2024储能应用场景发展趋势

  大储能亏损

  储能按照应用场景可以分为电源侧、电网侧、用户侧储能。其中电源侧、电网侧储能又称为大储，用户侧储能可分为工商业储能和家庭储能。国内装机形式以大储为主，未来独立储能有望成为大储主流形式，其收益模式包括容量租赁、现货套利、辅助服务、容量补偿，多个省份探索出三大创新商业模式；工商业储能盈利模式主要包括：峰谷套利、能量时移、需量管理、备电需求以及未来的电力现货市场套利及电力辅助服务，目前工商业经济性主要来自峰谷价差套利。

  此外，“虚拟电厂+工商业储能”有望相互赋能，实现市场化与电力系统加速融合；全球户储增速翻倍，欧洲是最大市场，目前欧洲户储去库将完成，产品逐步向一体机转变，企业盈利能力有望提升。

  不过当前我国主要发电集团的发电侧储能EPC项目投资呈逐年亏损态势。

  目前国内的发电侧资源，基本被以国家能源投资集团（简称“国能”）、中国华能集团（简称“华能”）、中国华电集团（简称“华电”）、中国大唐集团（简称“大唐”）、国家电力投资集团（简称“国电投”）为首的“五大”发电集团和以国投电力、中广核、中国三峡、华润电力、中节能、中核集团为首的“六小”发电集团控盘。公开数据显示，上述企业的年发电总量约占我国年发电总量的超80%，因此并称发电侧“五大六小”集群，“五大六小”企业也是发电侧锂离子储能项目EPC项目策划和实施的重要载体，一旦这些企业因亏损而暂停或阶段性放弃发电侧储能项目（以下简称“大储能”），对我国能源结构的调整转型和储能行业的健康发展将是致命的。

  事实上，无论上述企业是“放弃”还是阶段性“暂停”，在大储能规模高速增长的当下，诸如“市场争夺战”、“价格战”、“高投资杠杆”等问题已屡见不鲜，大储能业务已然受到了发展阻力，并有在2024年出现大幅下跌的可能。

  据Wind数据显示，储能板块的净利润增长率在2022年达到高点，接近70%，但2023年直线下滑至40%，预计2024-2025年将降至20%左右。

  新能源汽车飞速发展

  锂离子电池已然不再是储能电站的唯一选择，但锂离子电池目前依旧是我国纯电动、插电式汽车的唯一选择，把汽车一步步演化为我国能源结构全面升级转型（绿色电力比重提升）的重要载体。随着国内多地峰谷价差进一步拉大、分时电价机制完善、虚拟电厂与电力现货市场的完善，同步伴随新能源汽车保有量的持续增长、V2G【Vehicle-to-grid(车辆到电网)】技术的应用范围进一步增大，新能源汽车将为储能业务下阶段发展创造更大空间。

  公安部公布的最新数据显示，截至2023年底，我国新能源汽车保有量达2041万辆，全年新注册登记743万辆，另据《中共中央 国务院发布关于全面推进美丽中国建设的意见》精神，到2027年我国新增汽车中新能源汽车占比力争达到45%，照此估算，届时新能源汽车的保有量将超6000万辆，即使其中仅有500万辆新能源汽车参与V2G给电网放电，每辆每天放电20kWh，每天就可以放电1亿kWh，一年就可以放电365亿kWh，相当于36.5GWh的储能电池迎来了高效运营。

  无疑，新能源汽车作为储能终端有数量大、分布广的优势，可以形成庞大的储能容量，同时新能源汽车还具备双向输电的能力，既能将储能释放到电网中，也能从电网中获取能量，能够与电力系统进行有效互动。其中的很大一部分都可以成为移动储能终端。

储能技术最新动态

  新微型原子能电池可稳定发电50年

  近日，我国一家叫贝塔伏特的公司宣布，研制出一款微型原子能电池。

  为了解决核电池效率不高的问题，贝塔伏特的科研团队开发了一种高性能的单晶金刚石半导体，厚度仅为10微米。

  把2微米厚的镍63薄片放在两片金刚石半导体转换器之间，就可以稳定持续地激发出电荷。最终，成功研制出这款型号为BV100微型核电池，其功率100微瓦，电压3伏，体积15×15×5立方毫米，甚至比一枚硬币还小。

  除了体积小以外，最大的特点是可以实现50年稳定发电，并且无需充电、无需维护。而在安全性方面，也不用担心，它不产生外部辐射，针对针刺和枪击不起火，不爆炸。

  同时，原子能电池的发电功率稳定，不会因恶劣环境和负载而变化，可在零上 120 度和零下 -60 度范围内正常工作，并且没有自放电。

  由于拥有众多优点，这款核电池在众多领域也将具有广泛的应用前景，例如航空航天、人工智能设备、医疗器械、微型机电系统、传感器、小型无人机和微型机器人等等。

  甚至说，在技术理论上，如果可以把功率提高一些，达到手机的使用需求，那么配备了核电池的手机、小型无人机终身无需充电。如果能实现，这必将是一个划时代的电池产品。目前，贝塔伏特也表示，正与国内院校联合研发，采用锶90、钷147和氘同位素，研制更高功率的电池。

  当然了，更关键的是，这款原子能电池已经进入中试阶段，即将量产投入市场。到时候，BV100也将是世界上首块量产的民用核电池。

  锂金属固态电池取得大突破：10 分钟完成充电，可循环至少 6000 次

  哈佛大学约翰A保尔森工程与应用科学学院 ( SEAS ) 的研究人员近日开发了一种新型锂金属固态电池，可以充放电循环至少 6000 次，比任何其他袋式电池都要多，而且可以在几分钟内完成充电。相关研究成果发表在知名学术期刊《自然材料》上。

  在该设计中，当锂离子在充电过程中从阴极移动到阳极时，锂化反应被限制在浅层表面，离子附着在硅颗粒表面而不进一步渗透。这与传统锂离子电池的化学反应截然不同，后者通过深度锂化反应穿透硅颗粒，最终导致其被破坏。

  在固态电池中，硅颗粒表面的锂离子受到限制，并经历动态的锂化过程，在硅颗粒核心周围形成锂金属电镀层。这些被电镀的颗粒形成了一个均匀的表面，电流密度均匀分布，防止了枝晶的生长。研究团队表示，由于电镀和剥离过程可以在平坦的表面上快速发生，这种电池可以在约 10 分钟内完成充电。

  研究人员构建了一个邮票大小的袋式电池，经过 6,000 次循环后仍能保持 80% 的容量，性能远超目前其他袋式电池技术。这项技术已通过哈佛大学科技发展办公室授权给 Adden Energy 公司，该公司将扩大该技术规模，构建智能手机大小的袋式电池。

  固态电池是电解质为固态或者半固态的电池产品。相对于当前主流的液态锂电池，其材料体系的核心优势为更高能量密度和安全性（电解质不易燃）。固态电池若作为动力电池，能有效满足新能源车长续航、高安全的需要，发展前景广阔。根据中商产业研究院预计，2030年中国固态电池市场空间将达200亿元，出货量将达251.1GWh。近几年国家不断重视固态电池行业的发展，各大高校单位已开始对固态电池进行研发。尽管目前固态电池行业正处于起步阶段，随着技术进步，固态电池有望实现大规模商业化应用，建议关注在固态电池和相关材料领域布局领先的企业。

  目前固态电池行业处于产业化元年，产业链众多公司正加速各种应用场景的布局与开拓。固态电池采用固态电解质取代电解液，固态电解质产业链发展尚处于早期，材料实际价格与原材料成本相差较大，加工成本高昂，全固态电池量产仍需时日。半固态电池可以适配更高比容量的正负极材料，能量密度提升后，单位成本有望进一步降低。随着技术的不断完善叠加规模效应，半固态未来市场渗透率有望逐渐提升，率先在各个下游场景中得到应用。如，在新能源车领域，国内的上汽、蔚来有望在2024年批量生产半固态电池车型，长安、广汽等也计划在2025-2026年推出半固态电池车型。随着车企积极推动固态电池产业化，并在2025-2030年陆续推动固态电池车型量产；同时无人机、储能等场景对于长续航高安全电池需求持续提升，固态电池进入发展快车道。