深企投產(chǎn)業(yè)研究院行業(yè)研究系列報(bào)告新型儲(chǔ)能行業(yè)研究報(bào)告儲(chǔ)能技術(shù)多元發(fā)展,我國(guó)新型儲(chǔ)能技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平并跑2024年4月深企投產(chǎn)業(yè)研究院I深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列一、新型儲(chǔ)能類型與應(yīng)用概述 二、壓縮空氣儲(chǔ)能 （一）應(yīng)用現(xiàn)狀及工作原理 5（二）壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈 7三、飛輪儲(chǔ)能 （一）應(yīng)用現(xiàn)狀及工作原理 9（二）飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈 四、全釩液流電池 （一）應(yīng)用現(xiàn)狀及工作原理 （二）全釩液電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈 五、鈉離子電池 （一）應(yīng)用現(xiàn)狀 （二）鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈 六、超級(jí)電容器 （一）產(chǎn)業(yè)類別及應(yīng)用 深企投產(chǎn)業(yè)研究院深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列（二）超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)鏈（二）超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)鏈 七、熔融鹽儲(chǔ)能 （一）應(yīng)用現(xiàn)狀及技術(shù)原理 （二）熔融鹽儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈 八、重力儲(chǔ)能 （一）技術(shù)原理及應(yīng)用 （二）重力儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈 九、超導(dǎo)磁儲(chǔ)能 （一）應(yīng)用現(xiàn)狀及技術(shù)原理 （二）超導(dǎo)磁儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈 圖、表目錄圖12022年中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)和世界先進(jìn)水平的比較成熟度 4圖22022年中國(guó)儲(chǔ)能集成示范和產(chǎn)業(yè)化梯隊(duì) 5圖3傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)原理 6圖4壓縮空氣儲(chǔ)能核心設(shè)備 7圖5飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖6飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)作示意圖 圖7全釩液流電池的構(gòu)成 圖8全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈 圖9中廣核德令哈200萬(wàn)千瓦光熱儲(chǔ)一體化項(xiàng)目原理圖 圖10基于熔融鹽儲(chǔ)熱的工業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng) 圖11熔融鹽光熱儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈 圖1212小時(shí)儲(chǔ)熱100MW塔式太陽(yáng)能光熱電站投資組成 圖13EnergyVault公司光伏項(xiàng)目配套重力儲(chǔ)能 圖14山體斜坡儲(chǔ)能原理示意圖 圖15重力儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈 圖16超導(dǎo)磁儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)原理 表1主要儲(chǔ)能技術(shù)比較 2表2儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景 3表3飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)和裝置開發(fā)應(yīng)用重點(diǎn)機(jī)構(gòu) 深企投產(chǎn)業(yè)研究院深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列表表4全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈代表企業(yè) 表5鈉電池與鋰電池產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)技術(shù)路線對(duì)比 表6鈉離子電池主要企業(yè) 表7鈉電池正極材料（含前驅(qū)體）主要企業(yè) 表8鈉電池負(fù)極材料主要企業(yè) 表9鈉電池電解液、電解質(zhì)主要企業(yè) 表10超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)企業(yè) 表11熔融鹽儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈代表企業(yè) 表12高溫超導(dǎo)帶材重點(diǎn)企業(yè) 深企投產(chǎn)業(yè)研究院深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列儲(chǔ)能技術(shù)多元發(fā)展，各有不同的應(yīng)用場(chǎng)景。我國(guó)新型儲(chǔ)能技術(shù)基本上與國(guó)際先進(jìn)水平并跑，壓縮空氣儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱儲(chǔ)冷、鋰離子電池、液流電池和鈉離子電池技術(shù)已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。'、新型儲(chǔ)能類型與應(yīng)用概述新型儲(chǔ)能是指抽水蓄能以外的儲(chǔ)能技術(shù)。儲(chǔ)能形式根據(jù)技術(shù)路徑不同主要分為熱儲(chǔ)能、電儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能三大類，其中電儲(chǔ)能又可按能量?jī)?chǔ)存形式分為物理儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能。物理儲(chǔ)能除了抽水蓄能外，還包括壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能等；電磁儲(chǔ)能包括超導(dǎo)儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能等；電化學(xué)儲(chǔ)能包括鋰離子電池、鈉電池、鉛蓄電池、液流電池、鈉硫電池、燃料電池等儲(chǔ)能形式；熱儲(chǔ)能主要包括熔融鹽儲(chǔ)能、熱（冷）儲(chǔ)能等。儲(chǔ)能技術(shù)呈現(xiàn)多元化發(fā)展格局，各有不同的應(yīng)用場(chǎng)景。每種儲(chǔ)能技術(shù)均具有一定的獨(dú)特性，在實(shí)際應(yīng)用中，需要用戶綜合考慮各種儲(chǔ)能技術(shù)的特點(diǎn)以及優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最適宜的技術(shù)方案。比如，飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容、超導(dǎo)儲(chǔ)能可以解決秒級(jí)或分鐘級(jí)以下的調(diào)頻需求；抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、燃料電池和電化學(xué)儲(chǔ)能等則更適用于進(jìn)行小時(shí)級(jí)調(diào)峰；氫儲(chǔ)能適合執(zhí)行季節(jié)性調(diào)峰。不同儲(chǔ)能技術(shù)的特點(diǎn)如下表所示。深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列表1主要儲(chǔ)能技術(shù)比較類型容量/MW轉(zhuǎn)換放電優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)鐘時(shí)效率低，地理?xiàng)l件要求苛刻，存在生壓縮空氣鐘時(shí)效率低，存在地理1秒鐘長(zhǎng)額定功率較小，成秒時(shí)成本高，循環(huán)壽命秒時(shí)好時(shí)超級(jí)電容器投資成本高，能量技術(shù)未成熟、未商時(shí)設(shè)規(guī)模較大，澆筑熔融鹽儲(chǔ)熱時(shí)儲(chǔ)能密度高，穩(wěn)定性好，安全性投資成本高，對(duì)蓄熱裝置材料的抗腐蝕性要求高，只能應(yīng)用在采用熱能發(fā)電或者清潔供熱場(chǎng)景按照時(shí)長(zhǎng)要求的不同，儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景可分為容量型(≥4小時(shí)）、能量型（約1～2小時(shí)）、功率型(≤30分鐘）和備用型(≥15分鐘）四類，對(duì)應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景如下表所示。深企投產(chǎn)業(yè)研究院深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列表2儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景類型實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景運(yùn)行特點(diǎn)技術(shù)特征要求儲(chǔ)能類型安全性高、成本復(fù)合功能，調(diào)峰調(diào)頻和緊急備用等多等輔助一次調(diào)頻；提供系統(tǒng)阻尼；提高應(yīng)速度；大作為不間斷電源提從各類儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)推廣進(jìn)程看，目前我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)基本上與國(guó)際先進(jìn)水平并跑，壓縮空氣儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱儲(chǔ)冷、鉛蓄電池、鋰離子電池、液流電池和鈉離子電池技術(shù)已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平；抽水蓄能、飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容和儲(chǔ)能新技術(shù)與世界先進(jìn)水平還有一定的差距，如下圖所示。深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列圖12022年中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)和世界先進(jìn)水平的比較成熟度綜合分析我國(guó)各儲(chǔ)能技2022年的基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)和集成示范的情況，各種儲(chǔ)能技術(shù)可以大致分為四個(gè)梯隊(duì)。其中，第一梯隊(duì)為抽水蓄能，單機(jī)規(guī)模100MW以上，占2022年全國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)的77.1%左右；第二梯隊(duì)為鋰離子電池、壓縮空氣儲(chǔ)能、液流電池、鉛蓄電池和儲(chǔ)熱儲(chǔ)冷技術(shù)，單機(jī)規(guī)?？蛇_(dá)10-100MW，其中鋰離子電池裝機(jī)最多，有可能未來(lái)形成單獨(dú)的一個(gè)梯隊(duì)；第三梯隊(duì)為鈉離子電池、飛輪儲(chǔ)能和超級(jí)電容器，目前單機(jī)規(guī)?？梢赃_(dá)到MW級(jí)，其中鈉離子發(fā)展受關(guān)注最多，有可能未來(lái)進(jìn)入第二梯隊(duì)；第四梯隊(duì)為重力儲(chǔ)能、熱泵儲(chǔ)電、壓縮二氧化碳和液態(tài)金屬技術(shù)等新型儲(chǔ)能技術(shù)，需要進(jìn)一步的研發(fā)，以便實(shí)現(xiàn)集成示范和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。深企投產(chǎn)業(yè)研究院深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列圖22022年中國(guó)儲(chǔ)能集成示范和產(chǎn)業(yè)化梯隊(duì)二、壓縮空氣儲(chǔ)能（一）應(yīng)用現(xiàn)狀及工作原理——應(yīng)用現(xiàn)狀。壓縮空氣儲(chǔ)能（CAES）目前處于小規(guī)模應(yīng)用階段。據(jù)CNESA（中國(guó)能源研究會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)/中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟）統(tǒng)計(jì)，截至2021年底，壓縮空氣儲(chǔ)能在全球新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模中的占比為2.3%。根據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，截止2022年底，壓縮空氣儲(chǔ)能占全國(guó)新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模的2%（如按照CNESA全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)的不完全統(tǒng)計(jì)，占比為1.5%）。當(dāng)前壓縮空氣儲(chǔ)能整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模仍較小。——工作原理。傳統(tǒng)的壓縮空氣儲(chǔ)能是基于燃?xì)廨啓C(jī)開發(fā)的儲(chǔ)能技術(shù)，其工作原理是，在用電低谷，用過(guò)剩的電能來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，將空氣壓縮至高壓并儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣裝置（如地面儲(chǔ)氣罐、地下鹽穴、地下人工硐室等）中，使電能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能存儲(chǔ)起來(lái)；在用電高峰，深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列由儲(chǔ)氣裝置釋放儲(chǔ)存的高壓空氣，通過(guò)（進(jìn)入燃燒室）燃燒或者換熱的方式，加熱壓縮氣體，將其輸送至膨脹機(jī)內(nèi)膨脹做功，推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。其工作原理如下圖所示。圖3傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)原理——優(yōu)缺點(diǎn)。壓縮空氣儲(chǔ)能具有啟動(dòng)快速、能量密度和功率密度較高、運(yùn)營(yíng)成本低、設(shè)備使用壽命長(zhǎng)、損耗低等優(yōu)點(diǎn)，一般可儲(chǔ)釋能上萬(wàn)次，壽命達(dá)40-50年。缺點(diǎn)是，能量轉(zhuǎn)換效率低下（僅能到50%需要大洞穴或者大容量?jī)?chǔ)氣裝置存儲(chǔ)壓縮空氣、存在地域（地質(zhì)）條件限制，投資回報(bào)期較長(zhǎng)。壓縮空氣儲(chǔ)能中，儲(chǔ)氣方式不同，成本差異較大，單位成本約7000-9000元/kW，總體上當(dāng)前壓縮空氣儲(chǔ)能的單位成本高于抽水蓄能和電化學(xué)儲(chǔ)能，單位kWh成本則與電化學(xué)儲(chǔ)能相當(dāng)。目前壓縮空氣儲(chǔ)能度電成本0.24-0.25元，隨著規(guī)模提升，新深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列型壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的度電成本可達(dá)到0.2元，如果未來(lái)能降到0.15元以下，則經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。（二）壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈上游為裝備制造、儲(chǔ)氣庫(kù)。壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、空氣透平膨脹機(jī)（空汽輪機(jī)）、發(fā)電機(jī)、換熱器、儲(chǔ)熱介質(zhì)等構(gòu)成，儲(chǔ)能電站設(shè)備投資約占65%-70%，其余為土建安裝及其他輔助工作。其中核心設(shè)備為壓縮機(jī)（離心式空氣壓縮機(jī)），可占到儲(chǔ)能電站投資的15%以上；換熱器、透平機(jī)、輔助系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，和傳統(tǒng)火電站配置類似，約占儲(chǔ)能電站投資的15%，基本無(wú)技術(shù)瓶頸。圖4壓縮空氣儲(chǔ)能核心設(shè)備核心設(shè)備廠商：國(guó)外壓縮機(jī)主要有阿特拉斯·科普柯、西門子、日本神鋼等，國(guó)內(nèi)能達(dá)到相應(yīng)技術(shù)要求的主要有陜鼓動(dòng)力、沈鼓集團(tuán)、金通靈三家企業(yè)。目前100MW級(jí)壓縮機(jī)基本可以實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但實(shí)現(xiàn)單機(jī)300MW級(jí)仍存在很大難度和技術(shù)瓶頸。設(shè)備主要企業(yè)包括：陜鼓動(dòng)力（空壓龍頭，壓縮機(jī)、膨脹機(jī)）、沈鼓集團(tuán)（離心壓縮機(jī)）、金通深企投產(chǎn)業(yè)研究院深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列靈（空氣膨脹機(jī)）、杭氧股份（空氣壓縮機(jī)、透平膨脹機(jī)）、川空集團(tuán)東方汽輪機(jī)（空氣透平、油氣換熱器）、上海汽輪機(jī)（空氣透平、油氣換熱器）等。儲(chǔ)氣庫(kù)資源供應(yīng)：壓縮空氣儲(chǔ)能儲(chǔ)氣庫(kù)包括高壓氣罐、低溫儲(chǔ)罐、廢舊礦洞改造、新建洞穴、鹽穴等多種形式，現(xiàn)階段在建、廢舊礦洞改造、新建洞穴、鹽穴等多種形式，現(xiàn)階段在建、已投產(chǎn)項(xiàng)目多采用地下儲(chǔ)氣庫(kù)（廢舊礦洞改造、新建洞穴、鹽穴我國(guó)鹽業(yè)企業(yè)中，魯銀投資、蘇鹽井神、中鹽化工、雪天鹽業(yè)等均在鹽穴儲(chǔ)能領(lǐng)域有所布局。儲(chǔ)氣裝置占儲(chǔ)能電站投資的10%—20%，如采用地下鹽穴，成本約占10%；如采用人工硐室，成本約20%；如儲(chǔ)氣裝置使用壓力容器，其單位造價(jià)是鹽穴儲(chǔ)氣造價(jià)的10倍以上。主要的技術(shù)提供方是中儲(chǔ)國(guó)能（中科院熱物理研究所下屬，近期完成超10億元A輪融資）、中科儲(chǔ)能、科遠(yuǎn)智慧，以及中科院理化所、清華大學(xué)等高校院所；主要的系統(tǒng)集成商包括中儲(chǔ)國(guó)能、陜鼓集團(tuán)等；項(xiàng)目整體建設(shè)施工單位主要有中國(guó)能建、中國(guó)電建等，主要提供EPC（工程建設(shè)總承包）業(yè)務(wù)。從建設(shè)市場(chǎng)情況看，中國(guó)能建目前占據(jù)主要地位。下游為投資運(yùn)營(yíng)商（業(yè)主單位）。當(dāng)前參與投資布局（包括規(guī)劃中）的企業(yè)包括中國(guó)能建、中國(guó)電建、國(guó)家能源集團(tuán)、國(guó)家電投、中國(guó)華能、福能股份、華電集團(tuán)、大唐集團(tuán)、三峽集團(tuán)（三峽能源）等，基本為國(guó)企（央企）。三、飛輪儲(chǔ)能（一）應(yīng)用現(xiàn)狀及工作原理——應(yīng)用現(xiàn)狀。飛輪儲(chǔ)能還處于商業(yè)化早期，在全球及中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)占有率較低。據(jù)CNESA數(shù)據(jù)，截止2022年底中國(guó)已投運(yùn)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到13.1GW，其中飛輪儲(chǔ)能其中僅占0.1%。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上飛輪儲(chǔ)能應(yīng)用多數(shù)為試點(diǎn)項(xiàng)目，主要作為蓄電池系統(tǒng)的補(bǔ)充，成熟運(yùn)行產(chǎn)品較少，運(yùn)行功率較低，后備時(shí)間短，部分技術(shù)性能需要進(jìn)一步完善?！ぷ髟?。飛輪儲(chǔ)能的原理是利用過(guò)剩電力給真空外殼中的轉(zhuǎn)子（飛輪）加速，把電能以動(dòng)能的形式儲(chǔ)存。在儲(chǔ)能階段，通過(guò)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)飛輪，使飛輪本體加速到一定的轉(zhuǎn)速，將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；在能量釋放階段，飛輪的旋轉(zhuǎn)速度會(huì)降低，電動(dòng)機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。一般來(lái)說(shuō)，飛輪系統(tǒng)使用電流來(lái)控制飛輪速度，其中高能的飛輪使用高強(qiáng)度碳纖維制成的轉(zhuǎn)子，并通過(guò)磁懸浮軸承實(shí)現(xiàn)懸浮。這些轉(zhuǎn)子在真空罩內(nèi)的轉(zhuǎn)速可達(dá)到20000-50000rpm，可以在幾分鐘內(nèi)達(dá)到所需的速度。圖6飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)作示意圖——應(yīng)用領(lǐng)域。飛輪儲(chǔ)能是一種高頻次、大功率、長(zhǎng)壽命、高效率的功率型儲(chǔ)能技術(shù)，適用于數(shù)百千瓦至數(shù)十兆瓦、持續(xù)數(shù)秒至數(shù)分鐘、頻次10萬(wàn)次以上的電儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景，是實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定、頻率調(diào)節(jié)的重要技術(shù)。飛輪儲(chǔ)能可用于新能源并網(wǎng)、微電網(wǎng)調(diào)頻，地鐵、港口制動(dòng)能量回收，數(shù)據(jù)庫(kù)、醫(yī)院不間斷電源，國(guó)防、科研脈沖電源等?！獌?yōu)缺點(diǎn)。飛輪儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)包括：1）高效率。能量轉(zhuǎn)換效率能夠達(dá)到90%及以上。2）長(zhǎng)壽命。飛輪儲(chǔ)能的使用壽命可達(dá)200萬(wàn)次以上，且使用壽命不受充放電深度的影響，主要取決于飛輪材料的疲勞壽命和系統(tǒng)中電子元器件的壽命。3）響應(yīng)速度快。啟動(dòng)時(shí)間在1秒以內(nèi)，充放電速度反應(yīng)極快，屬于分秒級(jí)的儲(chǔ)能技術(shù)。4）運(yùn)維較簡(jiǎn)單。運(yùn)行過(guò)程中幾乎不需要維護(hù)，工況環(huán)境適應(yīng)性好，-20-50°C下都能正常工作。缺點(diǎn)主要有：1）能量密度低。額定功率小，最多供電幾分鐘，而且由于空氣和軸承阻力，存儲(chǔ)過(guò)程中存在電能消耗的情況。2）成本較高。主要是由于其需要使用高強(qiáng)度材料（如使用碳纖維材料制造飛輪）和先進(jìn)的控制技術(shù)，單位投資成本較大。3）噪音大。旋轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn)速可高達(dá)15000rpm，噪音較大，且持續(xù)工作在高轉(zhuǎn)速、高溫等極端工況下，因此極其輕微結(jié)構(gòu)變動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致劇烈震動(dòng)，不僅會(huì)產(chǎn)生極大地噪聲污染，也可能發(fā)生斷軸等安全風(fēng)險(xiǎn)。（二）飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)鏈上游。典型的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)包括5個(gè)部件：1）飛輪本體，一般為高強(qiáng)度復(fù)合纖維材料（如碳纖維復(fù)合材料）制成；2）軸承，為轉(zhuǎn)子提供低耗損支撐，利用非接觸式的永磁軸承、電磁軸承或超導(dǎo)懸浮軸承等支承飛輪；3）電機(jī)，一般為電動(dòng)/發(fā)電互逆式雙向電機(jī)（電動(dòng)機(jī)+發(fā)電機(jī)）；4）電力轉(zhuǎn)換器，是輸入電能轉(zhuǎn)化為直流電供給電機(jī)，輸出電能進(jìn)行調(diào)頻、整流后供給負(fù)載的關(guān)鍵部件；5）真空器（真空室為減少空氣阻力，飛輪系統(tǒng)放置于高真空密封套筒內(nèi)。上游部件主要由華陽(yáng)股份、國(guó)機(jī)重裝、湘電股份、廣大特材等企業(yè)提供。產(chǎn)業(yè)鏈中游為飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)集成，主要設(shè)備廠商也同時(shí)參與。下游為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)測(cè)的業(yè)主單位。表3飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)和裝置開發(fā)應(yīng)用重點(diǎn)機(jī)構(gòu)類型企業(yè)和機(jī)構(gòu)國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)國(guó)內(nèi)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際開發(fā)應(yīng)用國(guó)外研發(fā)企業(yè)四、全釩液流電池（一）應(yīng)用現(xiàn)狀及工作原理——應(yīng)用現(xiàn)狀。我國(guó)液流電池儲(chǔ)能的研發(fā)推廣處于世界領(lǐng)先水平。根據(jù)CNESA數(shù)據(jù)，截止2022年底液流電池占我國(guó)已投運(yùn)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模的1.2%。液流電池根據(jù)活性材料分類，可分為全釩液流電池，鋅基液流電池（鋅溴、鋅鐵、鋅鎳、鋅空氣等鐵鉻液流電池、全鐵液流電池等等。其中全釩液流電池是目前最接近產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化應(yīng)用的一種電池，而其他液流電池技術(shù)成熟度稍低，仍然面臨活性物質(zhì)的沉積、電解液互竄、功率密度低、容量和能量無(wú)法完全解耦、析氫和析氧等問(wèn)題，基本上處于工程化示范階段。在應(yīng)用場(chǎng)合方面，液流電池有望與鋰離子電池形成差異化競(jìng)爭(zhēng)，主要在4小時(shí)及以上，液流電池有望與鋰離子電池形成差異化競(jìng)爭(zhēng)，主要在4小時(shí)及以上，百兆瓦時(shí)以上的容量?jī)?chǔ)能場(chǎng)合進(jìn)行推廣。全釩液流電池隨著大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化加速，滲透率將不斷提升，裝機(jī)規(guī)模呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。根據(jù)EVTank發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)釩電池新增裝機(jī)量0.13GW，2022年國(guó)內(nèi)大量的釩電池儲(chǔ)能項(xiàng)目開工建設(shè)，預(yù)計(jì)全年新增裝機(jī)量將達(dá)到0.6GW。據(jù)EVTank預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)2025年釩電池新增規(guī)模將達(dá)到2.3GW，2030新增量將達(dá)到4.5GW，屆時(shí)釩電池儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)量將達(dá)到24GW，當(dāng)年新增市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到405億元。GGII預(yù)測(cè)，2025年國(guó)內(nèi)液流電池出貨量有望超過(guò)10GWh（按4小時(shí)測(cè)算，含出口復(fù)合增速高達(dá)95.5%?！ぷ髟?。液流電池通過(guò)離子選擇膜的離子交換將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，離子選擇膜將兩種液體電解質(zhì)分開存儲(chǔ)在不同的罐中,利用兩種化學(xué)溶液進(jìn)行離子交換來(lái)進(jìn)行充放電,其電壓一般在1.0-2.2V之間。與其它電池相似，液流電池的功率與隔膜面積成正比，而儲(chǔ)存能量的多寡和溶液儲(chǔ)存容量成正比。液流電池正負(fù)極全使用釩鹽溶液的稱為全釩液流電池（全釩氧化還原液流電池），簡(jiǎn)稱釩電池。釩電池電能以化學(xué)能的方式存儲(chǔ)在不同價(jià)態(tài)釩離子的硫酸電解液中，通過(guò)外接泵把電解液壓入電池堆體內(nèi)，在機(jī)械動(dòng)力作用下，使其在不同的儲(chǔ)液罐和半電池的閉合回路中循環(huán)流動(dòng)，采用質(zhì)子交換膜作為電池組的隔膜，電解質(zhì)溶液平行流過(guò)電極表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)雙電極板收集和傳導(dǎo)電流，從而使得儲(chǔ)存在溶液中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。這個(gè)可逆的反應(yīng)過(guò)程使釩電池順利完成充電、放電和再充電。圖7全釩液流電池的構(gòu)成——優(yōu)缺點(diǎn)。全釩液流電池的優(yōu)點(diǎn)包括：1）相較于鋰離子電池，安全性更高。全釩液流電池的電解液為釩離子的酸性水溶液，在常溫常壓下運(yùn)行，不存在熱失控、著火爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，具有本征安全性。在空間占用方面，鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)需要滿足更為嚴(yán)格的消防及安全標(biāo)準(zhǔn)，在集裝箱的排布上必須留出更大的安全距離，而全釩液流電池?zé)o此問(wèn)題，因此布局更為緊湊，占地更加集約。2）循環(huán)壽命長(zhǎng)。循環(huán)次數(shù)可達(dá)16000次以上，顯著優(yōu)于鋰離子電池，且生命周期內(nèi)容量可完全恢復(fù)，容量衰減問(wèn)題?。ㄏ啾戎?，鋰離子電池的可用容量會(huì)隨著循環(huán)次數(shù)的增加而明顯下降）。3）充、放電性能好?？缮疃确烹姸粨p壞電池。自放電低，在系統(tǒng)處于關(guān)閉模式時(shí)，儲(chǔ)罐中的電解液無(wú)自放電現(xiàn)象。4）啟動(dòng)速度快，無(wú)相變化，充放電狀態(tài)切換響應(yīng)迅速。5）輸出功率和儲(chǔ)能容量相互獨(dú)立，便于模塊化集成和規(guī)模放大。全釩液流電池實(shí)現(xiàn)了電芯功率和容量的分離，輸出功率和儲(chǔ)能容量可全釩液流電池實(shí)現(xiàn)了電芯功率和容量的分離，輸出功率和儲(chǔ)能容量可獨(dú)立設(shè)計(jì)。要增加輸出功率，僅需增加電堆的數(shù)量；要增加儲(chǔ)能容量，僅需增加電解液的體積（儲(chǔ)液罐的容量）。設(shè)計(jì)和安裝靈活，便于模塊化設(shè)計(jì)和規(guī)模放大，因此適用于大規(guī)模、大容量、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能,其儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)越長(zhǎng)，單度電分?jǐn)偝杀緦⒋蠓冉档?，價(jià)格越便宜。近期的項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模已達(dá)到200MW，遠(yuǎn)超鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模。6）我國(guó)釩資源儲(chǔ)量豐富，供應(yīng)鏈安全性更強(qiáng)。我國(guó)已探明釩礦儲(chǔ)量占全球43%（美國(guó)地質(zhì)勘探局USGS數(shù)據(jù)產(chǎn)量約占全球三分之二，相比于鋰電池在核心礦產(chǎn)方面對(duì)外依賴度高，發(fā)展釩電池可避免受制于人。全釩液流電池的缺點(diǎn)包括：1）能量密度不高。全釩液流電池的能量密度為12-40Wh/kg，低于鋰電池的80-300Wh/kg。不過(guò)，固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)能量密度要求不高，因此液流電池更適用于大規(guī)模蓄電儲(chǔ)能。2）初始投資成本較高。目前鋰電池儲(chǔ)能電站的初始投資成本最低可達(dá)到1.6元/Wh，而釩電池儲(chǔ)能項(xiàng)目初始投資成本普遍在3元/Wh以上。近期釩電池成本下降較快，2022年11月中核匯能1GWh液流電池儲(chǔ)能采購(gòu)中標(biāo)候選人公示中，最低中標(biāo)單價(jià)達(dá)到2.2元/Wh。雖然釩電池初裝成本較鋰電池偏高，但全壽命周期使用成本與鋰電相近，在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能場(chǎng)景更具優(yōu)勢(shì)。不過(guò)仍要考慮如果釩資源開發(fā)力度不如預(yù)期，釩電池大規(guī)模應(yīng)用拉動(dòng)釩價(jià)上漲、拉高電解液成本，則可能削弱全釩液電池的全壽命周期的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。（二）全釩液電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈全釩液流電池主要由電解液、交換膜、電極、雙極板等組成。電解液是釩離子的儲(chǔ)存介質(zhì)，占系統(tǒng)成本的35%—40%（其中五氧全釩液流電池主要由電解液、交換膜、電極、雙極板等組成。電解液是釩離子的儲(chǔ)存介質(zhì)，占系統(tǒng)成本的35%—40%（其中五氧化二釩占電解液成本60%左右其性能將直接影響到電池系統(tǒng)的工作效率、運(yùn)行工況和使用壽命等；交換膜是電池內(nèi)用于釩離子交換的膜材料；電極是氧化還原反應(yīng)的主要發(fā)生場(chǎng)所，包括一個(gè)正極和一個(gè)負(fù)極；雙極板是用來(lái)電氣連接但液壓分離相鄰電芯的一種隔板，主要功能為隔離正負(fù)極電解液、匯集電流和支撐電極等。雙極板、離子交換膜、電極、電極框架等構(gòu)成電堆，電堆是釩電池系統(tǒng)的重要部件，是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的主要場(chǎng)所，可占總成本的35%，而電堆成本中55%來(lái)自于離子交換膜。其他裝置（如管路與控制系統(tǒng)、循環(huán)泵等）占總成本的30%。全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈如下圖所示。深企投產(chǎn)業(yè)研究院深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列圖8全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)前國(guó)內(nèi)全釩液流電池市場(chǎng)總體體量較小，龍頭格局未顯，產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期。產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的競(jìng)爭(zhēng)格局和代表企業(yè)如下表所示。表4全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈代表企業(yè)類型競(jìng)爭(zhēng)格局及代表企業(yè)釩加工-五?部分上游五氧化二釩的生產(chǎn)企業(yè)已?碳紙制備工藝較復(fù)雜，生產(chǎn)企業(yè)以日本深企投產(chǎn)業(yè)研究院深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列類型競(jìng)爭(zhēng)格局及代表企業(yè)構(gòu)五、鈉離子電池（一）應(yīng)用現(xiàn)狀——應(yīng)用現(xiàn)狀。鈉離子電池的出現(xiàn)是對(duì)現(xiàn)有鋰電池技術(shù)的重要補(bǔ)充，將是鋰電池之后率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的電池，預(yù)計(jì)2023年進(jìn)入商業(yè)化量產(chǎn)。鈉和鋰具有相似的電化學(xué)特性，且鈉鹽的儲(chǔ)量豐富、成本低廉，鈉離子電池具有環(huán)境友好、高低溫下性能表現(xiàn)好以及安全性好等優(yōu)勢(shì)，鈉離子電池在理論上是鋰離子電池的優(yōu)良替代品。在高鋰價(jià)壓制下，產(chǎn)業(yè)界對(duì)鈉離子電池的量產(chǎn)替代需求更加迫切。從下游應(yīng)用來(lái)看，鈉電池與鋰電池場(chǎng)景也高度重疊，尤其是在儲(chǔ)能、兩輪車、低速電動(dòng)車、電動(dòng)工具等領(lǐng)域的可替代性較強(qiáng)。根據(jù)中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院報(bào)告，鈉電池將主要應(yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車（A0級(jí)、貨車、電動(dòng)公交）、儲(chǔ)能等領(lǐng)域，其中兩輪電動(dòng)車有望成為最先落地的應(yīng)用場(chǎng)景。2023年，兩輪車應(yīng)用方面雅迪、臺(tái)鈴、星恒先后發(fā)布鈉電池產(chǎn)品，6月中旬奇瑞和江鈴兩款鈉電池乘用車型進(jìn)入工信部目從能量密度看，鈉離子電池與三元鋰電池有較大差距，但已逐步接近磷酸鐵鋰電池。鈉荷質(zhì)比、比容量、容量密度低于鋰，使得鈉離子電池的能量密度上限不及鋰離子電池。寧德時(shí)代2021年推出的第一代鈉離子電池單體能量密度達(dá)到160一代鈉離子電池單體能量密度達(dá)到160Wh/kg，預(yù)計(jì)2023年量產(chǎn)出貨。2023年7月中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院發(fā)布的“全國(guó)首批鈉離子電池測(cè)評(píng)名單”中，17家送樣測(cè)試企業(yè)的產(chǎn)品平均能量密度為104.1Wh/kg，排名居前四家企業(yè)的產(chǎn)品能量密度在120Wh/kg至130Wh/kg之間。目前三元鋰電池單體能量密度可達(dá)到300Wh/kg，磷酸鐵鋰電池單體能量密度達(dá)到200Wh/kg，鈉離子電池距離磷酸鐵鋰也還有一定差距。如寧德時(shí)代規(guī)劃中的第二代鈉離子電池實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)（預(yù)計(jì)單體能量密度將突破200Wh/kg則可接近當(dāng)前磷酸鐵鋰水平。——市場(chǎng)規(guī)模。根據(jù)EVTank《中國(guó)鈉離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書（2023年）》數(shù)據(jù)，截止到2023年6月底，全國(guó)已經(jīng)投產(chǎn)的鈉離子電池專用產(chǎn)能達(dá)到10GWh，相比2022年年底增長(zhǎng)了8GWh，預(yù)計(jì)到2023年年底全國(guó)或?qū)⑿纬?9.7GWh的鈉離子電池專用量產(chǎn)線?，F(xiàn)有鈉離子電池企業(yè)的合計(jì)規(guī)劃產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到275.8GWh。根據(jù)EVTank在2022年的測(cè)算，考慮到鈉離子電池各潛在應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)電池的需求量，理論上在100%滲透的情況下，鈉離子電池2026年的市場(chǎng)空間可達(dá)到369.5GWh，市場(chǎng)規(guī)模或?qū)⑦_(dá)到1500億元?！獞?yīng)用優(yōu)勢(shì)。一是資源儲(chǔ)量?jī)?yōu)勢(shì)。我國(guó)鋰資源嚴(yán)重依賴進(jìn)口。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)，2021年全球鋰金屬資源量約為8900萬(wàn)噸，鋰金屬儲(chǔ)量約2200萬(wàn)噸，其中智利、澳大利亞、阿根廷儲(chǔ)量合計(jì)占比78%。而鈉資源在地殼元素含量中為2.75%，數(shù)百倍于鋰資源，不僅總量豐富，而且全球分布都較分散，在礦石、鹽湖、海水中均有廣泛的分布，我國(guó)發(fā)展鈉離子電池有利于保障供應(yīng)鏈安全，避免原材料卡脖子風(fēng)險(xiǎn)。卡脖子風(fēng)險(xiǎn)。二是工藝路線切換便利。在制造工藝方面，鈉離子電池可以實(shí)現(xiàn)與鋰電池生產(chǎn)設(shè)備、工藝兼容，產(chǎn)線可進(jìn)行快速切換，完成產(chǎn)能快速布局，因此鋰電池、動(dòng)力電池主流廠商均可布局延伸發(fā)展。三是規(guī)模量產(chǎn)后的成本優(yōu)勢(shì)。根據(jù)中科海鈉測(cè)算，當(dāng)超過(guò)100GWh的大規(guī)模生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)后，每生產(chǎn)1GWh鈉離子電池的直接材料成本比磷酸鐵鋰電池低30%-40%。四是性能優(yōu)勢(shì)。鈉離子電池相較鋰電池?fù)碛懈斓某潆娝俣?，更寬的工作溫度范圍，循環(huán)壽命和熱穩(wěn)定性則與磷酸鐵鋰電池相當(dāng)。比如，鈉離子電池比鋰電池更適用于高寒地區(qū)高功率應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)于溫差大的高緯度國(guó)家，鈉電池將是儲(chǔ)能的重要選擇。現(xiàn)階段，與磷酸鐵鋰等成熟鋰離子電池相比，鈉離子電池體系由于工藝不成熟、研發(fā)設(shè)備成本攤銷大以及產(chǎn)品一致性等問(wèn)題，BOM成本優(yōu)勢(shì)未能發(fā)揮。而且隨著2023年鋰價(jià)波動(dòng)下行，一定程度上削弱了鈉電池的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，如果碳酸鋰價(jià)格降至15萬(wàn)元/噸以內(nèi)，鈉電池發(fā)展可能受到較大影響。隨著全產(chǎn)業(yè)鏈加快量產(chǎn)、技術(shù)趨于成熟，鈉電池生產(chǎn)有望實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)、成本大幅降低。（二）鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈與鋰離子電池類似，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈也主要包括上游的原材料（正極、負(fù)極、隔膜、電解液等）、中游的電芯及電池以及下游的應(yīng)用。與鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的主要差異表現(xiàn)在上游正、負(fù)極材料以及中游電池廠的技術(shù)能力,電解液和隔膜則與鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈差異不大。從成本結(jié)構(gòu)看，鈉電池正極材料價(jià)值在鈉電占比26%，負(fù)極16%，電解液26%，隔膜18%，集流體4%。表5鈉電池與鋰電池產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)技術(shù)路線對(duì)比產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)鈉電池鋰電池層狀氧化物、普魯士藍(lán)(白)和聚高鎳三元、磷酸鐵鋰、錳鐵鋰等采用六氟磷酸鈉，和鋰電池電解一般采用高強(qiáng)度薄膜化的聚烯成膜添加劑為鈉電核心壁壘，補(bǔ)包括成膜/導(dǎo)電/阻燃/過(guò)充保負(fù)極集流體選用鋁箔，其他非活性物質(zhì)沿用鋰電。復(fù)合集流體可——鈉電池電芯單體及集成。鈉電池整體上處于產(chǎn)業(yè)化前期，競(jìng)爭(zhēng)格局尚未成熟。目前主要鋰電池、動(dòng)力電池廠商均在布局鈉電池技術(shù)路線，同時(shí)也有大量新能源產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)跨界布局，寧德時(shí)代計(jì)劃于2023年實(shí)現(xiàn)鈉離子電池量產(chǎn)和裝機(jī)。中科海鈉、華陽(yáng)股份、鵬輝能源、多氟多、孚能科技、欣旺達(dá)、美聯(lián)新材等已公開宣稱最快將在2023年以后形成鈉離子電池量產(chǎn)能力。目前已建及在建鈉離子電池產(chǎn)線的企業(yè)如下表所示。表6鈉離子電池主要企業(yè)類型企業(yè)及產(chǎn)能規(guī)劃份（江西贛州，1GWh）、世科峰和+河南龍?jiān)葱履茉矗ê幽襄ш?yáng)，孚能科技、中科海鈉、漢行科技、華陽(yáng)新材、湖南德賽電池、派能電池、大連物化所、湖南立方、海四達(dá)、嘉盛電池、?；履堋龢O材料。鈉離子電池正極材料目前主要有層狀氧化物、普魯士藍(lán)(白)和聚陰離子三種選擇。層狀氧化物能量密度高，制造工藝與三元鋰電正極高度重疊，有利于三元正極廠商技術(shù)遷移，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度較快，有望率先商用。普魯士藍(lán)（白）成本更低，有著較高的電壓和可逆容量，材料工藝成熟后性價(jià)比更高、發(fā)展?jié)摿Υ?，但密度較低，只有氧化物密度的一半，對(duì)體積敏感的應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)說(shuō)挑戰(zhàn)較大，結(jié)構(gòu)的問(wèn)題也導(dǎo)致其商業(yè)化進(jìn)展較慢。聚陰離子類化合物結(jié)構(gòu)類似于磷酸深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列鐵鋰，循環(huán)壽命長(zhǎng)，基本在4000次以上，理論循環(huán)次數(shù)可達(dá)10000次，但存在可逆比容量低、部分含有毒元素的問(wèn)題。鈉離子電池正極材料國(guó)內(nèi)主要企業(yè)如下表所示。表7鈉電池正極材料（含前驅(qū)體）主要企業(yè)序號(hào)代表企業(yè)布局現(xiàn)狀123456789浙江鈉創(chuàng)新能源（杭年產(chǎn)4萬(wàn)噸鈉離子正極材料項(xiàng)目一期投產(chǎn)，規(guī)劃深企投產(chǎn)業(yè)研究院深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列序號(hào)代表企業(yè)布局現(xiàn)狀——負(fù)極材料。不同于鋰電池，鈉離子電池負(fù)極一般不使用石墨，目前已經(jīng)報(bào)道的鈉離子電池負(fù)極材料主要包括碳基、鈦基、有機(jī)類和合金類負(fù)極材料等，其中無(wú)定形碳材料（包括硬碳材料、軟碳材料、復(fù)合無(wú)定形碳材料）最具有應(yīng)用前景，現(xiàn)階段負(fù)極廠商技術(shù)路線以硬碳為主、軟碳為輔。其中，軟碳儲(chǔ)鈉容量低，硬碳材料儲(chǔ)鈉位置和形式多樣，理論容量可達(dá)350-400mAh/g。硬碳材料在比容量、循環(huán)等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)成為寧德時(shí)代等鈉電池廠商選擇的負(fù)極技術(shù)路線之一。有望成為主流路線。表8鈉電池負(fù)極材料主要企業(yè)序號(hào)代表企業(yè)布局現(xiàn)狀123序號(hào)代表企業(yè)布局現(xiàn)狀456傳藝科技（A股，揚(yáng)7華陽(yáng)股份（A股，陽(yáng)89元力股份（A股，南——電解液及電解質(zhì)。鈉離子電池和鋰離子電池的電解液成分基本相似，鋰電池的電解質(zhì)材料主要為六氟磷酸鋰，鈉離子電池電解液的溶質(zhì)主要為六氟磷酸鈉。溶劑為鏈狀碳酸酯和環(huán)狀碳酸酯共用，一般采用EC、DMC、EMC、DEC和PC等溶劑組成二元或多元混合溶劑體系，此外再加上特定的功能性添加劑。主要廠商有多氟多、天賜材料、新宙邦、永太科技、傳藝科技等，如下表所示。表9鈉電池電解液、電解質(zhì)主要企業(yè)序號(hào)代表企業(yè)布局現(xiàn)狀12廣州天賜材料（A3456789——集流體。鈉離子電池負(fù)極集流體選用鋁箔，成本僅為銅箔的一半，布局的企業(yè)包括鼎盛新材、東陽(yáng)光、萬(wàn)順新材、南山鋁業(yè)等。正極集流體則與鋰電產(chǎn)業(yè)鏈相同。六、超級(jí)電容器（一）產(chǎn)業(yè)類別及應(yīng)用——產(chǎn)品類別。超級(jí)電容是介于普通電容和充電蓄電池中間性能的特殊類電容器，具有電容器快速充放電的特性，又具備電池的儲(chǔ)能特性。超級(jí)電容器的電容量達(dá)到法拉級(jí)別，是傳統(tǒng)電容器的數(shù)百甚至法拉第贗電容和混合型超級(jí)電容（HUC）。雙電層電容（EDLC）利用多孔炭電極/電解液界面實(shí)現(xiàn)雙電層儲(chǔ)能，工作溫度在-40°C-70°C之間，循環(huán)壽命大于100萬(wàn)次，已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，是目前超級(jí)電容器應(yīng)用的主流。法拉第贗電容可視為雙電層電容器的一種補(bǔ)充形式，法拉第贗電容可視為雙電層電容器的一種補(bǔ)充形式，電極材料采用金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔?，工作溫度?20°C-65°C之間，循環(huán)壽命大于1萬(wàn)次，當(dāng)前應(yīng)用成本高昂，技術(shù)尚不成熟，產(chǎn)業(yè)化前景不混合型超級(jí)電容（HUC）是在對(duì)雙電層電容器與贗電容電容器的研究基礎(chǔ)上誕生，能量密度更高，功率密度較低，工作溫度在-20°C-55°C之間，循環(huán)壽命大于5萬(wàn)次，當(dāng)前處于商業(yè)化早期，是超級(jí)電容器未來(lái)研究的重要方向。——應(yīng)用現(xiàn)狀。超級(jí)電容器適合于短時(shí)大功率儲(chǔ)能場(chǎng)景，對(duì)峰值功率釋放的能量快速捕捉并在相對(duì)較短時(shí)間內(nèi)快速釋放，在電網(wǎng)調(diào)頻、混合儲(chǔ)能和汽車領(lǐng)域前景廣闊。超級(jí)電容是功率型儲(chǔ)能器件，與能量型鋰電池可以實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。在獨(dú)立儲(chǔ)能場(chǎng)景下，超級(jí)電容在短時(shí)大功率、多次循環(huán)放電場(chǎng)景下更具經(jīng)濟(jì)性；在混合能源系統(tǒng)中，超級(jí)電容負(fù)責(zé)短時(shí)高功率峰值，鋰電池負(fù)責(zé)長(zhǎng)時(shí)低功率輸出。電網(wǎng)調(diào)頻：超級(jí)電容適配電網(wǎng)短時(shí)高頻、高功率調(diào)頻需求，發(fā)電側(cè)、輸配電側(cè)、用電側(cè)應(yīng)用逐步落地。交通運(yùn)輸：超級(jí)電容公交實(shí)現(xiàn)充電5分鐘、行駛30公里，可替代傳統(tǒng)電池。在軌道交通領(lǐng)域負(fù)責(zé)回收大型機(jī)車制動(dòng)所釋放的能量，啟停瞬間高功率充放電。汽車領(lǐng)域：適用于啟停、安全冗余電源等場(chǎng)景。超級(jí)電容在12V電氣系統(tǒng)下被用作主電源、安全冗余電源，在48V電氣系統(tǒng)下被用作線控電源，在HEV車型中被用作主電池電芯。工業(yè)領(lǐng)域：作為備用電源、能量回收系統(tǒng)，可應(yīng)用于風(fēng)電變槳、工程機(jī)械（如港口起重機(jī)）、智能電表、UPS不間斷電源等。超級(jí)電容市場(chǎng)規(guī)模有望快速增長(zhǎng)。自2021年起，有關(guān)超級(jí)電容儲(chǔ)能的政策相繼出臺(tái)，超級(jí)電容器在儲(chǔ)能領(lǐng)域迎來(lái)大規(guī)模落地。2022年以來(lái)，超級(jí)電容在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用于火儲(chǔ)一體化調(diào)峰調(diào)頻、首次應(yīng)用于一次調(diào)頻、首次應(yīng)用于岸儲(chǔ)一體化項(xiàng)目。隨著上游材料國(guó)產(chǎn)化推進(jìn)，超容成本持續(xù)下降。根據(jù)超級(jí)電容產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2021年全球超級(jí)電容市場(chǎng)規(guī)模為15.9億美元，預(yù)計(jì)2027年將達(dá)37億美元，2021-2027年CAGR為18%。2021年中國(guó)超級(jí)電容市場(chǎng)規(guī)模達(dá)25.3億元，預(yù)計(jì)2027年將超60億元，2021-2027年市場(chǎng)規(guī)模CAGR將超20%。（二）超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)鏈超級(jí)電容器由涂抹碳材料（如石墨烯、碳納米管、碳?xì)饽z、活性碳等）的鋁箔（集流體）構(gòu)成的正負(fù)極、電解液、隔膜（分離器）構(gòu)成，其中電極成本占比超過(guò)30%，是制備超級(jí)電容的核心能力，決定超級(jí)電容的功率與能量密度。電解液在超級(jí)電容器的材料成本中占比僅次于電極材料，占比25%左右。上游原材料環(huán)節(jié)，目前電解液國(guó)產(chǎn)化配套已相對(duì)成熟，電極材料、隔膜等高技術(shù)壁壘領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化正在加速推進(jìn)。中游超級(jí)電容制造環(huán)節(jié)，本土超級(jí)電容廠商新建、擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目穩(wěn)步推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。根據(jù)相關(guān)報(bào)道，我國(guó)寧波中車新能源首創(chuàng)高密度的碳?xì)饽z，能夠替換被國(guó)外掌控的碳納米管，從而在超高功率超級(jí)電容器的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用上取得突破。下游終端應(yīng)用環(huán)節(jié)，電力能源、汽車是超級(jí)電容最主要的兩大增量市場(chǎng)，本土新能源市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)將帶動(dòng)超級(jí)電容產(chǎn)業(yè)鏈向國(guó)內(nèi)遷移。表10超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)企業(yè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)競(jìng)爭(zhēng)格局及代表企業(yè)超級(jí)電容器制造?國(guó)內(nèi)：龍頭企業(yè)：寧波中車新能源、上海奧威科技、南通?在大容量超級(jí)電容器領(lǐng)域，中車新能源與奧威科技占比各?雙電層電容器使用的電極材料主要是活性炭、炭黑、石墨熔融鹽儲(chǔ)能是大規(guī)模中高溫儲(chǔ)熱的主流技術(shù)方向，在晝夜溫差大、太陽(yáng)能豐富的中西部地區(qū)應(yīng)用較多，在熱電廠儲(chǔ)能改造方面市場(chǎng)前景較大。重力儲(chǔ)能最常見(jiàn)的是“搬磚儲(chǔ)能”，應(yīng)用示范處于起步階段。超導(dǎo)磁儲(chǔ)能目前成本高昂，伴隨高溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用滲透，以及常溫超導(dǎo)材料的研發(fā)進(jìn)展，可能對(duì)未來(lái)電力技術(shù)產(chǎn)生前所未有的影響。七、熔融鹽儲(chǔ)能（一）應(yīng)用現(xiàn)狀及技術(shù)原理——應(yīng)用現(xiàn)狀。熔融鹽儲(chǔ)能是全球第三大儲(chǔ)能模式，是熱儲(chǔ)能技術(shù)的重要組成部分，是大規(guī)模中高溫儲(chǔ)熱的主流技術(shù)方向。根據(jù)CNESA統(tǒng)計(jì)，2022年熔融鹽儲(chǔ)能全球累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占全球儲(chǔ)能比重約為1.4%。熔融鹽儲(chǔ)能的主要應(yīng)用場(chǎng)景包括火電機(jī)組儲(chǔ)熱調(diào)峰靈活性改造（儲(chǔ)能改造）、光伏光熱儲(chǔ)能一體化、風(fēng)電園區(qū)儲(chǔ)能、工業(yè)園區(qū)供暖供電等。光熱電廠通過(guò)匯聚太陽(yáng)光加熱吸熱塔內(nèi)熔融鹽實(shí)現(xiàn)光熱利用及熱發(fā)電，特別是融熔鹽供熱相比傳統(tǒng)的燃煤供熱，可以大幅降低碳排放，實(shí)現(xiàn)夜間無(wú)光照的情況下零污染供暖，對(duì)于晝夜溫差大、太陽(yáng)能豐富的地區(qū)具有重要意義，在我國(guó)西部地區(qū)應(yīng)用較多。根據(jù)國(guó)際可再生能源署（IREA）數(shù)據(jù)，在全球所有配備儲(chǔ)熱設(shè)施的電力系統(tǒng)中，采用熔融鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的占比達(dá)3/4。熱電廠儲(chǔ)能則通過(guò)將熱電機(jī)組與熔融鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)耦合實(shí)現(xiàn)熱電調(diào)峰，目前市場(chǎng)空間最大。——技術(shù)原理。熔融鹽是指無(wú)機(jī)鹽在高溫下熔融形成的離子熔體，常用的熔融鹽主要由堿金屬或堿土金屬與鹵化物、碳酸鹽、硅酸鹽等鹽類組成，具有工作溫度高、使用溫度范圍廣、傳熱能力強(qiáng)、系統(tǒng)壓深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列力小、經(jīng)濟(jì)性較好等一系列的優(yōu)點(diǎn)，已成為光熱電站傳熱和儲(chǔ)熱介質(zhì)的首選。熔融鹽儲(chǔ)能技術(shù)是以熔融鹽儲(chǔ)能材料為儲(chǔ)熱介質(zhì)，將太陽(yáng)能光熱、地?zé)?、工業(yè)余熱、低品位廢熱、谷電等以熱能的形式儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)環(huán)境溫度低于介質(zhì)溫度時(shí)，儲(chǔ)熱介質(zhì)可將熱能釋放出來(lái)，從而解決熱能供給與需求在時(shí)間、空間不匹配所帶來(lái)的問(wèn)題。目前我國(guó)具備光熱+熔融鹽儲(chǔ)能的整套技術(shù)。圖9中廣核德令哈200萬(wàn)千瓦光熱儲(chǔ)一體化項(xiàng)目原理圖圖10基于熔融鹽儲(chǔ)熱的工業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)——優(yōu)缺點(diǎn)。熔融鹽系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本較低、工作狀態(tài)穩(wěn)深企投產(chǎn)業(yè)研究院深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列定、儲(chǔ)熱密度高、余熱利用效率高、儲(chǔ)熱時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，適合大規(guī)模中高溫儲(chǔ)熱，單機(jī)可實(shí)現(xiàn)100MWh以上的儲(chǔ)熱容量。根據(jù)北極星儲(chǔ)能網(wǎng)，用熔鹽儲(chǔ)熱方案的發(fā)電量比蒸汽儲(chǔ)熱方案提高1倍，而投資僅增加32.3%。其缺點(diǎn)在于，熔鹽是通過(guò)儲(chǔ)存熱量的方式來(lái)儲(chǔ)存能量的，如果要儲(chǔ)存電能，則需要完成“電能——熱能——電能”的轉(zhuǎn)換，效率很低。因此，熔融鹽儲(chǔ)能只有在采用熱能發(fā)電的場(chǎng)景下才有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，可以作為能量的存儲(chǔ)介質(zhì)，用于光熱發(fā)電、火電廠改造等；或者應(yīng)用在終端能量需求為熱能而非電能的場(chǎng)景，如清潔供熱。（二）熔融鹽儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈光熱儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由聚光系統(tǒng)、集熱系統(tǒng)、儲(chǔ)換熱系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)（蒸汽發(fā)生系統(tǒng)）組成，分別可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的聚集、轉(zhuǎn)換、電力輸出以及輔助的功能。其中儲(chǔ)熱系統(tǒng)將加熱后的介質(zhì)（熔鹽）進(jìn)行儲(chǔ)存，換熱系統(tǒng)在需要發(fā)電時(shí)利用高溫熔鹽與水進(jìn)行熱交換，以產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽。儲(chǔ)換熱系統(tǒng)主要由熔鹽儲(chǔ)罐、熔鹽泵、熔鹽閥、電加熱器、換熱器、保溫材料、除氧器、控制系統(tǒng)和各種水泵以及管道閥門等組成。產(chǎn)業(yè)鏈如下圖所示。深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列圖11熔融鹽光熱儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈根據(jù)首航高科與可勝技術(shù)的數(shù)據(jù)，6小時(shí)儲(chǔ)熱100MW塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站的總投資在16-17億元之間，12小時(shí)儲(chǔ)熱100MW塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站的總投資在25-30億元之間。其中，聚光、吸熱、儲(chǔ)換熱系統(tǒng)約占整個(gè)電站成本的77%左右，如下圖所示。圖1212小時(shí)儲(chǔ)熱100MW塔式太陽(yáng)能光熱電站投資組成深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列我國(guó)熔融鹽儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)如下表所示。表11熔融鹽儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈代表企業(yè)類型代表企業(yè)璃置洗常州龍騰光熱、蘭州大成科技、北京天瑞星光熱技術(shù)、道榮新道管件罐深企投產(chǎn)業(yè)研究院深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列類型代表企業(yè)備料等統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)中廣核新能源、中電工程西北院、中電建西北院、中電建中南院、山東電建一公司、山東電建三公司、內(nèi)蒙院、中機(jī)華信誠(chéng)八、重力儲(chǔ)能（一）技術(shù)原理及應(yīng)用——技術(shù)原理。重力儲(chǔ)能是利用建筑物、山體、地形等高度差，利用電動(dòng)機(jī)將固體重物抬升至一定高度，當(dāng)重物下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)可逆向操作并轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)，從而產(chǎn)生電力。重力儲(chǔ)能是一種非常簡(jiǎn)單的儲(chǔ)能方式，其原理類似于抽水蓄能，即通過(guò)將“重物”運(yùn)上運(yùn)下，實(shí)現(xiàn)電能和重力勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)換，也可以認(rèn)為抽水蓄能是以水為介質(zhì)的重力儲(chǔ)能，但為了區(qū)分傳統(tǒng)抽水蓄能與新型重力儲(chǔ)能，通常認(rèn)為重力儲(chǔ)能是除抽水蓄能以外的通過(guò)重力勢(shì)能充放電的儲(chǔ)能方式。重物一般選擇密度較高的物質(zhì)，如金屬、水泥、砂石等，以實(shí)現(xiàn)較高的能量密——應(yīng)用類型。目前常見(jiàn)的重力儲(chǔ)能形式有混凝土砌塊重力儲(chǔ)能（俗稱“搬磚儲(chǔ)能”）、山體斜坡儲(chǔ)能、礦井儲(chǔ)能（地下豎井重力儲(chǔ)能）、活塞式重力儲(chǔ)能、懸掛式重力儲(chǔ)能等，其中混凝土砌塊重力儲(chǔ)能已經(jīng)從理論研究、小規(guī)模試驗(yàn)發(fā)展到商業(yè)化項(xiàng)目落地階段，應(yīng)用示范相對(duì)靠前。?砌塊重力儲(chǔ)能：電力充裕時(shí)，利用起重機(jī)將混凝土砌塊（可達(dá)數(shù)十噸重）吊起，像積木一樣堆疊成塔，通過(guò)砌塊的升降過(guò)程進(jìn)行充放電。該技術(shù)主要由瑞士EnergyVault公司提出，并開始在我國(guó)應(yīng)用示范,其規(guī)劃在中國(guó)建設(shè)5個(gè)項(xiàng)目，總儲(chǔ)能容量2GWh。目前EnergyVault與中國(guó)天楹（控股子公司阿特拉斯）合作，EnergyVault提供授權(quán)技術(shù)支持，由中國(guó)天楹在南通市如東縣、張家口市懷來(lái)縣分別投資建設(shè)100MWh項(xiàng)深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列圖13EnergyVault公司光伏項(xiàng)目配套重力儲(chǔ)能?山體斜坡儲(chǔ)能：利用陡峭山區(qū)的地勢(shì)，通過(guò)砂石的勢(shì)能儲(chǔ)能，電力充裕時(shí)，應(yīng)用類似于滑雪纜車的電動(dòng)系統(tǒng)將裝滿砂石的容器提升到山頂存放；用電高峰時(shí)，依靠重力將砂石從上頂運(yùn)回地面，通過(guò)釋放砂石勢(shì)能發(fā)電。相比人工構(gòu)筑物，該方式的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，承重能力更強(qiáng)，缺點(diǎn)是占地面積較大。用于提升重物的傳送方式包括軌道機(jī)車、纜車、絞盤機(jī)、直線電機(jī)和傳送鏈等。深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列?地下豎井重力儲(chǔ)能：利用廢棄的礦井平臺(tái)和礦井，采用500-5000噸重的鉆機(jī)（鐵塊）作為重物，通過(guò)在150-1500米長(zhǎng)的鉆井中重復(fù)吊起與放下重物，實(shí)現(xiàn)充放電，是一種懸掛式重力儲(chǔ)能。該技術(shù)由英國(guó)Gravitricity公司首次提出，2022年開始在英國(guó)建設(shè)第一個(gè)2MWh商業(yè)化儲(chǔ)能項(xiàng)目，同時(shí)在捷克、南非、德國(guó)等地，利用廢棄礦井開展應(yīng)用試點(diǎn)。地下豎井重力儲(chǔ)能建設(shè)成本較低，但選址不夠靈活，井口尺寸限制了儲(chǔ)能規(guī)模?！獌?yōu)勢(shì)與劣勢(shì)。重力儲(chǔ)能技術(shù)能夠在一秒鐘以內(nèi)啟動(dòng)并開始發(fā)電，儲(chǔ)能綜合效率80%-85%。理論上，固體重力儲(chǔ)能的成本比抽水蓄能和電池儲(chǔ)能更低，技術(shù)使用壽命可達(dá)30-35年。重力儲(chǔ)能電站上下倉(cāng)擴(kuò)展相對(duì)容易，重物勢(shì)能儲(chǔ)存期間不會(huì)有損失，儲(chǔ)能時(shí)間長(zhǎng)且無(wú)自放電問(wèn)題。重力儲(chǔ)能技術(shù)的缺點(diǎn)是能量密度較低，建設(shè)規(guī)模較大，容深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列深企投產(chǎn)業(yè)研究院新質(zhì)生產(chǎn)力系列量規(guī)模受限?；炷疗鰤K重力儲(chǔ)能所需的高塔平均在一百米以上，其輸出功率僅相當(dāng)于同等高度的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。此外，該技術(shù)對(duì)塔吊的精度要求非常高，需要在每一塊磚的位置誤差小于幾毫米的情況下控制上千個(gè)水泥塊。同時(shí)，澆筑水泥塊會(huì)消耗大量的能源，并會(huì)排放大量的二氧化碳，對(duì)環(huán)境有一定程度的影響（如果采用建筑廢渣等進(jìn)行廢物利用制成砌塊，則可以減少對(duì)環(huán)境的污染）。目前已落地的重力儲(chǔ)能項(xiàng)目最大功率為100MW，低于電化學(xué)儲(chǔ)能和壓縮空氣儲(chǔ)能。（二）重力儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)鏈上游以建筑原材料（水泥、金屬、鋼鐵等）和裝備為主，包含混凝土制造、相關(guān)的吊車、纜車及起重機(jī)設(shè)備以及相關(guān)的電氣裝備等。中游為儲(chǔ)能系統(tǒng)集成、系統(tǒng)安裝及系統(tǒng)運(yùn)維商，下游應(yīng)用分布在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)以及用戶側(cè)。中游儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商或?qū)⑵鸬街鲗?dǎo)作用。圖15重力儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈重力儲(chǔ)能當(dāng)前尚未大規(guī)模商業(yè)化，產(chǎn)業(yè)格局也尚未成型。從成本結(jié)構(gòu)來(lái)看，以EnergyVault第一代砌塊儲(chǔ)能系統(tǒng)為例，混凝土磚塊成本占比約40%，鋼結(jié)構(gòu)成本約占20%，自動(dòng)化控制設(shè)備成本約占17%，深企投產(chǎn)業(yè)研究院深企投產(chǎn)業(yè)研究院