系列报告 | 电化学储能产业专利导航系列第2期：中国电化学储能发展现状

近年来中国电化学储能新增装机规模整体呈现上涨趋势。2018年是中国电化学储能发展史的分水岭，电化学储能呈现爆发式增长，新增电化学储能装机功率规模高达612.8MW，对比2017年新增功率规模147.3MW，同比增长316%。截至2020年底，中国电化学储能市场累积装机功率规模为3.27GW，同比增长91.2%，新增电化学储能累积装机功率规模达到1.56GW，首次突破GW。2021年中国电化学储能新增装机功率1844.6MW，其中99.3%为锂离子电池储能技术，新增装机功率1830.9MW，其次0.5%为液流电动储能技术。根据CNESA统计，2022年中国电化学储能新增装机规模约为5.93GW，同比增长221.48%，中国电化学储能累积装机量达11GW，首次突破10GW。根据中国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟（CNESA）全球储能数据库的不完全统计，截止到2023年底，中国已投运的电力储能项目累计装机达86.5GW，同比增长45%。其中，抽水蓄能累计装机达51.3GW，占比从2022年77.1%降至59.4%，新型储能累计装机34.5GW/74.5GWh，同比增长18.2个百分点，中国新增投运新型储能项目装机规模 21.5GW/46.6GWh，我国新型储能装机年增幅创规模化发展以来的新高，提前两年达成国家十四五规划3000万千瓦新型储能装机目标，新增装机规模首次突破20GW，三倍于2022年水平。

图1 2018-2022年中国电化学储能新增装机规模及增长率

从产业链来看，我国电化学储能产业已经形成了涵盖上游电池材料（正负极材料、电解液、隔膜）、中游储能系统及集成(电池管理系统、能量管理系统、储能变流器、储能系统集成)和下游电力系统储能应用(发电测、电网侧和用户侧)的完整产业体系。

电化学储能电池主要包括锂离子电池、钠离子电池、液流电池和铅酸电池，目前锂离子电池储能在新型储能装机中占据绝对主导地位。下图为2022年底我国新型储能累计投运项目装机技术分布图，从图中可以看出，锂离子电池在我国新型储能累计投运项目装机技术占比94.5%，液流电池占比1.6%，铅酸（碳）电池占比1.7%。

图2 2022年底我国新型储能累计投运项目装机技术分布

国内锂离子电池产量持续快速增长，产业规模不断扩大。据相关数据显示，2022年我国锂离子电池出货量达750GWh，同比增长超过130%，超过全球平均增速，占全球锂离子电池总体出货量的比重超75%，已连续六年成为全球第一，行业总产值突破1.2万亿元。根据GGII三季度调研数据显示，2023年前三季度我国锂离子电池出货量605GWh，同比增长34%，已快接近2022年全年水平。三元材料和磷酸铁锂占据中国锂离子电池正极材料的主要市场。GGII数据显示，2023年前三季度中国正极材料出货量182万吨，同比增长40%。其中磷酸铁锂出货120万吨，三元材料出货48.7万吨，钴酸锂材料出货6万吨，锰酸锂材料出货7.5万吨，分别同比增长64%、6%、1.7%、50%。负极材料方面，GGII数据显示，2023年前三季度中国负极材料出货量119万吨，同比增长25%。其中人造石墨材料出货105.8万吨，天然石墨材料出货13.9万吨，分别同比增长29%、1%，人造石墨快速增长主要受海外市场切换人造石墨，带动出口需求增长所致。此外，硅碳、硅氧等新型负极材料也在快速上量。电解液方面，GGII数据显示，2023年前三季度中国电解液出货量78.6万吨，同比增长超40%。隔膜方面，GGII数据显示，2023年前三季度中国锂离子电池隔膜出货量120亿平，同比增长30%。其中干法隔膜出货33亿平，湿法隔膜出货87亿平，分别同比增长55%、31%，干法隔膜需求增速快于湿法隔膜，主要是受储能市场对干法隔膜产品的青睐所致。

受宏观经济影响，消费类锂离子电池出货量下降，电力储能、工商业储能市场增长带动储能锂电池的出货量增长。在锂离子电池应用领域方面，据GGII统计，2023年前三季度中国动力电池出货量445GWh，同比增长35%，增速较上年同期大幅下滑，下滑原因可能是高锂盐价格下的存货激增；受电力储能、工商业储能市场增长带动，2023年前三季度中国储能锂电池出货量127GWh，同比增长44%；在宏观经济下行的压力下，2023年前三季度中国数码电池出货量为33GWh，同比下降约6%，主要是3C数码产品消费需求持续疲软。

海外储能市场需求旺盛，中国锂离子电池出口增长迅猛。据进出口数据显示，2023年1-10月，我国锂离子电池累积出口额为541.94亿美元，2022年同期为397.21亿美元，同比增长36.4%，我国福建、广东和江苏三省是锂离子电池出口产品的主要来源地，福建省由2022年同期的第三跃居2023年第一，出口金额为146.57亿美元，占我国锂离子电池出口额的27%；广东省由2022年同期的第一位降至2023年的第二，出口金额为128.6亿美元，占我国锂离子电池出口额的23.7%；江苏省位居第三，出口额为113.1亿美元，占我国锂离子电池出口额的20.9%。三省的出口额占到全国锂离子电池出口额的71.6%，从出口地区分布来，我国锂离子电池出口金额最高的地区是美国，德国、韩国紧随其后。

图3 2016-2022年中国锂电池行业出口数量及金额情况

锂资源价格上涨，国内储量不足，为解决锂资源卡脖子问题，钠离子电池获得市场高度重视，产业化加速。

我国锂资源储量不足，锂资源分布不均，开采难度，80%锂资源依赖进口，面临“卡脖子”的风险，与锂离子相比，钠离子具有低成本优势。中科海纳数据显示，钠资源在全球范围内均有分布，价格为每千克2元左右；而锂资源75%集中分布在美洲，价格高达每千克150元。钠离子电池BOM成本较锂电池30%-40%。,钠离子电池的工作原理与锂离子电池基本相同，与锂离子电池的生产过程类似，因此钠离子电池可以直接使用现有的锂离子电池生产线，只需对原产线略加改造即可，给予了钠离子电池较强的替代性以及较大发展空间，虽然第一代钠离子电池的能量密度和循环性能要求不高，但由于造价低、充电速度快、安全性高、低温性能好等特点，特别可以适用在高寒地区高功率应用场景。

我国在钠离子电池领域的研究起步于20世纪80年代，在2008年以前处于技术的起步阶段，从2010年后开始快速发展。2010年，中科院开始研究钠离子电池，陈立泉院士为技术带头人；2017 年，国内首家专注于钠离子电池开发与制造的企业中科海纳成立；2018 年，中科海纳首辆钠离子电池低速电动车亮相，同年，浙江钠创新能源有限公司注册成立；2019年，钠创新能源全球首条吨级铁酸钠基正极材料生产线完工，同年，中科海纳首座钠离子电池储能电站问世；2021年，中科海纳全球套 1MWh 钠离子电池光储充智能微网系统成功投入运行，钠创新能源发布全球首套钠离子电池-甲醇重整制氢综合能源系统，宁德时代发布第一代钠离子电池，其能量密度可达 160Wh/kg。

钠离子电池有望成为锂离子电池的有效补充。近年来受到国家和地方政策的大力支持加码，2021 年 10 月 12 日工信部答复《关于 在我国大力发展钠离子电池的提案》中表示，锂离子电池、钠离子电池等新型电池作为推动新能源产业发展的压舱石，是支撑新能源在电力、交通、工业、通信、建筑、军事等领域广泛应用的重要基础，也是实现碳达峰、碳中和目标的关键支撑之一。2022年6月，国家发展改革委、国家能源局等九部门联合印发《“十四五”可再生能源发展规划》，提出研发储备钠离子电池技术；2022年7月，工信部正式下达首批钠离子电池行业标准计划。钠离子电池主要应用领域集中在两轮电动车、三轮电动车、低速车、储能和新能源汽车等，有望替代铅酸电池，据EVTank发布的《中国钠离子电池行业发展白皮书（2023年）》显示，截止到2023年6月底，全国已经投产的钠离子电池专用产能达到10GWh，相比2022年年底增长了8GWh，主要增量产能来自于传艺科技、多氟多、维科技术等。

我国电化学储能装机应用场景可分为电源侧储能、电网侧和用电侧储能三大场景。目前我国电化学储能市场特点主要有两个方面，一方面，储能装机增量主要分布在电源侧和电网侧，电源侧储能以新能源配储为主，主要分布在山东、内蒙古、西藏、新疆、青海等新能源装机较高的省份。电网侧以独立储能为主，主要分布在山东、湖南、宁夏、青海、河北。用户侧以工商业配置储能为主，主要分布在江苏、广东、浙江等工商业大省。另一方面，高电价地区储能市场发展更为迅速。

我国电化学储能产业具备良好的发展基础，已经开始进入规模化发展阶段，但我国电化学储能产业发展仍存在一些亟需解决的问题：

1.电化学储能安全技术存在不足

电化学储能技术作为新型储能技术，其安全问题愈发受到行业关注，储能安全问题影响着整个行业的发展，据不完全统计，近十年以来全球发生的储能安全事故超60起，2021年以来已发生18起。储能电站的电池堆、电芯、模组等每个环节都有可能引发事故。为守住电化学储能的安全底线，保障行业健康发展，欧盟科学院院士孙金华在《电化学储能行业火灾形势及安全技术挑战》中指出，安全是电化学行业发展的痛点和瓶颈问题，他建议从技术、标准、管理的角度多方系统提升电化学储能的安全实践，守住电化学储能安全底线，保障行业健康发展。针对电池安全的技术方面，他给出了如下解决举措：一是从电池材料、全电池系统安全设计及生产工艺提升电池的安全性，发展电化学性能良好的本质安全型储能电池；二是大力发展锂电池极早期故障诊断技术的产业化与工程应用，如超声无损监测技术、电池热失控早期光纤原位监测技术串、并联电池组虚接及电池内部微短路故障诊断技术等；三是发展集热管理、故障诊断、监测预警和灭火协同的一体化技术；四是基于互联网和云数据的储能系统智能安全管理技术平台，实现远程监控+智能预测+分级预警+高效处置>系统安全；五是，探索站房式储能电站安全防控技术系统。为进一步加强电力行业电化学储能电站安全管理，强化发电侧、电网侧电化学储能电站安全运行风险监测及预警，保障电力系统安全稳定运行，2023年11月16日，国家能源局官网发布的《国家能源局综合司关于加强发电侧电网侧电化学储能电站安全运行风险监测的通知》中重点提出，各电力企业应于2024年12月31日前完成本企业监测能力建设，2025年以后新建及存量电化学储能电站应全部纳入监测范围。

2.储能技术的标准体系不完善，国际标准创制滞后

我国电化学储能装机量目前已处于全球领先水平，但是我国在电化学储能领域的标准创制尚处于起步阶段，尤其是国际标准的创制严重滞后于产业发展，与我国电化学储能产业的国际地位不匹配。目前我国已经制定了一系列电化学储能国家标准,以确保电化学储能技术的安全性、可靠性和互操作性，但目前现有的标准还不足以支撑产业健康、有序的发展，而不完善的标准体系将给我国电化学储能行业的发展和应用带来极大的挑战。为了促进电化学储能产业健康、可持续发展，加速中国企业和中国技术“走出去”，积极抢占行业发展的国际话语权，应鼓励储能企业积极主导和参与国家标准和国际标准的制定。

3.电化学储能市场经济性相对偏低

电化学储能度电成本仍有待进一步下降，储能电站在参与调频辅助服务时，是以非自调度形式，充电时下网电价执行峰谷电价，但放电时上网电价却不执行峰谷电价，这使得储能电站在充放电过程均增加了电费成本，电池储能设施成本费用很难通过输配电收回。另外，电化学储能技术配套产品不完善、缺乏合适的盈利模式也制约着电化学储能的经济性。电化学储能产业大规模商业发展离不开降低成本，技术创新和商业模式创新是当前储能产业降本的主要途径。

4.储能服务电力市场机制待完善

我国电化学储能产业目前存在市场主体地位不明晰、市场机制不完善等问题，致使储能价值收益难以得到合理补偿，对其发展造成一定制约。我国现阶段还远未建立起成熟的竞争性电力市场运行机制，很难合理地核定出各类电力辅助服务的价格，从而造成储能系统价值和收益难以实现对接。因此，为保障电化学储能更好地服务于电力市场，需针对电化学储能技术的系统性效用或社会价值制定更为合理的运行机制和政策保证。

5.电化学储能产业链存在不足

我国电化学储能近几年来发展迅猛，但是在关键储能技术尚存在不足，产业链仍不够完善，我国的储能国产装备在高精度、自动化和信息化等方面与西方国家存在一定差距，需要不断优化。