儲能行業(yè)深度研究報(bào)告-復(fù)盤與展望一、時(shí)間視角：儲能是新型電力系統(tǒng)之基1.1

轉(zhuǎn)型：新型電力系統(tǒng)迎來挑戰(zhàn)“雙碳”進(jìn)程中，風(fēng)光發(fā)電量快速增長。能源供給結(jié)構(gòu)將隨著“雙碳”進(jìn)

程逐步推進(jìn)而演變，非化石能源電力供給份額將快速提升。中國目前仍較

嚴(yán)重依賴火電，2020

年，中國火電發(fā)電

5.33

萬億

kwh，占比達(dá)

71.2%；

風(fēng)光發(fā)電量占比為

7.51%。風(fēng)電、光伏并網(wǎng)加速，新型電力系統(tǒng)遇到挑戰(zhàn)。常規(guī)火電機(jī)組具有平抑電

網(wǎng)運(yùn)行中由于運(yùn)行方式或負(fù)荷變化引起的不平衡功率的能力，具有較強(qiáng)的

穩(wěn)定性和抗干擾性。隨著“雙碳”進(jìn)程的推進(jìn)，風(fēng)光電量比例逐漸提升，

新型電力系統(tǒng)建設(shè)面臨較多挑戰(zhàn)。1）風(fēng)電隨機(jī)性較強(qiáng)，出力呈現(xiàn)逆負(fù)荷特性。風(fēng)電單日波動(dòng)最大幅度可達(dá)裝

機(jī)容量的

80%，隨機(jī)波動(dòng)性使風(fēng)電無法響應(yīng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的功率不平衡。風(fēng)

電出力峰值多在凌晨，在上午至晚間出力較低，有顯著的逆負(fù)荷性質(zhì)。2）光伏日內(nèi)出力波動(dòng)值可達(dá)裝機(jī)容量的

100%。以美國加州地區(qū)為例，光

伏裝機(jī)規(guī)模的不斷擴(kuò)大對電力系統(tǒng)其他電源迅速調(diào)峰的要求不斷提高，光

伏日內(nèi)出力波動(dòng)值甚至可以達(dá)到

100%。新型電力系統(tǒng)四個(gè)基本特征：新型電力系統(tǒng)有四個(gè)基本特征，1）廣泛互聯(lián)：

形成更堅(jiān)強(qiáng)的互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)平臺，可以實(shí)現(xiàn)季節(jié)差互補(bǔ)、風(fēng)光水火互調(diào)、

跨地區(qū)跨領(lǐng)域補(bǔ)償調(diào)節(jié)等，實(shí)現(xiàn)各類發(fā)電資源共享及備用；2）智能互動(dòng)：

將現(xiàn)代通信技術(shù)與電力技術(shù)融合，將電網(wǎng)打造成高度感知、雙向互動(dòng)、智

能高效的系統(tǒng)；3）靈活柔性：電網(wǎng)要充分具備調(diào)峰調(diào)頻能力，實(shí)現(xiàn)靈活柔

性性質(zhì)，增強(qiáng)抗擾動(dòng)能力；4）安全可控：實(shí)現(xiàn)交流與直流電壓等級協(xié)調(diào)發(fā)

展，防范系統(tǒng)故障及大面積停電風(fēng)險(xiǎn)。1.2

驅(qū)動(dòng)：三側(cè)需求保障儲能快速發(fā)展在新型電力系統(tǒng)中，多環(huán)節(jié)均需要配臵儲能，形成“儲能+”的新結(jié)構(gòu)。

電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)及用戶側(cè)均對儲能設(shè)備有迫切需求。1）電源側(cè)：儲能可以應(yīng)

用于電源調(diào)頻輔助服務(wù)、備用電源、平滑出力波動(dòng)等場景，解決因風(fēng)光發(fā)電帶

來的電網(wǎng)不穩(wěn)定及棄電問題。2）電網(wǎng)側(cè)：儲能可以參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、緩解

輸電設(shè)備擁堵、優(yōu)化電網(wǎng)潮流分布、改善電能質(zhì)量等，核心作用是保障電網(wǎng)穩(wěn)

定運(yùn)行。3）用戶側(cè)：用戶可以配臵儲能設(shè)備通過削峰填谷來節(jié)省費(fèi)用、設(shè)立

備用電源保障用電連續(xù)性、開發(fā)移動(dòng)電源車和應(yīng)急電源等。電源側(cè)：儲能在電源側(cè)的應(yīng)用規(guī)模最大。儲能在電源側(cè)的應(yīng)用主要包括改

善能源涉網(wǎng)特征、參與輔助服務(wù)、優(yōu)化潮流分布并緩解堵塞、提供事故備

用。電源側(cè)重點(diǎn)在維持電網(wǎng)平衡需求為主，確保風(fēng)光順利并網(wǎng)。電網(wǎng)側(cè)：儲能可使系統(tǒng)的布局靈活度、可移動(dòng)性加強(qiáng)，使輸配電成本實(shí)現(xiàn)

時(shí)序分?jǐn)偂⒖臻g分?jǐn)偂δ茉陔娋W(wǎng)側(cè)的應(yīng)用包括節(jié)能增效、延緩?fù)顿Y、應(yīng)

急備用、電能質(zhì)量改善四個(gè)方面。用戶側(cè)：主要面向工商業(yè)用戶。儲能在用戶側(cè)的應(yīng)用主要包括削峰填谷、

備用電源、智能交通、社區(qū)儲能、供電可靠性等領(lǐng)域。用戶側(cè)儲能應(yīng)用模

式豐富，主要包括以下三種模式：1）以儲能為手段，聚合可中斷負(fù)荷、電

動(dòng)汽車、智慧農(nóng)機(jī)等多種資源，協(xié)同分布式發(fā)電，參與需求側(cè)響應(yīng)、拓展

多元消納等；2）用戶利用峰谷價(jià)差，降低用電成本；3）以“儲能+微電

網(wǎng)”的模式，保障用戶側(cè)供電可靠性。1.3

形式：儲能類型多樣，電化學(xué)儲能發(fā)展迅速儲能技術(shù)定位：儲能改變電力系統(tǒng)時(shí)刻“供需平衡”的運(yùn)行原則，關(guān)鍵因

素即為時(shí)間因子的介入。儲能的三個(gè)主要功能為長時(shí)有功支撐與調(diào)節(jié)、短

時(shí)有功支持、短時(shí)有功調(diào)節(jié)，涉及的三個(gè)重要參數(shù)為：功率容量、額定續(xù)

航時(shí)間、出力頻次。技術(shù)路線多樣，機(jī)械類應(yīng)用成熟，電化學(xué)類增長較快。儲能的技術(shù)路線大

類包括機(jī)械類、電化學(xué)類、電氣類、化學(xué)類等。儲能按功能可劃分為能量

型和功率型，其中能量型儲能的能量密度高，放電時(shí)間相對較慢，主要用

于高能量存儲、轉(zhuǎn)移的場景；功率型儲能功率密度較高，以高放電率快速

放電，主要用于瞬間高功率放電場景。儲能裝機(jī)規(guī)模快速增加，2020

年累計(jì)裝機(jī)增速反彈。全球已投運(yùn)的儲能項(xiàng)

目主要在亞太、北美和歐洲，至

2020

年末，全球累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)

191.1GW，增速

3.52%；中國累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)

35.6GW，增速

9.88%。抽水蓄能裝機(jī)功率占據(jù)

90%以上份額，鋰離子電池裝機(jī)功率占

90%電化學(xué)

儲能份額。根據(jù)中關(guān)村產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，2020

年，全球抽水蓄能裝機(jī)功

率達(dá)

172.5GW，占全部儲能裝機(jī)功率的

90.3%；電化學(xué)儲能新裝機(jī)容量

14.1GW，同比增加

48.11%，占比達(dá)

7.5%，較去年提升了

2.3pct。2020

年，中國儲能累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)

35.6GW，同比增加

9.9%，其中抽水蓄能裝

機(jī)容量達(dá)

31.79GW，占比達(dá)

89.3%；電化學(xué)儲能累計(jì)裝機(jī)容量

3.27GW，

同比增加

91.2%，占比達(dá)

9.19%，較去年提升了

3.91pct。中國電化學(xué)儲能增長迅速，新增裝機(jī)以電源側(cè)和用戶側(cè)為主。2020

年，中

國電化學(xué)儲能快速增長，從裝機(jī)功率看，2020

年新增電化學(xué)儲能功率達(dá)

1.56GW，同比增長

143.7%；從裝機(jī)容量看，2020

年新增電化學(xué)儲能裝

機(jī)容量達(dá)

2.3GWh，同比增長

152.7%。中國新增儲能主要應(yīng)用在電源側(cè)和

用戶側(cè)，增長源于電源側(cè)的配儲要求及用戶側(cè)的用電成本。1.4

對比：動(dòng)力電池

VS儲能電池，異同幾何？電化學(xué)儲能電池類型主要包括鉛蓄電池、液流電池、鋰離子電池。綜合看

電池效率、使用壽命、安全性、能量密度等因素，鋰電池優(yōu)勢明顯。鋰電

池以磷酸鐵鋰、三元電池為主流。磷酸鐵鋰電池的自身特點(diǎn)最適合用作儲

能鋰電池。電化學(xué)儲能源于動(dòng)力電池，但與動(dòng)力電池側(cè)重不同。2016-2017

年，國家

鼓勵(lì)生產(chǎn)動(dòng)力電池，動(dòng)力電池在汽車行業(yè)過剩，電化學(xué)儲能電池開始逐漸

用在電力系統(tǒng)上。動(dòng)力電池比儲能電池有更高的性能要求，對能量密度、

充電速度、放電電流要求更高，且動(dòng)力電池容量低于

80%就無法應(yīng)用于汽

車，改造后可用在儲能系統(tǒng)中。儲能電池一般固定安裝，對容量、安全性

及循環(huán)壽命要求更高。二、空間視角：中國電化學(xué)儲能裝機(jī)規(guī)模如何？根據(jù)

CNESA統(tǒng)計(jì)，中國

2019、2020

年電化學(xué)儲能累計(jì)裝機(jī)量分別為

1.71GW、3.25GW。我們分別從電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)，對電化學(xué)儲能

裝機(jī)進(jìn)行測算，預(yù)計(jì)至“十四五”末，電化學(xué)儲能累計(jì)裝機(jī)功率

47.7GW，

裝機(jī)容量

98.5Gwh。2.1

電源側(cè)：風(fēng)光配儲，貢獻(xiàn)主要裝機(jī)增量電源側(cè)的測算主要考慮集中式光伏、風(fēng)電的新增裝機(jī)配儲。電源側(cè)是電化

學(xué)儲能主要的增量來源，今年下半年出臺的政策要求風(fēng)光發(fā)電項(xiàng)目將強(qiáng)制

配臵

5%-20%不等的儲能。1）儲能滲透率：我們預(yù)計(jì)在政策推動(dòng)下，新增

風(fēng)光電站的配儲比例從今年開始逐漸提升；又因電源側(cè)電化學(xué)儲能目前更

多地起到消納和減少棄電的作用，我們判斷配儲比例將在未來

1-2

年內(nèi)隨

著電源側(cè)電化學(xué)儲能參與市場而逐漸提升。2）配儲時(shí)長：按照今年各省份

下發(fā)的文件，電源側(cè)配儲時(shí)長一般要求

2

小時(shí)，我們預(yù)計(jì)配儲時(shí)長會陸續(xù)

增加，且在“十四五”末期，電源側(cè)儲能盈利模式穩(wěn)定后，風(fēng)光配儲時(shí)長

會超過

2

小時(shí)。根據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，2020

年末我國集中式光伏裝機(jī)增量為

32.68GW，