2021年，席卷全球“缺電”讓人們感受到了低碳化轉(zhuǎn)型過程中的不易，也讓更多人認(rèn)識(shí)到儲(chǔ)能特別是大規(guī)模的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能在電力供給系統(tǒng)中的重要性。在不久前發(fā)布的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》中，新型儲(chǔ)能（除抽水蓄能和熔融鹽儲(chǔ)熱外的其他儲(chǔ)能技術(shù)）被認(rèn)為有望規(guī)模發(fā)展，“并帶動(dòng)能源系統(tǒng)形態(tài)根本性變革”。
中國(guó)的儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展歷史始于2010年，部分技術(shù)路線如：鉛酸電池、抽水蓄能等，已在中國(guó)初具規(guī)模。然而，面對(duì)未來更高比例的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)，其不穩(wěn)定性帶來的消納問題，需要通過技術(shù)和商業(yè)模式上的探索和創(chuàng)新，才能發(fā)揮儲(chǔ)能在“碳中和、碳達(dá)峰”過程中的支撐作用。
依據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，中國(guó)2021年全年新增電力儲(chǔ)能裝機(jī)首次突破10GW，同比增長(zhǎng)220%，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到45.74GW，同比增長(zhǎng)29%。對(duì)于儲(chǔ)能市場(chǎng)來說，新能源配置儲(chǔ)能和獨(dú)立的儲(chǔ)能已經(jīng)成為了這個(gè)市場(chǎng)中的主要?jiǎng)恿?，并將在未來繼續(xù)推動(dòng)中國(guó)的儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模快速增長(zhǎng)。
短期來看，新能源配置儲(chǔ)能和獨(dú)立儲(chǔ)能的裝機(jī)規(guī)模增長(zhǎng)，有賴于政策的要求和扶持，以及一二級(jí)市場(chǎng)資本帶來的標(biāo)桿項(xiàng)目建設(shè)，在政策和資本的爭(zhēng)議中前行。從長(zhǎng)期來看，我們認(rèn)為儲(chǔ)能發(fā)展的勢(shì)能在目前已經(jīng)具備，一些目前裝機(jī)容量較小的新興儲(chǔ)能技術(shù)，將會(huì)快速?gòu)哪壳暗氖袌?chǎng)探索期過渡。
01 新興儲(chǔ)能技術(shù)將有更大的成長(zhǎng)空間
如何判斷某一類或者某一種技術(shù)未來的市場(chǎng)空間？其實(shí)答案很簡(jiǎn)單：我們只這一類技術(shù)目前的劣勢(shì)和痛點(diǎn)，能夠通過研發(fā)和創(chuàng)新帶來多大的提升。提升越大，說明潛在的市場(chǎng)規(guī)模越大；如果其劣勢(shì)是完全無法依靠研發(fā)和創(chuàng)新進(jìn)行提升（例如資源限制、地理限制等），那么該技術(shù)的應(yīng)用前景自然會(huì)有瓶頸。
總體來看，經(jīng)過十年的技術(shù)研發(fā)、示范應(yīng)用和商業(yè)化嘗試，中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)在技術(shù)應(yīng)用方面走在了世界前列。不過，這也形成了中國(guó)一個(gè)比較突出的行業(yè)特點(diǎn)——各項(xiàng)技術(shù)都在并駕齊驅(qū)，沒有一種技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全方位的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
這里邊既包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容等物理儲(chǔ)能技術(shù)，也包括如鋰離子電池、鉛碳電池、液流電池、鈉硫電池等電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，這些技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)也各有劣勢(shì)，適用范圍也有比較大的差別。因此，我們首先需要的就是甄別哪一類技術(shù)在未來更具備潛力。
數(shù)據(jù)來源：CNESA
上圖所示可以清晰的看到不同儲(chǔ)能技術(shù)目前在應(yīng)用中所體現(xiàn)出的優(yōu)缺點(diǎn)。以不同的優(yōu)缺點(diǎn)來看，規(guī)模大、壽命長(zhǎng)的技術(shù)更適合在電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用；安全、功率密度高和響應(yīng)快的技術(shù)更適合在電源側(cè)應(yīng)用；用戶側(cè)則更適合成本低、回收性好、安全且響應(yīng)時(shí)間快的技術(shù)。
從各個(gè)技術(shù)的發(fā)展階段來看，目前應(yīng)用范圍比較廣的分別是抽水蓄能和鋰離子儲(chǔ)能（三元鋰、磷酸鐵鋰和鈦酸鋰等）。
在中國(guó)市場(chǎng)的累計(jì)裝機(jī)容量中，抽水蓄能占比高達(dá)86.3%，而在新型儲(chǔ)能技術(shù)中，鋰離子電池占比高達(dá)89.7%。2021年新增裝機(jī)中，鋰離子電池（電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)）和壓縮空氣儲(chǔ)能（物理儲(chǔ)能技術(shù)）均有百兆瓦級(jí)項(xiàng)目并網(wǎng)運(yùn)行，特別是壓縮空氣儲(chǔ)能在2021年實(shí)現(xiàn)了跨越式增長(zhǎng)，新增投運(yùn)規(guī)模170MW。
以目前應(yīng)用規(guī)模最大的抽水蓄能為例，該技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，本身通過研發(fā)的提升空間就比較小；另外，由于抽水蓄能項(xiàng)目需要配套大型的水庫(kù)，對(duì)于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和水資源稟賦的要求就更高。也是因此，抽水蓄能無法通過研發(fā)帶來的技術(shù)進(jìn)步獲得太多的紅利，長(zhǎng)期來看市場(chǎng)空間受限嚴(yán)重。
反觀在新型儲(chǔ)能技術(shù)中目前一騎絕塵的鋰離子電池技術(shù)，可以通過產(chǎn)品創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新，不斷降低原材料生產(chǎn)成本、產(chǎn)品制造成本，并提升產(chǎn)品的性能，包括安全性和使用壽命等，一旦某一項(xiàng)痛點(diǎn)取得了技術(shù)突破（例如循環(huán)次數(shù)等），或者某一種材料實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代等，就能迅速提升市場(chǎng)空間。
因此，在目前百舸爭(zhēng)流的新型儲(chǔ)能技術(shù)賽場(chǎng)，核心材料的自主程度和涉及壽命、效率和安全性的工藝技術(shù)進(jìn)展，是投資者需要關(guān)注的關(guān)鍵所在。
02 哪些技術(shù)具備提前押注的可能性
在電力系統(tǒng)中，儲(chǔ)能的角色相對(duì)特殊：對(duì)于發(fā)電企業(yè)來說，儲(chǔ)能是用戶；對(duì)于電網(wǎng)側(cè)來說，儲(chǔ)能是電網(wǎng)系統(tǒng)的重要部分；而對(duì)于用戶側(cè)來說，儲(chǔ)能承擔(dān)了一部分發(fā)電企業(yè)的作用。
因此，評(píng)價(jià)某項(xiàng)技術(shù)或者材料，也應(yīng)該采用不同的視角：該技術(shù)的創(chuàng)新帶來成本的降低，是否能夠幫助電網(wǎng)更加平穩(wěn)的運(yùn)行，是否能夠?yàn)橛脩籼峁└€(wěn)定、清潔的電力。
目前，不同技術(shù)路徑目前的市場(chǎng)應(yīng)用狀態(tài)不同，我們嘗試以階段為劃分標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)前述優(yōu)缺點(diǎn)選取應(yīng)用場(chǎng)景更廣的五類技術(shù)路線，看看不同新興儲(chǔ)能技術(shù)路線的關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)，以及對(duì)應(yīng)公司。
1）市場(chǎng)培育階段（尚無規(guī)?；瘧?yīng)用）
鈉離子電池
鈉離子電池可以達(dá)到的理論性能與鋰離子電池相近，同時(shí)具備在用戶側(cè)（包括消費(fèi)電子產(chǎn)品）、發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用潛力，在鈉離子電池上的創(chuàng)新也更加接近“根本性創(chuàng)新”。由于鈉資源的地殼豐富度遠(yuǎn)高于鋰，且正負(fù)極材料需要的金屬也便宜很多，該技術(shù)的突破能夠徹底擺脫鋰資源的限制，極大程度降低電池成本。
目前，已經(jīng)公開宣布對(duì)在鈉離子電池方面研發(fā)出現(xiàn)進(jìn)展的上市公司是寧德時(shí)代（300750.SZ）;一級(jí)市場(chǎng)中的公司則是中科海鈉，也是目前創(chuàng)立最早的初創(chuàng)企業(yè)，產(chǎn)業(yè)化走得也比較遠(yuǎn)。中科海鈉擁有來自中國(guó)工程院、中國(guó)科學(xué)院物理研究所的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，是國(guó)際少有擁有鈉離子電池核心專利與技術(shù)的電池企業(yè)之一。公司在2021年獲得梧桐樹資本的數(shù)億元A輪投資。
其余鈉離子電池產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)企業(yè)包括：賁安能源（2020年獲軟銀中國(guó)投資，研發(fā)無機(jī)水系鈉鹽電池）、鈉創(chuàng)新能源（2021年獲得戰(zhàn)略輪融資）、星空鈉電和眾鈉能源（2022年獲得碧桂園創(chuàng)投的天使+輪融資）。
2）市場(chǎng)成長(zhǎng)初期
全釩液流電池
在全球范圍內(nèi)，該技術(shù)相對(duì)比較成熟，但從國(guó)內(nèi)來看，該技術(shù)還處于不完善的階段，產(chǎn)業(yè)規(guī)模比較小，國(guó)產(chǎn)化率相對(duì)較低。其中全氟磺酸樹脂膜及樹脂的國(guó)產(chǎn)化替代，將會(huì)對(duì)該電池的國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈完整度有比較顯著的提升作用。同時(shí)，由于全釩液流電池在長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)能工作中，其電解液成本占比相對(duì)較高（41%），核心材料在國(guó)內(nèi)處于壟斷地位。
在二級(jí)市場(chǎng)中，目前已經(jīng)公開生產(chǎn)全釩液流電池樹脂材料的企業(yè)包括東岳集團(tuán)（00189.HK）和巨化股份（600160.SH）；電解液材料則掌握在攀鋼釩鈦（000629.SH）手中。一級(jí)市場(chǎng)部分，創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)具備大連物化所背景的大連融科是全釩液流電池電堆生產(chǎn)的龍頭企業(yè)，已經(jīng)開始在全球最大的液流電池項(xiàng)目中提供技術(shù)和產(chǎn)品。
壓縮空氣儲(chǔ)能
我國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)起步比較晚，但進(jìn)步神速，2021年國(guó)內(nèi)有多個(gè)已簽約的代建項(xiàng)目，密度較往年有大幅提升。目前新型的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)包括：絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能、液態(tài)空氣儲(chǔ)能和超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能。相比于傳統(tǒng)技術(shù)具備規(guī)模大、成本低、清潔及更少依賴化石能源和地理?xiàng)l件的特點(diǎn)，從經(jīng)濟(jì)性和市場(chǎng)空間上看，是目前最具潛力的物理儲(chǔ)能技術(shù)。
在二級(jí)市場(chǎng)方面，有國(guó)內(nèi)透平機(jī)械（壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)上不可或缺的設(shè)備）龍頭陜鼓動(dòng)力（601369.SH）和東方電氣（600875.SH）、空氣膨脹機(jī)設(shè)備制造商金通靈（300091.SZ）。
一級(jí)市場(chǎng)方面，壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案提供商中儲(chǔ)國(guó)能在國(guó)內(nèi)走得相對(duì)靠前，背景是中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所，目前已突破了1—100MW級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，在2021年獲得來自聯(lián)想之星等機(jī)構(gòu)的1.8億元Pre-A輪投資。
3）市場(chǎng)成長(zhǎng)中期
鋰離子電池
無論是在包括消費(fèi)電子產(chǎn)品的用戶側(cè)，還是電力、電網(wǎng)側(cè)的規(guī)模應(yīng)用，鋰離子電池走得相對(duì)靠前，其技術(shù)進(jìn)步的難度也更大。在二級(jí)市場(chǎng)中已經(jīng)能夠拼湊出一整條完整的鋰電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈。
圖片來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，Wind，光大證券研究所
在一級(jí)市場(chǎng)來看，由于先發(fā)者已經(jīng)徹底站穩(wěn)了腳跟，想要在鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈中實(shí)現(xiàn)突破的難度較高。
鉛碳電池
作為鉛酸電池的一種，鉛碳電池同樣具備目前鉛酸電池?fù)碛械膬?yōu)勢(shì)和困境。其優(yōu)勢(shì)在于，技術(shù)應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)（超過50年），技術(shù)非常成熟；劣勢(shì)在于瓶頸非常明顯，在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域中的應(yīng)用，相比鋰電池來說壽命明顯更短，且用得越多壽命越短。
目前，國(guó)內(nèi)二級(jí)市場(chǎng)的龍頭包括天能股份（688819.SH）和超威動(dòng)力（00915.HK），需要重點(diǎn)觀察這些龍頭企業(yè)對(duì)于鉛碳電池壽命的公開信息，一旦實(shí)現(xiàn)單體壽命大于1萬次，系統(tǒng)壽命4000次以上，且放電深度提升至60%-80%，就會(huì)極大程度改善目前的鉛碳電池的競(jìng)爭(zhēng)力。
無論是何種技術(shù)路線，其最終都必須要達(dá)到能夠應(yīng)對(duì)跨天、跨周的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，同時(shí)具備更高的安全性和更低的成本，可以在規(guī)模部署之后，有效幫助風(fēng)電和光伏成為未來中國(guó)能源系統(tǒng)中的主力能源。隨著風(fēng)電和光伏裝機(jī)規(guī)模的大幅度提升，儲(chǔ)能行業(yè)在潛在市場(chǎng)規(guī)模的刺激之下，將迎來一段相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的“黃金發(fā)展期”。
