一周解一惑系列
储能技术的经济性测算与对比2022年08月21日
本周关注：智立方、北路智控、伊之密、大金重工、捷佳伟创推荐维持评级
本周核心观点：当前人形机器人、新能源行业新技术、新工艺层出不穷，需
关注技术变化带来的设备需求。
[Table_Author]
平准化储能成本是比较各类储能技术度电成本的合适工具。平准化度电成本
（LevelizedCostofEnergy,LCOE），是对项目生命周期内的成本和发电量先进
行平准化，再计算得到的发电成本，即生命周期内的成本现值/生命周期内发电量
现值。储能的全生命周期成本即平准化储能成本（LevelizedCostofStorage，
LCOS）。量化了特定储能技术和应用场景下单位放电量的折现成本，考虑了影响
放电寿命成本的所有技术和经济参数，是进行储能技术成本比较的合适工具。平
准化储能分子部分为投资成本、运营维护（O&M）、充电成本三者之和，分母为分析师李哲
执业证书：S0100521110006
投资期间的总放电量。其中，由于储能系统交流侧相关部件与其时长、容量相关，
电话：13681805643
而交流，即逆变器之后的环节与功率相关，与时长无关。所以可以将储能系统各邮箱：lizhe_yj@mszq
部件的成本大致分为与容量相关、与功率相关两部分，即容量成本、功率成本。研究助理赵璐
执业证书：S0100121110044
当前抽水蓄能度电成本最低，锂离子、全钒液流电池其次。根据我们的测算，
电话：13472540636
从现阶段来看，各类储能技术度电成本的排序从低到高分别是：抽水蓄能<锂离
邮箱：zhaolu@mszq
子电池<全钒液流电池<铅炭电池<压缩空气<钠离子电池<钠硫电池<氢储能。
抽水蓄能仍然是当前度电成本最低的储能方案，显著低于其他储能技术，锂离子、相关研究
全钒液流电池储能技术的度电成本相当，是仅次于抽水蓄能的度电成本较低的技1.一周解一惑系列：明日之星——复合铜箔-
术。压缩空气储能、钠离子电池储能度电成本也处于1元/kWh之下，钠硫电池、2022/08/14
氢储能尚不具备成本优势。2.一周解一惑系列：新一轮造船周期或已临近
-2022/08/07
若锂离子电池容量、功率成本在2020-2030年下降20%，则到2030年
3.机械行业周报20220730：一体化压铸设备
其经济性有望超越抽水蓄能。按照本文的假设，我们测算到2030年，各类储能投资机会有哪些？-2022/07/30
技术的度电成本从低到高排序或依次为：锂离子电池<抽水蓄能<全钒液流电池4.机械行业深度报告20220728：人形机器
<铅炭电池<钠离子电池<压缩空气<钠硫电池<氢储能。也就是说，若锂离子电人，开启新长征-2022/07/28
池容量成本、功率成本在2020-2030年能实现20%的下降，则到2030年其平5.机械行业周报20220724：乘风破浪的碳碳
热场（一）-2022/07/24
准化储能度电成本将有望低于现阶段最经济的抽水蓄能。总体上看，全钒液流电
池、锂离子电池均有望实现较大幅度降本，到2030年仍是电化学储能中度电成
本最低的两种技术；铅炭电池、钠离子电池、压缩空气储能度电成本其次，氢储
能度电成本仍然处于较高水平。
长期来看，储能度电成本仍有待继续下降。储能，指在能量富余时利用装置
或介质将能量存储起来，并在需要时再释放的过程，其本质是调节能量供求在时
间和强度上的不匹配问题。对于风电、光伏等间歇式能源而言，当期发电成本、
储能度电成本之和低于火电时，其相比火电则更有优势。例如，在一些资源较好
的的地区光伏发电成本在0.1-0.15元/kwh，以国电电力平均上网电价为例，
2022年1-6月为0.35元/kwh。因此，若当前储能度电成本可以降低至0.2元
/kwh及以下，则光储结合相比火电或具备经济性，而其二者结合提供的电也更
加稳定可控。但各地区发电成本、上网电价不同，或存在一定差异性。
风险提示：测算误差风险，宏观环境不确定性的风险、装机规模不及预期的
风险、技术更新迭代的风险。
本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告1
行业专题研究/机械
目录
1上周组合表现......................3
2储能的多种解决方案..................4
3各类储能技术度电成本分析......................6
3.1储能度电成本的计算......................6
3.2关于各类储能经济性对比中需要注意的几点问题...................10
4风险提示.........................12
插图目录......................13
表格目录......................13
本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告2
行业专题研究/机械
1上周组合表现
上周关注组合：智立方、北路智控、禾川科技、四方达。截至2022年8月19
日，周区间涨跌幅-3.44%，同期机械设备申万指数涨跌幅-0.63%，同比跑输设备
指数。从2021年11月21日组合开始至今，累计收益率-14.01%，跑赢沪深300
指数0.99pct，跑输申万机械指数4.66pct。
本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告3
dVmYuZqVnNnM8O9R9PtRnNmOnPlOpPvNiNoMpMaQpNtQMYoNnNuOnQpR
行业专题研究/机械
2储能的多种解决方案
储能的技术路径主要可以分为机械储能、电化学储能、电磁储能、热储能、化学储能等方
式。其中，机械储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等；电化学储能是指各种二
次电池储能，主要包括铅酸电池、铅炭电池、锂离子电池、钠硫电池、钠离子电池等。电磁储
能主要包括超导储能、超级电容器存储能等方式。热储能主要包括储热、储冷等方式。化学储
能包括电解水制氢、合成天然气等方式。
表1：储能的多种解决方案
机械储能电化学储能电磁储能热储能化学储能
抽水蓄能压缩空气储能飞轮储能超导储能超级电容器储能
利用氢或合成天然气作
在电力系统高
为二次能源的载体，利
峰负荷时，将电能将一个放在在一个热储能系
在电网负荷低谷将一个放在真空外壳用负荷低谷期多余电制
上池水回流到真空外壳内的转统中，热能被储
期将电能用于压电化学储能是指各内的转子加速，从而氢，通过电解水，将水
下水池推动水子即一个大质量能量以超导线圈存在隔热容器的
缩空气，在电网种二次电池储能，将电能以动能形式储分解为氢气和氧气，从
轮发电机发的由固体材料制中循环流动的直媒质中，以后需
原理负荷高峰期释放主要包括锂离子电存起来。既具有电容而获得氢。以后可直接
电；在低谷负成的圆柱体加流电流方式储存要时可以被转化
压缩空气推动汽池、铅蓄电池和钠器快速充放电的特用氢作为能量载体，再
荷时，将下池速，从而将电能在磁场中。回电能，也可直
轮机发电的储能硫电池等性，同时又具有电池将氢与二氧化碳反应成
的水抽回上池以动能形式储存接利用而不再转
方式。的储能特性。为合成天然气(甲烷)，以
蓄积起来进行起来。化回电能。
合成天然气作为另一种
储能。
二次能量载体。
技术成熟、功容量大、工作时充放电非常快、寿命长、循环次数
率和容量较间长、充放电循功率密度高、寿功率密度很高，多、充放电时间快、储存的热量可以储存的能量很大，时间
优点技术成熟，寿命长
大、寿命长、环次数多，寿命命长、环境友好响应快、比功率响应速度快、运行温很大可达几个月
运行成本低长高度范围广
厂址的选择依成本高、噪音
能量密度低、具能量密度低、投资成
赖地理条件，响应慢、建站条大、能量密度成本高，部分存在应用场合比较受
缺点有一定的自放电本高、具有自放电损效率较低
能量密度低，件非常苛刻低、充放电时间发热问题限
损耗。耗
总投资较高段、放电率高
秒级放电√√
分钟至小
√
时级放电
数时级以
√√√√
上放电
资料来源：中国能源报，国际能源网，民生证券研究院；
按照储能作用时间的长短，可以将储能系统分为数时级以上、分钟至小时级、秒级等。其
中，超导储能、超级电容器储能可以实现额定功率下放电时间在秒级水平，电化学储能放电时
间在分钟至小时级，机械储能、氢储能等方式可实现数时级以上放电。
从电储能市场结构来看，抽水储能在我国仍占据主要地位，但新型储能发展迅速。抽水蓄
能时当前最为成熟的电力储能技术，早在20世纪90年代就实现了商业化应用，主要用于电力
系统削峰填谷、调频调相和紧急事故备用，但受限于选址和建设施工的局限性，未来发展空间
有限。电化学时当前应用范围最广、发展潜力最大的储能技术。相比抽水蓄能，电化学储能受
地理条件影响小，建设周期短，可灵活运用于电力系统各环节及其他场景中。另外，随着成本
持续下降，商业化应用日渐成熟，其技术优势愈发明显，发展前景广阔。
根据CNESA的不完全统计，截至2021年底，全球抽水蓄能的累计装机规模占比首次低
于90%，相比2020年下降4.1pct；新型储能累计装机规模为25.4GW，同比增长67.7%。在
国内市场中，抽水蓄能的累计装机规模最大，为39.8GW，同比增长25%，所占比重与去年同
期相比再次下降，下降了3个百分点；市场增量主要来自新型储能，累计装机规模达到
5729.7MW，同比增长75%。
本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告4
行业专题研究/机械
图1：中国电力储能市场累计装机构成
资料来源：《储能产业研究白皮书2022》，民生证券研究院
电化学储能是通过电池所完成的能量储存、释放与管理过程，是当前应用范围最广、发展潜
力最大的电力储能技术。相比抽水蓄能，电化学储能受地理条件影响较小，建设周期短，可灵
活运用于电力系统各环节及其他各类场景中。同时，随着成本持续下降、商业化应用日益成熟，
电化学储能技术优势愈发明显，或逐渐成为储能新增装机的主流。未来随着锂电池产业规模效
应进一步显现，成本仍有较大下降空间，发展前景广阔。
电化学储能主要分为铅酸电池、铅炭电池、锂离子电池、钠离子电池、钠硫电池、液流电
池等六类。截至2021年，在国内电化学储能市场中，锂离子电池占据绝对主导地位，市场份
额达到89.7%。
表2：电化学储能分类
类别原理优点缺点
发展时间长，技术比较成熟，电池中使用的铅是重金属，
铅酸电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液（稀硫
铅酸电池可以大规模生产，原材料丰对环境有污染；电池寿命
酸）中，两极间会产生2V的电势。
富，成本较低，使用安全。短，能量密度低。
比功率高;没有易燃成分;安全性
是将铅酸电池和超级电容器两者技术的融合，是一种既具循环寿命仍短；容量利用率
铅炭电池好成本较低;原材料资源丰富;可
有电容特性又具有电池特性的双功能储能电池。较低；易析氢失水。
再生回收利用率高。
以稳定进行锂离子嵌入/脱嵌反应的材料作为电池的正负比能量高，无记忆、容量大、
锂离子电池寿命较长、存在安全问题。
极，通过其在正负极间的可逆转移实现能量的储存/释放。无污染。
遵循脱嵌式的工作原理，在充电过程中，钠离子从正极脱
储量丰富，成本低，安全性电池能量密度低，使用场景
钠离子电池出并嵌入负极，嵌入负极的钠离子越多，充电容量越高；
高。受限。
放电过程相反，回到正极的钠离子越多，放电容量越高。
正极由液态的硫组成，负极由液态的钠组成，电池运行温能量密度较大；原材料钠、硫
钠硫电池成本高；存在安全隐患。
度需保持在300℃以上，以使电极处于熔融状态。易得。
电池寿命长；功率和容量独立存在电解液、离子交换膜等
液流电池通过正、负极电解质溶液活性物质发生可逆氧化还原反应
设计;安全性好。重要材料的限制
资料来源：星火资讯，北极星储能网，民生证券研究院
铅酸电池有较长的发展历史，自20实际70年代开始就一直被用于住宅太阳能发电设施的
别用电源，由于铅酸电池成本低，可大规模生产，使用较为安全，因此早期的电化学储能基本
使用铅酸电池。但由于铅酸电池使用的铅对环境有较大危害，且铅酸电池充放电次数较低，普
通的电池充放电次数在300-500次，较高的达到1000次，相比之下，锂电池的充放电次数在
1000-4000次之间。此外，锂离子电池还具有充放电速度快、容量大、无污染等优点，近年来，
随着锂离子电池成本逐渐降低，锂离子电池储能技术也得到了快速发展。
本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告5