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智研产业百科

一、定义及分类
二、商业模式
1、生产模式
2、生产模式
3、销售模式
三、行业政策
1、行业主管部门
2、国家层面行业相关政策
3、地区层面行业相关政策
四、行业壁垒
1、技术工艺壁垒
2、客户资源壁垒
3、资金壁垒
4、人才壁垒
五、产业链
1、行业产业链分析
2、行业领先企业分析
六、行业现状
七、发展因素
1、有利因素
2、不利因素
八、竞争格局
九、行业趋势
1、大型化逐步成为储能电芯的重要发展趋势
2、大数据、云计算等新技术与储能电池的融合也已成为必然趋势
3、新型储能产业不断发展,将拉动储能型锂电池需求增长

储能型锂电池

摘要:随着新能源产业加速向前,作为给风、光发电“保驾护航”的储能产业正迎来爆发期。“十四五”以来,新增新型储能装机直接推动经济投资超1千亿元,带动产业链上下游进一步拓展,成为我国经济发展“新动能”。储能项目不断推进,带动储能锂离子电池需求不断增长,我国已成为全球最大的储能电池生产国与消费国。2023年全球储能锂电池出货225GWh,同比增长50%,其中中国储能锂电池出货206GWh,同比增长58%。


一、定义及分类


锂离子电池是以锂离子化合物为正极材料的二次电池的总称,其构成部分主要分为正极片、负极片、隔膜和电解液等。其中应用于储能行业的为储能锂电池。基于应用场景,储能电池可以细分为通信基站储能电池、数据中心储能电池、户用储能电池及电力储能电池。


通信基站储能电池的主要作用是在电力中断期间向关键通信基站设备提供电力,对于通信基站的稳定运行起到重要作用。当前绝大多数4G基站采用铅酸储能电池,但5G基站对储能电池的能量密度、电池体积、电池重量等指标提出更高要求,因此锂离子电池在5G基站储能的渗透率较4G基站更高,当前锂离子电池在通信基站储能领域的整体渗透率约为40%。在数据中心储能电池领域,锂电子电池渗透率较低,当前铅酸电池在我国数据中心储能领域的市场占有率超过90%,锂离子电池渗透率不足10%。户用储能电池的主要功能为利用峰谷价差节约用电成本、光伏电力自发自用及提升电力不稳定地区的供电可靠性等。由于客户对于电池能量密度的要求较高,户用储能基本采用锂离子电池。当前,电力储能电池也主要以锂离子电池为主,2023年我国锂离子储能电池在新型储能装机规模中占比达到97.3%。

储能型锂离子电池分类


二、商业模式


1、生产模式


行业内企业实行按需采购,生产所需的主要原材料为磷酸铁锂、石墨、隔膜、电解液等,企业通过制定《供方管理程序》、《采购控制程序》等制度规范采购活动,并建立完善的合格供应商准入、评价和淘汰机制,从而自采购端保障产品质量的可靠性、稳定性。


2、生产模式


行业内企业主要采用“以销定产”的生产模式,根据订单和产能情况制定生产计划。计划运营部根据评审通过的合同将生产需求下达至生产部门,生产部门根据在手计划并结合产能编排生产计划,按计划有序组织生产并按时交付。


3、销售模式


行业内企业销售模式分为直销和买断式经销,其中买断式经销指产品以买断方式销售至经销商,后由经销商根据自身业务需要自主销售至终端客户,主要适用于户用储能电池外销等特定产品的销售。通信基站储能电池、数据中心储能电池、电力储能电池下游客户主要以招标方式继续采购,这也致使“直销模式”为储能型锂离子电池的主要销售模式。


三、行业政策


1、行业主管部门


储能型锂离子电池行业涉及的主要行政监管部门为国家发改委、国家工业和信息化部及国家能源局。国家发改委对行业的发展进行宏观指导与调控,主要负责拟订并组织实施国民经济和社会发展战略、中长期规划和年度计划,提出国民经济发展、价格总水平调控和优化重大经济结构的目标、政策。国家工业和信息化部对行业的发展进行产业规划和监督,主要负责制定并组织实施各项产业规划和规章,推动重大技术装备发展和自主创新,推进产业结构战略性调整和优化升级,拟定行业技术规范和标准并组织实施,并监测行业日常运行。国家能源局对行业的发展进行政策指引和导向,主要负责拟订并组织实施能源发展战略、规划和政策,推进能源体制改革并拟订有关改革方案,协调能源发展和改革中的重大问题。


行业的主要行业自律组织为中国电池工业协会和中国化学与物理电源行业协会。中国电池工业协会是经国家民政部注册批准的国家一级协会,主要职能包括:对电池工业的政策提出建议,起草电池工业的发展规划和电池产品标准,组织有关科研项目和技术改造项目的鉴定,开展技术咨询、信息统计、信息交流,为行业培育市场,组织国际国内电池展览会,协调企业生产、销售和出口工作中的问题等。中国化学与物理电源行业协会是由电池行业企事业单位自愿组成的全国性非营利性社会组织,主要职能包括:为政府、行业、会员提供信息咨询和合作平台服务,为服务国家产业政策进行课题研究,推动国家储能产业政策规划,牵头制定行业标准建立,加强国内外产业技术交流与合作,开拓新能源项目对接,搭建行业投融资平台,促进行业技术创新与人才培养等。


2、国家层面行业相关政策


储能产业是我国战略性新兴产业的重要组成部分,发展储能事业也是我国实现能源转型和达成碳中和目标的重要支持手段。我国近年来出台了相当数量的鼓励、支持政策,以加速储能产业的快速发展,推动储能电池加快实现突破。2023年1月,工业和信息化部、教育部等六部门联合印发了《关于推动能源电子产业发展的指导意见》,明确表示支持开发超长寿命高安全性储能锂离子电池。优化设计和制造工艺,从材料、单体、系统等多维度提升电池全生命周期安全性和经济性。推进聚合物锂离子电池、全气候电池、固态电池和快充电池等研发和应用。

国家层面储能型锂电池行业相关政策


3、地区层面行业相关政策


地方政府也十分重视储能产业链发展,出台了大量的政策,完善产业顶层设计,推动新型储能产业协同发展,加大在储能锂电池领域布局,致力提升储能锂电池性能。2023年6月,河南省人民政府出台了《关于加快新型储能发展的实施意见》,提出以锂离子电池为重点,支持郑州、洛阳、新乡、焦作等地做大做强新能源电池核心产业,打造全国重要的新能源电池及材料研发生产基地;支持开封、许昌、三门峡、南阳、驻马店等地立足产业基础差异化发展,打造新能源电池特色产业集群。

地区层面储能型锂电池行业相关政策


四、行业壁垒


1、技术工艺壁垒


锂离子储能电池的生产工艺复杂,过程控制严格,原材料的选择、机器设备的调试以及生产流程的设置等均需多年的技术经验积累,加之近年来储能锂离子电池不断向高安全性、长循环寿命的方向发展,技术和工艺壁垒不断提高。行业新进入者短期内往往无法突破关键技术,也难以优化工艺流程,从而面临一定的技术工艺壁垒。


2、客户资源壁垒


储能电池的下游应用领域主要包括通信基站、数据中心、电力系统等涉及国计民生的重要领域,对电池质量要求较高。通信基站领域的主要客户为中国移动、中国联通、中国电信及中国铁塔等大型通信运营商或通信基础设施服务提供商,数据中心领域的客户主要包括阿里巴巴、京东、百度、万国数据、秦淮数据等大型科技公司,电力储能领域的客户主要为国网、南网等电力公司。此类客户大多采取严格的供应商认证机制,需要对供应商的技术能力、商务能力、物流能力、质量管理、财务稳定性、社会责任、环保能力等进行严格认证,只有通过严格的供应商资质认证、具备专业服务能力、拥有稳定产品性能和强大品牌信誉的企业才有可能通过招投标等方式取得业务机会,行业新进入者往往难以短时间内具备上述全部条件,从而难以获取业务机会。


3、资金壁垒


锂离子电池行业属于资金密集型行业,厂房建设、设备购置等均需大量的资金投入。此外,锂离子电池行业仍处于技术持续迭代的阶段,需要持续的大额研发投入,其日常经营也需要大量的流动资金支持。因此,行业新进入企业面临较高的资金壁垒。


4、人才壁垒


储能电池行业属于人才密集型行业,具有以电化学为核心、多学科交叉的特点,需要大量兼备高水平专业技术和行业经验的复合型人才。对于行业新进入企业而言,核心技术人员的培育或引进需要付出大量的时间和资金成本。因此,行业内核心技术人才专业水平领先、核心技术团队长期稳定的企业已经形成较高的人才壁垒。


五、产业链


1、行业产业链分析


锂离子储能电池的上游主要包括磷酸铁锂等正极材料、石墨(负极材料)、隔膜、电解液、BMS系统、壳体、结构件及其他辅材等。当前,我国已形成了较为完善的产业链,主要核心原材料已实现了国产化。锂离子储能电池主要应用于通信基站储能、数据中心储能、户用储能及电力储能等领域。

储能型锂电池行业产业链
正极材料
浙江天宏锂电股份有限公司
湖南裕能新能源电池材料股份有限公司
深圳市德方纳米科技股份有限公司
江苏龙蟠科技股份有限公司
负极材料
贝特瑞新材料集团股份有限公司
宁波杉杉股份有限公司
上海璞泰来新能源科技股份有限公司
广东凯金新能源科技股份有限公司
电池隔膜
云南恩捷新材料股份有限公司
河北金力新能源科技股份有限公司
深圳中兴新材技术股份有限公司
沧州明珠塑料股份有限公司
深圳市星源材质科技股份有限公司
新乡市中科科技有限公司
电解液
广州天赐高新材料股份有限公司
深圳新宙邦科技股份有限公司
江苏瑞泰新能源材料股份有限公司
法恩莱特新能源科技有限公司
上游
宁德时代新能源科技股份有限公司
比亚迪股份有限公司
惠州亿纬锂能股份有限公司
广州鹏辉能源科技股份有限公司
中游
通信基站
数据中心
电力
下游


2、行业领先企业分析


(1)宁德时代新能源科技股份有限公司


宁德时代主要从事动力电池、储能电池和电池回收利用产品的研发、生产和销售。公司基于储能的应用场景,有针对性地开发了应用独特技术的储能专用电芯,并结合智能液冷控温技术、高成组CTP技术、无热扩散技术,推出了具备高充放电效率、长寿命、高集成和高安全特点的户外系统EnerOne以及针对全气候场景的EnerC等产品,可提供从电芯部件到完整储能电池系统的全系列产品。近年来,全球储能装机量快速提升,储能锂电池需求不断增加,宁德时代在锂离子电池领域具有较强的技术、品牌、规模优势,储能锂电池出货量稳居全球首位。2022年宁德时代全球储能电池出货量市占率为43.4%,较2021年同期提升5.1个百分点。2023年上半年宁德时代储能电池系统营收为279.85亿元,同比增长119.73%,毛利率为21.32%。

2021-2023年上半年宁德时代储能电池系统营收


(2)瑞浦兰钧能源股份有限公司


瑞浦兰钧能源股份有限公司成立于2017年,主要从事锂离子电池的研发、生产、销售,为新能源汽车动力及智慧储能提供解决方案。目前公司在上海、温州、嘉兴设有研发中心,在温州、嘉兴、柳州、佛山、重庆设有生产基地,截止2022年底,总产能为35.2GWh,预计2025年产能将超过150GWh。2022全年,瑞浦兰钧储能电池出货量排名第三,出货量为10.48GWh。实现销售收入84亿元,同比增幅超8倍,储能电池成功超过动力电池产品,成为公司最大营收来源。

2020-2022年瑞浦兰钧储能电池出货量及收入


六、行业现状


随着环保意识不断提升,清洁能源市场需求不断增长,储能是促进高比例利用可再生资源,支撑新型电力系统建设的重要技术和基础装备,对促进节能与绿色低碳发展,实现碳达峰、碳中和目标具有重大意义。随着新能源产业加速发展,作为给风、光发电“保驾护航”的储能产业正迎来爆发期。“十四五”以来,新增新型储能装机直接推动经济投资超1千亿元,带动产业链上下游进一步拓展,成为我国经济发展“新动能”。储能项目不断推进,带动储能锂离子电池需求不断增长,我国已成为全球最大的储能电池生产国与消费国。2023年全球储能锂电池出货225GWh,同比增长50%,其中中国储能锂电池出货206GWh,同比增长58%。

2021-2023年中国储能锂电池出货量


七、发展因素


1、有利因素


(1)下游需求增长空间广阔


在通信基站储能方面,随着我国通信行业的不断发展及通信基站数量的不断增加,通信基站储能电池未来的市场需求持续增加;数据中心储能方面,随着数字经济带动的建设规模不断拓展,数据中心储能电池的市场需求可期;户用储能方面,随着全球能源危机加剧、分布式光伏的推进及国内峰谷电价差的拉大,户用储能电池市场需求将有明显的增长;电力储能方面,目前锂离子电池已成为当前主流的电化学储能技术路线,随着政策支持力度不断加强,未来的市场需求潜力巨大。


(2)我国已经建立完整的锂电池产业链


从全球范围内来看,虽然欧美日韩等国家和地区已在加速培育本土产业链,但中国锂离子电池产品优势仍较为明显。一方面,中国锂离子电池行业拥有完整的产业链,与国际厂商相比,中国锂离子电池企业有更好的成本控制能力;另一方面,锂离子电池产业链经过多年持续投入,相关研发及生产人才储备较为充足。


(3)价格下滑加速产品规模化应用


随着上游原材料供应充足、技术不断突破创新及规模效应加速显现,锂离子电池成本不断下降,2023年以来,锂电池储能系统的中标价快速下降,0.5C锂电池储能系统价格已跌至约0.8元/Wh,0.25C系统价格跌至约0.7元/Wh。与价格快速下降相对,是储能锂电池技术的不断进步。2023年各个主流储能厂商都推出更大容量、更长循环寿命的储能电芯,并普遍应用了液冷温控技术,集成了更安全、更高能量密度、更低成本的储能系统。


2、不利因素


(1)原材料价格波动幅度大


目前,锂离子电池在储能领域的大规模应用受限于循环寿命较短、锂资源稀缺等问题。一方面,锂离子电池的循环寿命较短,若频繁更替、拆解电池需投入大量人力和费用成本,导致大型电站等领域储能投入成本高,全生命周期内投资回报率不足。另一方面,全球锂资源储量有限,提取难度较高且分布不均,我国锂资源仅占全球储量的6%,进口依赖度较高,产业链韧性有待进一步提升。2021年以来,受产业周期、市场供需失衡、国际政治经济形势等多重因素影响,磷酸铁锂整体价格出现大幅波动,放大了电池企业经营的不确定性,一定程度上抑制了行业的发展速度。


(2)储能电池引发的安全事故成为行业内高度关注的问题


储能电池属于能量高度密集的化学制成品,一旦出现过充、过放、过流、内部短路等异常情况,将导致电池内部热量积聚,引发热失控、燃烧甚至造成爆炸。近年来,作为国家重点支持的产业,储能电池行业迎来高速增长,但在增长的同时,储能电池引发的安全事故也成为行业内高度关注的问题。未来,提高储能电池的安全性能、保障电池用户的使用安全是行业面临的重要挑战。


(3)产能过剩现象加速凸显


随着储能行业发展迎来大爆发,各路资本和企业携技术和资金纷纷涌入储能电池领域,建设项目不断增加,储能锂电池产能不断扩大。随之而来的是产能过剩问题逐渐凸显,产能利用率明显下滑,当前国内储能锂电池产能已超200GWh,整体产能利用率从2022年的87%下降到2023年上半年的不足50%,其中户储电池产能利用率不足三成,市场竞争日益激烈。


(4)新型电池技术不断突破,将替代部分锂电池需求


近年来,我国电池厂商不断加强钠离子电池、液流电池等新型电池技术研发。新型电池在某些方面性能优于锂电池,如钠离子电池的工作原理与锂离子电池类似,生产设备兼容,是一种性价比高的替代品。另一方面,与锂资源的稀缺相比,钠资源在海水和地壳中含量丰富,分布广泛。此外,钠离子电池的循环寿命较好,而且更加安全,具有较强的抗短路、过充、过放等性能。这些特点使得钠离子电池成为了储能领域的新秀。未来,随着技术不断突破,新型电池在储能领域的应用规模将不断壮大,替代部分锂离子电池需求。


八、竞争格局


储能电池行业头部企业份额相对集中,竞争格局呈现“一超多强”。储能锂电池的市场参与者大致可以分为以下几类:第一类是动力电池的制造商,例如宁德时代,鹏辉能源等,动力电池和储能电池本质都是大容量,长循环的锂离子电池,二者在制备过程中具有共通性;第二类是光伏风电企业延伸布局储能锂电池,通过自建或与电池企业合资的方式布局产能,例如林洋能源、固德威等;第三类是从储能电池起家的企业,例如厦门海辰。


从2023年上半年出货量排名前十企业来看,中国企业包揽前九,宁德时代以30.9%的市场份额排名全球第一。前十企业中除宁德时代之外,还包括比亚迪、亿纬锂能、瑞浦兰钧、国轩高科、海辰储能、鹏辉能源、赣峰锂业、远景能源等,韩国三星SDI以全球第十名的成绩勉强入围,全球储能电池企业CR10提升至83.8%。除以上企业之外,2023年上半年储能电池出货量较大的企业还包括中创新航、韩国LGES、新能安、派能科技、南都电源等。

2023年上半年企业储能锂电池出货量情况


九、行业趋势


1、大型化逐步成为储能电芯的重要发展趋势


与动力电池追求高安全性和高能量密度不同,储能电池更加注重长循环寿命和成本,通常动力电池的循环寿命在1000-2000次,而储能电池的循环寿命行标要求能够大于5000次,正在向7000-12000次迈进。另外,大电芯的成本更低、BMS管理精度更高、装配简化程度更高,因此大型化逐步成为储能电芯的重要发展趋势,众多电芯厂纷纷布局并量产280Ah电芯,持续推进电芯容量提升。


2、大数据、云计算等新技术与储能电池的融合也已成为必然趋势


近年来,愈加复杂的应用场景对储能电池的能量密度、安全性等相关参数也提出了更高的要求。目前,电池技术正处于迭代的关键时期,技术路径呈多元化革新趋势,迭代周期持续缩短,大数据、云计算等新技术与储能电池的融合也已成为必然趋势。如将大数据分析技术与储能系统深度融合,实现集可视化维护、精细化管理、数据分析于一体,为大规模储能系统提供安全、规范的监控运维服务。


3、新型储能产业不断发展,将拉动储能型锂电池需求增长


在全球加速能源结构转型的背景下,风电、光伏等可再生能源占比持续提高,而储能系统作为保障电力稳定输出的关键配套设备,其重要性正不断凸显,各国也纷纷出台相关政策支持电力储能发展。未来,在全球储能产业不断发展下,储能锂电池需求量将保持稳定增长态势,同时随着我国储能锂电池技术不断提升,及企业加快布局海外市场,我国储能锂电池产业国际竞争力将不断增强。

中国储能型锂电池未来发展趋势

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