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储能市场报告

报告摘要：

储能是电力系统重要组成部分：

在发电端、输配电端、用电端接入储能系统能够实现电网效率的提高和电能质量的改善。

储能能够平滑可再牛能源的电能输出，实现削峰填谷。

分布式发电+储能是能源互联网的基础。

下游增长催生储能需求：

国内可再生能源装机规模持续上升，同时弃风弃光率居高不下，需要储能平滑输出；储能可以协助可再牛能源按照计划出力，为大规模并网创造条件。

国家力推分布式发电与能源互联网的构建，储能是重要坏节。

同时新能源汽车市场不断扩大,未来光储一体充电站、V2G（vehicle-to-grid）模式及老IH锂电储能应用等从中t期给储能带来发展机遇。

化学储能最具发展前景，短期看好铅炭电池：

适合广泛用于电力系统储能的包括•铅炭电池、锂电池、钠硫电池、饥液流电池等。

从短期来看，铅炭电池性价比高，在用八端削峰填谷己经能够实现经济性，有望快速占领市场；钾-电池适介分布式储能，能与分布式发电装机共同增长。

其余几种电池随着技术的成熟带來成本的不断下降，应用范围有望逐渐扩人。

储能市场空间广阔：

至2020年，国内风电与光伏的累计装机规模日标为350GW,给配套储能带来巨大的市场需求；用户侧储能经济性逐步显现，我们认为储能市场规模至少达千亿级別。

期待国内政策岀台：

国外成熟的储能推广都是由政府补贴政策入手。

目前国内对于储能的规划提至新高度。

2014年发布的《能源发展战略行动计划（2014-2020）»中,储能首次被明确为“9个重点创新领域”和“20个重点创新方向”么一，储能“十三五”规划大纲止在编写Z中，政策出台有望成为储能爆发起点。

1•储能在电力系统中的作用

储能可以对电力进行存储，在需耍的时候释放，能够有效解决电力在时间和空间上的不平衡。

储能技术的应用贯穿于电力系统发电、输电、配电、用电的各个环节。

储能技术与可再生能源的推广有着密切的关系，可以有效解决可再生能源并网屮面临的一系列问题。

储能是构建能源互联网的胶介剂，能提高能源互联的效率。

图1：

储能在电力系统中的应用

图2:

储能在削峰填谷中的作用

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G♦:

■配賈純能系统的电力需求分金

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放电

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小配賈嶄僦鼠枚的电力需求分血

1:

16a

数据来源：

OE能源，东北证券

塔陡禺址从电

财允电

FT6A午夜

图3:

储能主要技术路线

化学储能

铅酸电池

铅炭电池

锂离子电池

锐电池

钠硫电池

表1:

储能技术比较

技术路线

比容量（\Vhkg）

比功率（w/kg）

配置成本（元/kwh）

循环次数

抽水储能

——

200〜300

3000-5000（元伽）

>10000

压缩空气储能

—

300〜500

4000（）

>10000

飞轮储能

5〜50

180〜1800

3500（元/kw）

>10000

铅酸电池

30〜200

100〜300

500-1000

500-1500

铅炭电池

30〜200

200-500

500-1500

2000-5000

锂离子电池

150-300

200〜300

3000-6000

2000-5000

机电池

80-130

100-200

3000-6000

>10000

钠硫电池

100-200

100-200

1500-3000

5000

超级电容

2〜5

7000-20000

—

>10000

超导

<1

1000

—

>10000

数据来源：

东北证券

表2:

储能技术优缺点与适用领域

技术路线

优点

缺点

抽水储能

容量大，技术成熟

需一定地理条件，建设周期长

压缩空气储能

储存周期长，能量密度大

需一定地理条件，响应慢

飞轮储能

效率高，寿命长，响应速度快

能量密度低，技术不成熟

铅酸电池

技术成熟，成本低

能量密度低，寿命短

铅炭电池

寿命长，快速充放电

技术尚未成熟

锂离子电池

能量密度高，寿命长，技术成熟

成本高

饥电池

寿命长，环保，深度放电

能量密度低

钠硫电池

能量密度高，可以大功率充放电

需要高温工作，技术不成熟

超级电容

功率大，寿命长

成本高

超导

功率大，寿命长，质量轻

成本高，尚处于研发阶段

数据来源：

东北证券

■钠硫电池■锂离子电池■铅蓄电池■其它

图9:

中国储能累计装机规模（不含抽蓄.压缩空气.储热）

数据来源：

CNESA,东北证券

图12:

中国风电累计装机规模与弃风率

数据来源：

CWEA,国家能源局，东北证券表3:

国内分布式发电支持政策

政策名称

主要内容

时间

《分散式介入风电项目开发建设指导意见》

明确分散式风电的开发条件

2011.11

《分布式发电管理暂行办法》

鼓励建设分布式发电项目，给予一定补贴

2013.07

《关于分布式光伏发电实行按照

电量补贴政罠等有关问题的通知》

分布式光伏发电按电量给予补贴

2013.07

《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业

全电董补贴，补贴标准0.42元/KWh.

2013.08

健康发展的通知》

自用有余电量，按当地燃煤标杆上网电价收购

《国家能源局国家开发银行股份有限公司

关于支持分布式光伏发电金舷服务的意见》

优质项目予以基准利率下浮5%-10%

2013.09

《2015年光伏发电建设方案》

屋顶分布式和自发自用分布式不限建设规模

2015.03

《国家能源局关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》

原则上每个省申报1〜2个微电网项目

2015.07

数据来源：

东北证券

表4:

张北风光一期储能锂电池中标情况

企业名称

数量

中标金额（万元）

比亚迪股份有限公司

6MWx6h

14839.73

东芜新能源科技有限公司

4MWx4h

8456.0

中航锂电（洛阳）有限公司

3MWx3h

6090.99

万向电动汽车有限公司

lMWxZh

1443.576

数据来源：

东北证券

表7:

国内储能相关主要政策

政策名称

储能相关主要内容

时间

《可再生能源产业发展指导目录》

加快储能电池4支术开发与项目示范

2005.11

《中华人民共和国可再生能源法及修正亲》

电网企业应加强发展应用储能技术

2009.12

（国靈电网公司“十二五”电

智能电网建设

2010.9

《南方电网公司支持新能源发展若干意见》

新能源与储能技术应用

2010.12

《国家能源科技“十二五”规划》

各类储能电池研究内容与时间布局

2011.12

《关于做好2012年金太阳示范工作的通知》

考虑储能装适当增加补助

2012.1

《能源发展战略行动计划（20142020年）》

作为创新领域和重点创新方向

2014.11

数据来源：

东北证券

数据来源：

网络资料，东北证券

1.1.实现电力系统削峰填谷

削峰填谷是日前储能最主要的应用。

电网运行过程中发电和用电为同时完成，不能进行大规模存储，而用电的需求实时变化，波峰波谷差异显著。

储能的削峰填谷作用在电力系统各个环节都能得到实现。

发电端：

稳定发电设备输出，调节峰谷负荷，提高利用效率。

对于火电厂来说，用八端的负荷出现波动需要频繁的增减出力或开停机纟H.,会造成单位煤耗增加，拉高发电的平均成本。

而对于可再牛能源电厂来说，发电端口主调节能力较弱，在用电负荷高峰时不能加大出力，发电与用电难以匹配，造成发电设备利用率的降低。

通过储能系统将低谷的电能存储，在白天高峰时段释放，可以降低系统峰谷差，使发电设备能够稳定高效地运行，提高设备利用率。

配电端：

减少配电网容量需求，减缓电网阻塞，延缓配电网升级压力。

配电网出现高峰负荷过大时需要对系统进行改造升级，如果区域内电力负荷高峰持续时间较短，而整体的电力负荷增长乂较为缓慢时，対电网进行升级会造成负荷的长时间闲路。

通过在配电端构建储能系统，在高峰负荷时接入储能装路供电，可以延缓配电网的升级圧力。

用电端：

利用峰谷电价合理分配用电。

目前国内峰谷电价已经全面铺开，对于峰谷电价差较大的地区，可以在波谷电价进行存储电能，在波峰时期使用以及售出电能。

随着储能成本的逐步下降，对储能系统进行充放电套利的空间正在逐步出现，用八端削峰填谷能够协助解决电网的峰谷波动过人，电网整体的利用效率也能够得到提升。

请务必阅读正文后的声明及说明4/21

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图2：

储能在削峰填谷中的作用

数据来源：

0E能源，东北证券

1.2.可再牛能源发电波动平滑与跟踪计划出力

可再生能源发电具冇波动性和随机性的特点，频繁的波动会对电网造成冲击。

安装储能设备來平滑可再牛能源发电的波动性，可以缓冲其対电网的冲击，为大规模并网创造条件。

储能系统能够确保可再生能源电站按照计划进行出力，与区域内的其它发电设备协调，合理安排发电量，减少电能的损耗和浪费。

按照计划出力能够提高可再生能源的发电质量和效率，提升可再生能源在电网发电量中的比例。

1.3.高效系统调频

调频对于电网十分重要，无论负荷的高低都要求保持周波稳定，电力系统负荷时刻的变化会造成系统频率的波动，需要调频机组时刻反应适应负荷变化。

常规的火电机组增荷速度每分钟仅能达到额定出力的1%・2%,难以满足系统调频要求。

采川电池储能能让系统的响应速度达到秒级，通过快速的充放电及时调整出力，跟上电网负荷的变化，维持系统频率的稳定。

1.4.增加供电可靠性

在电力系统发牛突发事故和电网崩溃时，可以利用储能设备保障重耍机构和部门的用电安全。

同时，可以与电力电子变流技术相结合，实现高效的有功功率调节和无功控制，快速平衡系统功率，减小扰动对电网的冲击，改善电能质量。

2.储能技术众多，化学储能前采无限

2.1.储能主要技术路线

根据技术路线和原理的不同，储能的类型主耍可以分为物理储能，化学储能，电磁储能三类，在技术成熟度，储存能量，循环寿命，储能效率，制造成本等方而有较人差异。

请务必阅读正文后的声明及说明5/21

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图3：

储能主要技术路线数据來源：

东北证券

2.2.抽水储能保持主导地位，化学储能发展前景广阔

抽水储能是目前储能技术屮发展最成熟，应用最为广泛的。

抽水储能存储能量大，综合效率在70%至85%Z间。

世界上抽水储能总装机规模为127GW,占储能容量的99%o国内目前的装机容量为43GW,按照水电“十二五”规划，至2020年我国抽水储能总装机将达到70GW,市场空间较为广阔。

但抽水储能的建设需要一定的自然条件要求，建设周期需五年左右，只有部分有条件的人型电站才适介建设。

压缩空气储能装机量为440MW,装机容量仅次于抽水储能，已冇部分商业化的项目运行。

在三种主要技术路线中，化学储能由于技术相对成熟，应用空间最为广泛，随着持续投入研发以及应用领域的扩展，成本还有很人的下行空间，耒来有可能成为电力系统储能最具发展前景的技术路线。

目前化学储能中应用较为广泛的包括铅酸电池、铅炭电池、锂电池、钠硫电池。

表1：

储能技术比较

技术路线比容量（Wh/kg）比功率（w/kg）配賂成木（元/kwh）循环次数

抽水储能一200~3003000~5000（元/kw）>10000

压缩空气储能一300^5004000（元/kw）>10000

飞轮储能5^50180^18003500（元/kw）>10000

铅酸电池30^200100^300500^1000500T500

铅炭电池30^200200^50050075002000~5000

锂离子电池150~300200^3003000~60002000~5000

锐电池80^130100^2003000^6000>10000

钠硫电池100~200100^2001500^30005000

超级电容2~57000~20000—>10000

超导<11000一>10000

数据来源：

东北证券

请务必阅读正文后的声明及说明6/21

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表2：

储能技术优缺点与适用领域

技术路线优点缺点

抽水储能容量人，技术成熟需一定地理条件，建设周期长

压缩空气储能储存周期长，能量密度大需一定地理条件，响应慢飞轮储能效率高，寿命长，响应速度快能量密度低，技术不成熟铅酸电池技术成熟，成本低能量密度低，寿命短

铅炭电池寿命长，快速充放电技术尚未成熟

锂离子电池能量密度高，寿命氏，技术成熟成木高

飢电池寿命长，环保，深度放电能量密度低

钠硫电池能量密度高，对以大功率充放电需耍高温工作，技术不成熟

超级电容功率大，寿命长成本髙

超导功率大，寿命长，质量轻成木高，尚处于研发阶段

数据来源：

东北证券

2.2.1.高性价比铅炭电池逐步替代铅酸电池

铅酸电池的主要优势在于技术成熟，安全性髙，成本低廉，但人容量深度充放电时严重影响寿命。

可再生能源储能设备需要不问断充放电调节电能输出，铅酸电池能量密度低，循环寿命短，在储能设备中并不能发挥优势。

铅炭电池是将超级电容与铅酸电池的技术特性相结合的新型电池，既发挥了超级电容瞬间人容量充电的优点，也有铅酸电池储存能力较强的优势。

铅炭电池在铅酸电池的基础上，在铅负极板中加入活性炭，阻止了负极硫酸盐化现象。

与铅酸电池相比，铅炭电池有效延长了电池寿命，大幅捉升充放电循环次数，循环次数是铅酸电池3倍以上，而成本仅仅增加10%左右，单位使用成本下降，性价比较髙。

目前铅炭电池技术在国内己经较为成熟，部分示范项目使用铅炭电池作为储能设备。

借助于铅酸电池成熟的产业链，铅炭电池有望凭借高性价比替代铅酸电池在储能应用小的份额。

图4：

铅炭电池技术原理图5：

锂离子电池产量

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

2008200920102011201220132014

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

锂离子电池产量（白万只）同比数据来源：

网络资料，东北证券数据来源：

Wind,东北证券请务必阅读正文后的声明及说明7/21

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2.2.2.锂电池份额较人，期待成本下降

锂电池在国内有着广泛的应用，在储能领域的应用逐步打开。

锂电池具有存储密度高，循环次数多，可快速充放电等优点，在国内的示范项目中，锂电池储能装机占据主耍规模。

无论是从削峰填谷、平滑波动还是分布式发电领域，锂电池的特性都能充分发挥，目前主要的问题是成本较高。

在分布式发电领域，锂电池山于比容量较高，能够节约储能设施所占空间，存在一定优势。

随着技术进步，国产化程度的提高，锂电池价格在中长期会保持稳定下降的趋势，耒来在储能应用的比例会持续提升。

223•钠硫电池前景广阔，目前技术垄断

钠硫电池在世界范围内的储能装机占据主导地位。

钠硫电池能量密度为铅酸电池的三倍，瞬时功率高，成木较钾-电池低20%左右。

但钠硫电池需要在300°C的环境下运行，对安全性要求较高，适合大型电厂储能。

目前只有H本NGK公司掌握着钠硫电池成熟技术，在2011年至2013年期间因起火事故钠硫电池发展陷入停滞，随着安全技术问题的攻克，市场空间有望进一步打开。

去年NGK跟三菱电力公司达成了安装50MW钠硫电池纟H•的协议，建成厉将成为世界上最人的电池储能装机组。

国内主要有上海屮科院硅酸盐研究所对钠硫电池进行研究开发，日前已小规模产业化。

图6：

钠硫电池技术原理图7：

帆液流电池技术原理

数据來源：

网络资料，东北证券数据來源：

网络资料，东北证券

2.2.4.锐液流电池期待技术改进，降低成本

饥电池电能以化学能的方式存储在不同价态饥离子的硫酸电解液中，通过外接泵把电解液压入电池堆体内，在机械动力作用下，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，得储存在溶液中的化学能转换成电能。

饥液流电池具有循环寿命极长，运行稳定，可深度放电，启动速度快等优点，

储能时间相较其他电池也更长，较适介电网削峰填谷和风光发电厂平滑输出，在现冇储能项目屮已冇一•定的规模。

但帆液流电池能量密度低，跟铅酸电池相近，需要占用空间大。

同时液流电池的工艺较为复杂，由于目前应用范围较小，国内外的研发规模也相对较小，导致了液流电池的成本在各类电池中处于较高位路。

未来如果成本出现较人幅度下降，在人型可再生能源电厂中饥液流电池的优势将会较为显著。

请务必阅读止文后的声明及说明8/21

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3.下游增长催生需求，国内储能有望爆发

3.1.全球储能装机增长稳定，钠硫电池占主导地位

根据CNESA数据统计，截止2014年底，全球储能的累计装机规模（不含抽蓄、压缩空气、储热）达到845MW,较上年增长15%o美国储能装机规模超过357MW,在全球储能屮占据•最大比重，口本位列第二，装机规模为310MWo

全球储能技术分布中，钠硫电池的装机比重最大，2014年的装机规模为

338MW,占总装机比重的40%,冃前钠硫电池的发展较为稳定。

锂离子电池和铅蓄电池的装机量位居二、三位，2014年占比分别为33%与ll%o在所有储能技术中，锂离子电池增氏绘为迅速。

图&全球各储能技术累计装机规模（MW）

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

2011201220132014

钠硫电池锂离子电池铅蓄电池其它

数据来源：

CNESA,东北证券

32国内储能增长强劲，看好可再生能源并网与分布式配套需求

中国的储能于2011年起步，近儿年保持着强劲的增长态势，截止2014年底，中国储能的累计装机规模为84.4MW,占全球装机的10%o最近三年的累计装机规模保持着30%以上的增长，行业发展态势良好。

国内H前化学储能主要应用于各类示范项目以及海岛、山区等难以接入电网区域。

随着储能成本的持续下降及配套政策的即将出台，在门J再生能源电站和用户侧的分布式储能市场即将打开，期待储能会有爆发性的表现。

在国内储能技术的分布中，锂电池的装机比例达到了74%,占据了主导地位。

在储能应用分布中，用户侧装机占据了50%,主要应用于海岛、山区、T业园区等领域，为分布式发电提供了有效调节。

可再生能源并网占据了储能应用的27%,主要应用于风电场的电力存储。

电动汽车方向的储能应用占13%,上要是在光储一•体化充电站方向的应用和V2G的试点应用屮。

这三个储能的下游应用都为国家垂点扶持方向，处于快速发展期，在短时间内冇望出现大规模的增长，带动储能行业的市场空间不断打开。

请务必阅读正文后的声明及说明9/21

[Table_PageTop]电源设备/彳亍业深度报告

图9：

屮国储能累计装机规模（不含抽蓄、压缩空气、储热）

35%36%

30%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

2011201220132014

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

累计装机规模（MW）同比

数据来源:

CNESA,东北证券

图10：

2014年国内储能技术分布图11：

2014年国内储能应用分布

其它,2%锂离子电池，

74%

铅蓄电池,

14%

液流电池，

10%

电动汽车

13%

用户侧装机

50%

可再生能源

并网

27%

其它

10%

数据来源：

CNESA,东北证券数据来源：

CNESA,东北证券

3.3.可再生能源并网困难重重，储能随风而起

随着国家对可再生能源的人力扶持，风电和光伏的装机量最近儿年持续增长，截止至2014年，光伏发电累计装机容量为28.1GW,同比增t60%o2015年国内光伏装机目标上调为17.8GW,1-9月完成9.9GW的新增光伏装机。

截止至2014年,风电累计装机容量为114.6GW。

国家能源局近FI将2020年我国光伏装机目标由100GW调至150GW,风电装机目标为最低200GW,按照此规划，风电在未來几年的复合增长率可以达到9.7%,光伏装机的复合增长率可达26.7%。

“十三五”期间国家对可再生能源的扶持政策不改，市场空间广阔。

与可再生能源装机容量不断提升相比，可再生能源的利用率问题一直无法得到很好的解决。

今年上半年风电上网977亿千瓦时，但风电的弃风率达到了15.2%,同比上升6.8%。

今年1-9月份全国光伏发电量为306亿千瓦时，弃光量30亿千瓦时，弃光率为10%；其屮甘肃弃光量17.6亿千瓦时，弃光率28%,新艦弃光量10.4亿千瓦时，弃光率20%。

可再生能源消纳难的问题难以解决，对配路储能的需求就请务必阅读止文后的声明及说明10/21

[Table.PageTop]电源设备/行业深度报告

LI益强烈。

图12:

中国风电累计装机规模与弃风率

14%

17%

11%

8%

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

20042005200620072008200920102011201220132014

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

16%

18%

累计装机（MW）弃风率

数据来源：

CWEA,国家能源局，东北证券

首先，配路储能系统可以解决可再生能源发电的随机性和波动性，经过储能系统平滑Z后输出电力，减少对电网稳定性的冲击，为大规模并网创造条件。

其次，储能可以缓解可再生能源的输出压力，提高设备利用率。

可再生能源主要建设于西北和东北地区，当地电力消纳能力较差，电网建设落后，电力输出能力有限，造成了当地居高不下的弃风弃光率，通过接入储能系统，给电能的输出提供—•定的缓冲空间，可以减缓电网的压力，从而提高设备的使用效率，减少资源的浪费。

对于风电场来说，通常夜间发电最会大于FI间，但山于夜间处于用电低谷，所发电能难以消纳，夜间弃风问题非常严重。

通过安装储能让风电在夜间进行电能存储，在LII'可用电高峰多输出电能，能够有效提高设备利用小时数。

3.4.分布式光伏政策力推，配套储能需求加码

分布式发电储能可以实现在石求侧对电能分配进行优化和对微网负荷的调节，提高微网系统的经济效益。

分布式发电配套储能可以解决用电高峰与发电高峰不匹配的情况，充分发挥灵活与快速响应的能力，实现电力资源的优化配路。

分布式发电在美国和德国发展相对成熟，其中美国更加侧重于商业领域的分布式发电，目询美国分布式装机数量和容量都为世界第一。

徳国更加偏向于用八侧的分布式发电。

只要达到光伏平价上网或者零售电价高于光伏上网价，用户侧安装储能的积极性就会提高。

据NavigantResearch研究机构报道，2014年，全球分布式发电装机容量达到87.3GW,预计到2023年,这一数据将实现翻番,达到165GW。

分布式光伏储能推广最主要的问题在于电价成本与储能成本的比较，只要