储能温控,暖通应用细分新赛道
2021-11-22     出自  温度新媒

10月中下旬,迄今为止全球最大的储能项目——沙特红海新城储能项目,规模达1300MW,被华为成功拿下。这笔重大订单点燃了A股的储能赛道,除了电芯领域的龙头宁德时代大涨,与储能业务密切相关的温控解决方案供应商,包括申菱环境、英维克、同飞股份等相关企业也受资本看好。

在碳中和的背景下,国内储能行业的发展空间非常巨大。相关数据显示,到2030年,我国储能市场空间可达1.2万亿元以上。温度新媒认为,这也是继轨道交通、电子净化、通信基站等热门领域之后又一重要赛道。

储能温控,暖通应用细分新赛道(图1)

储能——碳中和的关键一战

所谓储能,主要指的是电能的存储,储能设备也可以通俗地理解为一个大型的充电宝。目前,储能技术大致包括抽水储能、电化学储能、热储能、氢储能等。

抽水蓄能是最早、装机量最大的储能技术,但抽水蓄能的局限性非常明显,需要建在水资源丰富且落差大的地区,未来增长空间有限,无法满足碳中和时代的需求。

在这种局面下,电化学储能正在受到重视,因为安装灵活、建设周期短、应用范围更广的优势,已经成为了最具发展潜力的储能技术。全球装机量占比从2017的1.7%上升到2020年的7.4%,且未来的成长空间依旧非常巨大。

在电化学储能技术中,锂电池储能最具潜力。从2013年以来,锂电池的装机量一直占电化学装机量的最大比例,且一直在增加。截止2019年,全球锂离子电池累计装机占电化学储能87.3%,未来电化学储能领域的增长大概率仍以锂电池为主。

储能温控,暖通应用细分新赛道(图2)

锂电池储能崛起的另一个关键因素是成本的迅速下降。从2010年到2020十年间,全球锂离子电池组平均价格从1100美元/kWh降至137美元/kWh,降幅达89%。在过去十年,整个储能从设备的角度来看,储能系统的成本下降了75%。

对比海外市场,中国新型储能的装机规模仍处于低位。据数据显示,2020年全球电化学储能的累计装机16.9GW,海外市场累计装机份额达83%;其中,美国、欧洲、日本、韩国、澳大利亚是海外主要的装机国家或地区,合计占据海外累计装机量94%。

储能温控,暖通应用细分新赛道(图3)

温度新媒观察,一条万亿级赛道,离不开时代的红利。储能行业的时代红利自然是“碳中和”,2020年9月22日,中国正式向全世界宣布,将力争2030年前实现碳排放达峰,2060年前实现碳中和。

自此,中国储能行业迎来了高光时刻。众所周知,要实现碳中和的终极目标,主要途径是发展光伏、风电等可再生能源来替代化石能源。而光伏、风电属于典型的间歇性能源,必须依赖储能,在光伏、风能充足时将电能储存起来,在需要时释放储能的电力。

储能温控,暖通应用细分新赛道(图4)

随后,储能行业迎来了一系列政策红利。4月份,《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》发布,明确了“十四五”储能发展目标,到2025年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,市场环境和商业模式基本成熟,装机规模达30GW以上。据测算,到2030年,我国大部分地区光储结合可实现平价,储能市场空间可达1.2万亿元以上。

7月份,发改委下发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,首次从国家层面提出到2025年新型储能装机规模达3000万千瓦以上的目标,未来五年装机规模将扩大10倍。

另外多地出台政策,完善峰谷分时电价机制,未来中国电力市场化改革将继续。峰谷价差套利是储能产业最广泛和最重要的商业模式,进一步拉大尖峰电价,无疑是对储能产业发展起到至关重要的作用。2021年上半年,国内新增新型储能装机规模超过10GW,同比增长超600%。且装机规模较大的项目数量达34个,是去年的8.5倍,辐射全国12个省份。

储能温控,细分市场未来可期

储能系统电池容量和功率大,对散热要求较高,系统内部电池产热和温度分布不均匀,因而温度控制对于电池系统寿命、安全性极为重要。目前,主流路线包括风冷和液冷方案两种。

风冷系统是以空气为冷却介质,利用对流换热降低电池温度的一种冷却方式。风冷系统具有结构简单、易维护及成本低等优点。缺点在于空气的比热容低,导热系数也很低,这使得风冷通常应用于产热率比较低的场合,在储能领域主要应用在通信基站、小型地面电站等功率密度相对较小的领域。目前,风冷系统主要的优化因素在:①风速②电池分布③空气流向。

液冷系统是以液体为冷却介质,通过对流换热将电池产生的热量带走。目前,常用介质有水、乙二醇水溶液、纯乙二醇、空调制冷剂和硅油等。整体上液冷系统的换热系数高、比热容大、冷却速度快,且液体比热容不受海拔和气压的影响适用范围较广,同时液冷系统的结构较为紧凑,使得空间占比较小。

液冷系统根据液体冷却介质与电池的接触方式分为直接和间接两种:①直接接触指电池单体或者模块沉浸在液体中,让液体直接冷却电池;②间接接触指在电池间设置冷却通道、冷板。

储能温控,暖通应用细分新赛道(图5)

目前,储能行业中以风冷方案为主,方案提供商主要是原先数据中心温控的企业,主要系行业目前装机较多的是通信基站、小型地面电站等功率密度相对较低的项目,风冷方案的制冷效率可以满足。

参与者主要包括三类:一类是数据中心温控设备企业如申菱环境、英维克等,由于集装箱储能和集装箱数据中心比较类似,这类企业通过原有的风冷方案切入,同时在液冷技术有积累;第二类是工业冷却设备企业如同飞股份(数控装备、电力电子装置液冷)、高澜股份(电力设备液冷),这类企业在液冷和户外应用领域均有较深积累;第三类是部分汽车零部件供应商。

造价来看,风冷系统方案价值量约0.3亿元/GWh,液冷系统方案价值量约0.8-1亿元/GWh,其中水冷主机系统占比最高,一般约0.5亿元/GWh左右。假设2025年全球储能需求约为200GWh,若全部采用液冷方案,预计2025年储能温控系统市场空间将达到160-200亿元,其中液冷主机系统的市场空间约100亿元。

储能温控,暖通应用细分新赛道(图6)

温度新媒与部分应用企业沟通了解,未来随着新能源电站、离网储能等更大电池容量、更高系统功率密度的需求起来,液冷方案占比将快速提升,其优势主要是靠近热源、温度均匀、能耗低,同时也比风冷更适合户外的环境。

宁德时代在其产品文件介绍中液冷电柜可实现储能的长期高可靠性和高稳定性,同时使得储能电站的占地面积减少35%,并可不停机分区维护,实现灵活运维。同时阳光电源、比亚迪等厂商也纷纷推出液冷电柜产品,用于户外储能系统。户外液冷电柜可广泛应用于光伏储能、风电储能、电网储能、商业储能等多种储能场景。

随着碳中和目标的持续推进,储能的大发展也会带动温控细分领域的突破,成为环境解决方案企业继轨道交通、电子净化、通信基站之后,又一重要的细分市场,未来可期。

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