1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议” 对新能源的定义为:以新技术和新材料为基础,使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用,用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源,重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能。世界二氧化碳排放量排在前三位的国家和地区分别是:中国98.26 亿吨、美国49.65亿吨、欧盟41.11亿吨。据此计算,中国的碳排放总量已经超过美国和欧盟的总和,但还未到达峰值。
中国经济结构决定了能源使用量巨大,单位GDP能耗远高于世界平均水平。构建可持续发展的能源结构是我国当前高质量发展目标的必选之路。发展新能源替代、实现能源转型、降低化石燃料排碳量,成为我国“十四五”时期的重要能源战略。为此,必须加大水、风、光、核、生物质等清洁能源与新能源开发力度,推动清洁和新电能全面消纳,逐渐替代煤、油、气等化石能源成为终端能源消费的核心载体。可见从十四五时期开始,风电、光伏与光热、核电、储能、生物质能等细分能源行业将进入高速增长阶段,新能源产业革命新的征程已经启航。
双碳政策
为应对全球气候变暖,由此制定的"净零"路线图中要求,到 2030年,全球太阳能光伏发电新增装机达到630GW,相当于每天安装一个现有最大的太阳能电站的规模。这样到2030年,实现全球能源效率平均每年可提高4%,并且在清洁能源以及工程、制造和建筑行业中创造了数百万个就业机会。
我国政策驱动光伏产业发展
我国已将光伏产业列为国家战略性新兴产业之一,在产业政策引导和市场需求驱动的双重作用下,全国光伏产业实现了快速发展,已经成为我国为数不多可参与国际竞争并取得领先优势的产业。目前我国光伏产业在制造业规模、产业化技术水平、应用市场拓展、 产业体系建设等方面均位居全球前列。光伏发电在能源消费中的占比将持续提升,光伏发展将进入平价阶段,摆脱对财政补贴的依赖,实现市场化发展、竞争化发展。叠加“十四五”的政策推动,加快构建以新能源为主体的新型电力系统提升光伏发电消纳和存储能力,既实现光伏发电大规模开发,也实现高水平的消纳利用,同时更加有力的保障电力可靠稳定供应,实现高质量跃升发展。
二、锂电
2.1新能源政策推动锂电行业发展
随着我国经济的快速发展,能源依赖以及环境保护问题成为了制约我国经济转型以及产业结构调整最主要的问题。在能源依赖及环境保护双重压力下,最近几年,国务院及各部委连续出台了一系列推广新能源汽车普及、应用的政策,刺激了我国新能源汽车产业的高速发展,推动了动力锂电池行业的快速发展。
2.2锂电池产业现状
锂电池产业可以分为上游的矿产资源、中游的原材料和产品制造及组装、下游的应用三大范畴。锂电池重要组成部分:锂电池主要由正极材料、负极材料、电解液和电池隔膜四部分组成。
1)正极材料,正极材料占锂电池成本的40%左右。锂电池产业链中,市场规模最大、产值最高的环节当属正极材料,且其性能决定了电池的能量密度、寿命、安全性、使用领域等,正极材料成为锂电池的核心关键材料。目前动力电池正极材料技术路线主要有:钴酸锂、镍钴锰三元、改性锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝三元。
2)负极材料主要影响锂电池的首次效率、循环性能等,负极材料的性能也直接影响锂电池的性能,负极材料占锂电池总成本不超过15%。负极材料一般分为碳系负极和非碳系负极,其中碳系负极可分为石墨、硬炭、软炭负极等,石墨又可分为人造石墨、天然石墨、中间相炭微球;非碳系负极包括钛酸锂、锡类合金负极、硅类合金负极等。
3)电解液是锂离子电池的关键原材料之一,下游为锂离子电池。锂离子电池具有循环寿命长、能量密度高、成本相对较低、安全性能好等特点,应用领域广泛。
4)隔膜是正负极之间的一层薄膜,容许离子通过、阻止电子通过、防止出现短路。为了使隔膜在充放电过程中保持完整性和热稳定性,一般行业内都会对隔膜进行表层涂覆,涂一下诸如陶瓷、勃姆石、硫酸钡等无机材料。有涂覆的叫涂覆膜,没有涂覆的称为基膜。动力电池基本都会选择涂覆膜。隔膜的制作工艺主要分为湿法和干法,干法又有单向拉伸和双向拉伸。目前高端产品中以湿法为主,中低端以干法为主。从国内市场来看,锂电隔膜市场已高度集中,新增产能主要来自于头部企业。在市场需求快速增长的情况下,动力电池的供应存在缺口,目前个别企业的电池订单已经排到了明年,当前行业内电池缺口在30%-50%左右,且每家企业的情况不一样,供应紧张的情况有可能会持续到2025年。
2.3锂电池市场未来前景
锂电池的下游应用市场分为电动交通工具、3C消费电子、工业储能三大类别:电动交通工具、3C消费电子、工业储能。
(1)新能源汽车需求爆发式增长,带动锂电池负极材料需求快速提。升在同体积重量情况下,锂电池的蓄电能力是镍氢电池的1.6 倍,是镍镉电池的4倍,因此,新能源汽车使用锂电池可以显著增强续航里程,大大增强产品的实用性和便捷性,在纯电动汽车的应用上这一优势尤为明显。目前,锂电池已经成为了新能源汽车的主要能量装置之一,新能源汽车快速发展将推动锂电池的市场规模快速扩大。
(2)3C消费电子,我国3C消费品领域中,手机与计算机占据了绝大部分市场。受新兴5G技术商业应用的推动以及疫情以来线上教育、线上办公以及居家影视娱乐需求增长的驱动,消费类电子产品市场始终保持稳定增长趋势。消费需求升级促使智能穿戴市场正在朝着商业化、产品形态多样化、设备 新型化的方向发展,智能硬件产业链将进一步完善,未来市场规模增长空间巨大。
(3)工业储能,储能能够为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动、需求响应支撑等多种服务,是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段;储能能够显著提高风、光等可再生能源的消纳水平,支撑分布式电力及微网,是推动主体能源由化石能源向可再生能源更替的关键技术。中国提出2060年实现碳中和的承诺,随着电化学储能成本的逐年下降,工业储能将快速增长。此外,能源企业对储能电池需求也将进一步提升。“碳达峰”、“碳中和”等目标对储能行业形成巨大利好,根据中关村储能产业技术联盟数据显示,未来五年电化学储能累计规模复合增长率为57.4%,市场将呈现稳步、快速增长的趋势。
三 储能
3.1储能的概述
储能即能量的存储。根据能量存储形式的不同,广义储能包括电储能、热储能和氢储能三类。电储能是最主要的储能方式,按照存储原理的不同又分为电化学储能和机械储能两种技术类型。其中,电 化学储能是指各种二次电池储能,主要包括锂离子电池、铅蓄电池和钠 硫电池等;机械储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等。储能技术应用范围广泛,包括电力系统、通信基站、数据中心、UPS、 轨道交通、人工智能、工业应用、军事应用、航空航天等,潜在需求巨大。
3.2储能承担碳中和的重要角色
在“十四五”开局之年,国家发展改革委、国家能源局近日联合印发了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,文件明确指出,到2025 年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,装机规模达3000万千瓦以上。到2030年,实现新型储能全面市场化发展。2021年国家发改委发布了《关于进一步完善分时电价机制的通知》,主要内容包括分时电价机制的优化、执行和实施保障等三个方面。到2030年,实现储能核心技术装备自主可控,技术创新和产业水平稳居全球前列,标准体系、市场机制、商业模式成熟健全,与电力系统各环节深度融合发展,装机规模基本满足新型电力系统相应需求。储能成为能源领域碳达峰碳中和的关键支撑之一。
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