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中信期货杨飞:电化学储能产业链分析框架及展望

作者:数字储能网新闻中心 来源:数字储能网新闻中心 发布时间:2023-09-22 浏览:

中国储能网讯:9月10-11日,由中国化学与物理电源行业协会、南方科技大学碳中和能源研究院、南方电网能源发展研究院联合100余家机构共同支持的碳中和能源高峰论坛暨第三届中国国际新型储能技术及工程应用大会在深圳召开。此次大会主题是“绿色、经济、安全、发展”。

来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的600余家产业链企业,1317位嘉宾参加了本届大会。

11日上午,中信期货研究所研究员杨飞受邀在“储能金融与投资专场”分享了主题报告,主题为《电化学储能产业链分析框架及展望》。

杨飞:各位投资人把储能已经讲得很透彻了,我这里主要讲一下讲商品投资在电化学储能的相关情况。

电化学储能涉及上游、中游和下游,整体来看商品环节以上游为主,包括上游的正负极材料、隔膜、电解液、组件等等。商品这一块我们目前涉及比较多的有碳酸锂和一些材料环节,比如铜箔、铝箔、铅等等,储能产业链整体来看包括电池的Pack结构、电池能量管理系统、储能变流器等等,这样的环节更偏向于下游,所以我们主要是对上游的商品价格研究。从现在的情况来看,商品的价格是对整体的储能技术路线有比较明显影响,比如现在碳酸锂价格的大幅下降,对钠离子电池的生存环境有很大的负面作用。

从整体的应用场景来看,电化学储能主要包含发电、输电、配电和用电等几个领域的应用,发电侧的储能主要是用在调频和调压等电压支持领域,电网侧的储能主要是用在调峰或者是备用电源领域。另外现在国内发展后劲比较强的包括用户侧的储能,工商业储能和小型的户储,这一块的用处主要是在容量的使用或者是紧急的备用电源,或者用在电价的管理上面。

从技术路线来讲,我们这边主要是考虑对商品这一块的相关性,所以我们的技术主要是涉及到电化学储能里面的锂离子电池,或者说是铅蓄、铅碳的电池,以及钠离子电池等等,这些环节涉及的比较多。从整体的储能技术来讲,目前国内主要的还是抽蓄,去年的占比还有80%左右。从新增的电力结构来看,去年抽蓄占比也是比较高的,新投的储能项目里面,新型储能的增速相对是比较迅猛的,它的规模增长较去年增长200%,能量增长是280%。所以新型储能对碳酸锂、铜、铝等一些需求的带动增量还是比较可观的。

从整体的电化学储能装机结构来看,我们可以看到大部分都是以锂离子电池为主,根据去年全球的电化学储能的情况来看,累计装机规模45.7GW,锂离子电池占了94%。根据国内的装机来看,去年锂离子电池的功率装机规模占了93.5%。锂离子电池占了电化学储能规模里面的绝对主导地位,也能看到其它一些小的部分,包括铅蓄电池、钠硫电池等等也是有一些比重,尤其是新型储能的累计装机规模里面,铅酸电池还是有3%的比重,只是说未来的增量里面,绝大部分都是以锂离子电池为主。

磷酸铁锂是应用在储能里面的主要的锂电池类型,从国内来看,根据去年国内出的政策,大型储能里面只能应用磷酸铁锂电池,或者是经过系统检测的退坡的梯次利用的电池,所以这个政策就限制了在整体的大储里面使用三元之类的电池。同时三元因为成本的问题,也不太适合应用在大型储能里面。

在其它的环节,比如在户储里面,便携式储能这个环节,三元现在使用的比较多。

根据有色网的统计来看,国内以及全球电池的产能还是很高的,截止到今年底,全球的锂离子电池规划产能能够达到3000GWh,根据已有规划的产能来看,整体的规划产能已经达到5500GWh,所以整体的过剩量还是很明显的,储能电池的供应目前不存在太大的问题。

根据有色网给的样本数量来看,我们可以看到储能电池的整体量还是保持在增长的状态。由于涉及到商品的价格影响,比如说我们看到今年1—4月份,碳酸锂的价格一直处在下跌的运行区间,所以导致1—4月份储能电池样本企业的产量明显出现了下滑,在商品价格稳定和小幅上抬的时候,储能电池的产量又出现了恢复,所以可以看到整体两个方面是相辅相成的,目前国内也是出现了大规模储能电池的布局,根据现在全球电池产能的分布来看,85%集中在亚洲,尤其是中国、日本和韩国三个国家,包括特斯拉等企业目前也在上海等地有比较大的储能产能规划。

第二个是铅蓄电池,这是比较传统的电池,尤其是铅酸蓄电池,最早使用的就是这一类电池,也主要是是用在两轮电动车或者是汽车的启动电池里面。铅蓄电池因为它的能量密度低、循环次数少等原因,导致它不太适合应用在大型储能的场景里面,所以市场上又出现了铅碳电池的概念。铅碳电池和铅酸蓄电池相比,它就是把传统的负极做了改变,把负极的铅换成了活性碳,这样替换之后,在电池的输出功率、循环寿命、充电性能方面都有一些优势,铅碳电池相对来说有电容器的特点在里面,所以既发挥了超级电容大容量充电的特点,也发挥了铅蓄电池比能量的优势。现在的铅碳电池在容量方面,包括能量密度方面,部分铅碳电池已经接近锂离子电池,在现在也是有部分市场,只是现在和锂离子电池比起来,竞争力是有限的。

第三个是钠离子电池,从最近的市场来看,钠离子电池还是比较火的,钠和锂在元素周期表的同一列,有比较相似的组成结构,包括正极、负极、隔膜、电解液等等。但是由于它的原子体积比较大,所以在脱嵌的时候容易形成一些问题,对材料的循环性能有一些影响,在钠电池这一块,负极可能相对于锂离子电池,主要是使用了硬碳和软碳。在正极材料的选择上,钠离子电池目前有三种技术路线,包括层状的金属氧化物、聚阴离子、普鲁士蓝等等,目前使用比较多的是层状氧化物的技术路线,锂离子电池就是磷酸铁锂和三元这两种技术路线用得稍微多一点,尤其是动力和储能环节。

目前钠离子电池的规划产能是比较多的,有很多企业参与,包括宁德等头部企业都做了产能的规划,目前至少有13GWh的电池产能在等待投产,其中有接近8GWh的产能是投在储能领域。但是我们可以看到,这些产能可能投了但并没有办法去进行大规模的量产,对锂离子电池的冲击是有限的。从目前的规划产能来看,到2025年以后大概有100GWh的钠离子电池建设产能,从技术路线方面,使用的技术路线大多是层状氧化物。

这边做的是一些对比情况,整体来看,磷酸铁锂电池目前兼具经济性、容量、成本的优势,是一个最好的选择。三元锂电池在户外使用,能够满足大家对便携性的需求。钠离子电池最大的突出优势是它的原材料成本比较低,但是由于技术路线的问题,还有碳酸锂价格大幅下跌的问题,大大缩小了钠离子电池发展的时间和空间。铅蓄电池目前使用的场景还比较有限,相比其它的电池,它的使用方面优势比较有限。

储能的需求是我们对商品研究中的关注重点,需求分三个领域:大储、工商业储能和户储。现在全球大储是以中国和美国为主,中国国内大储的需求是以政策驱动的,如果说政策在什么时候结束了,有可能会对整体的储能需求造成比较大的冲击。现在风光配储的经济性或者是实用性并没有像大家之前想象的那么强,现在对整体国内的风光配储的要求,储能的比例不低于装机容量的10%,时长不低于2小时。但是实际上我们可以看到在很多的省市,它的使用还是有往大的方向扩展的趋势。比如山东的配储比例达到了50%。截至今年6月底,全国已经有24个省公布了十四五新增储能装机的目标,合计达到67GW。到2025年可能有大概130GWh的装机目标,所以可以看到国内还是有很强的需求。

另外就是美国这一块,美国主要是以政策补贴为主,比如说最近的IRA法案,对整体的需求还有很大的驱动,我们可以看到在去年美国的新增储能主要是来自大储市场,去年美国的装机功率达到了4000MW,同比增长35%。从它的占比来看,因为今年有IRA法案,对储能板块的企业有相应的税收优惠政策,所以就导致它在大储这一块的增长还是维持一个比较高的水平。

工商业储能主要是考虑现在的经济性的情况,包括国内在某些省市的峰谷价差等等,可能会对工商业储能的需求造成比较大的影响。尤其是今年随着碳酸锂价格的下跌,很多省市的峰谷价差拉大,带动了整个工商业储能的大力发展。

工商业储能的盈利模式主要还是以峰谷价差套利和自发自用为主,这一块主要考虑的成本还是电池的成本,还有峰谷价差能否盈利的成本。目前电池这一块来看,包括磷酸铁锂电池、三元电池已经降到0.6元以下的价格,对工商业储能的需求能起到很大的刺激作用。包括工商业储能这一块最核心的关注因素,我们看到需求这一块还是以峰谷价差为主,目前看到某些省份的峰谷价差已经超过了1元,包括湖南、上海、重庆等省市,这些地方的峰谷价差变动能够极大地促进对储能的需求。

最后是户储的需求,目前户储主要是集中在欧洲,国内因为人口比较多,所以户储还是有比较大的增长潜力。

总结一下,从目前的储能驱动来看,最大的部分还是在于政策,包括国内和美国这一块的政策驱动,对于中小储能这一块它的驱动来讲核心还是在盈利的空间,包括工商业储能也是逐渐在往盈利这个方向转,从目前的供应来看,全球电化学储能相关的领域,包括锂离子电池、钠离子电池,它的供应产能是过剩的,我们现在看到的规划锂离子电池产能已经是3000GWh。锂离子电池在储能这一块的供需分析层面,核心还是在需求这一块,根据我们的预测,今年全球对储能电池的需求在200多GWh,我们认为在大储这一块还是以磷酸铁锂为主,每GWh消耗碳酸锂大概550吨,如果是使用铅蓄电池或者是铅碳电池,每GWh消耗2万吨铅或者是800多吨铅,从这个角度讲2023年全球储能市场对碳酸锂的需求在12.6万吨。因为今年碳酸锂主要还是集中在新能源车这个板块,所以未来我们还是看储能的增长速度,由于储能的增速比电动车的增速快,所以后续还是会带来比较大的贡献,2023年储能对碳酸锂的需求贡献大概在12%,对铅的需求可能是大概0.7%,当然还有其它的,包括铜箔、铝箔的需求,因为铜、铝在其它市场的应用太大了,所以这一块的需求大概是0.8%和0.1%。

今天的介绍就到这里。

【责任编辑:周晓晴】

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关键字:电化学储能

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