从整体发展趋势来看，储能技术正朝着高安全性、长循环寿命、低成本、高能量密度方向迈进。抽水蓄能以长寿命、运行成本低以及安全性方面的优势，前期取得了较大规模的应用，但存在初始投资成本高、需要地理资源等限制。而电化学储能凭借建设周期短、地理位置限制小、成本持续下降等优势，正逐步成为装机主流。
　　不同的电化学储能技术由于各具优势将形成互补发展。锂离子电池在供电可靠性、电网稳定性、削峰填谷等场景需求表现优异，在电源侧、电网侧均有较好应用，已经进入大规模商业应用阶段。受锂电池原材料价格波动等因素制约，钠离子电池资源优势逐渐显现，未来有望与锂离子电池形成互补。同时，由于电力系统对于长时储能的需求，全钒液流电池也迎来发展机遇，已有多项目落地，进入商业应用阶段。
　　1、需求高景气叠加应用场景多元，储能技术路线竞相发展。储能技术路线百花齐放，技术参数各有千秋。储能在电力系统中的发电侧、电网侧及用户侧均有应用，多元应用场景厚植多种技术路线发展沃土。抽水蓄能以长寿命、运行成本低以及安全性方面的优势，前期取得了较大规模的应用。储能电站等建设高景气催生锂电池装机规模高歌猛进，压缩空气等新型技术蓄势待发。据统计，2022年全球已投运电力储能项目累计装机规模为237.2 GW，其中抽水蓄能累计装机规模占比79.35%，首次低于80%，锂离子电池等新型储能累积装机规模达45.7 GW，占比19.3%，同比增长80%。
　　2、锂离子电池综合性能优越，也是电化学储能主流路线。锂离子电池具有能量密度高、充放电效率高、响应速度快等优点，是目前发展最快的新型储能技术。锂离子储能电池正极材料以磷酸铁锂为主，在2023年1-7月储能电池累计销量及出口量中均占比超99%，国内龙头受益于磷酸铁锂路线认可度提升优势凸显，关注磷酸铁锂储能电池产业链相关龙头企业。
　　大型储能电站使用的储能电池以方形电池为主，电芯容量正从280 Ah向300 Ah甚至更高快速迭代，关注布局280 Ah及以上大容量及储能专用电池的相关企业。方形电池长薄化，叠片卷绕工艺形成竞争之势。叠片电池快速起量趋势下，伴随叠片设备工艺技术进步，供应链相关企业市场空间较大，建议关注国产叠片机、极片冲切模具等技术设备的相关厂家。
　　户用储能方面，大圆柱电池加速渗透。多因素推动下，户用储能有望爆发，大圆柱磷酸铁锂电池在应用性能、安全性、循环寿命等方面优势较强，大圆柱磷酸铁锂电池放量有望带动户用电池供给端“变革”，关注布局户用大圆柱磷酸铁锂电池相关企业，尤其是在全极耳、循环寿命提升方面具有技术壁垒的企业。
　　3、钠离子电池容量逼近磷酸铁锂电池，资源优势显现，有望在储能等领域对锂电池形成补充。从性能来看，钠离子电池能量密度、循环寿命低于锂电池，但其在低温性能、快充方面更优；从成本和资源可获得性来看，钠元素储量丰富，钠离子电池材料成本较锂电池有所降低。三种主要路线中，层状氧化物与三元材料类似，聚阴离子化合物结构则更接近磷酸铁锂，普鲁士蓝/白化合物为钠电新增路线。层状氧化物电化学性能最为优异，理论比容量较高，原料来源广且合成方便，可复用锂电路线程度高，产业传导路径顺畅，最先具备产业化基本条件，目前发展最为成熟，短期关注布局层状氧化物路线相关企业。
　　4、随着长时储能技术路线需求增长，全钒液流电池迎来发展空间。全钒液流电池具有循环寿命长、容量大、生命周期经济性好及环境负荷低等优点，并能够突破锂离子电池在长时储能方面的限制，因此具有一定的发展空间。目前初始投资成本较高是限制其发展的重要因素，随着电站等储能系统时长拉长、电解液租赁模式推广、离子交换膜等关键材料国产替代，全钒液流电池有望突破初始投入成本方面的限制，关注全钒液流电池的规模爆发。重点关注全钒液流电池的产业链龙头如钒矿资源企业、离子交换膜等关键材料国产替代企业、电解液生产及布局新兴电解液租赁模式的相关企业。
　　风险提示
　　相关政策变动、市场竞争加剧、原材料价格异常波动、储能技术更新迭代、海外市场不确定性等风险。
　　

研究报告全文：证券研究报告行业研究电气设备粤开新能源储能系列研究报告二多种储能技术路线竞相发展新型储能领域电化学储能为核心增量2023年10月10日投资要点分析师陈梦洁执业编号S0300520100001核心观点及投资建议电话010-83755578邮箱chenmengjieykzqcom从整体发展趋势来看储能技术正朝着高安全性长循环寿命低成研究助理储杨阳本高能量密度方向迈进抽水蓄能以长寿命运行成本低以及安全性方邮箱chuyangyangykzqcom面的优势前期取得了较大规模的应用但存在初始投资成本高需要地研究助理杨腾飞理资源等限制而电化学储能凭借建设周期短地理位置限制小成本持邮箱yangtengfeiykzqcom续下降等优势正逐步成为装机主流不同的电化学储能技术由于各具优势将形成互补发展锂离子电池在供电可靠性电网稳定性削峰填谷等场景需求表现优异在电源侧电网侧均有较好应用已经进入大规模商业应用阶段受锂电池原材料价格波动等因素制约钠离子电池资源优势逐渐显现未来有望与锂离子电池形成互补同时由于电力系统对于长时储能的需求全钒液流电池也迎来发展机遇已有多项目落地进入商业应用阶段1需求高景气叠加应用场景多元储能技术路线竞相发展储能技术路线百花齐放技术参数各有千秋储能在电力系统中的发电侧电网侧及用户侧均有应用多元应用场景厚植多种技术路线发展沃土抽水蓄能以长寿命运行成本低以及安全性方面的优势前期取得了较大规模的应用储能电站等建设高景气催生锂电池装机规模高歌猛进压缩空气等新型技术蓄势待发据统计2022年全球已投运电力储能项目累计装机规模为2372GW其中抽水蓄能累计装机规模占比7935首次低于80锂离子电池等新型储能累积装机规模达457GW占比193同比增长802锂离子电池综合性能优越也是电化学储能主流路线锂离子电池具有能量密度高充放电效率高响应速度快等优点是目前发展最快的新型储能技术锂离子储能电池正极材料以磷酸铁锂为主在2023年1-7月储能电池累计销量及出口量中均占比超99国内龙头受益于磷酸铁锂路线认可度提升优势凸显关注磷酸铁锂储能电池产业链相关龙头企业大型储能电站使用的储能电池以方形电池为主电芯容量正从280Ah向300Ah甚至更高快速迭代关注布局280Ah及以上大容量及储能专用电池的相关企业方形电池长薄化叠片卷绕工艺形成竞争之势叠片电池快速起量趋势下伴随叠片设备工艺技术进步供应链相关企业市场空间较大建议关注国产叠片机极片冲切模具等技术设备的相关厂家户用储能方面大圆柱电池加速渗透多因素推动下户用储能有望爆发大圆柱磷酸铁锂电池在应用性能安全性循环寿命等方面优势较强大圆柱磷酸铁锂电池放量有望带动户用电池供给端变革关注布局户用大圆柱磷酸铁锂电池相关企业尤其是在全极耳循环寿命提升方面具有技术壁垒的企业3钠离子电池容量逼近磷酸铁锂电池资源优势显现有望在储能等领域对锂电池形成补充从性能来看钠离子电池能量密度循环寿命低于锂电池但其在低温性能快充方面更优从成本和资源可获得性来看请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom128行业研究钠元素储量丰富钠离子电池材料成本较锂电池有所降低三种主要路线中层状氧化物与三元材料类似聚阴离子化合物结构则更接近磷酸铁锂普鲁士蓝白化合物为钠电新增路线层状氧化物电化学性能最为优异理论比容量较高原料来源广且合成方便可复用锂电路线程度高产业传导路径顺畅最先具备产业化基本条件目前发展最为成熟短期关注布局层状氧化物路线相关企业4随着长时储能技术路线需求增长全钒液流电池迎来发展空间全钒液流电池具有循环寿命长容量大生命周期经济性好及环境负荷低等优点并能够突破锂离子电池在长时储能方面的限制因此具有一定的发展空间目前初始投资成本较高是限制其发展的重要因素随着电站等储能系统时长拉长电解液租赁模式推广离子交换膜等关键材料国产替代全钒液流电池有望突破初始投入成本方面的限制关注全钒液流电池的规模爆发重点关注全钒液流电池的产业链龙头如钒矿资源企业离子交换膜等关键材料国产替代企业电解液生产及布局新兴电解液租赁模式的相关企业风险提示相关政策变动市场竞争加剧原材料价格异常波动储能技术更新迭代海外市场不确定性等风险请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom228行业研究目录一需求高景气叠加应用场景多元储能技术路线竞相发展5一储能技术路线百花齐放技术各有千秋5二电力系统多元应用场景厚植储能多技术路线发展沃土6二装机规模方面抽水蓄能强势延续锂电池高歌猛进压缩空气等新型技术蓄势待发9一全球储能装机规模持续增长锂电池等电化学储能规模突破9二各技术路线分处不同应用阶段抽水蓄能及锂电池已大规模应用11三锂电池等电化学储能发展迅速已成为新型储能增量主要贡献者11一全球储能市场处于增长阶段电化学储能占比逐年上升11二锂离子电池综合性能优越是目前电化学储能主流路线121储能电池以磷酸铁锂电池为主国内龙头受益于磷酸铁锂路线认可度提升优势凸显132大型储能电站以方形电池为主电芯容量正向280Ah及以上快速迭代153户用储能方面大圆柱电池有望加速渗透18二钠离子电池容量逼近磷酸铁锂电池资源优势显现有望在储能等领域与锂电池互补19三长时储能需求带动全钒液流电池发展降本增效成为规模化发展需跨过的首要目标22四储能产业增量空间广阔新型储能技术发展高成长确定性强25五风险提示26图表目录图表1储能技术路线分类5图表2储能技术路线性能参数比较5图表32022年电化学储能电站新增装机各应用场景分布7图表4不同应用需求下储能技术性能参数7图表5储能技术路线应用场景8图表6不同应用场景五种储能技术优势比较8图表7全球已投运电力储能项目累计装机结构10图表8国内已投运电力储能项目累计装机结构10图表9储能技术路线应用阶段11图表102017-2022年全球及中国电化学储能累计装机规模GW11图表11锂电池成本结构12图表12不同正极材料锂电池性能参数表12图表13锂离子储能电池产业链全景图13图表142023年1-7月储能电池累计销量及出口量MWh14图表152021-2023年锂离子储能电池头部企业出货量GWh14图表162021-2023年锂离子储能电池头部企业出货量GWh及市占比15图表17大容量280Ah及以上储能电池优势15图表18各公司280Ah及以上大容量电池布局产品16图表19叠片工艺与卷绕工艺相较优劣势17请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom328行业研究图表20钠离子电池与锂离子电池性能参数比较19图表21钠离子电池与锂离子电池材料成本对比19图表22钠离子电池产业链全景图20图表23钠离子电池头部企业布局技术路线产能21图表24钠离子电池储能电站项目21图表25全钒液流电池成本结构22图表26全钒液流电池产业链全景图22图表272022年全钒液流储能部分落地项目及2023年上半年项目签约情况23图表28不同储能时长全钒液流电池储能系统初始投资成本24请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom428行业研究一需求高景气叠加应用场景多元储能技术路线竞相发展一储能技术路线百花齐放技术各有千秋储能的技术路线多元按照能量储存方式不同可分为电化学储能机械储能化学储能电磁储能热储能五类电化学储能主要包括锂电池钠电池液流电池铅蓄电池等机械储能包括抽水蓄能飞轮储能压缩空气储能等化学储能包括氢储能合成氨储能等电磁储能包括超级电容器储能超导储能等热储能包括储热储冷等图表1储能技术路线分类资料来源粤开证券研究院为满足应用需求安全性高循环寿命长成本低能量密度高功率密度大储能效率高以及环境友好为储能技术最终发展方向目前来看各技术各具优势百花齐放各种储能技术仍存在较大的发展前景和空间从储能技术的参数对比来看技术路线各有千秋能量密度来看锂离子电池与钠离子电池具有较大优势分别为90-330kWhkg与130-150kWhkg即单位质量的电池可存储能量更高从使用寿命来看抽水蓄能压缩空气储能超级电容超导储能热熔融盐等相较于其他储能方式处于领先地位寿命可达30年以上更长的使用寿命和循环次数有效降低其使用寿命内单次循环成本从初始投资和度电成本来看锂离子电池和钠离子电池的初始投资成本以及单位能量成本具有较高优势全钒液流电池的初始投资和度电成本均处于中等水平抽水蓄能压缩空气储能等机械储能度电成本较有优势但前期的初始投资较高需运行较长时间方可回收成本超级电容储能目前单位能量成本依然较高难以达到大规模应用的水平目前锂离子电池已经能够进行大规模商业化应用其成本受上游锂钴镍等原材料价格波动影响然而未来随着上游原材料的进程化规模化应用以及锂离子电池储能效能提升预计其成本有望回归到可接受范围图表2储能技术路线性能参数比较锂离子钠离子压缩空气储能技术钒液流电池铅蓄电池抽水蓄能飞轮储能热熔融盐超级电容超导储能电池电池储能请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom528行业研究额定功率百兆瓦级百兆瓦级百兆瓦级百兆瓦级吉瓦级百兆瓦级百兆瓦级千兆瓦级兆瓦级兆瓦级放电时间30min8h1-10h07-8h分钟-小时1-24h6-12h30s-15min5-15h1ms-1h1ms-1h循环次数或1000-1500010000-150002500-6000百万次20500-1200次50年30-50年30年30年30年使用年限次5-10年次15-20年次年响应速度秒级秒级秒级秒级分钟级分钟级毫秒级-毫米级毫秒级能量密度90-33025-40130-15035-55----3-30-KWhkg初始投入成12-181-303-07-66-924-422--本元Wh度电成本元035-0717-175027-066-021-067030-050-04-19--KWh削峰填谷削峰填谷备调峰调频调峰调频UPS电能与光热发电能质量电能质量应用场合备用电源调峰调频用电源系统备用系统备用质量调节电结合提升提升高效技术储能时间工作温度能量密度循环寿命长充电效率响应快比响应速度成熟成本长使用寿区间广储高响应速安全性高能性价比高高响应速功率高循响应快效优点快能量密低寿命长命长占地能密度高度快规模量与功率分技术成熟度快比功环寿命长率高度相对较高适用大规模面积小容使用寿命化应用开控制率高效率高储能量大长需要地理资能量密度低充放电循环寿命短比成本高运成本高一源建设周需要地理资成本高技初期投资成本高储缺点运维成本高次数少充功率低污行维护辅致性差期长启动源响应慢术仍在发展高能容量低功率低电速度慢染严重助速度慢资料来源电力系统储能应用场景研究综述裴春兴等电力储能技术路线研究及应用前景分析张宇等粤开证券研究院二电力系统多元应用场景厚植储能多技术路线发展沃土电源侧削峰填谷是基础电网侧调峰调频是核心用电侧套利是优势储能在电源侧电网侧及用户侧等不同用电环节均发挥重要作用储能技术可根据电力系统的需求进行应用各环节都发挥着重要的作用在电源侧储能技术为减弱对电网冲击可针对风光或传统火电电站为电力系统提供容量支撑和削峰填谷获取发电收入和调峰补贴主要包括火储光储风储和储能常规机组等风光资源开发企业多承担配套建设电网侧为提升电网应对新能源发电冲击的调节能力南网国网等依托输配电资产企业具有垄断优势在电网侧储能技术可以为电网公司提供调峰和调频服务新能源电站直接并网运行所带来的电能不确定性和波动性会对电网造成极大的冲击电能的供给与需求也存在不同步的情况接入储能系统后可为电网提供辅助功能稳定系统频率电网侧主要包括独立储能变电站汇集站移动电源车等电网侧以独立储能为主南网国网等依托输配电资产企业具有天然垄断优势用户侧利用高峰和低谷的电价差获取经济效益零碳产业园带来新的发展机遇在用户侧储能主要面向工商业或社区提供应急不间断电源或提高光伏自发电用电量改善供电质量实现经济效益主要场景包括工商业产业园EV充电站港口岸电其他海岛校园社区等储能装置在用电低谷时充电在用电高峰时放电利用高峰和低谷的电价差节省用电费用从中可获取经济效益因此户用储能主要集中在高电价及高电价差的国家或地区国内用户侧以工商业储能占比6555为主产业园储能EV充电站的占比也在逐渐提升在新增装机中占比2159255请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom628行业研究随着双碳目标进程产业园的建设逐步从低碳转向零碳园区节能降碳压力增高园区需要通过增加新能源发电装机比例或者直接购买绿电等方式满足需求但新能源发电的大量接入会冲击园区用电的稳定性因此通常需要增加储能设备来维持用电稳定性此外园区企业用电量较大峰谷价差不断扩大的趋势下企业可通过加装储能充放电来降低整体用电成本成为促进园区内企业装机的动力鄂尔多斯市零碳产业园园区构建了风光储氢绿色能源供应体系80的能源直接来自于风电光伏和储能另外20的能源通过电网回购绿电实现100的零碳能源供给图表32022年电化学储能电站新增装机各应用场景分布充电站EV其他1031产业园2552159工商业6555变电站029其他1179用户侧76电源侧492电网侧431新能源配储独立储能85298792火储313其他1158资料来源CESA粤开证券研究院在电源电网和用户侧的场景下对储能产生削峰填谷参与调频平抑波动提高传输能力改善电能质量提升运行稳定性备用容量等多种应用需求不同应用需求对要求的储能类型容量型能量型功率型响应时间性能要求和放电时长要求也不尽相同单一技术难以满足所有要求厚植多种技术路线发展的沃土图表4不同应用需求下储能技术性能参数应用需求储能类型响应时间性能要求放电时长功率型容量型能量型容量功率削峰填谷中长期大大2-6h参与调频超短期短期大15min-2h平抑波动超短期短期1s-30min提高传输能力中长期大大2-4h改善电能质量超短期短期1s-30min提升运行稳定性超短期短期大15min备用容量短期中长期15min资料来源电力系统储能应用场景研究综述裴春兴等粤开证券研究院请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom728行业研究图表5储能技术路线应用场景资料来源高工产研锂电研究所GGII粤开证券研究院结合各个技术路线的性能参数从供电可靠性电网稳定性削峰填谷需求和调频辅助需求等角度对锂离子电池压缩空气液流电池和超级电容等技术进行比较锂离子电池在供电可靠性电网稳定性以及削峰填谷方面都具有较好的表现在调频方面使用受限这是由于频繁充放电会导致锂电池系统使用寿命过短并且易发生安全事故而液流电池储能系统在实现长时储能调峰应用的同时可利用液流电池短时过载的能力实现短时的一次调频功能因此在调频辅助方面与压缩空气表现最佳超级电容和铅蓄电池在供电可靠性电网稳定性削峰填谷方面表现也较为亮眼然而超级电容受限于成本较高铅蓄电池则受限于使用寿命较短且存在一定的环保污染图表6不同应用场景五种储能技术优势比较请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom828行业研究资料来源艾瑞咨询粤开证券研究院二装机规模方面抽水蓄能强势延续锂电池高歌猛进压缩空气等新型技术蓄势待发一全球储能装机规模持续增长锂电池等电化学储能规模突破抽水蓄能以长寿命运行成本低以及安全性方面的优势前期取得了较大规模的应用伴随着新能源配储等大型储能电站的应用锂电池储能的规模随之获得了较快的增长目前除了抽水储能外还没有一种储能技术能同时满足能量密度高储能效率高寿命长功率密度大环境友好以及成本低等大规模应用的条件因此抽水蓄能仍占有举足轻重的地位据CNESA统计2022年全球已投运电力储能项目累计装机规模为2372GW同比增长15其中抽水蓄能累计装机规模占比793首次低于80与去年同期相比下降68锂离子电池等新型储能累积装机规模达457GW占比193同比增长80锂电池累积装机规模仅次于抽水蓄能占比为182年增长率超过85在新型储能中占据主导地位请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom928行业研究图表7全球已投运电力储能项目累计装机结构1400211822027值006004002抽水蓄能锂离子电池熔融盐储热钠硫电池铅蓄电池压缩空气飞轮其他资料来源CNESA粤开证券研究院截至2022年底我国已投运电力储能项目累计装机规模为598GW占全球市场总规模的25其中抽水蓄能装机量为461GW累计装机占比同样首次低于80与去年同期相比下降83新型储能累积装机规模达131GW271GWh累计装机规模首次突破10GW锂电池累积装机规模仅次于抽水蓄能占比为2059在新型储能中占据主导地位而锂电池受益于性能优势在大型储能电站及工商业储能系统中应用广泛装机规模随之高速增长2022年中国新增投运电力储能项目装机规模165GW首次突破15GW其中抽水蓄能新增规模91GW新型储能新增规模创历史新高达到73GW159GWh新型储能中锂离子电池占据绝对主导地位比重达97此外铅蓄电池压缩空气储能液流电池飞轮钠离子电池等其它技术在装机规模上有所突破应用场景和应用模式逐渐增多图表8国内已投运电力储能项目累计装机结构1002059068134026值033002002002抽水蓄能锂离子电池熔融盐储热铅蓄电池液流电池压缩空气飞轮超级电容其他资料来源CNESA粤开证券研究院请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom1028行业研究二各技术路线分处不同应用阶段抽水蓄能及锂电池已大规模应用从集成示范及应用规模来看可将各技术路线分为研发小试示范应用商业推广和大规模应用等阶段其中抽水蓄能和锂电池已经处于大规模应用阶段铅蓄电池液流电池钠硫电池等也处于商业应用阶段而超级电容器超导储能等目前还处于研究和示范阶段距离大规模应用仍有一定距离图表9储能技术路线应用阶段资料来源CNESA各储能技术项目示范招标投运等公开信息梳理粤开证券研究院三锂电池等电化学储能发展迅速已成为新型储能增量主要贡献者一全球储能市场处于增长阶段电化学储能占比逐年上升2022年全球储能累计装机规模为2372GW其中电化学储能累计装机规模346GW占比约为1458中国电化学储能累计装机规模达到11GW电化学储能技术在海内外都获得了快速发展全球和中国的电化学储能累计装机规模在2017-2022年期间持续增长并有进一步扩大的趋势抽水蓄能仍为主流但电化学储能占比逐年上升未来几年将贡献全球储能主要增量国家能源局发布的新型电力系统发展蓝皮书征求意见稿中在规模化高安全性新型储能技术装备领域方面提出重点开展长寿命低成本及高安全的电化学储能关键核心技术装备集成优化研究提升锂电池安全性降低成本发展钠离子电池液流电池等多元化技术路线图表102017-2022年全球及中国电化学储能累计装机规模GW请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom1128行业研究40中国全球35302520151050201720182019202020212022资料来源CNESA粤开证券研究院二锂离子电池综合性能优越是目前电化学储能主流路线锂离子电池综合性能优越具有储能密度高充放电效率高响应速度快等优点是目前发展最快的新型储能技术也是电化学储能主流路线锂电池结构主要包括正极负极电解液和隔膜四大部分正极材料约占整体成本的40负极材料隔膜和电解液分别占约152010图表11锂电池成本结构其他包装材料15电解液10正极材料40隔膜20负极材料15资料来源中国锂电行业发展德勤观察粤开证券研究院根据正极材料的不同锂离子电池可分为钴酸锂电池锰酸锂电池磷酸铁锂电池三元锂电池等其中磷酸铁锂电池的安全性循环寿命成本等各方面性能与储能需求适配度高已成为主要路线图表12不同正极材料锂电池性能参数表三元材料项目钴酸锂LCO锰酸锂LMO磷酸铁锂LFP镍钴锰酸锂镍钴铝酸锂NCMNCA比容量mAhg140-150100-120130-140150-220180-220请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom1228行业研究循环寿命次500-1000500-100020001500-20001500-2000安全性适中较好好较好较好成本高低低较低较低优点体积能量密度高锰资源丰富成本成本低高温性能能量密度高循环高能量密度低温充放电稳定工艺低安全性能好好安全性好循性能好性能好简单环寿命长缺点成本较高安全性能量密度低循环低温性能差成本相对较高安成本相对较高安较差循环寿命较寿命较短全性整体低于磷全性整体低于磷短酸铁锂电池酸铁锂电池资料来源容百科技招股说明书粤开证券锂离子储能电池已经建立了较为健全的产业链产业链上游主要为原材料加工中游为储能锂电池制造下游为储能多场景应用及锂电池回收图表13锂离子储能电池产业链全景图资料来源宁德时代当升科技容百科技天赐材料德方纳米贝特瑞多氟多恩捷股份等公司公告整理粤开证券研究院1储能电池以磷酸铁锂电池为主国内龙头受益于磷酸铁锂路线认可度提升优势凸显据ICC统计2023年1-6月全球储能电池以锂电池为主产量98GW同比增长115储能电池出货量102GWh同比增长145从近年来的出货量增速来看据SNEResearch数据显示2021年全球储能电池出货量为44GWh2022年出货量达122GWh同比增长1772023年上半年储能电池出货量已接近2022年全年水平储能电池出货量增速明显大储和工商业装机需求增长带动下储能电池去库存明显库存已处于正常水平请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom1328行业研究储能电池的核心需求在于安全性高成本低和使用循环寿命长其次才是能量密度因此磷酸铁锂路线相较其他锂电池路线更具优势内驱外需推动下储能产业的快速发展也拉动磷酸铁锂电池正极材料需求据中国汽车动力电池产业创新联盟统计数据2023年1-7月我国储能电池累计销量达355GWh其中磷酸铁锂电池累计销量352GWh我国储能电池累计出口达73GWh其中磷酸铁锂电池累计出口73GWh与三元路线相比磷酸铁锂在使用寿命安全性响应速度成本等方面具备明显优势更适用于储能市场磷酸铁锂电池已广泛运用到大型储能电站通信基站离网电站微电网轨道交通UPS以及户用储能等多个场景图表142023年1-7月储能电池累计销量及出口量MWh1-7月累积销量1-7月销量占比1-7月累积出口1-7月出口占比三元材料30081085069001磷酸铁锂352215399157336899999合计3552233100733758100资料来源中国汽车动力电池产业创新联盟粤开证券研究院从代表性企业的出货量来看国内储能电池厂商的业务进程加快宁德时代和比亚迪市占比之和超50占据了半壁江山韩国企业LG新能源及三星SDI出货量急速下降这一方面得益于国内双碳目标的积极推进各地积极发布和推进新能源配储和补贴政策国内储能市场高景气度越来越多的动力电池企业加码储能业务布局储能领域出货迅速攀升另一方面这与欧美等全球储能市场由三元锂向磷酸铁锂方向转变相关近年来磷酸铁锂容量性能提升及安全性经济性优势凸显接受度日益提升受益于磷酸铁锂在储能系统占比提升国内企业利用产业链优势加快市场开拓从上半年的出货量格局来看储能头部企业竞争格局较为稳定同时面临较大的竞争压力宁德时代2023年上半年市占率减小比亚迪和亿纬锂能同比增速较大已接近去年全年出货水平另外伴随着行业高景气度新玩家出货量占比也在逐步提升海辰储能远景能源等均有较快的增长未来2-3年随着主流电池企业的产能逐步释放及新玩家的成长市场竞争将进一步加剧图表152021-2023年锂离子储能电池头部企业出货量GWh宁德时代比亚迪亿纬理能新能源三星180LGSDI瑞浦兰钧鹏辉能源国轩高科其他2023下半年e160140120100806040200年年年202120222023e请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom1428行业研究资料来源SNEICCGIIEnergyTrend粤开研究院图表162021-2023年锂离子储能电池头部企业出货量GWh及市占比企业2021年出货2022年出货2023上半年出2022年增2021年市2022年市2023上半量GWh量GWh货量GWh长率占比占比年市占比宁德时代175330212383434380比亚迪451412211101115152亿纬理能19575850237895LG新能源79922161787525三星SDI8289291857325瑞浦兰钧147575436326195鹏辉能源055851060114763国轩高科055521000114525其他3488111597772139合计444122279175100010001000资料来源SNEICCGIIEnergyTrend粤开研究院2大型储能电站以方形电池为主电芯容量正向280Ah及以上快速迭代大容量280Ah及以上电池相比50100Ah产品体积能量密度更高PACK端零部件使用量更少可大幅节省成本投入在锂矿等原材料价格波动下成本优势明显生产制造方面容量增大能够有效简化后续集成装配工艺流程节约设备能耗与人力图表17大容量280Ah及以上储能电池优势资料来源粤开研究院从需求端来看280Ah大容量电池在大型储能电站中渗透率较高大型储能电站业主和投资者对于280Ah大容量电池的关注度快速上升中国能建中国华电华能等业主在储能电池招标中明确要求电池单体容量大于等于280Ah供给端来看自宁德时代2019年推出280Ah电芯以来国内已有超10家储能龙头布局大容量储能电芯产品近期亿纬锂能雄韬股份蜂巢能源远景动力鹏辉能源瑞浦兰钧海辰储能南都电源等陆续发布280Ah及以上容量电池产品请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom1528行业研究图表18各公司280Ah及以上大容量电池布局产品电池序号公司电池容量工艺正极材料电池参数类型单只电池可储存1792kWh能量循环寿命超1亿纬锂能560Ah方形叠片磷酸铁锂过12000次单颗电芯带电量为1856kWh循环寿命达到2雄韬股份580Ah方形叠片磷酸铁锂10000次3蜂巢能源325Ah方形叠片磷酸铁锂长循环版循环寿命可达12000次单颗电芯一度电1008kWh循环寿命120004远景动力315Ah方形-磷酸铁锂次5鹏辉能源320Ah方形卷绕磷酸铁锂循环寿命大于8000次使用寿命超20年320Ah体积能量密度达400WhL循环寿命超100006瑞浦兰钧方形卷绕磷酸铁锂340Ah次使用寿命超20年7海辰储能320Ah方形叠片磷酸铁锂体积能量密度385WhL循环寿命10000次四卷芯体积能量密度超过380WhL循环寿命可达8南都电源305Ah方形磷酸铁锂叠片12000次20年超长寿命9宁德时代302Ah方形-磷酸铁锂循环次数6000次以上叠片式单颗电芯能量达12kWh循环次数超1000010海基新能源375Ah方形磷酸铁锂卷绕次资料来源公开信息整理粤开研究院容量向上突破的同时280Ah及以上大容量电芯已经陆续量产交付国轩高科2022年年报中显示循环寿命达万次的300Ah储能电池已经实现量产远景动力305Ah储能电芯已在过去两年里实现了规模化量产交付2023年2月亿纬锂能量产LF560K储能电池超级工厂于湖北荆门正式动工产能将达60GWh此外LF560K超级工厂已在云南青海等地建设预计2024年Q2开启全球交付欣旺达公司2022年11月份在公开平台上表示目前已有量产的280Ah电芯生产线瑞浦兰钧宣布其320Ah储能电芯将于Q3量产蜂巢能源325Ah储能电芯将在2023H2交付南都电源305Ah储能电芯将在2023实现量产储能大容量电芯量产竞速外众多厂商基于储能运用场景需求在电芯的能量密度使用寿命尺寸制造工艺等方面持续拉锯储能专用电池呼之欲出亿纬锂能560Ah单只电池可储存1792kWh能量循环寿命超过12000次雄韬股份580Ah单颗电芯带电量为1856kWh循环寿命达到10000次远景动力315Ah实现单颗电芯一度电同时循环寿命高达12000次在尺寸不变的基础上较上一代产品能量密度提升了11海辰储能320Ah体积能量密度385WhL循环寿命10000次在电芯成本系统成本整箱标配等多维度上探索更适配储能市场应用发展模式鹏辉能源320Ah储能电芯单体容量相较于前一代电芯产品提升14循环寿命大于8000次使用寿命超20年逐渐提升能量密度将是磷酸铁理正极未来的发展趋势目前通过预锂化硅碳负极等技术改进磷酸铁锂电池能量密度可以突破200Whkg电池单体到系统的体积成组效率从40增加到60国轩高科在2021年发布的一款采用掺硅补锂技术的磷酸铁锂电池容量达到210Whkg面向快速向前的储能产业大幅提高电池循环次数及使用寿命已成为行业重要发展方向多家储能电池企业都在加大投入开发循环寿命更长的电芯行业内多家公司陆续推出循环寿命10000次甚至12000次的储能电芯此前行业内储能电芯的循环寿命一般在6000-8000次宁德时代亿纬锂能远景动力南都电源蜂巢能源等相继推出了12000次循环寿命的储能电池产品随着电芯循环寿命的提升有望显著改善储能电站度电成本LCOS研究表明电池使用寿命的增加可以有效降低储能系统在全生命周期的度电成本数据显示当储能电池的循环次数提升到万次后储能成本有望降至1000元kWh以下据测算储能电池循环次数超过18000次一天充放电两次的情况请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom1628行业研究下使用寿命约为25年可与光伏寿命同步目前我国的电化学储能电站度电成本在05元kWh以上抽水蓄能电站度电成本在025元kWh左右若伴随着使用寿命增长及原材料价格平稳远期电化学储能电站LCOS有望降至03元kWh左右接近抽水蓄能的LCOS亿纬锂能对外表示LF560K储能电芯配套储能电站后运营成本较常规的抽水蓄能电站更低可满足储能大规模高经济性应用需求方形储能电池长薄化叠片卷绕工艺形成竞争之势相较传统卷绕生产工艺280Ah以及以上容量电芯中叠片工艺使用率加速渗透目前推出的大容量电芯产品中蜂巢能源325Ah电芯亿纬储能560Ah电芯雄韬股份580Ah电芯海辰储能320Ah电芯均采用叠片工艺海基新能源375Ah储能电芯采用叠片式卷绕工艺南都电源305Ah储能电芯采用四卷芯叠片工艺据资料亿纬锂能30堆叠技术可实现02sPCS的叠片速率单台叠片设备产能13GWh这能够大幅度降低工厂的能耗投资额和人工成本蜂巢能源凭借飞叠技术并基于短刀电芯结构打造325Ah储能电池叠片电池与大容量电池具有天然的兼容性叠片电池的极耳数量是卷绕的2倍极耳数量的增加能够缩短电子传输距离降低电阻减少产热理论循环寿命更长叠片工艺相较于卷绕工艺单极片的长度缩短100倍叠片电池封装极片过程中不存在C角问题能够充分利用壳体边角空间提升体积和质量能量密度因此叠片工艺的电池理论上拥有更高体积能量密度上限更稳定的内部结构和更长的循环次数全模切极耳数量变为两倍可解决电子电导的集流问题提升电池快充性能此外叠片技术还可减少Pack零部件数量提升电池集成度有利于减少储能系统占地面积和土建支出图表19叠片工艺与卷绕工艺相较优劣势叠片优劣势维度叠片卷绕能量密度空间利用率更高存在C角容量越大利用率越低内部结构统一反应速率相对一存在C角导致充放电内部反应速率结构稳定性致稳定性更高不均匀叠片优势折弯处容易掉粉毛刺极片膨胀隔安全性受力均匀不存在两端弯折问题膜拉伸等潜在问题循环寿命理论循环寿命更高后期易发生变形稳定性一般生产效率大容量电芯整体生产效率较低生产效率相对较高叠片劣势良率较低毛刺问题突出自动化较高良率较高较低极片数量多设备投资成工艺较为成熟极片数量少设备配套工艺成熟度本较大等成熟投资成本相对较低资料来源高工产研锂电研究所GGII粤开研究院总体看来叠片工艺与大容量电池生产工艺的匹配度更高但存在工艺难度大设备投资成本高良率低等劣势因此亦有部分厂商仍采用卷绕工艺生产超280Ah容量电芯鹏辉能源发布的320Ah储能电芯瑞浦兰钧的320Ah储能电芯即采用卷绕工艺目前生产工艺上叠片卷绕正在280Ah及以上大容量电芯形成竞争之势随着叠片工艺的成熟国产叠片机效率提升叠片电池技术在成本降低的同时效率有望提升不久的将来叠片工艺或将与卷绕技术在更多容量范围内的储能电池生产形成相互竞争相互补充的态势此前受限于生产效率低与投入成本高叠片路线在锂电池制造环节渗透缓慢随着叠片设备工艺不断进步叠片电池正在快速起量为供应链相关企业带来更大的市场空间建议关注国产叠片机极片冲切模具等技术设备的相关厂家请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom1728行业研究3户用储能方面大圆柱电池有望加速渗透2021年来全球户用储能规模增速明显海外方面欧美能源成本和电价持续攀升叠加俄乌战争和海外大型停电事件尤其是近年来极端天气频发使得能源供给难度增加居民用电需求和用电成本大增户用储能市场超预期爆发国内方面随着峰谷电价差扩大及户用分布式光伏装机进程户用储能有望迎来爆发预计未来几年全球将迎来户用储能爆发新阶段另一方面户用储能系统容量从3-5kWh向5-20kWh迭代对户用储能电池的容量功率成本和寿命也提出了新要求当前市场应用户用储能电芯主要包括方形软包及圆柱电芯单体容量层面方形容量范围为50-100Ah软包为30-80Ah圆柱为10-50Ah由于户储应用场景对于容量和便携性需求多样因此对于储能电池灵活串并联的要求较高以磷酸铁锂材料为主的大圆柱电池凭借其灵活成组优势性能凸显目前大圆柱电池在储能领域的规模应用进度明显优先于动力板块尤其在户储市场渗透率突出多家电池企业已经或计划推出大圆柱户用储能专用电池海辰储能发布的大圆柱电池产品规格覆盖4680-46300单体容量则涵盖10-50Ah灵活适配性更强满足户用储能应用场景定制化需求鹏辉能源针对户用储能市场同样推出40135系列大圆柱电池目前已经量产并已经收到客户订单40135大圆柱电池采用全极耳结构磷酸铁锂低温超导和全周期动态均衡技术具备超强动力超长续航宽温程使用等优异性能主要应用在户用储能便携式储能领域目前正在开发46系大圆柱电池未来可应用在户储领域大圆柱电池规格较多尚未形成主导标准布局企业从0到1机遇区别于三元大圆柱电池尺寸多为46系列户用储能市场目前多家企业产品的型号和规格略有不同如鹏辉能源亿纬锂能生产的大圆柱电池主要为40135型号直径40mm高度135mm而海辰储能大圆柱电池4680-46300则是基于46mm直径高度则覆盖80-300mm其余厂家大圆柱电池产品直径从26-60mm不等都有布局目前户用电池正处于发展初期户储产品应用场景丰富需要适配不同场景产品需求因此尚未形成统一标准户用电池尚处发展初期各公司处于探索阶段未来新进企业可以通过融资产品差异化开发销售渠道拓宽等方式实现弯道超车关注户用电池企业从0到1机遇结合市场需求和技术迭代来看大圆柱正成趋势相较于传统小圆柱电池大圆柱电池尺寸增加单体电池的容量更高后续PACK组成串并联和结构件减少有利于降低成本大圆柱磷酸铁锂电池受到户储市场的青睐一方面是得益于制造工艺和材料体系优化使得大圆柱电池在成本容量性能循环和安全方面优势凸显另一方面结构上创新使用全极耳技术大幅提升了电池充电放电的倍率性能全极耳技术赋能磷酸铁锂大圆柱电池充放电性能及安全性显著提升全极耳技术是实现高功率密度的重要路径传统的圆柱体电池极耳为铜箔和铝箔两端焊接的导引线而全极耳是把整个正负极集流体全部作为极耳通过集流体与电池壳体或电池盖板进行全面积连接可大幅降低电池内阻和发热量从而解决高能量密度电芯的发热问题并提高充放电峰值功率乘用车用大圆柱电池普遍采用了多极耳或者全极耳方式以特斯拉4680电池为例相较于此前2170电池电池电芯容量是2170的5倍充电功率提高6倍目前具备该技术的企业也把技术移植到户用储能的大圆柱磷酸铁锂电池上如亿纬锂能和鹏辉能源的40135大圆柱磷酸铁锂电池均采用了全极耳全极耳电池极耳接触面积变大焊接区域由线变为面焊接量增多的同时对一致性要求也更高焊接难度增大全极耳焊接点位增加焊接难度变大叠加电池的需求量增大预计大圆柱电池的规模化应用将会催生焊接需求增长建议关注国内焊接设备龙头如激光焊接超声波滚焊等设备厂商龙头大圆柱电池循环寿命瞄准5000次门槛向更高目标突破传统圆柱电池的循环寿命请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom1828行业研究在2000次左右使用寿命短成本高使用寿命作为储能电池的关键指标大圆柱电池较传统圆柱电池大幅提升部分企业已经将循环寿命瞄准5000次甚至更高次数以实现户储产品可满足10年甚至更久的使用需求亿纬锂能40135圆柱电池循环次数4000次海辰储能大圆柱电池4680-46300采用GI系统设计曲率张力耦合设计3D1nfil边界设计等提升大圆柱电池电化学反应环境循环次数超5000次大圆柱电池在成本寿命安全和后续配组等方面的优势不言而喻目前多家电池企业针对户用储能便携式储能应用场景需求开始重点布局大圆柱磷酸铁锂电池未来随着产品在性价比安全性和便携性方面逐步被验证预计会有更多企业参与大圆柱磷酸铁锂电池放量有望带动户用电池供给端变革二钠离子电池容量逼近磷酸铁锂电池资源优势显现有望在储能等领域与锂电池互补钠离子电池与锂电池各有优势有望在储能等领域对锂电池形成补充钠离子电池由于其资源丰富低温性能好充放电速度快等优点得到了储能领域的高度关注从性能来看钠离子电池能量密度循环寿命低于锂电池但其在低温性能快充方面更优从成本和资源可获得性来看钠元素储量丰富钠离子电池材料成本低于锂电池图表20钠离子电池与锂离子电池性能参数比较材料与设备钠离子电池锂离子电池地壳丰度2750007资源分布全球75分布在澳大利亚和南美区域储能时长4h4h技术循环次数20003000-6000性能能量密度whkg100-150130-200电池原材料成本元wh025-0303-05原料丰富资源分布平均一定原料有限资源分布集中电池回收技环境友好性程度缓解资源短缺电池原材料术不成熟原材料价格高位波动成本相较锂电池低安全性较好内阻相较锂电池高有机溶剂易燃性正负极稳定性较差安全性短路情况时放热量少热失控温电池过充性能较差但大部分磷酸铁锂度高电池安全性优于三元电池资料来源高工产研锂电研究所GGII粤开研究院钠离子电池组成与锂离子电池类似主要由正极负极电解液隔膜几大部分组成目前常用的钠离子正极材料主要为层状过渡金属氧化物聚阴离子化合物和普鲁士蓝类似物三类其中层状氧化物与三元材料类似聚阴离子化合物结构则更接近磷酸铁锂普鲁士蓝白化合物是钠电新增路线图表21钠离子电池与锂离子电池材料成本对比请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom1928行业研究锂离子电池43111513135材料成本降低钠离子电池26162618410020406080100正极负极电解液隔膜集流体其他注钠离子电池选用NaCuFeMnO软碳体系锂离子电池选用磷酸铁钾石墨体系资料来源中科海钠官网粤开研究院层状氧化物与其他两种路线相比电化学性能最为优异理论比容量约240mAhg原料来源广结构简单且合成方便可复用锂电路线程度高产业传导路径顺畅最先具备产业化基本条件目前发展最为成熟走在产业化最前列普鲁士蓝白化合物成本低倍率性能好但体积能量密度低且除水困难聚阴离子化合物循环性能好但成本高能量密度低倍率性能差钠离子电池的负极主要为硬碳软碳和复合无定型碳材料等其中硬碳储钠量高但成本也较高是目前主流路线而软碳成本相对较低但储钠量也较低电解液以六氟磷酸钠为主流路线与六氟磷酸锂原理类似产线兼容度也较高量产难度低图表22钠离子电池产业链全景图资料来源宁德时代中科海钠星空钠电贝特瑞多氟多鹏辉能源等公司公告整理粤开研究院请务必阅读最后特别声明与免责条款wwwykzqcom2028