如今,在儲能領域,誕生出了相當多的優質項目。不過和往年大火的3D打印等賽道不同的是,在這個賽道中,技術由科學家們引導,上演了一出千帆競發、百舸爭流的好戲。
甚至可以期待:在實驗室中已被驗證的技術,在未來的一段時間可以批量化走入商業社會。而不論從經濟意義和社會意義來說,儲能的技術創新都會在硬科技賽道中描繪一道璀璨奪目的丹青墨卷。
在本文中,我們將從宏觀、中觀和微觀三方面展開,來探討這個未曾被充分認識的賽道。
儲能的難點在于平滑輸出和性價比。
這牽出了我國甚至世界范圍內能源利用效率和格局的話題。就世界局勢來看,儲能行業正在從熱能儲能轉向電能儲能。一方面,是電子電器設備的進一步普及,另一方面,電儲能技術得到了飛速進展,相當多的場景可以落地,投入到生產生活之中。
以往,在建造水庫過程中,可以通過蓄水方式將重力勢能轉化為電能;也可以利用電池原理進行一定程度的化學儲能。但客觀因素是,由于枯水、豐水季節影響,蓄水所產生的能源會有著明顯的季節周期,而化學能又面臨二次污染問題。
一些風電場在電量充沛的時候,電量由于得不到儲備,不得不將“垃圾電”以埋入地下的方式處理。極新在動筆之時也有這種感慨——要是將這部分能源用于生產生活該有多好!
在城際列車行駛過程中,電能的消耗和釋放也存在巨大的浪費。所以,在如今環保和供電穩定性日益被提升日程的時候,一種輸出平滑、價格低廉而且清潔的儲能方式正在被各個國家所關注,也在此,誕生了廣大的需求市場。
在這個過程中,未來的新型儲能方式的面貌應該是這樣一幅圖景:用戶應該可以感到安全,落地場景可以更加多元,性價比應該足夠高。
01 大市場、大賽道
如上文所述,儲能市場的爆發源自于能源轉型。
在這個領域,有政策驅動的邏輯。一方面,我國面臨長期的“雙碳”影響;另一方面,從中央到各地方政策來看,極其重視發電、儲能和能源分配。在電量補償機制上,地方政府正在積極探索。
目前來看,全國范圍內發電波峰、波谷功率相差極其顯著。方正證券預測,在2025年,全球儲能市場復合增長率可達50%,儲能裝機量在這個過程中會有大幅提升。
在最近的鋰電池喧囂中,可以看到,化學儲能仍然存在熱度。市場中,在能源電池領域最關注長壽命、安全性和低成本。就技術成熟度角度而言,鈉硫電池、鉛蓄電池以及鋰離子電池都有商業應用。在比較中,鈉硫電池有安全性問題,而鉛蓄電池則存在壽命和污染問題,后者市場一直在萎縮,目前看是一種將被替代的技術。
所以,一段時間內,由于電動汽車影響,鋰電池的儲能仍將被市場廣泛期待,其中磷酸鐵鋰的市場期待高于三元鋰電池。寧德時代、億緯鋰能、德方納米等公司均在此布局,也催生了很多創新機會。
在電磁儲能領域,超導電磁和超級電容還在技術成熟到商業化過程之中。在短期之內,還需等待部署成本的降低和安全、維護等相關配套技術成熟才可大規模展開。
一些其他創新;例如Energy Vault用混凝土磚塊重力來儲能,還有像Form Energy的水系空氣電池等等。
在這個領域中科創星投資了中儲國能。
就投資邏輯而言,物理儲能具有顯著優勢:物理儲能未來可以大規模落地,成本更低,設計壽命長,能量儲存時間也足夠久。當然,化學儲能的優勢是響應快,可適配更多電子電器產品,和終端用戶的捆綁更加緊密。
在未來的判斷中,極新認為,多種新型儲能技術會在一定時期內相互并行存在。在未來不同場景中,儲能的性價比是動態變化的。比如未提到的飛輪儲能,因為利用了高速旋轉的飛輪,將能源轉化為機械能存儲,其應用場景就更偏向于在軌道交通、電動汽車充電和大數據中心中部署。
02 產業鏈機會明顯
儲能行業正在進入景氣周期。
和國外發達國家相比,我國的儲能行業會在一定時期內受到政策引導因素影響。在這之中,會催生出補貼發展機會。
在垂直細分行業,物理儲能空間會得到進一步釋放。由于目前風電、光伏輸出的不穩定性問題仍舊存在,市場可能更加偏向于對傳統能源的儲能。
此外,由于儲能行業的快速發展,在電源管理、輔助設施、再生能源甚至用戶終端均存在一定的創新機會。但在解決問題之前,應該可以回答以下問題:
如何解決風、光消納問題?
如何利用/解決退役動力電池?
能否有望塑造行業標準、有望成為頭部?
在產業鏈下游,存在相當多的系統集成商,提供運維、集成、渠道等服務。電池資產管理是一個有趣的話題,目前在這個領域,已經有金融機構、電池供應商、整車廠、儲能企業、拆解回收廠加入,共同塑造行業價值。
可以預見的是,未來儲能系統需要一整套數字化解決方案。首先,就如上文所述,電力的來源問題需要數字化,在儲能電網搭建過程中,智能化、虛擬化也極其重要。此外,充電樁的配套和網絡搭建能力,也是區別儲能公司高下的有力支撐。
目前來看,市場中還有一些存疑需要克服:如動力電池做儲能電池是不是合理?產業資本和VC應該如何協同?儲能如何和工業互聯網以及制造升級打通?
以上問題都是可以暢想的。
變流系統PCS和電池管理系統BMS在產業鏈之中的作用頗受看好,但后者需要在研發之中投入巨大成本,未來需要驗證商業模式的可持續性。目前,在逆變器行業之中陽光電源領跑資本市場,但反觀變流系統PCSD,其作為儲能系統集成業務的盈利性還較為堪憂。
在鋰電池行業(全固態),技術方向分為薄膜全固態、聚合物全固態、氧化物全固態和硫化物全固態。
目前來看,各種技術路線都有優劣:薄膜全固態電池容量小,能量密度較低適合高精尖電子器件場景;聚合物全固態兼容性不好,與磷酸鐵鋰和三元鋰電池的兼容性低;氧化物全固態低溫下可以實現導鋰,而且可耐受高電壓,但機械性能堅硬,比較容易碎裂等等。
目前,氧化物被行業看好,這也會或多或少影響鋰電池的儲能行業。
03 “冷門”技術不冷門
儲能賽道中目前以鋰電池產業鏈最為火爆,討論也較多。但客觀情況是,除了鋰電池的諸多技術方向外,還有一些看似“冷門”的儲能賽道。
其中一個便是熱儲能。在美國有家名為Malta Inc的初創公司,就提供了熔鹽解決方案,而瑞典的Azelio's 則是利用了鋁,在蘇格蘭有家名為Sunamp以相變材料(PCM)作為熱儲能媒介。
在一級市場項目中,中科海鈉敢于突破鋰電池的固有體系,用鈉離子技術開發電池產品。這是一個來自于中科院物理所的創業團隊,其產品可以做到和鋰電池壽命相當的程度,成本也相較鋰電池低。硬碳材料被考慮作為鈉離子電池的負極材料,當解決價格問題后,鈉離子電池會對鋰電行業產生沖擊。
上文提到,中儲國能是一家利用壓縮空氣為主要技術的機械儲能公司。在使用場景中,有高壓密封空氣的報廢礦井、海底儲氣罐、山洞和儲氣井都是不錯的儲能聚集地。在我國,由于廣大地區的地理條件還較為復雜,一般儲能場景很難到達,所以機械儲能的場景十分廣大。
中儲國能創始人紀律認為,壓縮空氣儲能場地限制少,也不破壞環境,建設周期短,壽命長非常適合長期有儲能需求場景和地區的人群使用。
極新認為,這項技術未來不僅可以在國內應用,有朝一日也可以成為一種國家名片面向世界,有著深遠的發展前景和戰略意義。
儲能也是一種能源革命。
應該看到,儲能是能源安全的一部分。而儲能的推行,也客觀影響著國家電力的結構,促進了節能減排、空氣凈化等多方面事業的發展。
此外,儲能的發展還可以客觀帶動光伏、鋰電池、風能甚至潮汐能的進一步利用。隨著可再生能源的并網、分布式發電和電動汽車的持續發展,儲能的市場將會越來越大。
在社會意義方面,儲能可以滿足更多特殊條件下的能源需求,為無電人口用電提供了解決方案。在我國的眾多島嶼中,也有著廣闊的施展拳腳的空間。
國際上,發達國家早已在儲能領域躍躍欲試。海島和偏遠地區的儲能項目也在持續推進過程之中。在電力調頻和輔助服務市場中,仍然存在大量機會。
在房地產的升級換代大背景下,智能建筑的呼聲變得越來越高。蓄冷蓄熱成為轉移用電高峰的有效手段,隨著儲能電力交易的進一步成熟,普通用戶也可以享受到儲能所帶來的電力節約的好處。
近年來,國外在智能建筑方面的長足進步,每一座建筑物所采用的能源體系更加多元化,其中為電動汽車、用戶、電網均做了諸多升級改造。在能源監控方面,也給出了合理的解決方案,這些經驗都值得學習和進一步探索。
不可否認的是,未來,我國仍將持續面臨能源問題。而這個問題的解決,宜早不宜遲。長期看好儲能行業,這必將是一個值得長期投入和具有價值投資屬性的領域。