【SMM分析】三个问题让你秒懂储能

来源:SMM发布时间:2025-06-17 13:36:SS
李亦沙
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【SMM分析】本文通过三个问题储能是什么?为什么要储能?怎么进行储能?通俗易懂的介绍了储能相关领域的知识。储能本质是解决电力供需时空错配的技术体系,通过化学能(如电池)、势能(如抽水蓄能)等形式实现能量跨时转移。其核心架构包含四大模块:储能电芯作为能量载体,磷酸铁锂路线主导市场;PCS变流器实现交直流转换;BMS系统实时监控数万电芯安全;EMS系统基于电价信号优化充放策略。储能主要需求覆盖源网侧和需求侧。当前技术迭代聚焦大容量电芯,宁德时代587Ah、阳光电源搭配使用684Ah电芯等。

Q1:什么是储能?为什么要储能?

储能的本质在于解决电能供需在时间维度上的不匹配,在电能充裕的时候存储电量,在电能紧缺的时候释放电量。由于电能难以直接大规模存储,储能技术通过将电能转化为其他形式的能量(如化学能、势能、动能等)进行储存,并在需要时高效地转换回电能释放。这一“充放”过程赋予了电力系统至关重要的灵活性。这套系统由四大核心环节构成,共同支撑电力系统的灵活调节:

        1.储能电芯:能量的“金库”

作为储能系统的核心仓库,电池组决定了能量存储的规模与效率。当前磷酸铁锂电池凭借高安全性和长寿命占据主要市场。相较于锂电池,钠电池的高低温性、循环寿命表现更优,但容量密度低于锂电池,目前钠电池正处于初期发展阶段。

        2.PCS变流器:电流的“翻译官”

PCS在交流电(电网)与直流电(电池)间实时转换。目前市场上PCS的主要适用规格在5MWh,新一代构网型变流器更具备“主动建网”能力,可替代传统火电稳定电网频率,堪称电力系统的“定海神针”。

        3.BMS系统:电池的“健康管家”

7×24小时监控数万节电池的电压、温度状态,通过AI算法预测故障。当某节电池“发烧”(温度异常)时,BMS会立即隔离风险,防止连锁反应——如同为能量银行安装智能消防系统。

         4.EMS系统:储能的“大脑”

 基于电力市场电价波动,自动决策何时存电、何时放电。

                               

图1:储能产业链

Q2:储能有多重要?

储能的需求侧主要有三个方面分别是发电侧、电网侧和用户侧。

       1.发电侧

目前发电侧储能主要用于提升火电调频响应能力和新能源发电的利用效率。在传统火电领域,储能(特别是功率型电池)被用作辅助调频的关键工具。通过在山西、内蒙古等以煤电为主、电源灵活性不足的地区加装储能,可显著提升机组对电网调频指令的响应速度和精度。在新能源领域(风电、光伏),储能的作用至关重要。新能源发电固有的随机性、波动性和间歇性,在其高比例接入电网后,会显著增加系统平衡的难度。储能系统通过实时跟踪发电计划:在新能源出力低谷时放电补充,在出力尖峰时充电吸收,有效平滑发电出力曲线,减少“弃风弃光”,从而提升新能源的消纳水平和利用效率。

        2.电网侧

电网侧储能直接服务于电力系统的安全、稳定、高效运行,其核心功能包括提供调峰填谷、备用、黑启动等关键电力辅助服务,以及延缓或替代昂贵的输配电设施升级投资(即替代型储能)。那么什么是调峰填谷呢?“峰”代表用电高峰期,一般为发生在白天工作时间段,当负荷曲线攀升至红色高峰区时,发电机组、变压器和输电线路均逼近物理极限。如同高速公路在节假日拥堵,电气设备持续超载;反之,“谷”则代表用电低峰,一般为夜间,面临能源浪费。简单来说,调峰填谷将有波动的负荷曲线,通过储能系统高峰时放电、低峰时充电,调整为较为平缓的负荷曲线。

    图2:上海工作日典型负荷曲线          

图3:理想负荷曲线图

数据来源:中国政府网、SMM汇总整理

相较于发电侧,电网侧储能的商业模式已逐步清晰,形成了多重收益来源:新能源电站的容量租赁费用、政府提供的容量补偿、参与电力辅助服务市场(调峰、调频等)获得的收益,以及在电力现货市场中的套利机会。

                                             

图4:电网侧储能作用路径

        3.用户侧

用户侧储能位于电力消费终端,其核心驱动力在于通过电价差实现经济收益(峰谷套利),并辅以为电网提供需求响应等辅助服务获取额外收入。用户对投资回报高度敏感,市场化程度高,收益稳定性是其发展的关键制约因素。主要分为两类:

工商业储能:主要服务于工厂、商场、园区等。其优势在于应用场景多样(如配合光伏、需量管理)、系统利用率高,且通过峰谷电价差能清晰测算投资回报周期。在浙江、江苏、广东等峰谷电价差大、工商业电价高的地区发展迅猛,已成为市场化程度最高、商业模式最清晰的储能应用领域。另外,有一些行业对电能的稳定性会有非常高的要求,比如一些数据中心、5G基站,他们对储能系统的需求也会最早成长起来。

家庭储能:通常与户用光伏系统集成,目标是实现家庭电力的“自发自用,余电存储”。其价值在于降低家庭电费支出、提高能源自给率和用电安全性,同时也能为电网提供平抑负荷波动等益处。然而,在我国的发展面临显著瓶颈:居民用电主要实行阶梯电价而非分时电价,缺乏配套的峰谷电价机制、储能电价及补偿政策,导致成本难以疏导;同时,高昂的初始投资(光伏板、储能电池、逆变器等设备)也抑制了普通家庭的安装意愿。

 

Q3:如何进行储能?

储能技术作为平衡电力供需、提升电网韧性的关键手段,已发展出多种形式。抽水蓄能是目前技术最成熟、经济性最优、最具大规模开发条件的电力系统绿色低碳清洁灵活调节电源。它利用电力富余时抽水上山,电力短缺时放水发电,技术成熟但受地理条件限制显著。

 随着可再生能源大规模并网和电力系统灵活性需求激增,以电化学储能为代表的新型储能迎来爆发式增长,其中锂离子电池储能凭借其能量密度高、响应速度快、部署灵活等优势,已成为当前新型储能领域的绝对主力。

电芯是锂离子储能系统的最小能量单元,其性能直接决定整个系统的效率、寿命与安全性目前主流采用磷酸铁锂(LFP)材料体系,因其热稳定性高、循环寿命长、成本相对较低,完美适配储能场分景对安全性和经济性的严苛要求。

从SMM评估数据来看,2024年全球储能电芯出货量达到334GWh,其中磷酸铁锂储能电芯出货量搞到317GWh。2025年全球储能市场需求持续增长,供给端来看储能电芯由于安全性跟技术考虑,全球储能电芯生产销售仍为中国主导。目前市场主要的参与玩家有宁德时代、亿纬锂能、海辰储能、比亚迪、瑞浦兰均、国轩高科等企业。

大容量电芯成为驱动行业升级的核心引擎。2024年,300Ah+电芯规模化落地标志着技术迭代加速,其中314Ah电芯凭借容量提升12%(相较280Ah)、单柜能量密度突破5MWh的核心优势,成功简化集成工艺并降低设备与人力成本,推动储能终端经济性显著提升,至2025年第一季度,314Ah电芯全球渗透率已超65%,彻底取代280Ah成为市场绝对主流。

更大容量的电芯竞逐同步白热化,形成三条技术路径并行格局:

    392Ah阵营以中创新航(原中航锂电)与瑞浦兰钧为代表,兼容现有产线实现快速量产,适配6.25MWh系统,兼顾经济性与兼容性;

     500+Ah阵营由宁德时代主导,其587Ah电芯以435Wh/L能量密度、25年寿命及热稳定性提升20%为亮点,通过减少40%零部件降低系统成本15%;

     600+Ah阵营则以阳光电源(系统集成)推出的684Ah叠片电芯为典型,配套创新热管理技术应对高能量密度安全挑战。

电芯容量跃升虽降低连接复杂度与用地成本,但散热难度、制造缺陷率放大及系统适配性问题凸显。头部企业通过材料与结构创新破解安全瓶颈。未来竞争焦点将从单一容量参数转向全生命周期价值:安全性成为底层共识,固态电解质、智能监控与消防设计构成多级防护体系;经济性需平衡容量跃升与度电成本(LCOS),钠电、LMFP(磷酸锰铁锂)等低资源依赖技术加速产业化,支撑长时储能需求。 

  

 

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