储能类负极
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中国电化学储能发展现状
来源:米乐平台官网 | 作者:米乐手机登录hiveyan | 发布时间: 2024-04-20 03:54:24 | 8 次浏览 | 分享到:

  近年来中国电化学储能新增装机规模整体呈现上涨趋势。2018年是中国电化学储能发展史的分水岭,电化学储能呈现爆发式增长,新增电化学储能装机功率规模高达612.8MW,对比2017年新增功率规模147.3MW,同比增长316%。截至2020年底,中国电化学储能市场累积装机功率规模为3.27GW,同比增长91.2%,新增电化学储能累积装机功率规模达到1.56GW,首次突破GW。2021年中国电化学储能新增装机功率1844.6MW,其中99.3%为锂离子电池储能技术,新增装机功率1830.9MW,其次0.5%为液流电动储能技术。根据CNESA统计,2022年中国电化学储能新增装机规模约为5.93GW,同比增长221.48%,中国电化学储能累积装机量达11GW,首次突破10GW。根据中国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟(CNESA)全球储能数据库的不完全统计,截止到2023年底,中国已投运的电力储能项目累计装机达86.5GW,同比增长45%。其中,抽水蓄能累计装机达51.3GW,占比从2022年77.1%降至59.4%,新型储能累计装机34.5GW/74.5GWh,同比增长18.2个百分点,中国新增投运新型储能项目装机规模 21.5GW/46.6GWh,我国新型储能装机年增幅创规模化发展以来的新高,

  从产业链来看,我国电化学储能产业已经形成了涵盖上游电池材料(正负极材料、电解液、隔膜)、中游储能系统及集成(电池管理系统、能量管理系统、储能变流器、储能系统集成)和下游电力系统储能应用(发电测、电网侧和用户侧)的完整产业体系。

  电化学储能电池主要包括锂离子电池、钠离子电池、液流电池和铅酸电池,目前锂离子电池储能在新型储能装机中占据绝对主导地位。下图为2022年底我国新型储能累计投运项目装机技术分布图,从图中可以看出,锂离子电池在我国新型储能累计投运项目装机技术占比94.5%,液流电池占比1.6%,铅酸(碳)电池占比1.7%。

  国内锂离子电池产量持续快速增长,产业规模不断扩大。据相关数据显示,2022年我国锂离子电池出货量达750GWh,同比增长超过130%,超过全球平均增速,占全球锂离子电池总体出货量的比重超75%,已连续六年成为全球第一,行业总产值突破1.2万亿元。根据GGII三季度调研数据显示,2023年前三季度我国锂离子电池出货量605GWh,同比增长34%,已快接近2022年全年水平。三元材料和磷酸铁锂占据中国锂离子电池正极材料的主要市场。GGII数据显示,2023年前三季度中国正极材料出货量182万吨,同比增长40%。其中磷酸铁锂出货120万吨,三元材料出货48.7万吨,钴酸锂材料出货6万吨,锰酸锂材料出货7.5万吨,分别同比增长64%、6%、1.7%、50%。负极材料方面,GGII数据显示,2023年前三季度中国负极材料出货量119万吨,同比增长25%。其中人造石墨材料出货105.8万吨,天然石墨材料出货13.9万吨,分别同比增长29%、1%,人造石墨快速增长主要受海外市场切换人造石墨,带动出口需求增长所致。此外,硅碳、硅氧等新型负极材料也在快速上量。电解液方面,GGII数据显示,2023年前三季度中国电解液出货量78.6万吨,同比增长超40%。隔膜方面,GGII数据显示,2023年前三季度中国锂离子电池隔膜出货量120亿平,同比增长30%。其中干法隔膜出货33亿平,湿法隔膜出货87亿平,分别同比增长55%、31%,干法隔膜需求增速快于湿法隔膜,主要是受储能市场对干法隔膜产品的青睐所致。

  受宏观经济影响,消费类锂离子电池出货量下降,电力储能、工商业储能市场增长带动储能锂电池的出货量增长。在锂离子电池应用领域方面,据GGII统计,2023年前三季度中国动力电池出货量445GWh,同比增长35%,增速较上年同期大幅下滑,下滑原因可能是高锂盐价格下的存货激增;受电力储能、工商业储能市场增长带动,2023年前三季度中国储能锂电池出货量127GWh,同比增长44%;在宏观经济下行的压力下,2023年前三季度中国数码电池出货量为33GWh,同比下降约6%,主要是3C数码产品消费需求持续疲软。

  海外储能市场需求旺盛,中国锂离子电池出口增长迅猛。据进出口数据显示,2023年1-10月,我国锂离子电池累积出口额为541.94亿美元,2022年同期为397.21亿美元,同比增长36.4%,我国福建、广东和江苏三省是锂离子电池出口产品的主要来源地,福建省由2022年同期的第三跃居2023年第一,出口金额为146.57亿美元,占我国锂离子电池出口额的27%;广东省由2022年同期的第一位降至2023年的第二,出口金额为128.6亿美元,占我国锂离子电池出口额的23.7%;江苏省位居第三,出口额为113.1亿美元,占我国锂离子电池出口额的20.9%。三省的出口额占到全国锂离子电池出口额的71.6%,从出口地区分布来,我国锂离子电池出口金额最高的地区是美国,德国、韩国紧随其后。

  锂资源价格上涨,国内储量不足,为解决锂资源卡脖子问题,钠离子电池获得市场高度重视,产业化加速。

  我国锂资源储量不足,锂资源分布不均,开采难度,80%锂资源依赖进口,面临“卡脖子”的风险,与锂离子相比,钠离子具有低成本优势。中科海纳数据显示,钠资源在全球范围内均有分布,价格为每千克2元左右;而锂资源75%集中分布在美洲,价格高达每千克150元。钠离子电池BOM成本较锂电池30%-40%。,钠离子电池的工作原理与锂离子电池基本相同,与锂离子电池的生产过程类似,因此钠离子电池可以直接使用现有的锂离子电池生产线,只需对原产线略加改造即可,给予了钠离子电池较强的替代性以及较大发展空间,虽然第一代钠离子电池的能量密度和循环性能要求不高,但由于造价低、充电速度快、安全性高、低温性能好等特点,特别可以适用在高寒地区高功率应用场景。

  我国在钠离子电池领域的研究起步于20世纪80年代,在2008年以前处于技术的起步阶段,从2010年后开始快速发展。2010年,中科院开始研究钠离子电池,陈立泉院士为技术带头人;2017 年,国内首家专注于钠离子电池开发与制造的企业中科海纳成立;2018 年,中科海纳首辆钠离子电池低速电动车亮相,同年,浙江钠创新能源有限公司注册成立;2019年,钠创新能源全球首条吨级铁酸钠基正极材料生产线完工,同年,中科海纳首座钠离子电池储能电站问世;2021年,中科海纳全球套 1MWh 钠离子电池光储充智能微网系统成功投入运行,钠创新能源发布全球首套钠离子电池-甲醇重整制氢综合能源系统,宁德时代发布第一代钠离子电池,其能量密度可达 160Wh/kg。

  钠离子电池有望成为锂离子电池的有效补充。近年来受到国家和地方政策的大力支持加码,2021 年 10 月 12 日工信部答复《关于 在我国大力发展钠离子电池的提案》中表示,锂离子电池、钠离子电池等新型电池作为推动新能源产业发展的压舱石,是支撑新能源在电力、交通、工业、通信、建筑、军事等领域广泛应用的重要基础,也是实现碳达峰、碳中和目标的关键支撑之一。2022年6月,国家发展改革委、国家能源局等九部门联合印发《“十四五”可再生能源发展规划》,提出研发储备钠离子电池技术;2022年7月,工信部正式下达首批钠离子电池行业标准计划。钠离子电池主要应用领域集中在两轮电动车、三轮电动车、低速车、储能和新能源汽车等,有望替代铅酸电池,据EVTank发布的《中国钠离子电池行业发展(2023年)》显示,截止到2023年6月底,全国已经投产的钠离子电池专用产能达到10GWh,相比2022年年底增长了8GWh,主要增量产能来自于传艺科技、多氟多、维科技术等。

  我国电化学储能装机应用场景可分为电源侧储能、电网侧和用电侧储能三大场景。目前我国电化学储能市场特点主要有两个方面,一方面,储能装机增量主要分布在电源侧和电网侧,电源侧储能以新能源配储为主,主要分布在山东、内蒙古、、新疆、青海等新能源装机较高的省份。电网侧以独立储能为主,主要分布在山东、湖南、宁夏、青海、河北。用户侧以工商业配置储能为主,主要分布在江苏、广东、浙江等工商业大省。另一方面,高电价地区储能市场发展更为迅速。

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