸鐵鋰通訊鋰電池價格已經(jīng)降至1.8元/瓦時左右，但仍高于鉛蓄電池的0.6元/瓦時。第二個原因是目前鋰電池產(chǎn)業(yè)主要向新能源汽車傾斜，無法騰出有效產(chǎn)能發(fā)展后備電池這個業(yè)務板塊。雖然基站后備電池、UPS電源市場相對新能源汽車已經(jīng)比較成熟，但其發(fā)展空間仍然巨大（圖13、圖14）。
圖13：國內(nèi)通訊基站儲能電池市場規(guī)模預測
數(shù)據(jù)來源：儲能應用產(chǎn)業(yè)研究報告
圖14：國內(nèi)UPS電源市場規(guī)模預測
數(shù)據(jù)來源：儲能應用產(chǎn)業(yè)研究報告
我們認為儲能行業(yè)經(jīng)過十多年的發(fā)展，正處于從示范應用向商業(yè)化初期發(fā)展的重要階段，主要看點在：
1.新能源汽車將持續(xù)良好發(fā)展，2017-2020年仍有約100萬輛增長空間以達到國家“十三五”計劃目標
2.電信4G/5G的發(fā)展使基站數(shù)量會增長，與此同時也會增加以鉛蓄電池為主的備用電池需求量
3.IDC在國內(nèi)蓬勃發(fā)展將直接帶動UPS電源用量
4.光伏、風電等新能源發(fā)電的進一步鋪開使得棄風限電成為發(fā)展瓶頸，而儲能或將成為其一個解決方案
5.2018年或將進入電池回收大周期，屆時鋰離子電池、鉛蓄電池的回收市場將打開并迎來一個新的百億產(chǎn)業(yè)。
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