储能电池行业调研报告共7篇.docx
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1、储能电池行业调研报告(共7篇) 动力储能-动力电池-锂电池 一、锂电池概述 锂电池通常分两大类: 锂金属电池:锂金属电池一般是用法二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、用法非水电解质溶液的电池。 锂离子电池:锂离子电池一般是用法锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、用法非水电解质的电池。 两者差异:虽然锂金属电池的能量密度高,理论上能达到3860瓦/公斤。但是由于其性质不够稳定而且不能充电,所以无法作为反复用法的动力电池。而锂离子电池由于具有反复充电的力量,被作为主要的动力电池进展。 通常我们说得最多的动力电池主要有磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池以及三元锂电池(三元镍钴
2、锰) 二锂电池产业链结构 n 上游 (1) 正极材料(钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等) 简介:成本占30%,正极材料的性能挺直影响着锂离子电池的性能,其成本也挺直决定电池成本凹凸。 目前已批量应用于锂电池的正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、钴镍锰酸锂(三元材料)以及磷酸铁锂。 钴酸锂:讨论始于1980 年,20 世纪90 年月开头进入市场。它属于-NaFeO2型层状岩盐结构,结构比较稳定,是一种特别成熟的正极材料产品,目前占据锂电池正极材料市场的主导地位。但由于其昂扬的价格和较差的抗过充电性,使其用法寿命较短,而且钴有放射性,不利于环保,因此进展受到限制。 镍酸锂:氧化镍锂的价格较钴
3、酸锂廉价,理论能量密度达276mAh/g,但制作难度大,且平安性和稳定性不佳。技术上采纳掺杂Co、Mn、Al、F 等元素来提高其性能。由于提高镍酸锂技术讨论需考察诸多参数,工作量大,目前的进展缓慢。 锰酸锂:锰资源丰富、价格廉价,而且平安性较高、易制备,成为锂离子电池较为抱负的正极材料。早先较常用的是尖晶石结构的LiMn2O4,工作电压较高,但理论容量不高,与电解质的相容性不佳,材料在电解质中会缓慢溶解。近年新进展起来层状结构的三价锰氧化物LiMn2O4,其理论容量为286mAh/g,实际容量已达200mAh/g 左右,在理论容量和实际容量上都比LiMn2O4 大幅度提高,但仍旧存在充放电过程
4、中结构不稳定,以及较高工作温度下的溶解问题。 钴镍锰酸锂:即现在常说的三元材料,它融合了钴酸锂和锰酸锂的优点,在小型低功率电池和大功率动力电池上都有应用。但该种电池的材料之一钴是一种贵金属,价格波动大,对钴酸锂的价格影响较大。钴处于价格高位时,三元材料价格较钴酸锂低,具有较强的市场竞争力;但钴处于价格低位时,三元材料相较于钴酸锂的优势就大大减小。随着性能更加优异的磷酸铁锂的技术开发,三元材料大多被认为是磷酸铁锂未大规模生产前的过渡材料。 磷酸铁锂:在全部的正极材料中,LiFePO4 正极材料做成的锂离子电池在理论上是最廉价的。它的另一个特点是对环境无污染。此外,它在大电流放电率放电(510C
5、放电)、放电电压平稳性、平安性、寿命长等方面都比其它几类材料好,是最被看好的电流输出动力电池。目前A123 公司已能将磷酸铁锂正极材料制造成匀称的纳米级超小颗粒,使颗粒和总表面积剧增,进一步体高了磷酸铁锂电池的放电功率和稳定性。 生产厂家: 国外生产厂商:日亚化学、户旧工业、清美化学、田中化学、韩国L大连融科储能技术进展有限公司在钒液流电池方面有较强的技术积累。中国科学院上海硅酸盐讨论所、上海神力科技有限公司、中信国安盟固利动力科技有限公司等分别在钠硫电池、液流电池、锂离子电池方面开展了深化讨论与应用工作。集盛星泰(北京)科技有限公司、上海奥威科技开发有限公司等在超级电容器产业化方面有较强的技
6、术积累。清华高校、北京航空航天高校等在飞轮方面开展了长期讨论。中国科学院华北电力电工讨论所正在开展兆瓦级以上超导储能系统方面的讨论, 高校在超导材料电磁性能方面开展了一系列工作。 在储能技术示范应用方面,我国核工业西南物理讨论院80MW飞轮脉冲发电机组已运行多年;中国科学院工程热物理讨论所目前正开展兆瓦Advanced Materials Industry 60透 视INSIGHT级以上超临界液态压缩空气储能系统研发与工程示范工作;深圳比亚迪公司于2021年7月领先建成了我国第一座兆瓦级磷酸铁锂电池储能电站;中国电力科学讨论院自2021年下半年起在张北国家风电讨论检测中心电池储能试验室开展1M
7、W锂离子储能电池系统和0.5MW全钒液流储能电池系统与风电机组的联合运行试验。 2、重点省市储能领域产业布局 上海市将电力储能列为智能电网产业进展重点,拟加快进展钠硫电池等液流电池、磷酸铁锂等锂离子电池储能技术;深圳市出台了储能电站示范项目扶持方案,提出大力进展储能电站,核心内容包括储能材料、装备、电站建设及应用的技术研发与产业化;_省出台了_省智能电网产业进展专项规划纲要,将智能电网储能设备(空气压缩储能装置、飞轮设备、超级电容器等)列为核心研发产品,将南通市风光储联合示范工程列为重点支持项目;湖南省出台了湖南省新能源产业振兴实施规划(2021-2021年),将大力扶持进展以蓄电池储能为基础
8、的微型离网式风电站;河北省将改善电网调峰力量、提高电网运行牢靠性和稳定性作为攻关方向,配套建设张家口国家风 光储输示范工程 二、储能市场分析 (一)全球市场 应用需求进一步增大。年上半年,2021全球储能市场持续发酵,月底,全球新增储能项目年6依据CNESA数据库统计,截止到2021463.7MW;个,装机在建项目307.5MW45个,装机,其中投运项目14 196.3MW个,装机。2747.5MW;个,装机规划的项目 其项上半年的应用热点是分布式发电及微网,从应用分布来看, 目数量占规划及在建项目总数的42%。其次是可再生能源并网,帮助服务和电力输配领域。 近年,中国可再生能源进展可谓快速。
9、截至2021年底,中国风能和太阳能的装机容量已达9000万千瓦和3000万千瓦,分别位居全球第一位和其次位。但中国的弃风、弃光现象同样严峻。 虽然目前中国的风电发电量达到全_用电量的2.78%,但中国的风电利用率并不乐观。数据显示,2021年全国风电累计平均利用小时数1884小时,而2021年是2080多小时,同比下降160个小时。 风电资源最为丰富的“三北”地区的弃风问题突出。吉林和甘肃风电平均利用小时分别仅有1501小时和1596小时,低于1900小时-2021小时盈亏平衡点。 国家能源局2021年7月发布的可再生能源发电并网驻点甘肃监管报告显示,该省2021年弃风电量31.02 亿千瓦时
10、弃风率达20.65%。同时,该省2021年弃光电量约为3.03亿千瓦时,弃光率约为13.78%。 风能具有随机性、间歇性特点,风电场输送到电网的能量也是随机波动的,并网风电场对于电网会造成随机性扰动。在中国,风能资源丰富的地区通常人口稀有,负荷量小,电网结构相对比较薄弱,风电波动功率的注入会对局部电网的电能质量和平安稳定运行产生较大的影响。 因此,可以通过大规模储能技术的应用,可以有效地改善和调整风能、太阳能发电的功率特性,使其接近火力发电,满足调度方案需求,从而可以作为有效电源在电力系统中统一调度,提高电网对于风 能、太阳能等可再生能源的接纳力量,切实解决弃风、弃光问题。 这也就是说,风能
11、发电配套大规模储能系统,可有效地平滑风力发电并网功率,提高风电场跟踪方案发电力量,为电力系统将风力发电作为有效电源进行合理调度奠定了基础,从而起到电网对风力发电的接纳力量,削减弃风,提高风电利用小时数。在弃风时段,也可以利用储能系统储存部分弃风电量,当弃风指令解除后,储能系统将储存的电量释放出来,回馈给电网,提高风电场的经济收益。 (二)国内市场 中国储能市场近几年保持较快的增长,但因进展较晚基数较小导致整体市场规模不大。2021年的累计规模为81.3MW,同比增长55%,增量主要来自于用户侧的分布式发、微网项目以及可再生能源并网。从储能技术来看,2021年中国储能市场中以锂离子电池占比最高,
12、达66%,其次是铅蓄电池和液流电池,分别占20%和14%。 三、政策支持 (一)国内现有政策分析 伴随新能源行业的进展,储能行业同样迎来“春风”。中国储能市场近几年保持较快的增长,但因进展较晚基数较小导致整体市场规模不大。但正在酝酿的政策无疑给行业松了绑,全球大市场不断发酵。当然,也有业界专家指出,储能行业进展还需要充分集中产、学、研力气,开发出高平安性、高牢靠性、有肯定商业化程度的整体系统解决方案。 国家电网逐步放开在大力进展清洁能源政策的指导下,近年来, 对风、光等可再生能源电力的接纳限制,储能作为调整可再生能源电力稳定性的配套产业,进入了加速扩张期。现阶段,我国新型储能技术刚刚起步,技术
13、的研发和示范应用都离不开国家政策和资金的支持。我国现行的一系列关于储能进展的政策、制度,已经有力地促进了新型储能技术和产业的进展。如2021年、2021年的中华人民共和国可再生能源法及修正案,通过立法推动可再生能源的开发利用。修正案首次将智能电网规划进展、储能技术应用于电网建设纳入法律范畴。2021年可再生能源产业进展指导名目中,包含两项储能电池项目,这在很大程度上促进储能电池的快速进展和规模化、商业化进度。2021年7月,财政部、国家能源局、科技部制定了金太阳示范工程财政补助资金管理暂行方法,对光伏、风光发电等的补助间接地补助了储能项目。2021年3月发布的“十二五”规划纲要中提出,国家将培
14、育进展与新能源相关的战略性新兴产业,包括风电、光电、智能电网、电动汽车、燃料电池汽车等。“储能”作为智能电网的技术支撑在国家的政策性纲领文件中首次消失。2021年11月19日,国务院办公厅发布了 能源进展战略行动方案 (2021-2021),明确将储能和大容量储能分别列入9个重点创新领域和20个重点创新方向。而且,9个重点创新领域中的分布式能源、智能电网、新一代核电、先进可再生能源,20个重点创新方向中的现代电网、先进核电、光伏、风电、海洋能发电等也都和储能技术亲密相关。在新的产业结构调整指导名目(2021年本)中,“大容量电能储存技术”在电力类鼓舞条目中消失,此外,还包括“动力电池、储能用电
15、池、电池材料及自动化生产成套装备制造等”,将进一步带动储能技术的 产业化进展。 一系列促进政策起到了确认储能地位、宏观引导储能技术进展的重要作用。政策从宏观引导、指导的角度使讨论机构、企业、投资商等看到了进展储能的重要性、必要性,国家所持的鼓舞和支持看法。政策的方向、目的是明确的,符合我国和国际_进展新能源、支持储能技术、建设低碳、节能、环保的电力体系大潮流和新理念。 储能技术的进展应用是我国“十二五”战略新兴产业的进展重点之一,国家相关部门对储能技术进展及产业化已制定了一系列相关鼓舞政策,这将会引导储能相关厂商更加主动地参加到国内外电力市场中。在确保我国电力系统平安稳定运行的前提下,在保证电
16、力进展与我国经济进展相适应的前提下,平安、合理、高效地用法新型储能技术,逐步完善适应于新条件下的调频(AGC)、无功调整等帮助服务市场,对于提高电力系统运行效率,满足我国大力进展风电、太阳能发电等可再生能源的需要,提高电力运行的综合效益具有重要意义。国际储能政策参考 (二)国外政策阅历借鉴 我国“十二五”期间将重点支持新兴产业的进展,在能源行业,新兴产业涉及风能、太阳能等新能源的开发利用,以及智能电网、分布式能源、车用新能源等技术的产业化应用。这些新兴产业的大规模推广和应用,都需要依靠高效、绿色的储能技术和产品。美国等国家储能的进展阅历,有几点值得我国借鉴: 1、加强储能规划和激励性政策,加强
17、新能源并网及储能,赐予更多政策激励,出台财政补贴政策、明确进展目标、严格的技术标准 和管理规范,驱动储能产业进展。 2、主动开展储能技术示范项目。我国储能行业起步比较晚,技术还不成熟。随着可再生能源的普及应用、电动汽车产业的进展及智能电网的建设,准时把握储能技术进展的最新信息和数据,加大储能研发和应用示范力度,突破关键技术,拓宽应用领域。 3、是建立和进展新型储能产业链,降低成本。目前新型储能技术和产品成本偏高,这有可能使铺张能源比储能更经济,需要建立储能产业链,推动储能行业健康快速进展,从而实现我国新能源振兴和落实节能减排国策。 四、存在的问题和挑战 (一)产业政策和行业标准缺失问题亟待解决
18、 国内在前阶段大力进展新能源的同时,对储能技术进步以及储能在新能源进展中的特别作用认识相对不足,导致储能规划滞后。此外,尚未制定针对储能电站的价格政策和应用示范财政补贴等激励性政策,使得储能产业进展受到极大的政策制约。同时,相关配套管理规范和技术标准缺失,肯定程度上也导致并网发电企业对储能技术的应用缺乏内在动力。政府应在政策方面做到规划先行,解决产业间各方利益安排问题,建立强制性约束机制;在产品方面,应建立强制性认证机制,走“先标准、后制造”之路,为储能产业的进展供应政策保障。但现在看来,政策也存在一些不足。在推动储能的进展方面,政策仍处在初期阶段,尚未到深化、切实地操作阶段。缺乏细化的实施纲
19、要,如进展技术路途图、可能获得的补贴、优待政策、成本效益分 摊和核算等相关的措施或实施方法。同时,政策重复性、雷同性过多,缺乏环环相扣、步步深化的递进性、持续性。 在示范项目的建设方面,政策稍显粗放,缺乏为实现进展目标而进行的系统的方案谋划设计,各项目之间关联性少,不利于项目之间的相互验证、对比,同时对一种储能技术的试验讨论缺乏持续性、连续性。示范项目的作用和效果还有待通过政策明确和加强。且新型储能示范项目缺乏跟踪和准时反馈,没有明确的电价和成本核算、成本回收等方案。 在财政补贴方面,目前有关政策、方法还比较少,仅有的金太阳示范工程对项目的补贴比较笼统,上不封顶,缺乏财政实施方案如步骤、进度和
20、限额掌握。其他相关政策中对有关补贴的多变性、模糊性也都难以达到补贴设想的目标和效果。另外,示范项目政策中还应再细化投资成本,考虑示范项目后期产出及其运维需要,试验期满后实行商业运行获利等一系列问题,使项目能发挥长远效益。 在鼓舞和吸引投融资上,政策也显不足。另外,政策对于新型储能产业链建立进展的推动作用不足,对推动新型储能产业化、工程化应用效果还不明显。我国新型储能产业化进展中的问题。 (二)自主技术有待工程应用验证和进一步完善 压缩空气、锂离子电池、液流电池、飞轮储能等储能技术虽然在国外已得到肯定规模的应用,但国内自主技术由于缺乏应用实践,技术本身还有待完善,格外是其稳定、牢靠、耐久性问题,
21、需要在规模 化应用中加以解决。其他储能技术的成熟度也有待进一步提高。 (三)产品成本过高,推广力度不足 由于产品本身生产规模小,加之关键材料和核心部件的国产化程度低,受制于上游原材料的价格体系、供应链单一、产品对原材料要求严格等条件影响,上游的核心电池材料主要依靠进口,电池储能行业进展受到制约。如锂离子电池用隔膜、钒流电池用离子交换膜等严峻依靠进口,导致储能电池产品成本居高不下,严峻限制了相关技术的推广应用。 (四)商业模式模糊 虽然储能的前景被全都看好,但是不容忽视的是,储能市场机制尚未理清、储能应用收益衡量困难成为目前阻碍储能产业连续向前进展的主要缘由。 目前由于储能的收益很难计算,导致跟
22、储能行业相关的补贴政策、补贴标准以及价格机制很难出台。而储能收益难以衡量的主要缘由是由于储能项目往往在某个特定领域开展,其可以实现的功能往往不是单一性的,会对与之相联系的其他领域产生影响。例如安装在负荷附近以削峰为主要应用目的的储能电站,其应用还可以带来延缓输配电设备升级,使现有机组运行更稳定从而节约燃料消耗和削减温室气体排放,提高现有机组利用率,延缓新建峰荷机组,降低电力系统生产成本等作用。 因此,储能收益的衡量并不仅仅考量某一方面,往往需要考虑与之相关的诸多领域带来的成本效应。清楚的赢利点和利益相关讨论方市场进而为完善现有政策、可以使储能的价值和作用得到充分体现, 机制或出台新的与储能相关
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