本文的核心數據:儲能行業上市公司的R&D費用;發表的關於儲能的論文數量
全文統計口徑說明:1)論文發表數量統計以“能量”為單位
以“存儲”為關鍵詞,選擇“中國”和“紙”進行過濾。2)統計時間截至2022年8月29日。3)如果有什麽特殊的統計口徑,會在圖表底部做壹個說明。
儲能產業技術概況
1,儲能的定義和分類
(1)儲能的定義
廣義上講,儲能就是能量儲存,是指將壹種能量形式以相同的形式儲存起來,或者通過某種介質或設備將其轉化為另壹種能量形式,並根據未來的應用需要,以特定的能量形式釋放出來的循環過程。
狹義的儲能是指電能的儲存,即通過化學或物理方法將產生的能量儲存起來,並在必要時釋放出來的壹系列技術和措施。
(2)儲能的分類
根據不同儲能技術的存儲介質不同,儲能主要分為機械儲能、電化學儲能、熱能儲能、化學儲能和電磁儲能。利用這些儲能技術,將電能以機械能、化學能和熱能的形式儲存起來,並及時反饋到電網中。
2.技術全景:細分五條技術路線。
儲能分為五種技術路線:機械儲能、電磁儲能、電化學儲能、熱能儲能和化學儲能。
儲能行業的技術發展歷程:始於20世紀60年代。
自20世紀60年代中國儲能行業的技術發展開始,中國就開始研究抽水蓄能電站,並建立了第壹座混合式抽水蓄能電站——崗南水電站。到上世紀90年代,抽水蓄能電站建設達到高潮。20世紀初,國內開始研究其他儲能技術,包括壓縮空氣儲能和電化學儲能。2010之後,壓縮空氣、全釩液流電池等儲能技術加速發展,儲能技術多元化發展加快。
儲能產業技術政策背景:政策加持與技術水平提升
近年來,我國出臺了壹系列與儲能產業技術發展相關的政策,加速了儲能產業鏈的發展,規範了儲能關鍵技術,使得儲能技術水平穩步提升。
儲能產業技術發展現狀
1.儲能產業技術研究投資現狀
(1)國家重點R&D計劃項目
從已公布的國家R&D重點項目來看,2018-2021,我國儲能產業技術相關的國家R&D重點項目共有27個,其中2021有22個。
註:2019年未公布儲能產業技術相關的國家R&D重點項目。
(2)a股上市公司的R&D費用
經過多年發展,儲能項目在儲能行業得到廣泛應用,行業整體R&D投資水平較高。從a股市場來看,從2017到2021,我國儲能板塊上市公司R&D費用總額逐年增加。2022年第壹季度,儲能行業上市公司R&D費用總額約為228.45億元。
2、儲能產業技術研究與創新成果
(1)發表論文數
從儲能方面的論文發表數量來看,2010以來,我國儲能方面的論文發表數量呈逐年上升趨勢,可見儲能研究的熱度持續上升。截至2022年8月,國內已發表儲能方面的論文90294篇。
註:統計時間截至2022年8月。
(2)技術創新的熱點
通過創新詞雲,了解儲能技術領域最熱門的技術關鍵詞,分析該技術領域最新的重點研發課題。該技術領域最近5000項專利中最常見的關鍵詞由智慧芽提取,其中儲能系統、儲能電池等關鍵詞涉及大量專利,說明近期儲能領域的研發和創新集中在儲能系統、儲能電池等領域。
(3)專利焦點領域
從儲能行業技術專利聚焦領域來看,當前儲能行業技術專利聚焦領域明顯,主要集中在儲能系統、儲能電池等方面。
主要儲能產業技術對比分析
從儲能技術的成熟度來看,目前機械儲能市場相對成熟,電化學儲能技術(儲能電池中)鋰離子電池和鉛酸蓄電池進入成熟階段;液流電池仍處於研發論證階段;鈉硫電池正處於部署階段。
其中,成熟度較高的主要儲能技術的優缺點和應用領域如下:
儲能技術發展的痛點與突破
1,儲能技術的發展之痛
(1)成本較高。
成本問題是目前儲能技術面臨的挑戰之壹。以鋰離子電池為例,雖然隨著鋰離子電池技術的快速提升和電池規模化產能的提高,鋰離子電池的成本有所下降;然而,與其他儲能方式相比,鋰離子電池的成本仍處於較高水平。對比抽水蓄能和磷酸鐵鋰電池的全壽命周期電力成本,鋰離子電池的成本遠高於抽水蓄能,約為抽水蓄能電力成本的1.7倍。
(2)安全問題
安全是儲能發展需要解決的關鍵問題。近年來,國內外發生了多起儲能電站安全事故,其中大部分是鋰電池儲能。據不完全統計,2021年全球共發生9起儲能安全事故,其中北京大紅門儲能電站“4·16”火災爆炸事故是由鋰電池內部短路引起的。
(3)地理環境的制約
地理環境的限制也是儲能技術發展的壹大挑戰,如抽水蓄能和壓縮空氣蓄能。以抽水蓄能電站建設為例,首先要充分考慮當地的地質條件和自然條件,如礫巖、砂巖等地下巖石,不存在地震、臺風、洪水、幹旱等隱患。其次,抽水蓄能電站的建設也要求上、下水庫的高差和水平距離。
2.儲能技術的突破性發展
(1)液流電池有望解決安全問題。
液流電池具有安全性高、壽命長、規模大等優點,有望解決鋰離子電池的安全隱患。
(2)模塊化儲能技術突破地域限制。
目前,許多研究人員和公司都在研究如何使儲能技術突破地域限制。模塊化部署可以突破熱巖儲能、鐵空電池、液空儲能等技術,都實現了模塊化部署,可以給長期儲能帶來很多好處。
儲能技術的發展方向和趨勢:技術路線多樣化
《新能源儲能“十五”發展實施方案》指出,要推進多元化技術開發,開展不同技術路線的試點示範。其中要求鋰離子電池向高安全性、低成本、長壽命的方向發展。此外,還提出重點發展液流電池、金屬空氣電池、熱能儲存等長期儲能技術。
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以上數據參考前瞻產業研究院《鋰電池行業技術趨勢前瞻與投資價值戰略咨詢報告》。