2017年储能市场和储能技术分析报告

2017年储能市场和储能技术分析报告

本调研分析报告数据来源主要包含欧立信研究中心，行业协会，上市公司年报，国家相关统计部门以及第三方研究机构等。

目录

第一节 渐成刚需，储能时代拉开序幕 ....................................... 5

一、美中日领跑全球储能累计装机量 ..................................... 5

二、储能商业化应用提速发展 ........................................... 9

第二节 储能技术多点开花，多元化发展是必然趋势 .......................... 13

一、储能技术总分类 .................................................. 13

二、储能技术细分介绍 ................................................ 15

1、抽水蓄能 ..................................................... 15

2、飞轮储能 ..................................................... 18

3、压缩空气储能 ................................................. 21

4、超导磁储能(SMES) ............................................. 23

5、铅酸蓄电池 ................................................... 25

6、锂离子电池 ................................................... 27

7、液流电池 ..................................................... 28

8、钠硫电池 ..................................................... 30

9、热储能 ....................................................... 32

10、氢储能 ...................................................... 32

三、各国氢储能进入快速成长期 ........................................ 34

1、美国——燃料电池成本减半 ..................................... 34

2、德国——氢能与燃料电池计划大大提前 ........................... 36

3、日本——世界上最接近氢社会的国家 ............................. 37

4、中国——加氢站逐步建成 ....................................... 37

第三节 储能大规模商业化正在加速 ........................................ 38

一、储能参与调峰辅助服务大大挺高了经济性 ............................ 38

图表目录

图表1：储能原理示意图 . ........................................................................................................................... 5

图表2：2015年全球各个技术类型累计装机量结构 ............................................................................... 6

图表3：全球抽水蓄能装机量排名前十的国家(单位：GW) . .................................................................. 6

图表4：全球历年累计装机量(单位:GW)及增速(%) . ............................................................................... 7

图表5：中国/日本电化学累计装机量(单位：GW) . ................................................................................. 7

图表6：全球电化学储能装机量结构 ........................................................................................................ 8

图表7：我国电化学储能装机量结构 ........................................................................................................ 8

图表8：全球各类储能技术的主要应用领域 .......................................................................................... 11

图表9：我国各类储能技术的主要应用领域 .......................................................................................... 11

图表10：各储能技术特征所处发展阶段 ................................................................................................ 14

图表11：各储能技术特征所处发展阶段 ................................................................................................ 14

图表12：抽水蓄能电站 . ........................................................................................................................... 15

图表13：抽水蓄能技术原理图 ................................................................................................................ 16

图表14：抽水蓄能技术发展时间轴 ........................................................................................................ 17

图表15：抽水蓄能电站 . ........................................................................................................................... 18

图表16：抽水蓄能技术原理图 ................................................................................................................ 18

图表17：飞轮储能在不同应用领域的项目数量占比 ............................................................................ 20

图表18：飞轮储能在不同应用领域的项目装机容量占比 .................................................................... 20

图表19：清华大学在飞轮储能技术方面的研究成果 ............................................................................ 21

图表20：压缩空气储能技术原理 ............................................................................................................ 21

图表21：压缩空气储能电站示意图 ........................................................................................................ 22

图表22：超导磁储能装置结构图 ............................................................................................................ 23

图表23：超导磁储能装置拓扑示意图 .................................................................................................... 24

图表24：超导磁储能装置结构图 ............................................................................................................ 25

图表25：超导磁储能装置拓扑示意图 .................................................................................................... 26

图表26：液流电池储能示范电站 ............................................................................................................ 28

图表27：液流电池工作原理 . ................................................................................................................... 29

图表28：液流电池储能示范电站 ............................................................................................................ 30

图表29：液流电池工作原理 . ................................................................................................................... 31

图表30：氢储能系统组成示意图 ............................................................................................................ 33

图表31：由多种多样的能源组成的社会 ................................................................................................ 33

图表32：预计燃料电池成本会出现大幅度下降 .................................................................................... 35

图表33：全球加氢站基础设施现状 ........................................................................................................ 35

图表34：ENERTRAG 混合发电厂的工作原理 ...................................................................................... 36

图表35：我国储能产业发展蓝图 ............................................................................................................ 39

表格目录

表格1：储能技术在电力系统各环节中的用途 ...................................................................................... 10

表格2：2020年我国储能装机规模预测（单位：GW ） ...................................................................... 12

表格3：不同储能技术的比较 . ................................................................................................................. 13

表格4：不同技术类型的锂离子电池性能对比 ...................................................................................... 27

表格5：全钒电池vs 锌溴电池的优缺点及应用领域............................................................................. 30

表格6：“三北”地区调峰辅助服务现行结算方法 ................................................................................ 38

第一节 渐成刚需，储能时代拉开序幕

当前，全球能源转型迫在眉睫，伴随新能源产业的迅速发展，全球的储能行业革命正在进一步的深化过程中。储能技术进入百花齐放的多元化发展时代，储能技术的进步直接带动了储能产业的发展，虽然各类储能技术仍将保持多元化的发展格局，大多数技术都还处于技术完善和技术验证阶段，但安全性高、循环寿命长、成本低、能效高一直都是未来储能技术的发展方向。在不同储能技术应用领域，各种技术面临的挑战也不尽相同，需要不断地通过示范应用进行优化和验证。同时各种技术应用模式也不断涌现，主要集中在可再生能源并网、分布式能源发电及微电网、电力辅助服务、电力质量调频、电动汽车充换电等领域，这些储能应用都是解决新能源电力储存的关键。未来，各种储能技术将在不同应用领域中发挥各自的优势，并逐步走向成熟。

储能是指通过一种介质或者设备，把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来，基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。通常说的储能是指针对电能的存储，利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。

图表1：储能原理示意图

数据来源：EEGI ，北京欧立信调研中心，欧咨行业数据库

一、美中日领跑全球储能累计装机量

全球储能装机量已近150GW ：从技术分布来看，截至2015年年底，全球累计运行的储能项目装机规模达146.1GW ，总装机量的97%。中国累计运行的储能项目累计装机23.7GW ，排名全球第二，智利是唯一进入全球储能装机规模前十名的南美洲国家，德国则是欧洲储能装机比重最大的国家。储能项目中抽水蓄能技术仍然大规模应用，截至2015年12月总装机量达142.1GW ，日本、美国和中国的装机规模处于前三位。抽水蓄能机组在一个国家总装机量中所占比重的世界平均水平为3%左右，部分国家已超过

10%，如奥地利(16.3%)、瑞士(12%)、意大利(11%)、日本(10%)、法国(13%)、德国(11.2%)。

图表2：2015年全球各个技术类型累计装机量结构

数据来源：DOE 、北京欧立信调研中心，欧咨行业数据库

图表3：全球抽水蓄能装机量排名前十的国家(单位：

GW)

数据来源：DOE 、北京欧立信调研中心，欧咨行业数据库

中、日电化学装机增速明显：2015年，除抽水蓄能外，全球电化学储能、其他机械储能及热储能也发展迅速。热储能占比最大为43%，西班牙、美国、南非累计装机量

较为突出，累计占全球热储能的97%；全球电化学储能项目装机量达910MW ，美国、日本和中国的电化学储能累计装机量位列全球前三名，占比分别为43%、33%和11%。电化学储能增速在2015年最大达40%，日本、中国超过全球增长速度，为全球增长速度的5倍及2.5倍。

图表4：全球历年累计装机量(单位:GW)及增速

(%)

数据来源：DOE 、北京欧立信调研中心，欧咨行业数据库

图表5：中国/日本电化学累计装机量(单位：

GW)

数据来源：DOE 、北京欧立信调研中心，欧咨行业数据库

2017年储能市场和储能技术分析报告

本调研分析报告数据来源主要包含欧立信研究中心，行业协会，上市公司年报，国家相关统计部门以及第三方研究机构等。

目录

第一节 渐成刚需，储能时代拉开序幕 ....................................... 5

一、美中日领跑全球储能累计装机量 ..................................... 5

二、储能商业化应用提速发展 ........................................... 9

第二节 储能技术多点开花，多元化发展是必然趋势 .......................... 13

一、储能技术总分类 .................................................. 13

二、储能技术细分介绍 ................................................ 15

1、抽水蓄能 ..................................................... 15

2、飞轮储能 ..................................................... 18

3、压缩空气储能 ................................................. 21

4、超导磁储能(SMES) ............................................. 23

5、铅酸蓄电池 ................................................... 25

6、锂离子电池 ................................................... 27

7、液流电池 ..................................................... 28

8、钠硫电池 ..................................................... 30

9、热储能 ....................................................... 32

10、氢储能 ...................................................... 32

三、各国氢储能进入快速成长期 ........................................ 34

1、美国——燃料电池成本减半 ..................................... 34

2、德国——氢能与燃料电池计划大大提前 ........................... 36

3、日本——世界上最接近氢社会的国家 ............................. 37

4、中国——加氢站逐步建成 ....................................... 37

第三节 储能大规模商业化正在加速 ........................................ 38

一、储能参与调峰辅助服务大大挺高了经济性 ............................ 38

图表目录

图表1：储能原理示意图 . ........................................................................................................................... 5

图表2：2015年全球各个技术类型累计装机量结构 ............................................................................... 6

图表3：全球抽水蓄能装机量排名前十的国家(单位：GW) . .................................................................. 6

图表4：全球历年累计装机量(单位:GW)及增速(%) . ............................................................................... 7

图表5：中国/日本电化学累计装机量(单位：GW) . ................................................................................. 7

图表6：全球电化学储能装机量结构 ........................................................................................................ 8

图表7：我国电化学储能装机量结构 ........................................................................................................ 8

图表8：全球各类储能技术的主要应用领域 .......................................................................................... 11

图表9：我国各类储能技术的主要应用领域 .......................................................................................... 11

图表10：各储能技术特征所处发展阶段 ................................................................................................ 14

图表11：各储能技术特征所处发展阶段 ................................................................................................ 14

图表12：抽水蓄能电站 . ........................................................................................................................... 15

图表13：抽水蓄能技术原理图 ................................................................................................................ 16

图表14：抽水蓄能技术发展时间轴 ........................................................................................................ 17

图表15：抽水蓄能电站 . ........................................................................................................................... 18

图表16：抽水蓄能技术原理图 ................................................................................................................ 18

图表17：飞轮储能在不同应用领域的项目数量占比 ............................................................................ 20

图表18：飞轮储能在不同应用领域的项目装机容量占比 .................................................................... 20

图表19：清华大学在飞轮储能技术方面的研究成果 ............................................................................ 21

图表20：压缩空气储能技术原理 ............................................................................................................ 21

图表21：压缩空气储能电站示意图 ........................................................................................................ 22

图表22：超导磁储能装置结构图 ............................................................................................................ 23

图表23：超导磁储能装置拓扑示意图 .................................................................................................... 24

图表24：超导磁储能装置结构图 ............................................................................................................ 25

图表25：超导磁储能装置拓扑示意图 .................................................................................................... 26

图表26：液流电池储能示范电站 ............................................................................................................ 28

图表27：液流电池工作原理 . ................................................................................................................... 29

图表28：液流电池储能示范电站 ............................................................................................................ 30

图表29：液流电池工作原理 . ................................................................................................................... 31

图表30：氢储能系统组成示意图 ............................................................................................................ 33

图表31：由多种多样的能源组成的社会 ................................................................................................ 33

图表32：预计燃料电池成本会出现大幅度下降 .................................................................................... 35

图表33：全球加氢站基础设施现状 ........................................................................................................ 35

图表34：ENERTRAG 混合发电厂的工作原理 ...................................................................................... 36

图表35：我国储能产业发展蓝图 ............................................................................................................ 39

表格目录

表格1：储能技术在电力系统各环节中的用途 ...................................................................................... 10

表格2：2020年我国储能装机规模预测（单位：GW ） ...................................................................... 12

表格3：不同储能技术的比较 . ................................................................................................................. 13

表格4：不同技术类型的锂离子电池性能对比 ...................................................................................... 27

表格5：全钒电池vs 锌溴电池的优缺点及应用领域............................................................................. 30

表格6：“三北”地区调峰辅助服务现行结算方法 ................................................................................ 38

第一节 渐成刚需，储能时代拉开序幕

当前，全球能源转型迫在眉睫，伴随新能源产业的迅速发展，全球的储能行业革命正在进一步的深化过程中。储能技术进入百花齐放的多元化发展时代，储能技术的进步直接带动了储能产业的发展，虽然各类储能技术仍将保持多元化的发展格局，大多数技术都还处于技术完善和技术验证阶段，但安全性高、循环寿命长、成本低、能效高一直都是未来储能技术的发展方向。在不同储能技术应用领域，各种技术面临的挑战也不尽相同，需要不断地通过示范应用进行优化和验证。同时各种技术应用模式也不断涌现，主要集中在可再生能源并网、分布式能源发电及微电网、电力辅助服务、电力质量调频、电动汽车充换电等领域，这些储能应用都是解决新能源电力储存的关键。未来，各种储能技术将在不同应用领域中发挥各自的优势，并逐步走向成熟。

储能是指通过一种介质或者设备，把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来，基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。通常说的储能是指针对电能的存储，利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。

图表1：储能原理示意图

数据来源：EEGI ，北京欧立信调研中心，欧咨行业数据库

一、美中日领跑全球储能累计装机量

全球储能装机量已近150GW ：从技术分布来看，截至2015年年底，全球累计运行的储能项目装机规模达146.1GW ，总装机量的97%。中国累计运行的储能项目累计装机23.7GW ，排名全球第二，智利是唯一进入全球储能装机规模前十名的南美洲国家，德国则是欧洲储能装机比重最大的国家。储能项目中抽水蓄能技术仍然大规模应用，截至2015年12月总装机量达142.1GW ，日本、美国和中国的装机规模处于前三位。抽水蓄能机组在一个国家总装机量中所占比重的世界平均水平为3%左右，部分国家已超过

10%，如奥地利(16.3%)、瑞士(12%)、意大利(11%)、日本(10%)、法国(13%)、德国(11.2%)。

图表2：2015年全球各个技术类型累计装机量结构

数据来源：DOE 、北京欧立信调研中心，欧咨行业数据库

图表3：全球抽水蓄能装机量排名前十的国家(单位：

GW)

数据来源：DOE 、北京欧立信调研中心，欧咨行业数据库

中、日电化学装机增速明显：2015年，除抽水蓄能外，全球电化学储能、其他机械储能及热储能也发展迅速。热储能占比最大为43%，西班牙、美国、南非累计装机量

较为突出，累计占全球热储能的97%；全球电化学储能项目装机量达910MW ，美国、日本和中国的电化学储能累计装机量位列全球前三名，占比分别为43%、33%和11%。电化学储能增速在2015年最大达40%，日本、中国超过全球增长速度，为全球增长速度的5倍及2.5倍。

图表4：全球历年累计装机量(单位:GW)及增速

(%)

数据来源：DOE 、北京欧立信调研中心，欧咨行业数据库

图表5：中国/日本电化学累计装机量(单位：

GW)

数据来源：DOE 、北京欧立信调研中心，欧咨行业数据库