2022年8月26日
行业研究
长时储能：百舸争流，谁主沉浮？
——储能行业深度报告
要点电力设备新能源
长时储能，是碳中和时代的必然选择。储能的本质是实现能量在时间和空间上的
买入（维持）
移动，让能量更加可控。储能的应用可以让分布式的发电源更加“优质”，让整
个电力系统更加灵活。储能是高比例可再生能源下的必然要求：以美国加州为例，
作者
2021年可再生能源发电高峰时占比超50%，在夏季早晚缺电高峰需要30%以上
分析师：殷中枢
的进口电力才能支撑正常用电。在这样的情况之下，长时储能成为了碳中和时代
执业证书编号：S0930518040004
的必然呼唤。对于长时储能而言，最重要的是为电力系统的灵活性调节提供支撑。010-58452071
在推进节奏上，整体将会是循序渐进的，可以分为三个阶段：阶段1，主要由传yinzs@ebscn
统机组提供灵活性，抽水蓄能大力建设，新型储能补充灵活性缺口；阶段2，抽
分析师：郝骞
水蓄能逐步落成，与传统机组一起成为灵活性调节主力；阶段3，存量机组改进
执业证书编号：S0930520050001
空间殆尽、抽水蓄能地理资源约束呈现，只有依靠新型长时储能技术提供增量灵021-52523827
haoqian@ebscn
活性资源。分地域来看，推进节奏上先欧美，后国内，当前已有很多欧美国家处
于阶段3，中国处于阶段1向阶段2过渡的过程中。
分析师：黄帅斌
长时储能技术形式多样，抽水蓄能、锂离子电池储能发展领先。概况而言，长时执业证书编号：S0930520080005
储能技术可分为机械储能、储热和化学储能三大主线，其中机械储能、化学储能0755-23915357
huangshuaibin@ebscn
装机规模占比较高。1）抽水蓄能：当前最成熟、最经济的大规模储能技术，但
储能设备选址受限、项目开发周期较长；2）压缩空气储能：效率提升下，极具
联系人：陈无忌
潜力的大规模储能技术；3）锂离子电池储能：当前最具代表性、最经济的化学021-52523693
储能技术，但面临着锂资源掣肘；4）钠离子电池储能：比锂电理论成本更低的chenwuji@ebscn
储能方式，循环寿命为当前最大劣势；5）液流电池储能：容量与功率模块分离，
适合长时储能，但处于产业化降本初期；6）熔盐储热：适合大规模储热，但无联系人：和霖
法作为独立储能电站使用。021-52523853
无资源约束的情况下，平准化度电成本（LCOE）是衡量各种技术优劣的最重要helin@ebscn
指标。我们针对五种长时储能技术，在当前情况下，计算其全生命周期成本，在
配置时长为5小时的情况下，其LCOE由低到高分别为抽水蓄能＜压缩空气储能
＜锂离子储能＜钠离子电池储能＜液流电池储能。影响LCOE的三大最重要的指行业与沪深300指数对比图
标分别为：初始投资成本、转换效率、循环寿命。对其关键指标进行敏感性分析，
23%
1）抽水蓄能：当前成本最优的长时储能方式，技术成熟，各项指标不会再发生
明显的变动；2）压缩空气储能：若实际储能效率提升到70%，其经济性有望超9%
过抽水蓄能；3）锂离子电池储能：随产业化进程加速和原材料价格回落，锂离-4%
子储能初始投资成本将逐步下降；4）钠离子电池储能：当初始投资成本降低到
-17%
1.3元/Wh时，其经济性有望超过现在的锂电储能；5）液流电池储能：当初始
-30%
投资成本降低到2元/Wh时，其经济性有望超过现在的锂离子电池储能。08/2111/2102/2205/22
投资建议：长时储能技术在全球范围内空间广阔。从需求端：考虑到放量节奏和电力设备新能源沪深300
需求总量两方面因素，不应局限于国内，应放眼全球。考虑到中国企业会凭借着资料来源：Wind
技术和成本优势在全球范围内占领份额，优选储能设备制造环节。（1）锂电：
当前海外长时储能的主要选择，推荐宁德时代、阳光电源；关注比亚迪、国轩高
科、亿纬锂能、星云股份、盛弘股份、科士达、科陆电子、英维克、青鸟消防、
国安达；（2）压缩空气储能：技术进步加快，关注中储国能（未上市）、陕鼓
动力；（3）钠离子电池：锂资源约束下的对冲技术，推荐宁德时代，关注华阳
股份、中科海钠（未上市）、钠创新能源（未上市）、鼎胜新材、容百科技、当
升科技。（4）液流电池储能：关注大连融科（未上市）、攀钢钒钛、河钢股份、
上海电气、北京普能（未上市）、国网英大。（5）抽水蓄能：关注东方电气、
哈尔滨电气、中国电建、浙富控股。（6）熔盐储热：关注西子洁能。
风险分析：储能技术成本下降不及预期风险；政策支持不及预期风险；新能源装
机不及预期风险。
敬请参阅最后一页特别声明-1-证券研究报告
电力设备新能源
投资聚焦
随着碳中和的逐步推进，电力系统中可再生能源占比的逐步提升，对于长时储能
的需求也日益迫切。当前的储能领域，各类技术呈现出百花齐放的局面。
我们的创新之处
1、我们深入研究了美国加州当前的能源结构现状，给中国及全球其他地区的长
时储能发展提供了参考；
2、我们结合风光发电量的占比情况与电力系统的灵活性调节需求，推演了长时
储能发展的三部曲。阶段1：风光发电量10%左右的水平：新型长时储能技术
发展的战略窗口期；阶段2：风光发电量20%左右的水平：新型长时储能技术
产业化降本的决战期；阶段3：风光发电量30%左右的水平：成本最优的长时
储能技术装机量快速增长期。
3、我们采用全生命周期成本法测算5种主要储能技术的度电成本。在机械储能
中以抽水蓄能为参照系、在化学储能中以锂离子储能为参照系，通过敏感性分析
测算出压缩空气储能、液流电池储能、钠离子电池储能在经济性上获得比较优势
的条件。
股价上涨的催化因素
1、全球风电光伏建设进程超预期，对长时储能的需求大幅提升；
2、长时储能技术进步、降本速度超预期。
投资观点
长时储能技术在全球范围内空间广阔。
从需求端：考虑到放量节奏和需求总量两方面因素，不应局限于国内，应放眼全
球。考虑到中国制造业会凭借着技术和成本优势在全球范围内占领份额，此时应
优选储能设备制造环节。
（1）锂电：当前海外长时储能的主要选择，推荐宁德时代、阳光电源；关注比
亚迪、国轩高科、亿纬锂能、星云股份、盛弘股份、科士达、科陆电子、英维克、
青鸟消防、国安达；
（2）压缩空气储能：技术进步加快，关注中储国能（未上市）、陕鼓动力；
（3）钠离子电池：锂资源约束下的对冲技术，推荐宁德时代，关注华阳股份、
中科海钠（未上市）、钠创新能源（未上市）、鼎胜新材、容百科技、当升科技。
（4）液流电池储能：关注大连融科（未上市）、攀钢钒钛、河钢股份、上海电
气、北京普能（未上市）、国网英大。
（5）抽水蓄能：关注东方电气、哈尔滨电气、中国电建、浙富控股。
（6）熔盐储热：关注西子洁能。
从供给端：考虑技术和成本两个角度，除了成熟的抽水蓄能与较为成熟的锂离子
电池储能之外，其他各类新型长时储能技术中，技术进步相对较快、未来潜在的
成本优势相对更优的为压缩空气储能。
敬请参阅最后一页特别声明-2-证券研究报告电力设备新能源
目录
1、长时储能：碳中和时代的必然选择..............6
1.1、储能的本质：让能量更可控.................6
1.2、储能的应用：让分布式更“优质”、让系统更灵活.............6
1.3、储能的需求：高比例可再生能源下的必然要求................7
1.4、长时储能：碳中和时代的必然呼唤.............9
1.5、长时储能的推进节奏：循序渐进、星辰大海...........11
2、长时储能：百花齐放，百舸争流................14
2.1、抽水蓄能：当前最成熟、度电成本最低的储能技术..............15
2.1.1、原理：依靠水的重力势能作为介质储能.............15
2.1.2、优劣势：储能技术成熟，但选址受限、开发周期较长............15
2.1.3、产业链：主要涉及投资、承包、设备商.............16
2.1.4、产业化：最早实现大规模商业化，装机总规模超36GW.........17
2.2、压缩空气储能：效率提升下，极具前景的大规模储能技术..........19
2.2.1、原理：依靠高压气体作为介质储能.............19
2.2.2、优劣势：已摆脱地理约束，但当前效率相对较低............20
2.2.3、产业链：压缩机、膨胀机为核心部件................20
2.2.4、产业化：百兆瓦级先进压缩空气储能系统并网调试.........21
2.3、锂离子电池：优秀的中短时储能技术同样适用于部分长时场景..........23
2.3.1、优劣势：储能技术较为成熟，但锂资源约束明显............23
2.3.2、产业链：发展成熟，电池价值量占比最高................24
2.4、钠离子电池：与锂电类似，但无资源约束的储能方式..........25
2.4.1、原理：与锂离子电池类似..............25
2.4.2、优劣势：更低的理论成本，更低的循环寿命.............25
2.4.3、产业链：上中下游发展初具雏形.................26
2.4.4、产业化：MWh级钠离子电池储能系统投入运行..............26
2.5、液流电池：功率与容量解耦的电化学储能方式..............27
2.5.1、原理：依靠氧化还原液流电池进行储能.............27
2.5.2、优劣势：容量、功率独立设计，规模易扩展，但成本较高............28
2.5.3、产业链：隔膜、电解液为影响性能的核心材料................28
2.5.4、产业化：百兆瓦级全钒液流电池储能系统整站调试.........29
2.6、熔盐储热：光热电站的配储系统...............31
2.6.1、原理：依靠熔盐介质储存热能.............31
2.6.2、优劣势：热发电场景中的储能介质.............31
2.6.3、产业链：光热发电市场促储热产业链成熟................32
2.6.4、产业化：百兆瓦级熔盐塔式光热电站并网发电................33
3、经济性是比较长时储能技术的最佳准绳.............35
3.1、计算方法：测算各类长时储能技术的LCOE...........35
3.2、核心假设：基于当前时点的技术与成本情况...........36
3.3、初始投资成本、储能效率与循环寿命是三大核心因素..........37
3.3.1、最便宜的长时储能：抽水蓄能、压缩空气、锂离子电池储能........37
3.3.2、压缩空气：效率提升至65%时，经济性有望超过抽水蓄能...........37
3.3.3、锂离子电池：锂价回落后，仍是比较经济的长时储能方案............38
3.3.4、液流电池：初始投资成本和储能效率是两大掣肘因素............38
3.3.5、钠离子电池：极致降本后，可作为比较经济的长时储能方案........38
4、投资建议................40
5、风险分析................40
敬请参阅最后一页特别声明-3-证券研究报告
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图目录
图1：储能的应用梳理.................7
图2：2020年五省区风电容量可信度...............7
图3：系统可靠容量供给图.................7
图4：波动性可再生能源并网阶段划分（2017年）...............8
图5：加州夏季单日电力供给曲线（MW）.............9
图6：风电、光伏发电占比越高，储能时长越长............9
图7：加州夏季单日电池储能设备充放电曲线..............10
图8：长时储能的推进节奏：循序渐进、星辰大海.............11
图9：欧洲各国可再生能源在电力供应中的比例目标.................12
图10：抽水蓄能电站工作原理................15
图11：抽水蓄能电站开发建设流程................16
图12：抽水蓄能产业链与相关公司情况................16
图13：全国在运抽水蓄能投资企业分布（万KW）............17
图14：全国在建抽水蓄能投资企业分布（万KW）............17
图15：中国抽水蓄能装机规模显著增长................17
图16：压缩空气储能系统工作原理................19
图17：压缩空气储能技术类型................19
图18：中储国能各项目转换效率....................20
图19：压缩空气储能产业链梳理....................21
图20：2021年中国各储能技术装机规模占比...............23
图21：2021年以来，锂资源价格大幅上涨..................24
图22：中国锂资源储量仅占全球6%..............24
图23：锂离子电池产业链梳理................24
图24：钠离子电池工作原理示意图................25
图25：钠离子电池的优势.................25
图26：钠离子电池产业链梳理................26
图27：钠离子电池商业化进展近年来加快...................26
图28：全钒液流电池工作原理................27
图29：全钒液流电池反应原理................27
图30：铁铬液流电池工作原理................27
图31：液流电池输出功率调节方式................28
图32：液流电池储能容量调节方式................28
图33：液流电池产业链....................29
图34：全钒液流电池体系成本结构比例................29
图35：铁铬液流电池商业化进程....................30
图36：熔盐储热原理示意图....................31
图37：储热技术类型.................31
图38：塔式光热发电系统示意图....................32
图39：熔盐储热清洁供热系统示意图....................32
敬请参阅最后一页特别声明-4-证券研究报告电力设备新能源
图40：熔盐储热产业链梳理....................32
图41：首航高科敦煌100MW熔盐塔式光热电站................34
图42：成本计算方法示意图....................36
表目录
表1：各类发电方式的储能介质.................6
表2：加州4h以上的锂电池储能项目....................10
表3：全球主要储能市场结构拆分..................12
表4：“十四五”可再生能源发展规划测算..............13
表5：储能技术路线对比...................14
表6：惠州、广州抽水蓄能电站基本情况..............18
表7：德国Huntorf电站成本结构拆分...................21
表8：国内外压缩空气储能电站对比..............22
表9：各类长时储能方式提供功率的装置与贮存能量的装置.............23
表10：国内全钒液流项目建设情况................30
表11：50MW德令哈储热7h熔盐电站参数.................33
表12：全生命周期成本计算的核心假设................37
表13：5种储能形式的全生命周期度电成本（元/kWh）...........37
表14：压缩空气储能中，“度电成本”对初始投资成本、储能效率的敏感性分析（元/kWh）.....38
表15：锂电储能中，“度电成本”对初始投资成本、储能效率的敏感性分析（元/kWh）......38
表16：液流电池储能中，“度电成本”对初始投资成本、储能效率的敏感性分析（元/kWh）.....38
表17：钠电储能中，“度电成本”对初始投资成本、储能效率的敏感性分析（元/kWh）......39
敬请参阅最后一页特别声明-5-证券研究报告