儲能：解決新能源電力供需時間差的“靈活電站”

 

儲能是解決發電側與用電側供需不平衡的一種“靈活的電站”，暫時儲存多余能源，并于未來用電時釋放。全球“碳 中和”背景下新型可再生能源受到青睞，風、光裝機量不斷提升，因風光發電具有間接性、波動性，儲能成為棄風棄 光主要解決方案，目前在發電側、電網側、用戶側均有應用。 發電側+電網側：新能源較傳統能源調峰壓力更大，儲能成為保證穩定供能的有效方案。 用戶側：平滑電力+為終端用戶節省用電成本，在峰谷電差較大的地區經濟性顯現。

 

儲能市場：國內儲能新增裝機量2025年或達103GWh

 

儲能系統滲透率提升確定性強。2020年開始國 內風光配儲政策不斷出臺，儲能滲透率提升具有 較強確定性。 國內儲能裝機以發電側為主。經民生電新團隊測 算，2025年國內儲能裝機量有望達103GWh， 21-25年CAGR為104%。

 

儲能市場：全球儲能新增裝機量2025年或達362GWh，中美歐貢獻主 要增量

 

全球：中美歐貢獻主要儲能裝機需求，2021年合計占比接近80%。我們預計2025年全球儲能裝機量達362GWh，21-25年 CAGR為95%。 美國：美國電網高度市場化，光伏配儲回報率較高，表前市場需求旺盛，我們預計25年儲能總裝機量達130GWh。 歐洲：表前表后雙端發力，英德為主要增量市場，我們預計25年儲能總裝機量達54GWh。 國內：配儲率/配儲時長不斷提高，我們預計25年國內儲能裝機量達103GWh，21-25年CAGR為104%。

 

儲能市場：2025年規模有望達4336億元，國內占比~30%

 

據Wood Mackenzie測算， 2021年電化學儲能系統成本約為277美元/KWh（折合人民幣約18.0億元/GWh*），預計 2025年儲能系統成本將下降33%至184.5美元/KWh（折合人民幣約12元/GWh*），四年降價CAGR為10.7%。通過價格和前文測算儲能裝機量得出2025年全球儲能市場規模約為4336億元，國內儲能市場規模約為1241億元，占比 28.6%。

 

02.熱管理：儲能不可或缺的關鍵一環

 

熱管理是保證儲能系統持續安全運行的關鍵

 

電站事故頻發，鋰電池熱失控是引發儲能系統安全事故的主要原因之一。在鋰電池充放電的過程中，一部分化學能或電能 轉化成熱能，如儲能系統散熱不佳，可能致熱失控，造成電池短路、鼓包、出現明火，最終引發火災、爆炸等安全事故。 根據CNSEA的不完全統計，近十年全球儲能安全事故發生60余起，截至今年4月底，全球已發生8起儲能安全事故。

 

儲能系統產熱大，散熱空間有限，自然通風下難以實現溫度控制，易損害電池的壽命和安全。與動力電池系統相比，儲能系統電池的功率更 大，數量更多，產熱更多，而電池排列緊密又導致散熱空間有限，熱量難以快速、均勻地散發，易引起電池組之間的熱量聚集、運行溫差過 大等現象，最終損害電池的壽命和安全。 鋰電池放電倍率與產熱正相關，儲能系統大容量發展趨勢下，熱管理系統配備需求不斷增強。儲能系統主動參與調峰調頻，高倍率高容量的 發展趨勢下產熱顯著增加，熱管理系統的重要性不斷增強。 熱管理是保證儲能系統持續安全運行的關鍵。理想情況下的熱管理設計可以將儲能系統內部的溫度控制在鋰電池運行的最佳溫度區間（10- 35℃），并保證電池組內部的溫度均一性，從而降低電池壽命衰減或熱失控的風險。

 

電化學儲能產業鏈中熱管理價值量約占儲能系統2-3%

 

熱管理處于電化學儲能產業鏈的中游。上游包括鋰電池材料和電子元器件；中游為儲能系統集成，包括電芯、電力設備集成 (PCS+EMS+BMS)、熱管理、消防系統等；下游包括渠道商和用戶端。下游客戶集中度較高，熱管理貨值相對較低，易形成上下游綁定關系。儲能系統中電池成本占比約55%，PCS占比約20%，BMS和EMS合 計占比約11%，熱管理約占2%-4%。熱管理價值量占比相對較低，我們認為下游廠商更看重熱管理方案的穩定性及安全性，價格敏感程 度相對較低，且易于與方案提供商形成綁定關系，更換供應商的頻率更低，賽道龍頭更容易享受行業擴容紅利。

 

技術路線：以風冷和液冷為主，熱管、相變冷卻在研

 

目前儲能熱管理的主流技術路線是風冷和液冷。儲能熱管理技術路線主要分為風冷、液冷、熱管冷卻、相變冷卻，其中熱管和相變冷 卻技術尚未成熟。 風冷：通過氣體對流降低電池溫度。具有結構簡單、易維護、成本低等優點，但散熱效率、散熱速度和均溫性較差。適用于產熱率 較低的場合。 液冷：通過液體對流降低電池溫度。散熱效率、散熱速度和均溫性好，但成本較高，且有冷液泄露風險。適用于電池包能量密度 高，充放電速度快，環境溫度變化大的場合。熱管&相變：分別通過介質在熱管中的蒸發吸熱和材料的相態轉換來實現電池的散熱。

 

風冷系統：方案成熟，應用廣泛

 

風冷以空氣為介質，利用空氣間的溫差產生的熱對流轉移熱量，實現散熱。風冷散熱分為自然風冷和強制風冷，自然 冷卻是利用自然風壓、空氣溫差、空氣密度差等對電池進行散熱處理，實現電池模組及電池箱的散熱，但由于空氣的 換熱系數較低，自然對流散熱難以滿足電池的散熱需求。強制風冷需要額外安裝空調、鼓風機，使得外部空氣通過電 芯間隙/底部，空調負責調節整體環境溫度，以達到電池工作溫度需求。

 

風冷系統：價值量約為3000萬/GWh

 

風冷系統與傳統的空調系統構成相似，風冷系統的核心零部件包括：壓縮機、電機、冷凝器、蒸發器，主要材料包括冷軋板、 鍍鋅板、銅、鋁等。其中壓縮機成本占比最高，電機和電控次之。目前儲能熱管理中風冷應用占比最高。 據華經產業研究院，2021年儲能風冷系統成本約為3000萬元/GWh，方案較為成熟。風冷系統優點是結構較為簡單，系統鋪 設方案成熟，整體成本和維護成本較低。缺點在于冷卻介質比熱容較低，風冷的換熱系數較低（25~100），易導致電池簇間 溫差，整體散熱效率低于液冷方案，同時通道占地更大，對預留面積要求更高。

 

液冷系統：高效散熱，滲透率有望大幅提升

 

目前儲能熱管理中液冷方案關注度更高，有望引領中長期發展方向。液冷的單套系統價值量高于風冷系統，市面已有成熟方案，新進入者眾 多，主流供應商仍在加速研究迭代，有望成為未來儲能熱管理的主流溫控方案。

 

液冷以液體為冷卻介質，通過對流換熱將電池產生的熱量帶走。液體冷卻介質的換熱系數高、比熱容大、冷卻速度快，可有效降低電池的最 高溫度和提高溫度分布的均勻性，同時液冷系統的結構較為緊湊。液體與電池的接觸模式有兩種：一種是直接接觸，電池單體或者模塊沉浸 在液體（如電絕緣的硅油）中，讓液體直接冷卻電池，此方案對絕緣性要求較高；另一種是在電池間設置冷卻通道或者冷板，讓液體間接冷 卻電池，儲能系統多數采用此種方案。液冷技術的研究主要關注于液體冷卻劑的選擇、流道的優化、流速的優化以及熱電耦合模型等。

 

液冷系統：價值量約為9000萬/GWh

 

據華經產業研究院，2021年液冷系統價值量在9000萬元/GWh。從價值量拆分來看，液冷主機價值量最高，其中包 括壓縮機、冷凝器、節流器、蒸發器、水泵等零部件，其次是液冷板，液冷主機和液冷板合計占比約為68%；換熱器 占比約為10%，管路占比約為8%。