（报告出品方：长江证券）
储能应用场景多元，国内外需求齐爆发
所谓“储能”，即吸收多余的能源并进行储存，一段时期后再向终端用户或用电设备释 放，从而跨时、跨地实现电能供需的匹配和供配电压力的平滑，本质上是一种“灵活的 电源”。从功能来看，储能技术在发电厂、输配电网络和用电终端均有应用场景，解决的 问题包括平滑可再生能源的发电波动、调节电力供需错配以及调频、备电和黑启动等， 不同场景对储能设施储电规模、放电时长和响应速度的要求差异较大。
尽管电力供给与电力需求存在错配现象很早便存在，但是储能的装机容量历史上仍相对 较少，彼时主要以抽水蓄能为主，而该种方式对地形要求大导致普及面略显狭窄，随着 以锂电池为代表的电化学储能方式成本下降、能量密度提升，投资成本的下降带动内含 报酬率的提升使得搭配储能来削峰填谷变得逐渐有吸引力，因此近年来全球储能装机规 模进入快速发展期：
国内储能发展较为波折，2017 年前国内储能以试点项目为主，规模较小。2018 年 国家电网建设独立电储能设施并将其计入输配电成本，带动储能装机量迎来爆发增长。2019 年发改委对该模式进行限制，当年新增储能装机量出现短暂下滑。2020- 2021 年政策端重新发力，新增储能装机量再次迎来高增，2021 年国内新增储能装 机量 2400MW，同比增长 122%。
以欧美为代表的海外地区，由于电价较高，且电力市场化机制较早孕育出成熟的商 业模式，储能率先进入快速增长阶段，2012 年新增电化学储能装机量便达到 71MW， 而彼时国内新增装机量仅 2MW。2021 年海外新增储能装机量 5136MW，同比增 长 41%。
首先对于国内储能市场，由于存在电价管理，当前户用储能在国内尚不具备大规模应用 所需的经济性，若假设抽水蓄能和储热仅用于发电侧及电网侧储能，2021 年新增装机 功率中 94%为表前市场（主要是电网侧与发电侧）需求。2020 年以来中国多省市密集 出台了鼓励优先配套储能政策，根据风光功率规模，配置 5%-20%比例的储能装置，尽 管短期需求确有增加，但该模式对于可再生能源企业而言，更多为额外成本项，经济效 益的不足使得投资回报率出现下降，刺激效果偏向短期。
2021 年发改委分别从发电侧、电网侧、用电侧颁布鼓励政策，针对发电侧，政策鼓励可 再生能源企业自建或者购买储能以增加并网规模；针对电网侧，“储能成本纳入输配电 价”模式被重提，有望大幅提升国网建设储能的积极性；针对用电侧，推动峰谷价差扩 大，以拉动工商业、大工业的储能削峰填谷需求。考虑到商业模式逐渐清晰、安装储能 日益经济可行、电池成本确定性下行，政策效果优于 2020 年，国内储能正式爆发。
其次对于海外储能市场，欧洲储能以户用储能为主，其高增长主要来自于高电价以及补 贴退坡。德国、意大利、英国、西班牙等欧洲地区居民用电价格高，意味着“自用电价” 与“补贴电价”价差较大，赚取该价差的储能经济性较为突出。伴随着光伏补贴政策的 退出，“自用电价”与“补贴电价”价差进一步拉大，带动户用储能持续增长。此外 2022 年以来，俄乌冲突下欧洲出现能源危机，天然气的持续紧张带动居民电价上涨 30%以 上，2021 年德国居民电价与上网电价价差仅 0.23 欧元/kwh，其他国家为 0.1-0.15 欧元 /kwh，目前价差普遍超过0.2欧元/kwh，储能经济性大幅提升驱动欧洲储能井喷式增长。
中期来看，欧洲光伏市场在未来几年有望保持高增长，在 2022 年实现爆发式增长的基 础上，2023 年后维持 20%+的复合增长；考虑家储在光伏新增装机中的渗透率持续提 升，欧洲家储市场的增长将显著高于市场整体增速，预计 2022 年欧洲家储实现 200%+ 增长，到 2025 年欧洲家储装机达到 28-29GWh，对应三年复合增速近 60%。
相较于欧洲市场户用规模占比较大而言，美国新增储能装机量的贡献绝大部分来自于表 前市场。由于美国电网存在基础设施老化、配电系统可靠性差、难调度等问题，新能源 发电站对储能需求刚性。2018 年 2 月 FERC 出台的 841 号法案在国会通过，允许储能 装置参与电力市场竞争，提供能量、容量、辅助服务；电网侧 RA 合同制以及电源侧 PPA 模式下发电厂实现“可预见+高收益”，总之，美国储能正处于高增期。
总而言之，所谓“储能”，即吸收多余的能源并进行储存，一段时期后再向终端用户或用 电设备释放，从而跨时、跨地实现电能供需的匹配和供配电压力的平滑，本质上是一种 “灵活的电源”，在发电厂、输配电网络和用电终端均有应用场景。对于国内储能市场， 由于存在电价管理，9 成以上新增装机来自表前市场，2020-2021 年政策明显发力，随 着商业模式逐渐清晰、安装储能日益经济可行，国内开始爆发。欧洲储能以户用储能为 主，其高增长主要来自于高电价以及补贴退坡，俄乌冲突导致欧洲能源价格攀升，驱动 欧洲储能井喷式增长。美国新增储能装机量的贡献绝大部分来自于表前市场，鉴于发电 侧需求刚性、电网侧收益率可观，近几年均处于高增状态。
储能技术路线多样，锂电池储能势头正盛
从储能技术角度看，当前全球储能装机量以传统抽水储能技术为主，需求多样化背景下 新型储能技术多元发展。储能的技术路线可以按照其使用的储能介质和原理分为机械储 能、电化学储能、热储能和化学储能四类，其中在当前世界储能装机量中已实现大规模 商业化应用的仅有抽水蓄能，其余储能技术中同属机械储能的压缩空气、飞轮储能以及 电化学储能中的锂电池储能技术相对成熟、已有项目落地，其余储能技术均处于研究开发阶段。从存量来看，2000-2021 年全球储能装机量中抽水蓄能占比超 86%，占市场整 体约 11%的新型储能装机量中近九成为锂离子电池，铅蓄电池、钠硫电池、压缩空气和 飞轮储能等在总体装机量中占比均未超过 0.3%，商业化应用仍有待时日。
具体而言，各储能技术原理和性能特征均差异较大，主要差异在于存储介质及所储能量 的形式：
机械储能的基本原理是将电能转化为势能、动能等机械能进行存储，其中：抽水蓄 能即是利用水位高度差，通过水泵将水抽至高处将电能转化为势能，在用电时再通 过水力发电原理将势能转化为电能；飞轮储能通过电动马达驱动飞轮在真空环境 下高速转动，将电能转化为动能进行存储，在用电时飞轮减速，动能通过驱动发电 机再次转化为电能；压缩空气储能即是通过压缩机将气体加压并储存在地下，在用 电时通过气体燃烧产生的热能驱动发电机。
电化学储能包括电池储能、超级电容和超导电磁储能三类，其中电池和超级电容分 别通过化学反应和物理分隔使得电子在电压的作用下集中于其中一极或一侧，在 放电时反向运动形成电流；而超导电磁储能则是通过让电流在超低温形成的超导 体中循环流动，将电能以其原有形式直接存储。
热储能按照热能对介质的影响可以分为显热储能和潜热储能，前者通过电能转化 为热能后使介质升温来存储能量，而潜热系统中热能并不改变介质的温度，而是通过相变（如融化）将能量储存于介质中；热储能系统的常用介质包括熔融盐、水、 油、石材、金属及混凝土等。
化学储能以氢储能为主，其原理是利用电解水及其还原反应，利用电能将水电解为 氢气和氧气、电能转化为氢能储存起来，并在用电时将氢能通过燃料电池重新转化 为电能，另外生物燃料储能技术尚处于起步阶段，其化学原理与氢储能较为相似。
技术原理和物理特征的不同，导致储能规模和放电效率有差，各储能技术路线的应用和 发展存在自然边界，多元发展格局仍将延续。具体而言，抽水蓄能和压缩气体储能具备 高达 GW 级别的储能规模，能满足以季度及年度为单位的储能需求，但对地理条件要求 较高、初始投资规模及占地面积极大；热储能环境友好、投资需求较低，但整体能量循 环效率较低、损耗较高；电池技术中，当前已步入规模化应用阶段的仅有锂离子电池， 全球范围内钠硫电池、液流电池正在成为新兴的研发和应用方向，铅酸电池、镍镉电池 分别在寿命和环保方面存在难以解决的短板；飞轮储能、超级电容和超导电磁储能优势 在于较高的能效和短时快速放电的能力，主要应用于实时调频。相比之下，锂电池是当 前在集中式场景应用潜力较大且具备明显产业趋势的技术路线。
锂电池储能未来放量趋势主要得益于性能+成本。从性能看，在主要电池储能路线中， 锂电池在循环寿命、效率、能量密度、便携性、响应速度等方面综合优势明显，同时在 放电倍率发生变化时容量相对铅酸电池更加稳定；从成本看，在动力电池快速产业化的 背景下，锂电池成本快速下降、循环寿命提升，经济性逐步提升或将快速打开市场空间。
电池价值量最大，变流器&热管理次之
储能产业链方面，通过技术路线的对比分析不难发现，以锂电池为核心的电化学储能是 当前储能行业价值量扩张最具确定性的方向，而电化学储能产业链核心技术和价值量高 度集中：以电池储能为例，储能系统构成包括容量器件（电芯、电池包 PACK、电池管 理系统 BMS）、功率器件（储能变流器 PCS）以及其他配套设施（电缆、消防、能量管 理系统 EMS、空调、升压变）等。从价值量来看，当前常规储能系统 1.7-1.8 元/Wh 的 价格中，电芯成本在 0.9-1.0 元/Wh、占比近 6 成，电池包、电池管理系统、变流器价 值量占比均在 10%左右，此外储能热管理价值量占比大约 3%左右。
从技术壁垒和价值链整合情况来看，储能电池是电化学储能产业链中最具技术壁垒且处 于价值链核心地位的环节，当前龙头公司技术产能优势突出、寡头垄断格局稳定。当前 全球储能电池市场依旧由动力电池巨头统治，2021 年宁德时代等国内方案向海外市场 的渗透开始提速。而在价值量位于第二梯队的电池管理系统、能量管理系统和储能变流 器中，变流器技术壁垒和重要性相对较高、是储能产业链的第二核心环节，而 BMS 制 造技术壁垒对于电池厂商而言并不高，2021 年国内独立第三方储能 BMS 头部厂商出货 量份额估计不超过 5%，结合动力电池厂商和整车厂商占据动力 BMS 市场份额近 2/3， 以及动力电池龙头在储能领域的强势表现判断，储能 BMS 环节被横向整合难度不大。
储能变流器是连接在储能电池与电网之间，实现电能双向转换的装置，主要分为两类， 用于家庭户用储能方面的储能变流器，一般称为储能逆变器，作用包括调峰、备用电源 和独立电源，而在大规模的工商业储能领域一般称为 PCS（Power Conversion System）。 当前国内储能变流器行业主要参与者包括两类：一是光伏逆变器企业（如阳光电源），因 为储能变流器在储能系统中的作用，与光伏逆变器在光伏系统中的作用相似，且储能变 流器与光伏逆变器技术相似，将光伏逆变器产线切换成储能变流器产线仅需大约 1-2 个 星期，主要为生产工艺流程方面的切换，对于逆变器厂商来说，切入储能赛道技术壁垒 较低；二是光伏涉及较少、主要发力储能的企业（如科华恒盛、索英电气、盛弘股份等）。 从格局来看，中国储能变流器 PCS 市场集中度已达到与光伏逆变器相近的较高水平， 阳光电源、科华数能占比分别约为 23%、18%、行业 CR5 为 72%。
最后对于储能热管理，其对电化学储能系统的重要性来源于储能系统的热特性。以锂电 池为例，温度对其实际容量、功率和安全性等有着显著的影响；由于电池充放电过程中 能量损耗不可避免，一部分能量转化为热能后在电池内部积聚、导致升温，因此在非特 殊工况下，对电池系统进行冷却是电化学储能热管理的主要功能。具体而言，温度对锂 电池的影响主要包括：
容量衰减：电池活性材料在循环中的损耗速度与温度成正相关关系，高温下活性锂 离子的损失将导致电池内阻增加，从而降低实际容量、缩短使用寿命；
热失控：当充放电循环中产生的热能大量积聚在电池内部无法散出，温度的不断升 高将导致内部组成材料的分解和相互反应加速，严重时或引起燃烧、爆炸事故；
低温特性：低温会通过降低电解质的传输性能与锂在石墨中的扩散速度来降低锂 电池的容量；同时，不良的电荷转移亦可导致容量损失和短路等安全问题。
储能项目规模化与偏向锂电、钠电的技术趋势下，储能热管理前景可期。相较于动力电 池系统，储能系统的电池数量更多、容量和功率更高，大量电池的集中排列、多变的系 统运行倍率使得储能电池系统运行工况复杂度大大提高；锂电与钠电技术的应用使得储 能电池能量密度显著提升，在效率改善的同时也增加了循环中的热耗散。此外，2021 年 我国新增规划、在建、投运百兆瓦级储能项目规模达到同期 8 倍、项目数量占比近 60%， 规模化提速也将大幅提升储能热管理的重要性，同时提高对冷却效果和效率的要求。
当前储能热管理可选技术路线包括风冷、液冷、热管冷却与相变冷却，其中风冷与液冷 技术已相对成熟，热管与相变冷却仍处于研发阶段。两类主流冷却技术差异在于介质：
风冷/空冷：以空气为冷却介质，利用风机产生空气对流进行换热，空冷系统结构 相对简单、易于维护，散热效果对风道设计和电池排布有一定要求；由于空气的比 热容和导热系数较低，风冷系统的散热速度和效率偏低，且易造成电池温度分布不 均，因而仅适用于电池产热率较低的场景，电子设备与早期新能源汽车动力电池均 以风冷为主，在储能领域则主要用于低功率密度的集装箱式储能及通信基站储能。
液冷：以液体（水、乙二醇、空调制冷剂和硅油等）为冷却介质的冷却方式，按液 体与电池的接触方式可分为直接接触（电池浸没在绝缘介质中）及间接接触（电池 间设置微通道或者翅片式冷板）两类；当前冷板式液冷技术成熟度最高，基本原理 是通过高导热材料换热冷板将电池的热量传递给循环管路中的冷却液，冷却液的 热量通过换热器经由冷水机循环向外界散发。冷却剂类型、流速及冷板厚度是决定 冷却效果的关键因素，由于系统相对复杂、密封要求及成本较高，当前在大规模储 能领域的应用潜力尚未充分发挥。
液冷冷却效果更好、空间利用率更高，储能规模化与龙头厂商布局有望加速技术替代。 由于更靠近热源、使用冷却液作为换热介质，液冷相对风冷有着更加精确、有效的温控 能力，更加均匀的换热效果亦有益于延长储能电池的使用寿命；与此同时，由于结构更 为紧凑，液冷系统能够提升集装箱式储能的空间利用率。2021 年以来，特斯拉、比亚 迪、阳光电源等主流储能系统厂商已率先布局液冷产品，储能项目规模化带来的热管理 需求提升与供给端龙头的示范作用配合，有望加速液冷方案渗透率提升。
机亦以压缩机为核心零部件。参考风冷空调的成本结构与各部件的市场价格，预计压缩 机的价值量占比接近 30%，同时亦是风冷系统功能的核心，其他组成部分包括电机、阀 件、管路、电控等，价值量较为分散、单项占比较低。参考华经研究院 2020 年数据， 液冷系统中承载制冷剂循环的液冷主机价值量占比接近 70%，其中包含的四个主要部 件为压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，水回路中主要部件包括水泵和管路，通过液冷 板，与电池进行换热。主要系统供应商包括英维克、申菱环境、同飞股份等风冷、液冷 均有布局的方案提供商，以及专注液冷的松芝股份、奥特佳、高澜股份等。
并购&内生，家电企业多路径布局储能
能源变革为储能市场带来了巨大的市场空间和高速增长预期，家电企业亦凭借在制造、 技术、资金和渠道等方面的实力积极切入，寻求新的增长曲线。当前家电行业涉足储能 产业链主要可以分为三个方向：一是储能电池，二是储能变流器、电池管理系统、能量 管理系统、储能系统集成等，三是储能热管理。
美的集团：储能变流器&储能系统
美的集团于 2020 年、2022 年分别并购合康新能和科陆电子： 合康新能主营高端制造业务板块包括中高压变频器、低压变频器及可用于储能的 动态无功补偿装置，兼为节能环保领域解决方案提供商；美的入主后，公司成为集团绿电战略的执行主体，面向内部工厂和园区提供分布式光伏、风电和工商业储能 系统一体化的智能微电网解决方案，并于 2022 年进军欧洲户用储能市场，2021 年合康新能实现营业收入 12.04 亿元，其中新能源产品收入 0.54 亿元，实现归属 净利润 0.50 亿元。
科陆电子主营业务为智能电网、储能、新能源汽车等领域的能源管理产品和解决方 案，2021 年智能电网、储能业务分别占比 76.7%、7.3%；公司早在 2009 年开始 布局储能领域产品技术研发，产品主要为面向发电侧及电网侧大规模、集中式储能 需求的储能系统集成，技术、客户积累深厚；2021 年实现大规模单机 2MW 储能 变流器（PCS）北美出货，在北美、非洲、澳洲、日本等地区均已实现电网级储能 产品批量出货，在合康新能的分布式储能业务基础上补全了美的的储能业务版图。 2021 年科陆电子实现营业收入 31.98 亿元，其中储能业务收入 2.33 亿元，实现归 属净利润-6.65 亿元。
背靠美的集团高度产业链一体化形成的制造基础，配合集团“全球经营”战略主轴指引 下的海外渠道拓展，两大储能业务主体有望凭借技术实力和客户资源为集团的工业技术 板块贡献可观增量，协同效应值得期待：
技术方面，合康新能与科陆电子均为专业领域内自研自产多年的高新技术企业，截 至 2021 年末科陆电子获授专利共 1206 项；子公司在工控、能源领域的技术积累 与美的工业技术研究院的成熟体系与研发资源整合，有望加速产品创新迭代。2021 年合康新能研发人员同口径同比+74.26%，集团战略定位与资源支持可见一斑。
制造方面，储能业务主体依托美的“精益制造”资源和能力，有望推动柔性、智能 化产线建设，提升交付效率；2021 年合康新能在美的支持下完成工厂 IT 系统升级、业务流程再造、生产自动化，交货周期由 45 天大幅降低至 25 天、库存水平 下降 60%，生产端效率提升显著。
供应链方面，储能中游制造环节中，除电池以外的其他部件生产所需上游原材料与 家电制造重合度较高，包括 IGBT、PMIC 等核心元器件及电缆、结构件等次要材 料，储能业务平台有望依托美的集团千亿级的采购体量，拉通供应商资源及核价体 系，同时借助美的 632 管理系统，大幅优化原材料采购成本。
渠道方面，合康新能的户用储能系统需求集中于海外，通过与美的家电统一协议接 口和使用场景，构建“储电-用电”一体化的家庭微电网，有望借助美的家电业务 的海外渠道，快速拓展市场。与此同时，深耕发电与电网侧储能市场多年的科陆电 子，也将为美的储能业务注入十数年积累的客户资源。
格力电器：钛酸锂储能电池&储能系统
格力电器 2021 年收购银隆新能源，主营钛酸锂核心材料、电池及智能储能系统，目前 更名为格力钛新能源。根据公司公告，格力钛的钛酸锂电池代表性项目中，包含欧洲发 电侧移动储能、水利发电大倍率工业储能。格力钛也布局了储能系统，拥有电池模组、 集装箱式储能系统、机架式储能系统、光伏并离网储能系统等产品，标杆项目包括：（1） 国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)；（2）超低温区域发电厂调频项目，在内蒙古 乌拉特发电厂配合火力发电机组联合参与调频辅助服务；（3）高海拔超低温区域通信基 站项目，在四川阿坝州等多个地区落地通讯基站储能系统；（4）加油站“光储”项目， 与青海省加油站共同打造光储综合能源加油站。2021 年格力电器绿色能源业务（包含 光伏储空调、新能源车、锂电池）收入约 29.07 亿元，占总收入的 1.53%。
德业股份：户用储能逆变器
德业股份专注于户用储能逆变器，产品主要销往巴西、美国、南非等海外市场，2021 年 储能逆变器出货量 7.03 万台，销售收入同比+265.27%至 5.32 亿元，占总收入 12.78%； 与此同时组串并网逆变器、微型并网逆变器亦实现 250%以上的增速，十分亮眼。德业 的储能逆变器产品以低压、高安全性为主要卖点，相对于海外市场主流的高压逆变器而 言对元器件及控制精度要求较高；此外，领先行业的 4ms 并离网时间、针对存量改造市 场的交流耦合功能，都极大增强了德业储能变频器的市场竞争力。2021 年，公司针对 海外市场需求推出 8kW/10kW/12kW 三相低压户用储能逆变器、15kW 低压裂相储能逆 变器等新品；2022 年初进一步推出面向欧美的 16kW 大功率产品，拓宽产品功率范围。
三花智控：储能热管理集成系统
2022 年 3 月底，三花智控成立三花新能源热管理科技(杭州)有限公司，主要面向全球开 展与储能热管理相关的业务，考虑到三花在电动汽车领域对于热管理核心零部件和整体 系统均有深入研究和技术储备，后续有望在储能热管理系统解决方案方面有所突破。
综上所述，储能在全球范围内皆呈现高速增长态势，从技术路线上看，存量装机中抽水 蓄能占比超 8 成，新增装机中锂电池储能占比超 5 成，后续需关注锂电池储能的产业级 趋势，其产业链价值量集中，电芯+PACK+BMS 价值量最大，储能变流器和储能热管理 价值量占比预计分别为 10%、3%左右。当前家电企业对储能领域也有布局，美的集团 收购的合康新能、科陆电子具有储能系统和储能变流器产品，格力子公司格力钛具有钛 酸锂储能电池和储能系统产品；德业股份专注户用储能逆变器；三花智控成立子公司， 未来主攻储能热管理系统；申菱环境主攻热管理系统。总之，家电企业通过资金、生产、 技术等实力，积极布局储能，未来有望构筑新的成长曲线。
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精选报告来源：【未来智库】。