從宏觀視角出發，尋找行研選題，本期行研聚焦儲能系列。
目前全球在碳減排方面已達成共識，根據ECIU（Energy&ClimateIntelligence Unit）披露，目前20多個國家針對碳中和，做出立法或提出具體實施目標。
圖：全球各國“碳中和”目標時間及進展情況
其中，風光作為技術成熟且安全可靠的清潔能源，將逐步替代化石燃料。根據各國指定的碳中和政策，BNEF測算2050年風光發電在發電系統的佔比高達56%，同期化石燃料佔比將降為24%。
圖：全球電力生產結構預測
2019年全球風電發電量佔比約為9%（其中光伏佔比3%，風能佔比6%），從風電佔比提升上來看（從9%提高到56%）， 2050年風電會有6倍以上的增量市場空間。而風電在實際應用中，都有一個顯著痛點——出電不穩定。
由於光伏和風電都具備間歇性，季節性因素影響比較大，“光伏/風電+儲能”不僅可以解決消納問題，還可以儘量減少棄風棄光現象發生或是足額消納，避免造成新能源電力資源的浪費。
因此，在風電佔比大幅提升的過程中，儲能將充當“輔助”角色，幫助碳中和目標得以實現。
本篇報告作為儲能系列的首篇，
將解決如下三個問題：
1）儲能的價值體現在哪裡？
2）儲能行業的增長點在哪？
3）儲能產業鏈需要關注哪些環節？
當下，儲能被視為未來清潔發電系統中的
核心資產
。接下來我們先用2個小問題，來解答“儲能是什麼”。
01 儲能可解決什麼問題？
儲能——指電能的儲存，是利用化學或物理的方法將電能儲存起來並在需要時釋放的相關技術及措施。
當前光伏、風電裝機量不斷提升，發電裝置整體出力的間歇性與不穩定性增強，傳統的火電機組難以滿足短時間高功率的調節需求，進行靈活性改造的成本又比較高，此時就需要各類快速儲能的方式提供電力輔助服務。
02 用什麼方式解決？
圖：儲能技術分類
首先，儲能技術主要有三類，分別是熱儲能、電儲能和氫儲能，而本篇我們重點關注的是電儲能。
電儲能又分電化學儲能和機械儲能兩大類。根據正負極材質的不同，電化學儲能分為鋰離子電池、鉛蓄電池與納硫電池。機械儲能根據儲能方式，分為抽水蓄能、壓縮空氣儲能與飛輪儲能。兩種儲能方式應用於電力系統、通訊基站、資料中心與軌道交通。［1］
圖：全球儲能累計裝機分佈（左圖）VS 2020年全球新增儲能分佈
從電儲能行業的現狀來看，抽水儲能佔比高達90。3%，是當前最為成熟的電儲能技術。
抽水儲能——
操作原理是利用電力複合底谷時的電能抽水至上水庫，在電力負荷高峰期再放水至下水庫，利用“勢能轉換”儲存電力。但是，它在實際應用中存在一些弊端：
1）抽水儲能僅能建立在同時具備水資源+勢能的區域，且對森林公園、水源保護、農田等生態敏感因素較高；
2）裝機容量大，通常在1GWG左右，初期投資金額高達10億元左右，與風光裝機的適配性較差；
3）建設週期大致為6年，週期長；
所以，後續電儲能行業的發展，要看另一個技術——電化學儲能。
電化學儲能——
利用化學電池將電能儲存起來並在需要時釋放的儲能技術及措施。它具備高度靈活性，在電力系統中的份額快速提升，累計裝機佔比已從 2016年約1%增長至2020年的7。5%。
2020年新增的儲能裝機中，75。1%來自電化學儲能，24。5%來自於抽水儲能。
【結論】
如果沒有儲能作為解決方案，光風替代傳統能源的程序一定會受到阻礙。而儲能領域中，技術層面最具發展前景的是電化學儲能，它在逐步替代傳統的機械儲能。
從儲能的應用端來劃分，主要有三類，分別是發電側、電網測和使用者側。
圖：電化學儲能的應用端分佈
用電側（佔比28%）——建設在家庭或工廠附近，主要服務於工業用電終端，透過峰谷價差套利；所以谷峰差價越大，越有利於用電側的發展。
發電側（佔比30%）——消除新能源棄電損失；實現能量時移（正午的光伏電存起來到晚上用）甚至季度調配；
電網側（佔比42%）——獨立建設在傳統電站旁邊，起到調頻和調峰作用；
但是，目前這個行業的主要問題就是盈利難，投資成本高，回報週期長，短期內，發電側與電網側“誰買單”？各自承擔多少成本？是這個行業的主要矛盾。
2019年由於國家發改委明確電網側儲能不能計入輸配電價成本等因素影響，儲能發展受阻。2020年因儲能成本下降+政策支援+電網側投資加大，儲能重回高速增長。
所以從政策調控的角度來看，行業的發展大前提基於政策導向，也就是補貼程度和目標完成力度。
2021年7月21日，發改委、能源局釋出《關於加快推動新型儲能發展的指導意見》，明確目標至2025年，國內新型儲能（除抽水蓄能外的儲能系統）裝機總規模達30GW以上。
圖：《加快推動新型儲能發展的指導意見》主要內容
從政策檔案上來看，未來對三個儲能終端的支援力度會是
發電側＞電網測＞使用者側
。［2］
從全國性政策檔案，再過渡到地方上的政策：
圖：地方性政策
發電側——
強制安裝+激勵手段+補貼；
用電側/電網側——
經濟性探索中，主要手段包括提升谷峰價差，設定容量電價等；
目前，我國在發電側、用電側、電網測儲能經濟效益都不顯著，其中針對發電側券商算過一筆賬，按照國家補貼金額的不同（無補貼、度電補貼0。5元、度電補貼1元），投資回收期限分別為24年、11年和7年。
圖：中國發電側鋰電儲能經濟性測算
【結論】
從經濟效益上來看，電化學儲能的三個主要應用端投資回報率都不高。因此這個行業的早期發展需要國家政策層面制定
硬性指標+給予補貼
扶持。目前從政策釋放的角度來看，支援力度從高到低分別是發電側＞電網測＞使用者側。
除了政策扶持能夠促進電化學儲能行業的發展，從供給端來看，產品本身的降本增效也會降低行業的投資門檻，進而提高回報水平。
從結構上來看，電化學儲能系統=電池系統（佔比60%）+儲能逆變器（佔比20%）+能量管理系統（佔比10%）+其他（佔比10%），其中：
電池系統——
價值量佔比最高（60%），其中的電芯質量會直接影響整個儲能系統的執行效率，而這部分投入的高低，也決定儲能系統的投資回報水平。
圖：儲能電池技術引數
成本——
鉛蓄電池＜鋰離子電池＜液流電池＜超級電容；
能量密度與功率密度——
鋰離子電池＞超級電容＞鉛蓄電池＞液流電池；
技術成熟度——
鋰離子電池、鉛蓄電池＞超級電容、液流電池
所以，從儲能系統中電池環節從技術路徑上來看，當下的最優解是
鋰離子電池
。
圖：鋰離子電池價格走勢
隨著技術突破，鋰離子電池可在能量密度、功率密度以及能量轉換效率上的提升，進而降低能量成本、度電成本，提高儲能回報率。假設鋰離子電池價格以每年15%水平下降，則在無補貼的前提下，我國以及歐美國家在儲能領域的投資回報週期將會從24年縮短到10年左右水平。
儲能逆變器——
價值量佔比為20%，位列第二。其工作原理與光伏逆變器類似，都是將可再生能源產生的直流電轉化為交流電。
儲能——
存在意義在於輔助光風順利逐步替代傳統燃料，進而實現碳中和目標；
儲能行業發展困境——
目前經濟效益不顯著，在無補貼的條件下，儲能專案投資回收期高達24年。因此這個行業的發展需要基於兩個前提，一是政策方面對於儲能投資領域的補貼，一是供給端儲能行業的參與者降本增效，提高行業的經濟效益；
本篇是儲能行業的首篇，梳理整個儲能行業發展的前因後果：
大目標是碳中和，實現的路徑是依靠光伏發電、風能發電等，而這兩種發電模式目前存在一定弊端，需要儲能作為配套服務，才可最終達成碳中和目標。
儲能系統中，價值量較高的兩個環節分別是儲能電池（佔比60%）和儲能逆變器（佔比20%）。因此，接下來儲能系列的兩篇行研報告將對電池和和逆變器領域做深入研究。
報告執筆：都曉昕
指導：阿幹老師