中国储能研究报告2025

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请务必阅读正文之后免责条款部分 [Table_Summary] 中国储能研究报告 2025 泽平宏观研究报告 行业 专题报告 2025/3/6 首席经济学家： 任泽平 研究员：喻楷文 导读： 本文为新基建、新能源研究系列。 我们在 2021 年提出“当下不投新能源，就像 20 年前没买房”。 新能源革命的上半场是电动化，新能源汽车和锂电，下半场是智能化， 储能、氢能和智能驾驶。 为什么储能如此重要？各国都更加重视构建新型能源体系，光伏、风力 发电快速装机，但发电仍不稳定，且存在上网困难。怎么解决？需要大 量的储能。 目前，储能行业呈现两大发展趋势： 趋势一：长时储能是下一个风口。随着风光发电占比的进一步增加至 50%-80%，储能时长的需求将扩展至 10 小时以上，且长时储能将会成为 “成本最低的灵活性解决方案”。 趋势二：新型储能进入高速增长。截至 2024 年底，我国新型储能装机 规模首次超过抽水蓄能，达到 78.3GW/184.2GWh，功率/能量规模同比增 长 126.5%/147.5%。预计 2025 年，中国新型储能新增装机有望超过 50GW。 当前各新型储能技术：钠离子电池、固态电池、液流电池储能、氢储 能、混合储能、压缩空气储能等技术路线各有什么优缺点？未来哪种储 能的技术路线会成为主流？ 泽平宏观研究报告 2 目录 1 储能未来有望发展，是新型能源体系的关键一环 .............................................................................................. 3 2 储能新趋势之一：长时储能是下一个风口 .......................................................................................................... 4 3 储能新趋势之二：锂电储能超预期建设 .............................................................................................................. 6 4 新型储能现阶段各个技术路线发展如何？ .......................................................................................................... 7 4.1 钠离子电池储能：成本优势暂未凸显，未来会在特定场景发挥作用 ................................................... 8 4.2 固态电池储能：能量密度天花板更高，需解决界面问题 ....................................................................... 9 4.3 液流电池储能：未来在长时储能背景下优势独特 ................................................................................. 10 4.4 氢储能：储存起来的氢能可以转化为电，也能再用到冶金、交通等诸多领域 ................................. 13 4.5 混合储能：融合多种储能，实现“1+1>2”的效果 ................................................................................... 15 4.6 其他新型储能：百舸争流，都有机会 ..................................................................................................... 16 泽平宏观研究报告 3 1 储能未来有望发展，是新型能源体系的关键 一环 根据 IEA 预测， 2024 年至 2030 年间，全世界将新增超过 5500GW 的可再生能源发电量，是 2017 年至 2023 年期间增幅的三倍，累计装机 容量到达 11000GW。在这六年的时间内，太阳能将占新增可再生能源装 机容量的 80%。 图表：2019 至 2030 年全球可再生能源发电新增装机情况 资料来源：IEA，泽平宏观 国内方面，能源转型不断取得新突破。2024 年底，全国可再生能 源新增装机 300GW 以上，占新增装机的 85%以上，风电光伏总装机 1350GW，提前 6 年完成习近平总书记在气候雄心峰会上的庄严承诺—— “到 2030 年中国风电、太阳能发电总装机容量达到 1200GW”。 从新增装机来看，2024 年，风电新增 79.82GW，太阳能发电新增 278GW。全国可再生能源装机达到 1889GW，同比增长 25%，已经约占我国 总装机的 56%。 图表：中国可再生能源新增装机继续再创新高 资料来源：国家能源局，彭博新能源财经，泽平宏观 与此同时，新能源消纳问题开始成为新能源发展绊脚石。我国 的风光发电量预计在 2035-2040 年超过煤电。但风电、光伏发电在用 电高峰期依然缺乏支撑高峰负荷的能力，煤电尚不能被完全替代。因 泽平宏观研究报告 4 此，储能是构建新型电力系统的最后一块拼图，也是我们看好的万 亿级赛道。有五大原因： 1) 从电力供需平衡来看，储能的 “削峰填谷” 及季节性调节效能 显著，优化资源配置，提升利用效率，缓解生产与消费的时间 矛盾，减少能源浪费。 2) 储能对电网稳定性和可靠性的提升作用关键。可快速响应电网 波动与故障，维持稳定运行，为关键设施提供应急电源，增强 电网韧性； 3) 在整合可再生能源方面，鉴于风能、太阳能的间歇性，储能可 平滑出力波动，提升其并网能力，解决弃风弃光问题，稳固可 再生能源的主体地位。预计 2025 年全年新增风电光伏装机 2 亿 千瓦左右，可再生能源消费量超过 11 亿吨标准煤； 4) 从电力市场交易视角出发，储能依电价灵活充放，参与市场套 利与辅助服务竞争，促进市场优化，助力智能化转型。2024 年， 省间电力现货市场和四个省级电力现货市场转入正式运行，26 个省(区、市)开展试运行。预计全年全国市场化交易电量约 6.1 万亿千瓦时，同比增长 7.6%； 5) 储能为分布式能源和微电网发展筑牢根基，与分布式电源配合， 强化局部能源自给，保障孤岛供电稳定与安全可靠。 但当前储能技术受高成本、寿命短等问题掣肘，成为可再生能源发 展瓶颈，亟待突破，以实现两者协同发展，推动能源可持续转型，否则 可再生能源发展将在储能环节陷入困境，难以迈向新的台阶。 2 储能新趋势之一：长时储能是下一个风口 如何定义长时储能？ 从全球视角来看，美国能源部将其定义为额定功率能够持续运行 （放电）10 小时以上，且使用寿命处于 15 年至 20 年的储能系统。国 际长时储能委员会提出了两种定义方式，一是把 8 - 24 小时的储能界 定为长时储能，另一种是将 24 小时以上的储能技术也认定为长时储能。 依据我国新型能源系统所处的发展阶段，长时储能技术可进一步细 分为以下三类： 1) 中长时储能：持续运行（放电）4-10 小时的储能系统； 2) 长时储能：持续运行（放电）10 小时到 1 周的储能系统； 3) 超长时储能：持续运行（放电）1 周以上的储能系统。 长时储能技术能显著提升新能源的消纳能力。当新能源装机占比达 到 15-20%时，4 小时以上的长时储能将成为刚性需求。随着风光发电占 比的进一步增加至 50%-80%，储能时长的需求将扩展至 10 小时以上，且 长时储能将会成为“成本最低的灵活性解决方案”。 2024 年，我国 4 小时及以上新型储能电站项目逐步增加，装机占比 15.4%，较 2023 年底提高约 3 个百分点，2 至 4 小时项目装机占比 71.2%， 不足 2 小时项目装机占比 13.4%。 泽平宏观研究报告 5 根据麦肯锡，到 2025 年，装机容量将达到 30-40GW，储能容量将达 到 1TWh；到 2040 年，全球部署的长时储能装机容量有望达到 1.5-2.5TW， 部署 85-140TWh 的储能容量，并且储存高达总用电量 10%的电能。这对 应了 1.5-3 万亿美元的累计投资。 图表：长时储能全球市场规模和累计资本投资总额 资料来源：麦肯锡，泽平宏观 长时储能技术在发电侧、电网侧以及用户侧均展现出巨大的潜力 和价值。 在发电侧，长时储能够确保电力供应的连续性，在风能和太阳能发 电占主导地位的情况下，理想的储能系统应能够覆盖超过 10 小时的间 歇期，以应对风光发电的不稳定性。 在电网侧，长时储能技术对于优化跨区域电力输送至关重要。由于 发电的波动性和供需不匹配，电网在某些时段会出现输电功率的低谷 （约 6 个小时）。因此，需要超过低谷期的储能技术来实现削峰填谷， 从而提升电网的利用率和输电效率。 在用户侧，长时储能技术的主要优势在于降低用电成本。对于工商 业用户而言，电价在低谷时段持续超过 6 小时，而在高峰时段也超过 6 小时。为了实现成本效益，这些用户需要配置能够持续超过 6 小时的储 能系统。 图表：储能在发电侧、输配电侧和用户侧三大场景 资料来源：毕马威，泽平宏观 泽平宏观研究报告 6 从政策端来看，2024 年，新型储能首次被写入《政府工作报告》； 《关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见》提出，到 2027 年，保障新型储能市场化发展的政策体系基本建成；政策加持下， 储能产业蓄势待发；11 月,工信部发布《新型储能制造业高质量发展行 动方案》(征求意见稿)。征求意见推动钠电池、液流电池等工程化和应 用技术攻关。发展压缩空气等长时储能技术。适度超前布局氢储能等超 长时储能技术。 3 储能新趋势之二：锂电储能超预期建设 24 年新型储能新增装机大幅增长，抽水蓄能占比首次低于 50%。 根据 CNESA 的不完全统计，截至 2024 年 9 月，中国已投运电力储能项目 累计装机规模 111.49GW（包括抽水蓄能、熔融盐储热、新型储能），同 比增长 48%，比去年底增长 29%。新型储能累计装机首次超过 50GW，达 到 55.18GW/125.18GWh，功率规模同比增长 119%，能量规模同比增长 244%。几乎与截至 2023 年底已经建成投运新型储能总规模相当。 根据 CNESA，2025 年新型储能新增装机预计在 40.8GW-51.9GW 之 间，平均 45GW 左右。到 2030 年，新型储能累计装机将达到 220GW，行 业总产值将超过 3 万亿元。 从技术路线看，多个压缩空气储能、液流电池储能、钠离子电池储 能项目投产，构网型储能探索运用，推动储能技术多元化发展。截至 2024 年 9 月，已投运锂离子电池储能占比 96.7%，压缩空气储能占比 1.6%，铅蓄电池储能占比0.9%，液流电池储能占比0.5%。其中包括锂离 子电池储能在内的绝大多数储能类型均属于短时储能。 图表：中国已投运电力储能项目累计装机规模占比（截至 2024 年 9 月） 资料来源：CNESA，泽平宏观 当下，国家政策在储能领域的布局已跳出锂电技术局限，全力助 推各类新型储能技术迈向产业化征程。2024 年初，国家能源局公示新 一批新型储能试点示范项目，涵盖了压缩空气储能、飞轮储能、重力储 能、全钒液流电池储能、二氧化碳储能等众多技术路线。压缩空气、全 抽水蓄能, 49.7% 熔融盐储热, 0.8% 锂离子电池, 96.7% 压缩空气, 1.6% 铅蓄电池, 0.9% 液流电池, 0.5% 飞轮储能, 0.2% 新型储能， 49.5% 泽平宏观研究报告 7 钒液流等储能新技术产业链的率先成熟，将为能源存储领域注入新的活 力，重塑产业竞争格局。 图表：新型储能试点示范项目技术类型（个） 资料来源：国家能源局，泽平宏观 4 新型储能现阶段各个技术路线发展如何？ 图表：储能行业分类 资料来源：泽平宏观 1 1 1 1 2 2 3 3 6 7 11 17 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 锌铁液流电池 锌基液流电池 液态空气 铅炭空气 二氧化碳纯能 钠离子电池 飞轮储能 重力储能 全钒液流电池储能 混合储能 压缩空气储能 锂电子电池纯能 新型储能 机械储能 电化学储能 电磁储能 化学储能 热储能 压缩空气储能 飞轮储能 铅酸电池 锂离子电池 液流电池 钠硫电池 超导储能 超级电容储能 电解水制氢 合成天然气 储热 储冷 熔盐储热 泽平宏观研究报告 8 4.1 钠离子电池储能：成本优势暂未凸显，未来会在特定 场景发挥作用 钠离子电池是一种依靠钠离子在正负极间移动来完成充放电工作的 二次电池。钠离子电池储能的工作原理与锂离子电池相似，结构也是由 正极、负极、隔膜和电解液组成。差异主要在正极材料上，钠盐代替锂 盐，铝箔代替铜箔。 钠电的优势在于在工作温度、安全性、循环寿命及充电速度。 1) 安全性。钠电具有更高的稳定性，热失控风险较低，这对于储 能系统尤其是大规模储能设施而言至关重要，能够有效降低安 全事故发生的概率，保障人员与设备的安全。 2) 低温性能。钠离子电池通常能够在-40℃至 80℃的环境下稳定运 行，而三元锂离子电池的工作温度范围一般在-20℃至 60℃之间。 当环境温度低于 0℃时，锂电池的性能会出现明显下降，而钠离 子电池在-20℃的低温环境下，仍能保持 80%以上的容量保持率。 3) 循环寿命。钠离子电池能够承受更多次的充放电循环，减少了 频繁更换电池带来的成本与资源消耗，提升了储能系统的整体 使用寿命和经济效益。 4) 充电速度。钠离子电池 10 分钟即可完成充电过程，而三元锂电 池至少 40 分钟，磷酸铁锂电池 45 分钟的充电时间。 成本端优势是钠离子电池储能重要的推动因素。回顾 2022 年，彼 时上游碳酸锂价格出现大幅上扬的情况，锂电池成本水涨船高，进而让 业界将目光更多地投向了钠离子电池。钠离子电池凭借原材料成本低廉 等优势，被视作有望在成本方面实现突破，缓解因锂资源高价带来的储 能成本压力，从而获得更广阔的应用前景。 但近两年碳酸锂价格回归，受此影响，锂电池价格也迅速随之走 低。在这样的背景之下，钠离子电池原本被寄予厚望的成本优势便显得 不再那么突出，仍需进一步深度挖掘才能凸显其竞争力。毕竟，当碳酸 锂价格跌至 10 万元以内时，锂电池的成本便会逐渐趋近于钠离子电池 的理论成本，如此一来，钠离子电池在成本方面相对于锂电池的替代性 就会大打折扣，其后续在市场上进行推广时，很可能会面临诸多阻碍。 图表：2021-2024 年主要电池平均价格走势（元/Wh） 资料来源：EVTank，泽平宏观 0.85 0.78 0.65 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 2021.6 2022.1 2022.6 2023.1 2023.6 2024.1 2024.6 三元锂电池 磷酸铁锂电池 钠离子电池 铅酸电池 泽平宏观研究报告 9 图表：2024 中国钠离子储能试点示范项目 示范项目名称 依托工程项目 项目业主单位 项目推荐单位 辽宁省昌图县 200MW/400MWh 钠离子电 池储能示范项目 兆瓦时级水系钠离子电池储 能示范电站 辽宁清电盛储新能源有 限公司 辽宁省发展改革委 安徽省淮南市山南高新 区水系钠离子电池储能 示范项目 山西华电福新发展华朔能源 有限公司独立储能示范项目 国网安徽省电力有限公 司淮南供电公司 安徽省能源局 资料来源：国家能源局，泽平宏观 钠离子电池虽有着成本优势的潜力，但这一优势尚未切实转化为实 实在在的市场竞争力，仍停留在理论层面。在后续的发展进程中，钠离 子电池产业仍需聚焦于降成本这一关键环节。 此前业内普遍预期 2023 年是“钠电元年”，但商业化进程一推再 推，我们认为，2025 年，钠电将迎来产业化加速发展的拐点。 钠离子电池对我国具有独特战略意义。虽当前市场份额尚小，但在 国际形势复杂、锂资源供应不稳定时，钠电是关键备用选项，其重要性 不容小觑。未来钠电市场占比或难超锂电，但会在细分市场逐步拓展， 构建自身优势。从时间线看，钠电有望先于固态电池在市场立足，在 特定时期发挥关键作用。预计到 2030 年储能领域的钠离子电池需求将 超过 300GWh。 4.2 固态电池储能：能量密度天花板更高，需解决界面问 题 固态电池主要由正极、负极、固态电解质等主材组成，本质区别就 在于固态电池用不可燃的固态电解质替代了液态电池的可燃性液态电 解液。 根据固态电池内部液体含量，可以将固态电池分为半固态电池和固 态电池。根据学术界的定义，电池液体含量超过 10%就是液态电池；液 体含量在 5%-10%被定义为半固态电池，半固态电池中的液体（清陶能源 将其定义为润湿剂）与液态电池中的电解液不同，润湿剂成份单一，提 升电池内部界面的润湿性，降低电池电阻；全固态电池不含任何液态成 分。 图表：传统锂离子电池与全固态锂电池示意图 资料来源：《无机固体电解质全固态锂电池》（Yao Xiayin），泽平宏观 泽平宏观研究报告 10 固态电池有三大优点：1）安全性更高：固态电解质不易燃且在高 温下具有更好的稳定性和机械性能。2）能量密度天花板更高：固态电 解质具有更宽广的电化学窗口，减少了与电极材料的副反应，拓宽了可 用电极材料的范围。3）循环寿命更久：固态电解质不易挥发且