2022年儲能熱管理行業(yè)研究報告廣闊藍(lán)海，產(chǎn)品為王

01.儲能市場：廣闊藍(lán)海儲能：解決新能源電力供需時間差的“靈活電站”儲能是解決發(fā)電側(cè)與用電側(cè)供需不平衡的一種“靈活的電站”，暫時儲存多余能源，并于未來用電時釋放。全球“碳中和”背景下新型可再生能源受到青睞，風(fēng)、光裝機(jī)量不斷提升，因風(fēng)光發(fā)電具有間接性、波動性，儲能成為棄風(fēng)棄光主要解決方案，目前在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)均有應(yīng)用。發(fā)電側(cè)+電網(wǎng)側(cè)：新能源較傳統(tǒng)能源調(diào)峰壓力更大，儲能成為保證穩(wěn)定供能的有效方案。用戶側(cè)：平滑電力+為終端用戶節(jié)省用電成本，在峰谷電差較大的地區(qū)經(jīng)濟(jì)性顯現(xiàn)。儲能市場：國內(nèi)儲能新增裝機(jī)量2025年或達(dá)103GWh儲能系統(tǒng)滲透率提升確定性強(qiáng)。2020年開始國內(nèi)風(fēng)光配儲政策不斷出臺，儲能滲透率提升具有較強(qiáng)確定性。國內(nèi)儲能裝機(jī)以發(fā)電側(cè)為主。經(jīng)民生電新團(tuán)隊測算，2025年國內(nèi)儲能裝機(jī)量有望達(dá)103GWh，21-25年CAGR為104%。儲能市場：全球儲能新增裝機(jī)量2025年或達(dá)362GWh，中美歐貢獻(xiàn)主要增量全球：中美歐貢獻(xiàn)主要儲能裝機(jī)需求，2021年合計占比接近80%。我們預(yù)計2025年全球儲能裝機(jī)量達(dá)362GWh，21-25年CAGR為95%。美國：美國電網(wǎng)高度市場化，光伏配儲回報率較高，表前市場需求旺盛，我們預(yù)計25年儲能總裝機(jī)量達(dá)130GWh。歐洲：表前表后雙端發(fā)力，英德為主要增量市場，我們預(yù)計25年儲能總裝機(jī)量達(dá)54GWh。國內(nèi)：配儲率/配儲時長不斷提高，我們預(yù)計25年國內(nèi)儲能裝機(jī)量達(dá)103GWh，21-25年CAGR為104%。儲能市場：2025年規(guī)模有望達(dá)4336億元，國內(nèi)占比~30%據(jù)WoodMackenzie測算，2021年電化學(xué)儲能系統(tǒng)成本約為277美元/KWh（折合人民幣約18.0億元/GWh*），預(yù)計2025年儲能系統(tǒng)成本將下降33%至184.5美元/KWh（折合人民幣約12元/GWh*），四年降價CAGR為10.7%。通過價格和前文測算儲能裝機(jī)量得出2025年全球儲能市場規(guī)模約為4336億元，國內(nèi)儲能市場規(guī)模約為1241億元，占比28.6%。02.熱管理：儲能不可或缺的關(guān)鍵一環(huán)熱管理是保證儲能系統(tǒng)持續(xù)安全運行的關(guān)鍵電站事故頻發(fā)，鋰電池?zé)崾Э厥且l(fā)儲能系統(tǒng)安全事故的主要原因之一。在鋰電池充放電的過程中，一部分化學(xué)能或電能轉(zhuǎn)化成熱能，如儲能系統(tǒng)散熱不佳，可能致熱失控，造成電池短路、鼓包、出現(xiàn)明火，最終引發(fā)火災(zāi)、爆炸等安全事故。根據(jù)CNSEA的不完全統(tǒng)計，近十年全球儲能安全事故發(fā)生60余起，截至今年4月底，全球已發(fā)生8起儲能安全事故。儲能系統(tǒng)產(chǎn)熱大，散熱空間有限，自然通風(fēng)下難以實現(xiàn)溫度控制，易損害電池的壽命和安全。與動力電池系統(tǒng)相比，儲能系統(tǒng)電池的功率更大，數(shù)量更多，產(chǎn)熱更多，而電池排列緊密又導(dǎo)致散熱空間有限，熱量難以快速、均勻地散發(fā)，易引起電池組之間的熱量聚集、運行溫差過大等現(xiàn)象，最終損害電池的壽命和安全。鋰電池放電倍率與產(chǎn)熱正相關(guān)，儲能系統(tǒng)大容量發(fā)展趨勢下，熱管理系統(tǒng)配備需求不斷增強(qiáng)。儲能系統(tǒng)主動參與調(diào)峰調(diào)頻，高倍率高容量的發(fā)展趨勢下產(chǎn)熱顯著增加，熱管理系統(tǒng)的重要性不斷增強(qiáng)。熱管理是保證儲能系統(tǒng)持續(xù)安全運行的關(guān)鍵。理想情況下的熱管理設(shè)計可以將儲能系統(tǒng)內(nèi)部的溫度控制在鋰電池運行的最佳溫度區(qū)間（10-35℃），并保證電池組內(nèi)部的溫度均一性，從而降低電池壽命衰減或熱失控的風(fēng)險。電化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)鏈中熱管理價值量約占儲能系統(tǒng)2-3%熱管理處于電化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)鏈的中游。上游包括鋰電池材料和電子元器件；中游為儲能系統(tǒng)集成，包括電芯、電力設(shè)備集成(PCS+EMS+BMS)、熱管理、消防系統(tǒng)等；下游包括渠道商和用戶端。下游客戶集中度較高，熱管理貨值相對較低，易形成上下游綁定關(guān)系。儲能系統(tǒng)中電池成本占比約55%，PCS占比約20%，BMS和EMS合計占比約11%，熱管理約占2%-4%。熱管理價值量占比相對較低，我們認(rèn)為下游廠商更看重?zé)峁芾矸桨傅姆€(wěn)定性及安全性，價格敏感程度相對較低，且易于與方案提供商形成綁定關(guān)系，更換供應(yīng)商的頻率更低，賽道龍頭更容易享受行業(yè)擴(kuò)容紅利。技術(shù)路線：以風(fēng)冷和液冷為主，熱管、相變冷卻在研目前儲能熱管理的主流技術(shù)路線是風(fēng)冷和液冷。儲能熱管理技術(shù)路線主要分為風(fēng)冷、液冷、熱管冷卻、相變冷卻，其中熱管和相變冷卻技術(shù)尚未成熟。風(fēng)冷：通過氣體對流降低電池溫度。具有結(jié)構(gòu)簡單、易維護(hù)、成本低等優(yōu)點，但散熱效率、散熱速度和均溫性較差。適用于產(chǎn)熱率較低的場合。液冷：通過液體對流降低電池溫度。散熱效率、散熱速度和均溫性好，但成本較高，且有冷液泄露風(fēng)險。適用于電池包能量密度高，充放電速度快，環(huán)境溫度變化大的場合。熱管&相變：分別通過介質(zhì)在熱管中的蒸發(fā)吸熱和材料的相態(tài)轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)電池的散熱。風(fēng)冷系統(tǒng)：方案成熟，應(yīng)用廣泛風(fēng)冷以空氣為介質(zhì)，利用空氣間的溫差產(chǎn)生的熱對流轉(zhuǎn)移熱量，實現(xiàn)散熱。風(fēng)冷散熱分為自然風(fēng)冷和強(qiáng)制風(fēng)冷，自然冷卻是利用自然風(fēng)壓、空氣溫差、空氣密度差等對電池進(jìn)行散熱處理，實現(xiàn)電池模組及電池箱的散熱，但由于空氣的換熱系數(shù)較低，自然對流散熱難以滿足電池的散熱需求。強(qiáng)制風(fēng)冷需要額外安裝空調(diào)、鼓風(fēng)機(jī)，使得外部空氣通過電芯間隙/底部，空調(diào)負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)整體環(huán)境溫度，以達(dá)到電池工作溫度需求。風(fēng)冷系統(tǒng)：價值量約為3000萬/GWh風(fēng)冷系統(tǒng)與傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成相似，風(fēng)冷系統(tǒng)的核心零部件包括：壓縮機(jī)、電機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器，主要材料包括冷軋板、鍍鋅板、銅、鋁等。其中壓縮機(jī)成本占比最高，電機(jī)和電控次之。目前儲能熱管理中風(fēng)冷應(yīng)用占比最高。據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，2021年儲能風(fēng)冷系統(tǒng)成本約為3000萬元/GWh，方案較為成熟。風(fēng)冷系統(tǒng)優(yōu)點是結(jié)構(gòu)較為簡單，系統(tǒng)鋪設(shè)方案成熟，整體成本和維護(hù)成本較低。缺點在于冷卻介質(zhì)比熱容較低，風(fēng)冷的換熱系數(shù)較低（25~100），易導(dǎo)致電池簇間溫差，整體散熱效率低于液冷方案，同時通道占地更大，對預(yù)留面積要求更高。液冷系統(tǒng)：高效散熱，滲透率有望大幅提升目前儲能熱管理中液冷方案關(guān)注度更高，有望引領(lǐng)中長期發(fā)展方向。液冷的單套系統(tǒng)價值量高于風(fēng)冷系統(tǒng)，市面已有成熟方案，新進(jìn)入者眾多，主流供應(yīng)商仍在加速研究迭代，有望成為未來儲能熱管理的主流溫控方案。液冷以液體為冷卻介質(zhì)，通過對流換熱將電池產(chǎn)生的熱量帶走。液體冷卻介質(zhì)的換熱系數(shù)高、比熱容大、冷卻速度快，可有效降低電池的最高溫度和提高溫度分布的均勻性，同時液冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為緊湊。液體與電池的接觸模式有兩種：一種是直接接觸，電池單體或者模塊沉浸在液體（如電絕緣的硅油）中，讓液體直接冷卻電池，此方案對絕緣性要求較高；另一種是在電池間設(shè)置冷卻通道或者冷板，讓液體間接冷卻電池，儲能系統(tǒng)多數(shù)采用此種方案。液冷技術(shù)的研究主要關(guān)注于液體冷卻劑的選擇、流道的優(yōu)化、流速的優(yōu)化以及熱電耦合模型等。液冷系統(tǒng)：價值量約為9000萬/GWh據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，2021年液冷系統(tǒng)價值量在9000萬元/GWh。從價值量拆分來看，液冷主機(jī)價值量最高，其中包括壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器、水泵等零部件，其次是液冷板，液冷主機(jī)和液冷板合計占比約為68%；換熱器占比約為10%，管路占比約為8%。03.競爭格局：百舸爭流，產(chǎn)品為王熱管理賽道橫向?qū)Ρ扔捎趦δ軣峁芾砑夹g(shù)與精密空調(diào)、家用空調(diào)及新能源車熱管理系統(tǒng)技術(shù)同源，目前切入儲能熱管理賽道的主流企業(yè)大多有相關(guān)業(yè)務(wù)/技術(shù)積累。儲能熱管理賽道尚處發(fā)展初期，格局未定，橫向?qū)Ρ人姆N熱管理賽道的異同可以幫助我們展望未來參與者的競爭優(yōu)勢。儲能熱管理：方案常見場景包括草原、沙漠等較為偏遠(yuǎn)地區(qū)，風(fēng)沙大，維護(hù)相對困難，儲能系統(tǒng)的安全性要求高，對熱管理方案的穩(wěn)定性、安全性、可靠性有較高要求，一般壽命要求10-20年。價格方面，由于風(fēng)冷方案成熟，價格敏感性一般高于液冷方案。精密空調(diào)：行業(yè)對于溫度的控制精度要求較高，應(yīng)用場景多為數(shù)據(jù)中心、通訊基站等領(lǐng)域，在機(jī)柜類控溫、大制冷量需求的集裝箱控溫方面或有更強(qiáng)優(yōu)勢，使用壽命要求15年以上。家用空調(diào)、商用空調(diào)：主要應(yīng)用場景為建筑空間內(nèi)散熱，維護(hù)難度低，整套配件一般壽命要求6-8年。新能源汽車熱管理：安全性要求高，對于電池、電機(jī)的散熱的可靠性要求很高。新能源車整車熱管理方案新能源車熱管理系統(tǒng)協(xié)同性要求更高，存在一定的技術(shù)壁壘，系統(tǒng)貨值較高。傳統(tǒng)燃油車熱管理主要指發(fā)動機(jī)熱管理及車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)。1）發(fā)動機(jī)熱管理系統(tǒng)的作用分為①高溫天氣給發(fā)動機(jī)降溫，②低溫環(huán)境迅速實現(xiàn)發(fā)動機(jī)冷啟動。2）駕駛艙熱管理可分為①發(fā)動機(jī)帶動空調(diào)壓縮機(jī)、水泵等運轉(zhuǎn)制冷，②利用內(nèi)燃機(jī)能量轉(zhuǎn)化過程中流失的熱量制熱。新能源車熱管理主要指三電系統(tǒng)熱管理（電池、電機(jī)、電控）及車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)。其中電池及車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的熱管理尤為重要，電池?zé)峁芾矶嗖捎靡豪浞桨竿ㄟ^冷媒蒸發(fā)吸收冷卻液的熱量制冷，利用空調(diào)暖風(fēng)回路的熱量制熱。車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)通過電驅(qū)動壓縮機(jī)制冷，采用PTC方案或利用熱泵系統(tǒng)加熱。電機(jī)部分主要通過風(fēng)扇及散熱器制冷。溫度對電池運行效率、發(fā)動機(jī)運行效率有較大影響，電動車熱管理系統(tǒng)難度、貨值較燃油車更高。新能源車熱管理系統(tǒng)一體化趨勢下要對全車熱量進(jìn)行動態(tài)分配，需要完善高效的熱管理算法檢測外部環(huán)境溫度、電機(jī)系統(tǒng)溫度、電池組溫度和座艙溫度等參數(shù)，調(diào)節(jié)四/八通閥通向、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、熱量分配等，技術(shù)壁壘及系統(tǒng)價值量較高。新能源車熱管理vs儲能熱管理新能源車熱管理公司是切入儲能熱管理領(lǐng)域的活躍玩家，動力電池?zé)峁芾砼c儲能電池?zé)峁芾砑夹g(shù)基本同源，但由于兩種系統(tǒng)在在應(yīng)用場景、壽命、性能方面有著不同要求，因此對熱管理系統(tǒng)的要求有一定區(qū)別。儲能電池對能量密度的要求小于動力電池，但要求更高的循環(huán)次數(shù)，更看重?zé)峁芾硐到y(tǒng)的穩(wěn)定性、一致性。儲能電池系統(tǒng)主要應(yīng)用在電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、新能源并網(wǎng)、戶用儲能等場景，對體積、重量要求較汽車動力電池系統(tǒng)更寬松，對充電速度、單電池能量密度有所放寬，但由于儲能系統(tǒng)通常需要長時間運行，因此要求儲能電池?fù)碛懈叩目裳h(huán)次數(shù)及更長的壽命。儲能系統(tǒng)串、并聯(lián)電池組數(shù)量更多，處于對電池組壽命及效率的考慮，對電池溫度的一致性要求更高，更看重儲能熱管理的BMS、EMS系統(tǒng)。在散熱模式的選擇上，風(fēng)冷、液冷均可達(dá)到儲能熱管理的溫控要求，近年來隨著液冷系統(tǒng)技術(shù)的提升及成本的降低，占地面積更小、集成度更高的搭載液冷的儲能系統(tǒng)發(fā)展良好，液冷方案滲透率不斷提升。汽車動力電池作為移動電源，在整車結(jié)構(gòu)中占用面積較為固定，對體積、質(zhì)量能量密度要求更高，需要熱管理系統(tǒng)更高的散熱效率。動力電池主要應(yīng)用場景為電動交通工具，在整車的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，留給電池組的空間有限，提升整車?yán)m(xù)航的重點在于電池能量密度，近年來更高能量密度的動力電池產(chǎn)品快速迭代，對熱管理系統(tǒng)的體積及散熱效率有更高的要求，動力電池?zé)峁芾砩弦豪浞桨笧橹髁鞣桨?。英維克：精密溫控龍頭，風(fēng)冷液冷雙端布局儲能熱管理通訊、IDC溫控起家，新能源客車、軌交領(lǐng)域拓展后發(fā)力儲能溫控，已具有一定業(yè)務(wù)規(guī)模。公司2005年成立，2006年推出并構(gòu)建了以通訊基站、戶外機(jī)柜專用空調(diào)、IDC節(jié)能空調(diào)為主的產(chǎn)品體系；2015年成立子公司深圳科泰專門負(fù)責(zé)新能源客車空調(diào)的研產(chǎn)銷工作，2018年公司新能源客車空調(diào)大批量應(yīng)用于多地公交集團(tuán)；同年收購上?？铺┣腥胲壍澜煌I(lǐng)域溫控；公司是最早涉及電化學(xué)儲能系統(tǒng)的廠商，最早于2016年推出了水冷機(jī)組的解決方案，2018年儲能環(huán)境解決方案大量應(yīng)用于國內(nèi)外儲能電站，2020年在風(fēng)冷系列機(jī)柜空調(diào)基礎(chǔ)上，開始為中國、歐美儲能行業(yè)提供液冷系統(tǒng)的全鏈條綜合解決方案，并不斷優(yōu)化端到端液冷系統(tǒng)。申菱環(huán)境：IDC、工業(yè)空調(diào)專家，戰(zhàn)略布局熱泵、儲能溫控領(lǐng)域公司基于IDC溫控技術(shù)與儲能溫控技術(shù)同源性，切入儲能溫控市場。公司2000年成立，聚焦于工業(yè)工藝、專業(yè)特種、數(shù)據(jù)服務(wù)、高端公建四大領(lǐng)域，提供環(huán)境調(diào)控整體垂直解決方案。2014年公司精密空調(diào)生產(chǎn)基地投產(chǎn)，正式進(jìn)入數(shù)據(jù)服務(wù)領(lǐng)域，公司在該領(lǐng)域業(yè)務(wù)發(fā)展迅速，近年來已成為公司主導(dǎo)成長性業(yè)務(wù)。公司計劃加速在儲能領(lǐng)域的布局，公司數(shù)據(jù)中心液冷溫控技術(shù)較為成熟，熱管理方案體系完善，有望快速切入儲能熱管理領(lǐng)域。同飛股份：工業(yè)溫控龍頭，儲能溫控業(yè)務(wù)乘“雙碳”風(fēng)而起國內(nèi)領(lǐng)先數(shù)