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2021年锂电储能行业研究报告.pdf
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2021 年锂电储能行业研究报告
一、储能行业需求稳健增长, 电化学储能占比提升迅
速
1.1 需求多样性决定了储能形式多元化发展
储能是指通过介质或设备, 利用化学或物理的方法把
能量存储起来,根据应用需求以特定能量 形式释放的过
程,通常所说的储能主要为储存电能。储能的作用主要是
提高电力稳定性和可用 性,储存的能量可以用做应急能
源,也可以用于在电网负荷低的时候储能,在电网高负荷
的时 候输出能量,用于削峰填谷,减轻电网波动,同时
还可以增强可再生能源利用。
根据技术特点的不同, 储能可划分为机械储能、 电化
学储能、电磁储能。 机械储能以抽水蓄能 为主,是目前
最为成熟、成本最低、使用规模最大的储能技术;电化学
储能以锂离子电池为主, 是应用范围最为广泛、发展潜
力最大的储能技术;电磁储能成本较高,目前占比较低。
1.2 全球累计装机规模增速放缓, 中国储能市场异军
突起
全 球 储 能 市 场 持 续 稳 定 发 展 , 累 计 装 机 规 模 已 达
184.7GW 。储能是智能电网、可再生能源高 占比能源系统、
能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术, 近年来持续
稳定发展,根据 CNESA 全球储能项目库数据, 2015-2019
年 , 全 球 储 能 项 目 累 计 装 机 规 模 从 164.7GW 增 长 至
184.6GW ,总体来看持续稳定发展。截至 2019 年底,全
球已投运储能项目累计装机规模 184.6 GW ,同比增长
1.9%,其中抽水蓄能累计装机占比最大,为 92.6% ,同比
增 长 0.2% , 其 次 为 电 化 学 储 能 , 累 计 装 机 规 模
9520.5MW ,占比 5.2% 。
中国的储能产业虽然起步较晚, 但近几年发展速度令
人侧目。 2015-2019 年,中国储能项目累 计装机规模从
23.2GW 增长至 32.3GW ,CAGR 为 8.62% ,相比全球同期
2.89% 的数据增长 明显。截至 2019 年底,中国已投运储
能项目累计装机规模 32.3GW ,同比增长 3.8% ,占全球 市
场总规模的 17.6% ,其中,抽水蓄能的累计装机规模最大,
为 30.3GW ,同比增长 1.0% ;电化学储能的累计装机规模
位列第二,为 1709.6MW ,同比增长 59.4% 。
1.3 抽水储能为主,电化学储能发展迅速
抽水储能是目前应用最为广泛的储能电站, 在所有储
能形式中占比超过 90% ,也是最为成熟 的大规模储能技
术之一。全球抽水储能装机规模在 2016 年经历了相对快
速的增长后, 2016-2020 年 Q1 增速呈现逐年下降的态
势 , 全 球 抽 水 储 能 累 计 装 机 规 模 增 速 从 2016 年 的
13.44% 下降至 2019 年的-0.35% ,与此同时,我国的相应
数据也从 17.37% 下滑至 0.73% ,增 速均持续放慢。 2019
年 , 全 球 抽 水 蓄 能 累 计 装 机 规 模 有 所 下 滑 , 规 模 为
170.1GW ,同比下降 0.35% ,占全球储电装机总规模的
92.6% ,我国抽水蓄能累计装机规模达到 30.27GW ,同比
增长 0.73% ,占全国储能装机总规模的 93.4% 。虽然抽水
储能占比呈下降趋势,但在全球储能 结构中依旧占据绝
对领先地位。
抽水储能受制于地理环境, 发展空间有限。 抽水储能
电站通常容量较大,额定功率可以从 100MW 到 2000MW ,
工作时间范围相对较宽从 4h 到 10h ,单位功率建站成本
要低于其他类 型储能电站约为 500-900 美元 /kW。但其
面临的主要问题有: (1)由于抽水储能过程中机械损 耗
较大,所以抽水储能电站效率相对较低, 为 60-75% ;(2)
响应时间较长, 从静止到满载通 常需要 2-2.5 分钟,从
空载到满载通常需要 30-35 秒;(3)电站建设周期较长,
一般需要 8-10 年;( 4)建设完全依赖于地理条件,即
当地水资源的丰富程度,并且一般与电力负荷中心有一
定的距离,面临长距离输电的问题。基于抽水储能电站的
上述特点,通常抽水储能电站用于大 电网调峰和大电网
黑启动等方面,考虑到它技术难度较低,放电功率较大,
更加适合大规模的 月周期的储能需求。
电化学储能占比仍比较低, 但技术优势决定了其广阔
的发展前景。 电化学储能相比抽水储能效 率更高,对外
部环境条件依赖更小,相比电磁储能,技术相对更为成熟,
成本更低,应用范围 也更广,因此电化学储能具有非常
广阔的发展前景。 在全球储能累计装机小幅平稳增长的背
景 下,电化学储能却飞速发展, 2014-2019 年,全球电
化 学 储 能 累 计 装 机 规 模 从 893.5MW 迅 速 上 涨 至
8216.5MW ,CAGR 高达 55.85% ,中国的电化学储能发展更
为迅速,累计装机规模从 129.63MW 攀升至 1709.6MW ,
CAGR 高达 67.51% 。截至 2019 年,全球已投运电化学储
能 项目的累计装机规模为 8216.5MW ,占全球储能装机比
例 5.2% ,同比增长 24.02% ,中国电 化学储能项目累计
装机规模为 1709.6 MW ,同比增长 59.37% ,占中国储能
市场的 5.3% ,在 2018 年的爆发式增长后,全球和中国
的 电 化 学 储 能 市 场 在 2019 年 逐 渐 回 归 理 性 , 虽 然 较
2018 年 126.39% 、153.46% 的增速有所回落,但仍维持了
全球市场快速增长的发展态势。
二、电化学储能的主要技术路线:锂电发展正当时
2.1 电化学储能领域锂离子电池占垄断地位
无论是存量市场, 还是新增市场, 锂电池均已在电化
学储能中占据垄断地位。 在储能电池领域, 随着环保压
力日趋严峻,更加环保的锂离子电池大量应用已是大势所
趋。从全球来看, 2015-2019 年,锂离子电池在累计装
机比例中始终位于 80% 左右,受益于锂电池的迅速发展,
国内锂离子电池占比也迅速提升,从 66% 升至 80.62% ,
但仍低于全球的占比, 未来锂电占 比有望接近全球水平。
截至 2019 年底,全球新增电化学储能装机 1.59GW, 累计
装机规模达到 8.21GW ,同比增长 24.02% ,从技术分布上
看,全球新增电化学储能投运项目中,锂离子电 池装机
占比最大为 88% ,国内方面,电化学储能新增装机 633.9
MW,值得注意的是,锂电池 储能全年实现新增装机 619.5
MW,逆势增长 16.27% ,得益于此,锂电池储能累计装机
规模 在电化学储能领域的比重从 2018 年的 70.74% 升
至 80.60% ,市场份额连续两年提升超 9%, 在新增市场,
锂电池装机渗透率从 2018 年的 78.02% 升至 97.27% 。
2.2 锂离子技术指标优于铅酸电池, 替代及电化学储
能增量空间广阔
锂离子电池多方面技术指标均优于铅酸电池 。截止
2019 年底,我国电化学储能累计装机中, 锂离子电池装
机占比处于垄断地位高达 80.6% ,排名第二的铅酸电池占
比为 17.8% ,二者合计 占比达 98.4% ,为电化学储能的
主要技术路线。锂离子电池的主要性能均优于铅酸电池,
未来 将逐渐替代铅酸电池,市场份额有望继续增加。与
传统铅酸电池相比,锂电池有三大优势 :(1) 锂离子电
池能量密度为铅酸电池的 4 倍,容量、重量均优于铅蓄
电池 ;(2)锂离子电池更加环 保,锂离子电池中不包含
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