一、储能行业概况

储能是指通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放出来的过程，可在时间维度上实现能源的转移。

在“碳达峰、碳中和”的目标下，风电、光伏发电等新能源将快速发展，其致命弱点是具有很强的间歇性和波动性，然而电力系统却有很高的稳定性要求。因此储能将成为解决风、光发电不稳定性、间歇性，增强能源系统供应安全性、灵活性的重要手段（下图）。

储能系统是新能源发电必备的配套产品，若我国2060年实现碳中和目标，届时风、光占发电量比重则将接近60%（下图，2021年仅12%）。这意味着储能这一核心环节将是一个万亿赛道。

随着“十四五”风光装机容量的扩大，各地的储能保障政策将会进一步扩容，推动储能规模的扩张和行业发展。过去水电季节性出力不稳定问题还能由火力系统调节，但是近年全球的能源冲突（俄乌）以及气候异常（寒冬，干旱）也对新型储能技术有了更迫切的需求。

二、储能技术分类

储能的形式多样，目前根据技术主要分为电储能、氢储能、热储能三种。其中氢、热储能技术不成熟占比小，电储能因为发展最成熟，又细分出十种技术路径。

电储能又有电化学储能、机械储能、电磁储能之分。其中机械储能的抽水蓄能发展最成熟占比最高，但新型的电化学储能发展迅猛是未来主流（下图），而其他路径无论在成本还是技术成熟度上，都还不足以大规模商业化，很多仍处于小规模实验性阶段（下图）。因此本文将主要围绕电化学储能与机械储能展开介绍。

三、电化学储能产业

电化学储能产业正处于高速发展时期，产业链各个环节都受到市场关注。上游以各系统、设备制造为主；中游主要包含储能系统集成、EPC整包厂商建设和储能系统运维，下游为储能场景应用。

（一）电化学储能产业链上游：设备制造

完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）、储能变流器（PCS）以及其他电气设备构成，结构如下。

1、储能电池组

储能电池是储能系统最主要的构成部分（占60%），目前主要有锂离子电池、钠离子电池、液流电池和铅蓄电池四种电池。下面将简要介绍各类电池的产业链和相关个股。

（1）锂离子电池

                                             锂离子电池产业链上中下游简图

锂离子电池是所有电池技术发展最成熟的，其中三元锂电被禁，成本较低的磷酸铁锂为国内主流，2021年电池龙头名单如下图。具体锂电池产业链及相关个股详细介绍可参考文章：新能源产业链详细梳理

（2）钠离子电池

钠离子电池工作原理与锂电类似，钠离子电池的产业链承袭锂电不断完善，发展潜力大，被禁三元锂电的厂家也有更强的动力研发钠离子电池。除正负极材料和电解液材料，其他关键材料一般可与锂电池通用（下图），因此下文将展开介绍材料与电解液。

【正极材料】

目前正极材料主要有三种路线，分别是层状过渡金属氧化物、普鲁士类化合物和聚阴离子化合物，前两者在商业应用上的实践更为广泛。

宁德时代：2021年7月发布其第一代钠离子电池，宣布采用普鲁士蓝和（或）层状金属氧化物/硬碳体系，布局正/负极材料、电解液，定位为与锂离子电池相互补充，计划2023年形成基本产业链。

鹏辉能源：正在研制聚阴离子正极路线的钠离子电池，预计将于2024 年形成产能，有望改变储能市场格局。

容百科技：2022年1月与宁德时代签下4年长单，包括钠离子电池配套供应，具备吨级正极供应能力。

                                           钠离子电池产业链上中下游简图

【负极材料】

钠离子电池负极路线中性价比最高的是碳基材料，软碳和硬碳是商业化最快的碳基负极。

贝特瑞：量产硬碳、软碳，用于数码产品、电动大巴领域。

杉杉股份：2016年研发硬碳产品，2021年在钠离子电池方向进行了百吨级的供货。

【电解液】

锂电电解液产线可兼容钠电产品。钠离子电池电解液与锂离子电池电解液构成相似，最大区别为六氟磷酸钠取代六氟磷酸锂。

天赐材料：已有量产六氟磷酸钠的能力，与比亚迪有业务合作；与六氟磷酸锂产线共享，产能受限于六氟磷酸锂的产能余量。

多氟多：六氟磷酸钠产品已经批量在市场上供货，具备1000吨产能生产能力。

（3）液流电池

全钒液流电池是现阶段最有可能率先实现大规模商业化应用的液流电池方案。

                              全钒液流电池产业链上中下游简图

【电解液】

全钒液流电池的电解液材料核心是钒化合物。目前掌握钒电解液制造的全球龙头企业是大连博融新材料（未上市），全球市场占有率在80%以上。

攀钢钒钛：国内最大的钒制品生产企业，钒产品市占率达28%，全球第一。

安宁股份：主要从事钒钛磁铁矿的开采、洗选和销售，拥有钒钛磁铁矿采选和销售产业链，是目前攀西地区唯一的61%品位钒钛铁精矿生产企业。

【电堆材料】

全钒液流电池的电堆材料与氢燃料电堆相似度很高。目前从事氢燃料电堆材料研发和生产的企业在未来较容易转型成为钒电池的电堆材料供货商。

（4）铅蓄电池

铅蓄电池产业化应用时间长、产业链高度完备。但传统铅酸电池存在能量密度小、循环寿命短、充电耗时长、环境污染大等缺点。随着其他电池的发展崛起，铅蓄电池产业受到极大冲击，迫使铅酸电池向铅炭电池升级迭代。

天能股份：主要铅炭电池产品为TNC 铅炭电池，是自主研发的具有国际领先技术水平的新型电池。现已实现产业化，产品运用于储能电站、新能源混合动力汽车等领域。

2、储能变流器（PCS）

储能变流器（PCS）控制储能电池组的充电和放电过程，进行交直流的变换。储能变流器的成本占比仅次于电池组(20%，下图)，它决定着输出电能的质量和特征，很大程度地影响了电池的寿命。

固德威：全球户用变流器龙头。光伏储能变流器主要针对小型户用市场，市场占比超15%，全球排名第一。

锦浪科技：变流器产品发展趋向规模化，产品主要销往海外，储能变流器为本阶段业务发展重点。

德业股份：微型变流器赛道龙头。储能变流器产品主要为小功率户用变流器。

3、电池管理系统（BMS）/能量管理系统（EMS）

电池管理系统（BMS）主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等;能量管理系统（EMS）负责数据采集、网络监控和能量调度等。系统集成商多自主研发制造包含BMS、EMS在内的储能系统核心组件，相关公司介绍可参考下文。

（二）电化学储能产业链中游：系统集成

1、储能系统集成

储能系统集成是系统集成商根据储能不同的终端应用场景和客户需求设计的储能系统。具体而言是根据特定需求将适合的电池、BMS、PCS、EMS等组件集成，保证其在特定储能场景的稳定高效运作。储能系统集成商主要包括以下几类：

电池企业（宁德时代）依托丰富的电池设计制造经验，制造匹配的电池组和BMS系统；光伏企业（阳光电源）在光伏行业深耕积累的经验、体系可迁移到储能产业，拓展业务；电力企业（国电南瑞）了解电网运行特点，储能调度控制能力强；专注储能系统集成企业（派能科技）拥有丰富的产品与项目实验经验、成熟的开发方案；全产业链布局（比亚迪）。

阳光电源：连续五年登上储能变流器厂商、系统集成商榜首。自主研发电化学储能系统全套设备，掌握PACK、PCS、EMS、BMS之间深度耦合性集成技术。

国电南瑞：国家电网系统内首家上市公司，依托电网控制保护领域的核心技术，其储能业务拥有行业领先的储能变流、控制技术和系统集成技术。核心储能系统组件均自主研发。

派能科技：全球户储龙头，主要生产储能电芯+系统集成，同时具备电芯、模组、BMS、EMS 等储能核心部件自主研发和制造能力。

2、EPC整包厂商建设

在EPC模式中，EPC总承包商按照合同约定，履行项目设计、采购、施工、试运行等协议内容，并对工程的质量、安全、工期、造价等方面总体负责，项目竣工后满足立项要求并达到使用条件后，再移交给业主。目前采用EPC模式的储能电站项目建设仍然处于实践阶段。

永福股份：培育储能业务综合服务能力，面向发电侧储能、电网侧储能、用户侧储能不同场景，提供全过程技术服务、数字能源产品、系统集成等“一站式”解决方案。

3、储能系统运维（温控消防）

储能系统由多个电池单体连结而成，发生热失控的概率高，故对于安全防护有着较高要求。解决储能系统安全问题，需要有效恒温恒湿控制，并建立起“由防到消”的主动协同安全防控体系。

英维克：聚焦精密温控，2020年推出系列液冷机组并批量应用于国内外储能场景，国内市占率高。

同飞股份：与阳光电源等公司深度合作，储能温控放量在即。

青鸟消防：国内领先的消防产品供应商，自主研发芯片、具备组合跨界能力。

（三）电化学储能产业链下游：应用

储能系统的下游需求主要来自于：

发电侧：用于调频调频、减少弃风弃光率、辅助动态运行等。

电网侧（许继电气）：提供调频、调峰、自动负荷控制、黑启动等辅助服务，缓解电网阻塞等。

用户侧：用于自发电存储、峰谷套利、备用电源等。

四、机械储能

机械储能通过物理方法对能量进行存储，需要时再将机械能转化为电能。机械储能主要包括重力储能、抽水蓄能、飞轮储能和压缩空气储能。

（一）重力储能

重力储能介质分为水和固体物质，基于高度落差对储能介质进行升降来实现。除较成熟的抽水蓄能外，主流重力储能技术为瑞士EV公司的储能塔，利用起重机将混凝土块堆叠成塔，通过混凝土块的起落进行储能和释能。该储能形式还处于商业早期。

中国天楹：我国重力储能先行者，首个重力储能项目已签约。

（二）抽水蓄能

抽水蓄能电站含上下两个水库，在电力负荷低谷时利用过剩的电力抽水至上水库，高峰时将水放出。抽水蓄能是当前最成熟、装机最多的主流储能技术，可以实现能量的大规模存储，将作为电网侧储能的主力。传统的抽水储能受区位限制大，建设周期长，无法满足新增风光发电的需求，因此未来发展空间相对有限，但作为一个成熟庞大的产业链涉及较多企业，基本完成国产化替代。

1、抽水蓄能产业链上游：设备制造

在具体建设过程中，涉及上市公司的主要为设备环节，行业竞争格局长期较为稳固，主要参与公司为哈尔滨电气(港)、东方电气，浙富控股、上海电气、国电南瑞等。

【水轮发电机】水轮发电机是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。是水电站生产电能的主要动力设备。

东方电气：深耕大型水轮发电机技术，市场占有率约为40%。是国内首个同时具备抽蓄机组研制和调试能力的发电设备制造企业。

【水泵】抽送传输水的机械。国内行业分散，集中度低，相较国外还有发展空间

凌霄泵业：国内泵业龙头，业绩稳步提高，集中度提升空间很大

【变压系统】丰电科技、中国电建等

金盘科技：经营抽水蓄能SFC特种干式变压器，用于大型同步电机的变频启动

2、抽水蓄能产业链中游：抽水蓄能站

【设计+建设】抽水蓄能项目主要采用 EPC 模式，由建筑商规划设计，承担建设项目。

中国电建：在抽水蓄能电站的建设中，中国电建为绝对龙头，份额占比80%。

【运营】国网新源、文山电力（重组南方电网）等，文山电力将是储能运营强力参与者

3、抽水蓄能产业链下游：电网系统

国家电网、南方电网等组成电网系统，协调各地各行各业用电。

（三）飞轮储能

在储能时，电能驱动电机运行，电机带动飞轮高速转动，飞轮以动能的形式将能量存储起来（下图）。飞轮储能功率大，使用寿命长，且响应速度快，因此主要用于调频和UPS。但因为其能量密度低因此无法应用于大规模储能电站（下图），现仅处于商业化早期。2022年4月11日，首台兆瓦级飞轮储能装置投入使用。

国内飞轮储能相关上市公司：

华阳股份：两套600千瓦全磁悬浮飞轮储能系统在华阳集团飞轮储能项目生产基地于2021年8月成功下线，将用于深圳城市轨道交通。

湘电股份：与其他单位联合研制中国首台套1兆瓦飞轮储能装置并顺利并网应用，产品拥有完全自主知识产权。拟定增不超过30亿。

广大特材：已成功开发了飞轮储能转子产品，已装机运行。

（四）压缩空气储能

通过压缩空气储存并膨胀燃烧以释放能量的压缩空气储能。压缩空气储能是抽水蓄能之后另外一项适合 GW 级大规模电力储能的技术，除存储能量高之外，其还具有能量密度和功率密度高、运营成本低、使用寿命长等优点。但与抽水蓄能类似，过去压缩空气储能也受地理条件限制，发展受限。

当前压缩空气技术以中温蓄热式压缩空气储能为主，储气罐技术突破了地理约束，规模上升，成本降低。目前技术进步加快。压缩空气储能技术原理脱胎于燃气轮机，其工作流程为：压缩、储存、加热、膨胀、冷却。

压缩机、膨胀机为压缩空气能核心部件，主要企业中储国能（龙头，未上市）、陕鼓动力

五、电磁储能

电磁储能是目前最新的储能技术，尚处于开发期。

电磁能储能包括使用特殊的超级电容直接储存电能的超级电容储能（寿命长，循环次数多，响应速度快，但是电介质耐压很低，储存能量较少，投资成本高）、在磁场超导线圈中直接循环流动存储电能的超导存储（功率密度高，响应速度极快，但原材料价格昂贵，维持低温制冷运行需要大量能量）等。

六、氢储能

氢储能基本原理是将水电解得到氢气并储存起来，当需要电能时将储存的氢气通过燃料电池或其他方式转换为电能输送上网。由于电解水制氢需要大量电能，利用风电、光伏产生的富余电能制氢可以有效的解决电解水制氢的成本问题，并解决风光电的消纳，因此氢储能正逐渐成为我国能源科技创新的焦点。

氢产业具有广阔的前景，但目前我国缺少方便有效的储氢材料和技术，预计未来3-5年内很难成为主流形式。目前采用的储氢罐相关上市公司：

京城股份：公司在储氢瓶技术领域处于领先地位，国内首家完成氢循环测试的公司

兰石重装：有多个储氢在研在研项目，为后续产业化奠基

主要制氢企业如下，可参考文章：氢能时代正在靠近

七、热储能

在物理储能中，未来3-5年最有发展潜力的是熔融盐储能。熔融盐储能通过特定的熔盐材料（是一种低成本、长寿命、传热储热性能好的介质，通常是硝酸盐混合物），吸收多余的电能和热能，通过固体熔化的方式，以热能的形式存储能量。

熔融盐储能仍处于商业化早期，且对比电化学储能并不具备优势，但却适合应用在采用热能发电的场景中，如光热发电、清洁供暖等。目前国内累计装机规模排名第三，仅次于抽水蓄能和电化学储能。产业链如下：

（一）上游原材料： 熔盐+玻璃

盐湖股份：居于原料资源可采地，可降低硝酸盐的生产成本；位于光热发电项目开发集中的西部地区，将大大节省熔盐运输成本。

金晶科技：玻璃龙头，可生产光热玻璃 ，应用于集热反射镜 

（二）中游设备：熔盐罐+熔盐泵+蒸汽发生器

西子洁能：熔融盐储能龙头，深入太阳能光热领域,自主研发熔盐工质技术

（三）下游EPC：储能系统安装商特变电工、巨星科技

本文仅供参考，不做荐股。作者：@Juan1127 @用户4429257092