储能热管理之预计到 2025 年,储能液冷占比将超过风冷
1、储能热管理行业概述
电化学储能产业链分为上游设备商、中游集成商、下游应用端三部分。上游设备包括电池组、储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、热管理和其他设备等,多数从业者为其他相近领域延伸而来;中游环节核心为系统集成+EPC;下游主要分为发电端、电网端、户用/商用端、通信四大场景。
储能热管理技术路线主要分为风冷、液冷、热管&相变冷却,其中热管和相变冷却技术尚未成熟。目前储能热管理的主流技术路线是风冷和液冷。
2、储能行业发展现状
在全球“碳中和”背景下,近年来可再生能源开发利用力度持续加大,在人类终端能源消费中的地位不断提高。2011 年至 2021 年,全球光伏装机容量由 72.2 吉瓦增长至 843.1 吉瓦,风电装机容量由 220.1 吉瓦增长至 824.9 吉瓦。以光伏、风电等为代表的可再生能源具有间接性和波动性的天然特征,存在发电侧与用电侧的供需不平衡问题,大规模并网时需要配置大容量储能设施进行电力质量的调节和控制,从而催生了大量的储能需求。
储能方式主要包括抽水蓄能储能、新型储能和熔融盐储热。新型储能又分为锂离子电池储能、钠硫电池储能、铅蓄电池储能、飞轮储能等,其中锂离子电池在新型储能中占据绝对主导地位,市场份额超过 90%,是当前应用范围最广、发展潜力最大的电力储能技术。根据中国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟(CNESA)全球储能项目库的不完全统计,截至 2022 年底,全球已投运电力储能项目累计装机规模 237.2GW,年增长率 15%。其中,新型储能累计装机规模达 45.7GW,年增长率 80%,锂离子电池仍占据绝对主导地位,年增长率超过 85%,其在新型储能中的累计装机占比与 2021 年同期相比上升 3.5 个百分点。中国已投运电力储能项目累计装机规模 59.8GW,占全球市场总规模的 25%,年增长率 38%。新型储能继续高速发展,累计装机规模首次突破 10GW,达到 13.1GW/27.1GWh,功率规模年增长率达 128%,能量规模年增长率达 141%。
3、储能电池热管理市场规模和发展趋势
在积极稳妥推进碳达峰、碳中和的战略指导下,我国储能行业迎来了良好的发展机遇。2020 年全国 20 多省市出台“强配”政策,要求新能源发电站须配比 5%-20%的储能设备,连续储能时间须达 2 小时及以上。2021 年 7 月,国家发展改革委、国家能源局出台《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,明确到 2025 年我国新型储能装机规模达 30 吉瓦以上,到 2030 年实现新型储能全面市场化发展。根据中国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟(CNESA)的预测,在保守场景下,预计 2026 年我国新型储能累计规模将达到 48.5 吉瓦,2022 年至 2026 年复合年均增长率(CAGR)为 53.3%,在理想场景下,累计装机规模和复合年均增长率将分别达到 79.5 吉瓦和 69.2%,市场将呈现稳步、快速增长的趋势。
新型储能装机量的增长带动了对储能锂电池需求的快速增长。从全球市场来看,2016 年全球储能锂电池出货量为 8.2 吉瓦时,2022 年增长至 159.3 吉瓦时,年均复合增长率为 63.96%。根据 CNESA 全球储能项目库数据统计,2022年度,中国企业在全球市场中的储能电池(不含基站/数据中心备电类电池)出货量达 134.6GWh,是 2021 年同期的 4 倍多,出口比重超过 55%,出货量排名前十位的中国储能技术提供商,依次为:宁德时代、比亚迪、亿纬储能、瑞浦兰钧、鹏辉能源、海辰储能、派能科技、远景动力、南都电源和国轩高科。
根据统计,在储能电池热管理系统中,2021 年液冷系统渗透率约为 12.1%。未来随着新能源电站、离网储能等更大电池容量、更高系统功率密度的储能电站需求起步,储能系统能量密度与发热量更大,对安全性和寿命的要求更高,将推动行业更多转向采用液冷方案。宁德时代、阳光电源、比亚迪等头部企业已率先推出液冷储能系统,如宁德时代的 Enter One,阳光电源的 Power Titan、Power Stack,比亚迪的 BYD Cube、科华 S 液冷储能系统等。业内领先企业的示范效应将驱动液冷渗透加速,预计到 2025 年,储能液冷占比将超过风冷。
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