储能是指通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放的过程,通常储能主要指电力储能,是提升电力系统可靠性、促进新能源消纳的关键技术。从整个电力系统的角度看,储能是指在发电端和用电端不一致时,利用化学或者物理的方法将已经产生的电能通过不同的介质或者方法储存起来,并在需要时释放。
根据能量储存方式不同,储能可分为电化学储能(如铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池)、机械储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能)和电磁储能(如超级电容器储能、超导储能)。
目前最成熟的储能技术是机械储能中的抽水蓄能,但受限于地理条件和建设成本等原因,抽水蓄能的市场占有率呈下降趋势。新型储能是指除抽水蓄能以外,以输出电力为主要形式的储能技术,是以新能源为主体的新型电力系统的重要支撑技术。
新型储能中占主导地位的电化学储能是当前发展潜力最大的电力储能技术,具有受地理条件影响较小、建设周期较短、能量密度大等优点,可灵活应用于各类电力系统场景。
根据 CNESA 统计数据,截至 2024 年底,全球已投运电力储能项目累计装机规模 372GW,同比增长 28.6%。抽水蓄能累计装机占比继续下降态势,首次低于 60%,与 2023 年同期相比下降 12.7%。新型储能累计装机规模达 165.4GW,同比增长 81.1%,其中绝大部分为电化学储能,压缩空气储能、飞轮储能等储能形式的装机占比较小。
2、户用储能市场发展情况
A.户用储能系统
根据应用场景不同,储能可分为电源侧储能、电网侧储能和用户侧储能。用户侧储能是指位于终端用户或消费者设施内部的储能系统,用户侧储能最普遍的应用是利用峰谷价差进行套利,具体来说,通过低电价时给储能系统充电、高电价时系统放电,可以实现峰谷电价差套利,降低用电成本。用户侧储能主要包括户用储能和工商业储能,报告期内发行人的储能产品主要面向家庭用户,逐步将向工商业储能市场延伸。
户用储能系统单机规模较小,主要采用电化学储能路线,由储能逆变器、储能电池、电池管理系统(BMS)和能量管理系统(EMS)等构成。其中,储能逆变器和储能电池是核心组成部分,两者的适配性尤为重要,将会影响整套系统的发电效率。户用储能系统常与户用光伏系统搭配,形成户用光储系统。
白天,光伏所发的电能优先供本地负载使用,多余的能量经过转变后储存进储能电池中,在电能仍有富余的情况下可选择性并入电网;夜间,将储存于电池内部的直流电进行转换后供室内负载使用。户用储能系统不仅有助于降低电费支出,还提供了更加可靠、高效和环保的能源解决方案,使家庭用户能够更好地管理和控制自己的能源消耗。对于高电价或电网老旧地区的用户,购置户储系统具备较好的经济性。
根据 BNEF 统计数据,2024 年全球户储市场实现显著增长,全球户储累计装机超 51GWh,新增装机超 16GWh,累计装机同比增长 48%。其中,全球前五大户储市场分别是德国、意大利、美国、日本和澳大利亚,占全球累计装机容量的 85%。
根据 BNEF 预测数据,2030 年全球户储累计装机将达到 213GWh,新增装机预计达到 37GWh,2024-2030 年新增装机量 CAGR 超 14%。
全球户用储能市场近年来呈现持续增长态势,其核心驱动力可归结为经济性、政策支持及用电刚需三大因素。欧洲市场以经济驱动型为主,美国和东南亚地区
以政策驱动型为主,用电刚需驱动型市场则以南非、巴基斯坦等新兴市场为主。全球主要的户储市场欧洲,属于典型的经济驱动型市场,户储项目收益主要来自于降低居民用电成本,同时一定程度上提升供电的稳定性,在欧洲大部分国家,居民购电价格高于分布式光伏的上网电价,因此安装户储系统将光伏发电存储自用,享受电力价差,使得储能系统实现经济性。此外,随着电力交易的推广,峰谷价差可能进一步提升储能系统的经济性。
近年来,受能源供应紧张问题影响,欧洲国家电价快速上涨;与此同时,欧洲国家对能源进口的依赖程度较高,使得其能源供应容易受到国际局势和市场波动的影响。在此背景下,欧洲国家能源价格波动较大,居民对电能供应的稳定性和可靠性存在担忧。尽管自 2023 年以来,欧洲国家居民电价有所回落,但仍处于相对较高水平。
根据 GlobalPetrolPrices 统计数据,2024 年第四季度,全球平均居民电价为 0.154 美元/kWh,欧洲平均居民电价最高,为 0.228 美元/kWh;亚洲平均居民电价最低,为 0.080 美元/kWh。
在电价上涨和电力供应不稳定等因素驱动下,欧洲户储装机需求显著增长。根据 SolarPower Europe 统计数据,2019-2023 年欧洲户储新增装机量从0.8GWh 增长至 12.0GWh,累计装机量从 1.4GWh 增长至 22.6GWh,其中 2023年欧洲户储新增装机同比增长 118%,累计装机同比增长 112%。
相较于户用储能,工商业储能系统通常规模较大,需具备更高的功率容量和更强的电网交互功能。工商业储能系统常与工商业屋顶光伏、风电等可再生能源设施结合,在日间,可再生能源发电优先满足厂区或商业设施的实时用电需求,富余电能存储于电池中,并在电价高峰时段将储存的电能释放,以降低用电成本;在夜间,储能系统释放电能满足夜间的基本用电需求,同时可作为备用电源提升供电可靠性。
对于高耗能企业或电网容量受限的场景,储能系统还可通过“削峰填谷”减少需量电费,并参与需求侧响应或电力辅助服务市场,获取额外收益。随着储能技术的不断突破以及储能系统成本的下降,工商业储能市场从2022 年开始进入阶段性的高速增长。根据 EESA 统计数据,2024 年全球工商业储能新增装机规模预计将达到 12.7GWh,其中欧洲工商业储能新增装机规模约为 2.15GWh,同比增长 38.9%,全球市场占比 17%。
B.户用储能逆变器
储能逆变器系光伏储能系统的核心设备之一,可以同时连接光伏组件、储能电池和电网,通过交直流电双向变换和对储能电池充放电的控制,起到实现光伏发电高峰和低谷的平衡、提高能源利用率、节省用电成本的作用。
在“光储一体化”成为行业趋势的背景下,随着光伏装机量的快速增长,因光伏发电的波动性特征产生的“弃光问题”日益凸显,光储联合系统的需求提升,储能逆变器作为光储联合系统的核心部分将会持续发展。户用储能逆变器是指用于居民家庭场景储能系统的逆变器,功率一般在30kW 以下,多与户用光伏结合使用;
工商业储能逆变器是指用于工商业场景储能系统的逆变器,功率一般在 30-215kW 之间,多与工商业光伏结合使用。作为用户侧能源系统的核心设备之一,储能逆变器的主要功能是将光伏组件产生的直流电转换为用户可用的交流电,同时管理储能电池的充放电过程,实现电能的灵活调度与高效利用。随着全球储能系统装机量的不断增加,其核心部件储能逆变器的出货量也呈持续增长态势。
根据EESA统计数据,2023年全球储能逆变器出货量约73.4GW,其中中国企业出货量为 49.38GW,占比 67%,同比增长 42%。中国企业储能大功率逆变器(215kW 以上)全球出货量为 31.48GW;中国企业储能中功率逆变器(30kW-215kW)全球出货量为 4.5GW;中国企业储能小功率逆变器(30kW以下)全球出货量为 13.4GW。
根据 EESA 统计数据,2024 年全球储能逆变器出货量约 126.93GW,其中中国企业出货量为 88.53GW,同比增长 79%,全球占比 70%。