锂电池在多领域的技术经济性优势及相关受益标的

锂电池在多领域的技术经济性优势及相关受益标的

表8：锂电池在多个应用领域具有技术和经济优势

数据来源：中关村储能技术联盟储能产业研究白皮书2016、国泰君安证券研究

6建议及受益对象

推荐目标

杉杉股份：自2017年起启动储能运营业务。杉杉股份是我国新能源行业的龙头企业，从锂电池材料到动力锂电池PACK到电机及电控BMS到整车及整车运营等均布局全面，在储能领域也有着完整的技术储备，2017年成立储能产业基金，开展储能削峰填谷运营业务。

国轩高科：动力锂电池领军企业加速布局储能行业。公司是国内动力锂电池龙头企业之一，拥有强大的技术研发能力和稳定的客户群体。目前公司正积极推进动力锂电池梯次利用研发，拟在电池储能、电池回收、移动电源、备用电源等领域取得突破。公司近期与中电投签订200MW储能电站项目，为三方在储能电站、微电网系统等项目中开展技术开发和应用奠定基础。

科陆电子：积极布局储能市场，调频项目即将投产。公司自2009年起布局储能领域，参与建设储能电站约120座，目前在“风、光、储、输、用”虚拟电站、需求侧无人值守储能电站、基于物联网的储能设备云平台系统等方面拥有领先技术。去年以来，公司中标“西藏双湖县13MW可再生能源局域网项目”、“西藏金太阳太阳能户用系统项目”等多个储能项目，并开工建设4亿Ah全自动高性能锂离子储能电池生产线，配套万吨磷酸铁锂项目及相应的隔膜、极片制造等。 近日，公司投资建设的山西通达电厂储能AGC调频项目顺利竣工并即将投入运营，预计将对公司主营业务增长和持续盈利能力产生积极影响。

受益人

南都电源：全面布局储能产业，拓展海外储能市场。公司是国内大规模储能和分布式微网储能领域的领军企业，拥有国际领先的铅炭电池技术和丰富的储能推广应用经验，目前已投运储能示范项目45个，并签订了商业化储能电站项目“投资运营”合同。公司近期完成对国内再生铅龙头企业华普科技剩余49%股权的收购，进一步完善铅回收产业链，与铅炭电池业务形成强大的产业协同效应。同时，公司积极拓展海外储能市场，与德国公司合作建设50MW储能电站，用于一次调频服务。目前，公司储能项目主要以“投资运营”模式开展，得到了市场的广泛认可。 预计2017年是公司储能业务进入规模建设和业绩实现的一年。

圣阳电源：依托铅炭技术拓展储能市场。公司是国内最早自主研发生产阀控式密封铅酸蓄电池的公司之一，近年来积极布局新能源领域，其铅炭电池、高温电池、锂离子电池、新型储能系统等技术处于行业领先水平。公司自主研发及合作开发的铅炭电池已广泛应用于海岛微电网、光伏储能、通信削峰填谷等国内外储能市场。2016年，公司新能源及应急储能电池营业收入占比47.07%，同比增长12.9%，毛利率约23.2%。未来公司将进一步拓展储能在发电侧、通信基站等的应用。

雄涛股份：积极开拓储能市场。公司是国内最大的工业铅酸电池出口商之一，近年来积极布局新能源锂电池、智慧储能等领域，业务类型涵盖产品研发、解决方案、系统集成、投资运营等。针对家庭储能、电网储能等不同应用领域，公司开发了储能系统等多个解决方案，主要需求来自澳洲、欧洲及美国等地区。近期，公司的集装箱模块化储能单元开始量产，主要采用自主研发的磷酸铁锂/铅碳电池技术。目前，公司在新能源领域的投入尚未获得相应回报。同时，受2016年对铅酸电池征收4%消费税政策影响，公司短期净利润出现下滑。

猛狮科技：拓展清洁能源业务，布局储能电站建设。公司立足锂电池、铅酸电池产业，建立了从电力供应侧到需求侧覆盖清洁能源发电、储能、智能输配电、智慧能源管理、售电服务的完整产业链，具备微电网建设运营能力。2016年，公司56%的营业收入来自清洁能源产业，储能业务主要由江苏丰谷源合德国子公司实施。目前，公司正积极拓展国内外储能业务，旗下德国100MW锂离子电池储能电站项目已启动前期建设准备工作。

协鑫集成：布局用户侧储能，重点开拓海外市场。公司重点发展户用屋顶、工商业光伏屋顶、渔光互补、农光互补等6MW-20MW规模的分布式项目，通过推广“光伏储能”、“光伏柴油发电”、“光伏离网系统”等模式，提供系统集成产品和服务。储能技术方面，公司将推进高能硅复合负极材料、钛酸锂长寿命负极材料技术研发。目前，公司已成功开发首款储能产品E-KwBe产品，其技术、品质、性价比等优势得到市场认可，具有一定的市场竞争力。

7风险警告

储能尚处于起步阶段，进展或不及预期。储能整体仍处于起步阶段，2017年或将成为储能发展元年。由于行业尚不成熟，进展或不及预期。

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详解储能技术产业链！

中国和欧洲的碳中和

国内大型储能市场发展迅速，众多储能品牌依托国内渠道资源加大出货布局。2021年国内储能出货量中，宁德时代遥遥领先，上能电气、科华数据等储能PCS出货量快速增长。

另一方面，各类新技术层出不穷，共同推动规模化储能产业可持续发展。高压梯级储能在大容量场景下优势显著；储能电站火灾频发，政策持续强调储能安全，液冷、全氟己酮方案受到关注；电化学新型储能技术发展迅速，钠离子电池储能、液流电池储能、氢能储能等产业化进程加快；物理新型储能技术层出不穷，光热储能、重力储能、压缩空气储能、飞轮储能等示范项目逐步落地。

储能产业链

储能产业链涉及以下环节：

1、储能系统：包括电池、PCS、BMS、EMS等环节。具体标的包括 CATL、亿纬锂能、阳光电源、南都电源、科士达、科华数据等。其中 CATL、比亚迪、阳光电源、锦浪科技等龙头企业海外出口较多；

2、工程EPC、并网测试及后期运维：具体对象包括南网科技、阿特斯、林洋能源、宝光电气、万里扬、中国电力科学研究院等。

储能电池

储能电池材料体系以磷酸铁锂为主，电池不断向更大容量方向演进。

根据工信部要求，储能电池能量密度≥145Wh/kg，电池组能量密度≥110Wh/kg。循环寿命≥5000次，容量保持率≥80%。当前电化学储能特别是锂电池储能技术进入新的变革周期，大电芯、高电压、水冷/液冷等新产品新技术逐步登场，储能系统不断向大容量方向演进。同时，钠离子电池凭借成本优势，未来或将占据一席之地。

中国厂商储能电池出货量全球领先，其中CATL出货量位居全球第一。

据预估，2021年全球储能电池片出货量为59.9GWh，其中宁德时代作为最大电池片供应商，出货量达16.7GWh，占比27.9%；佩恩科技作为户用储能领军者，出货量达1.5GWh，占比2.6%。我们预计2022年全球出货量将达114.9GWh，同比增长91.9%，其中宁德时代出货量为45.0GWh，同比增长169.5%；佩恩科技出货量为3.5GWh，同比增长127.3%。

据测算，2022-2023年全球储能电池片出货量预计达122.5/219.6GWh，同比增长101%/79%；其中，宁德时代作为最大电池片供应商位居榜首，我们预计宁德时代2022-2023年出货量50/219.6GWh，同比增长199%/100%，占比40.8%/45.5%，龙头地位巩固。

逆变器技术

在逆变器技术领域，直流1500V替代传统1000V架构已成为趋势，在电站级的渗透也相对较快。

2021年国内光伏直流电压等级1500V占比约49.4%，1000V占比50.6%。细分来看，分布式光伏中1000V电压仍为主流，21年所有家庭均采用1000V等级系统，工商业80%采用1000V等级系统。

1500V储能系统优势明显，而1500V系统的核心产品是1500V储能PCS。1500V储能系统的能量密度和功率密度将在原有基础上提升35%，系统成本降低5%，系统效率提升0.3%。以40尺集装箱280Ah电池单体计算，1000V电池最高装机容量为3.3MWh，1500V可提升至4.5MWh。除了PCS、电池、辅助配件成本降低外，人工、地基、土地等成本也将大幅降低。在近期的大型项目中，1500V的渗透率已经超过2/3。

代表厂商有：阳光电源、上能电气、科华恒盛等，其中上能电气承接了山东5个100MW储能项目的1500V PCS。

逆变器技术应用层出不穷，组串式PCS已开始规模化应用。

组串式PCS弥补集中式系统不足，开启规模化应用。目前行业内电池储能系统主要采用集中式PCS，多组电池并联会造成电池群间不平衡，久而久之，并联电池群中部分电池实际出力不足，部分电池利用率超标，造成“木桶效应”。组串式PCS可实现集群级管理，提升系统寿命，提高全生命周期放电能力，规模化应用趋势已成。

应用示例1-2：华能黄台100MW/项目为国内首个采用组串式PCS架构的大型储能电站（PCS由上能提供）；此外，山东德州林阳储能3MW/6MWh项目也采用此系统架构（华为提供整套系统）。

应用实例三：国家电投油城大庆200MW光储实验平台。上能电气为该基地提供了230台250kW组串式逆变器，数十台225kW、175kW组串式逆变器，3.125MW集中式逆变器，3.15MW分布式逆变器等多种逆变器。其中250kW组串式逆变器通过1MW一体化平台设计，改变了传统常规的分散式安装模式，采用集中运维管理模式，大大节省了时间和人力，提高了运维效率。

华为将数字信息技术与光伏技术、储能技术融合，首次提出储能系统串接式、智能化、模块化设计全新理念，实现电池模块精细化管理，发电更多（电池配置减少13%，电池寿命提升50%）、实现更优投资（初始配置降低30%）、运维极其简便（25年运维成本降低5000万元）、安全稳定性提升（可用率提升至99%）、整体LCOS降低20%以上，最终助力实现光伏平价到光储平价的转变。

缺点是目前PCS成本较高，但降价空间很大，参考组串式光伏逆变器。代表厂商：华为、上能、盛虹。

龙头企业先发优势明显，后来者竞争激烈，储能逆变器市场格局仍不明朗。

据中关村储能技术联盟统计，2018年至2021年，我国储能变流器前十厂商不断变化，除上能电气、阳光电源、科华数据等少数企业多年保持领先地位外，新进入者层出不穷。未来随着市场的进一步发展，我们认为具备产品、渠道、成本优势的企业将继续受益于行业的高增速，最终脱颖而出。

电气拓扑

从电气拓扑角度看，大容量下高压级联方案优势显著。

随着储能集成系统容量的增加，传统的串联升压方案会面临多种问题：大容量需要大量的电池单体，安全风险较大；随着电池单体循环次数的增加，电池单体的分化逐渐明显，系统一致性变差；受以上两方面因素制约，单台系统容量通常有限，而随着并联设备数量的增加，二次通信及协调控制变得更加复杂。

大容量下高压级联方案优势凸显：高压级联方案由多个储能单元组成，采用反并联组合，每个储能单元输出几十到几百伏的电压，将电池组离散化，不仅大大降低了电池组功率，减少了电池组中电池单体数量，还大大增加了系统容量，提高了系统安全性。

目前，国内掌握高压级联技术的企业有南瑞、金盘科技、智光电气、四方控股、新风光等，其中金盘科技高压级联方案落地速度更快、容量更大，相关产品率先发布，已获得1.35亿订单。

储能安全

近年来，储能电站火灾频发，温控与热管理、储能消防受到关注，行业政策相继出台，储能消防系统发展加速。

锂离子电池中的锂金属是已知元素（包括放射性元素）中活性最高的金属，热失控在汽车领域频发，对锂电池在储能中的应用构成安全隐患。据不完全统计，2022年全球发生储能火灾事故超过17起。2021年以来，国家出台了多项储能消防安全相关政策，新标准下储能消防的重要性不断凸显。

储能系统集成

在储能系统集成领域，集成商玩家众多，多种模式并存，目前主要有三种模式：

一、全产业链布局：电芯、PCS、BMS、EMS均为自产，国内代表为比亚迪。

二、专业集成：集成商从外部购买元器件，专门从事系统集成。此模式在国内较少采用，国外以IHI等为代表。

三、由单纯的设备供应商转型为以自有产品为基础的系统集成商：此模式在国内应用较为广泛，代表企业有：1、切入PCS的光伏逆变器厂商，如金龙科技、固德威、德业科技等；2、切入储能电池的动力电池厂商，如亿纬锂能、鹏辉能源等；3、切入PCS/BMS/EMS等零部件的电力设备及电子设备厂商，如金盘科技、科士达、科华数据、宝光股份、科龙电子等。纵观美国市场，主流集成厂商均采用上述三种模式。

项目资源和客户资源是储能系统集成商重要的竞争点。

项目资源方面，对于集成商而言，已建设的项目、已获得的订单是公司现有实力的有效证明，为未来订单获取提供指引。同时，从长期来看，储能项目并网点资源有限。

在客户资源方面：

1、从项目获取来看，目前发电侧储能需求仍主要来自新能源强制储能，电力集团是风电、光伏发展的主力军，也是竞标项目的主要来源。储能系统集成商通过战略合作寻求与业主深度绑定。2021年，华为、阳光电源等与“两网”、“五大六小”等电力集团、地方政府签署了一系列战略合作协议，以期在项目获取上拥有更大优势。

2、从收益核算角度，独立储能和共享储能必须接受电网统一调度，才能参与现货市场和辅助服务市场交易，拥有相关资源的企业更有可能在后续的市场交易中占据优势地位。

通过分析对比各大储能集成商的项目及客户资源可以发现，各大公司均已与各大电网集团建立合作关系，此外科华数据、海博创、科陆电子在工商业及住宅领域潜力较大，长期或可从共享储能等项目收购中获益。

项目方面，阳光电源、海博思创等龙头企业已有GWh以上项目建设经验，先发优势明显；同时，金盘科技、科隆电子等后起之秀订单获取能力较强；加之行业需求旺盛，企业扩产力度较大，金盘科技、智光股份目前产能均超过GWh，且仍在扩产中。

储能集成商玩家众多，参与环节分化。

储能集成商通常在发电侧、电网侧、用户侧都有全线布局，但通过分解现有项目及在手订单，我们认为不同公司仍各有侧重，市场呈现差异化竞争态势。具体可以从国内、国外三个方面、两个维度进行区分：

储能新技术 一、钠离子电池商业化进程加速

由于可用资源丰富，钠电池的性能优于锂电池，综合成本效益更高。

钠电池快充性能优异（常温充电15分钟即可达到80%电量），低温性能好，常温条件下循环寿命可达4k-5k次，能量密度与铁锂不相上下。2022年全球已探明锂资源量约8900万吨，其中一半以上分布在南美洲。我国锂资源总量510万吨，仅占全球的6%，65%的锂原料需要进口。钠在地壳中的丰度远高于锂，在全球分布广泛。海水中含有丰富的氯化钠。

钠电池每瓦时成本较铁锂电池、5系三元电池降低约45%-55%，商业化进程加快。

我们假设钠离子电池的电芯材料、外壳材料和制造成本与磷酸铁锂电池相同，采用层状氧化物和普鲁士蓝的钠电池电芯每Wh材料成本分别为0.27元/0.22元，若加上外壳和制造成本，假设合格率为90%，每Wh成本分别为0.47元/0.42元，比磷酸铁锂电池每Wh成本（0.8元）和电池每Wh成本（1.04元）分别低约45%和55%。

代表厂商包括、、钠创新能源、中科海纳、CATL等。

二、液流电池具有更好的长期性能

液流电池正负极电解液分离，性能优异，其中铁铬、全钒是两大商业化方向。

液流电池是一种正负极电解液分离、独立循环的高性能电池，具有容量高、应用领域（环境）广、循环寿命长等特点。根据电极活性物质不同可分为铁铬、全钒、锌溴等，铁铬、全钒是目前主流的商业化方向。

铁铬电池具有极长的循环寿命和较宽的工作温度范围，降低成本迫在眉睫。

2022年全球铬铁矿资源量约120亿吨，南非占一半。我国与铬铁矿开采国保持正常贸易合作，供应结构尚可。铁铬液流电池毒性小、腐蚀性低，理论循环次数可达1万次以上，整体使用寿命可达20年以上。从成本上看，未来综合成本或将接近抽水蓄能。

全钒电池性能优异，可利用的钒资源丰富，但成本相对较高。

我国钒资源丰富，2022年全球已探明钒资源量约6300万吨，我国钒资源总量950万吨，占全球的15%。2020年我国钒企业产能（折合V2O5）位居全球第一。钒电池安全性高，循环寿命可达16000次，扩容能力强，适用于大规模储能场景，电解液易回收，效率可达75%以上。全钒电池能量密度高，成本较高。

三、光热储能：调峰调频有独特优势

光热发电具有天然的储能优势。

光热发电机组兼具同步供电特性，又配备储热系统，因此兼具一次调频和二次调频。根据2018年我国投入运行的3个光热发电示范项目验收结果，光热机组调峰深度可达80%；爬坡速度快，负荷提升率可达每分钟额定功率的3%～6%，冷启动时间约1小时，热启动时间约25分钟，调节性能优于煤电。

平价有望到来，光伏与光热互补具备成本优势。

根据太阳能的说法，以 City为例，使用三个技术途径，光伏电池，光伏泵存储和光伏塔热能，用于设计一个“发电和能源存储”系统，年度发电能力 /年的发电能力：热量释放量的热量剃须电机在20％摩尔盐的储能下，可以抛售光电量的效果。相同的储能权峰补贴，光伏的热量储能峰值剃须电站的全面电力价格低于光伏电池电池的储能，当储能补贴高于0.12 yuan/kwh时，均可驱动器的电气启动峰值速度较低的电动机量高于速度较高的电动机。 3247元/千瓦时。

自2021年以来，国家和地方政府已反复发布政策，以鼓励太阳能储能的发展，在多种情况下（例如峰值负载监管）促进其应用，并改善相关价格补偿机制，根据我国家的累计安装能力，即在20211年，我国家的太阳能热力发电能力达到了538MW。

根据CSTA的说法，在我国太阳能示范项目中的主要成分（例如反射剂和熔融盐）的定位速率已超过90％，随着行业的发展，热油和热油的定位速率已超过70％。

IV。

重力储能是一种机械储能的类型，主要原理是根据高度差来升高和降低储能介质，以实现储能系统的充电和排放过程。

重力存储的优势：1）最初的投资成本仅为3元/WH，根据泵的储存成本和压缩空气的储能，重力存储的成本约为0.5 yuan/kWH几年，靠近抽水储存和压缩空气存储。

中国：2022年1月30日，我的第一个重力储能项目与重力储存技术开发人员签署了“技术许可证协议”预计该项目将加速我国重力存储行业的进步。

V.压缩空气存储技术相对成熟

压缩的空气存储是指在电网的低负载周期内使用电能来压缩空气，在废弃的矿山，汽油箱，洞穴，过期的油和天然气井或新建造的气体存储井中，在高压中密封空气，并释放压缩空气，以驱动型号的驱动器，以使蒸汽涡轮在较大的动力范围内驱动式驱动器。根据工作介质，储存培养基和热源，盐洞穴将大大降低原材料，土地利用等的成本。它可以分为：传统的压缩空气储能系统（需要补充燃烧），带有热存储设备的压缩空气存储系统，液体加速器压缩储能系统等。

压缩空气存储项目已在中国进行。

2021年9月23日， Salt 的10MW示范电站的第一阶段成功地通过了发电网格连接的接收，而300MW项目的第二阶段也在2022年5月26日启动了300MW项目的第二阶段。发电站。

如果可以采用两部分的电力价格，则在探索阶段仍处于压缩空气储能电源的定价机制，例如抽水储存的价格，其经济效率将得到提高。

VI。

飞轮储能是新的储能技术之一，正处于商业化的早期阶段。

通过电动/产生的双向电动机，转换和存储了高速运行飞轮的机械动能，具有长时间的服务寿命，高储能寿命，无需限制电荷的数量和易于范围的电源，并且频率供应范围。仍然有很大的局限性，相对能量密度低，静态损失很大，并且仅在商业化的早期阶段。

飞轮存储技术的主要结构和操作方法基本上已经澄清了。

目前，它主要是在实验中开发的，并且已经在实践中使用了，它正在发展，但是有很多困难，但是主要的型号和机械轴承均具有出色的范围。将是储能领域的新革命。

2022年4月11日，安装了两个1MW的飞轮储能设备，并在 Metro 3 Line的 Road 进行了调试，并成功连接到该网格。