1980年聯(lián)合國召開(kāi)的“聯(lián)合國新能源和可再生能源會(huì )議” 對新能源的定義為:以新技術(shù)和新材料為基礎,使傳統的可再生能源得到現代化的開(kāi)發(fā)和利用,用取之不盡、周而復始的可再生能源取代資源有限、對環(huán)境有污染的化石能源,重點(diǎn)開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、潮汐能、地熱能、氫能和核能。世界二氧化碳排放量排在前三位的國家和地區分別是:中國98.26 億噸、美國49.65億噸、歐盟41.11億噸。據此計算,中國的碳排放總量已經(jīng)超過(guò)美國和歐盟的總和,但還未到達峰值。
中國經(jīng)濟結構決定了能源使用量巨大,單位GDP能耗遠高于世界平均水平。構建可持續發(fā)展的能源結構是我國當前高質(zhì)量發(fā)展目標的必選之路。發(fā)展新能源替代、實(shí)現能源轉型、降低化石燃料排碳量,成為我國“十四五”時(shí)期的重要能源戰略。為此,必須加大水、風(fēng)、光、核、生物質(zhì)等清潔能源與新能源開(kāi)發(fā)力度,推動(dòng)清潔和新電能全面消納,逐漸替代煤、油、氣等化石能源成為終端能源消費的核心載體??梢?jiàn)從十四五時(shí)期開(kāi)始,風(fēng)電、光伏與光熱、核電、儲能、生物質(zhì)能等細分能源行業(yè)將進(jìn)入高速增長(cháng)階段,新能源產(chǎn)業(yè)革命新的征程已經(jīng)啟航。
雙碳政策
為應對全球氣候變暖,由此制定的"凈零"路線(xiàn)圖中要求,到 2030年,全球太陽(yáng)能光伏發(fā)電新增裝機達到630GW,相當于每天安裝一個(gè)現有最大的太陽(yáng)能電站的規模。這樣到2030年,實(shí)現全球能源效率平均每年可提高4%,并且在清潔能源以及工程、制造和建筑行業(yè)中創(chuàng )造了數百萬(wàn)個(gè)就業(yè)機會(huì )。
我國政策驅動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展
我國已將光伏產(chǎn)業(yè)列為國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)之一,在產(chǎn)業(yè)政策引導和市場(chǎng)需求驅動(dòng)的雙重作用下,全國光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現了快速發(fā)展,已經(jīng)成為我國為數不多可參與國際競爭并取得領(lǐng)先優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)。目前我國光伏產(chǎn)業(yè)在制造業(yè)規模、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平、應用市場(chǎng)拓展、 產(chǎn)業(yè)體系建設等方面均位居全球前列。光伏發(fā)電在能源消費中的占比將持續提升,光伏發(fā)展將進(jìn)入平價(jià)階段,擺脫對財政補貼的依賴(lài),實(shí)現市場(chǎng)化發(fā)展、競爭化發(fā)展。疊加“十四五”的政策推動(dòng),加快構建以新能源為主體的新型電力系統提升光伏發(fā)電消納和存儲能力,既實(shí)現光伏發(fā)電大規模開(kāi)發(fā),也實(shí)現高水平的消納利用,同時(shí)更加有力的保障電力可靠穩定供應,實(shí)現高質(zhì)量躍升發(fā)展。
二、鋰電
2.1新能源政策推動(dòng)鋰電行業(yè)發(fā)展
隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,能源依賴(lài)以及環(huán)境保護問(wèn)題成為了制約我國經(jīng)濟轉型以及產(chǎn)業(yè)結構調整最主要的問(wèn)題。在能源依賴(lài)及環(huán)境保護雙重壓力下,最近幾年,國務(wù)院及各部委連續出臺了一系列推廣新能源汽車(chē)普及、應用的政策,刺激了我國新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,推動(dòng)了動(dòng)力鋰電池行業(yè)的快速發(fā)展。
2.2鋰電池產(chǎn)業(yè)現狀
鋰電池產(chǎn)業(yè)可以分為上游的礦產(chǎn)資源、中游的原材料和產(chǎn)品制造及組裝、下游的應用三大范疇。鋰電池重要組成部分:鋰電池主要由正極材料、負極材料、電解液和電池隔膜四部分組成。
1)正極材料,正極材料占鋰電池成本的40%左右。鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈中,市場(chǎng)規模最大、產(chǎn)值最高的環(huán)節當屬正極材料,且其性能決定了電池的能量密度、壽命、安全性、使用領(lǐng)域等,正極材料成為鋰電池的核心關(guān)鍵材料。目前動(dòng)力電池正極材料技術(shù)路線(xiàn)主要有:鈷酸鋰、鎳鈷錳三元、改性錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷鋁三元。
2)負極材料主要影響鋰電池的首次效率、循環(huán)性能等,負極材料的性能也直接影響鋰電池的性能,負極材料占鋰電池總成本不超過(guò)15%。負極材料一般分為碳系負極和非碳系負極,其中碳系負極可分為石墨、硬炭、軟炭負極等,石墨又可分為人造石墨、天然石墨、中間相炭微球;非碳系負極包括鈦酸鋰、錫類(lèi)合金負極、硅類(lèi)合金負極等。
3)電解液是鋰離子電池的關(guān)鍵原材料之一,下游為鋰離子電池。鋰離子電池具有循環(huán)壽命長(cháng)、能量密度高、成本相對較低、安全性能好等特點(diǎn),應用領(lǐng)域廣泛。
4)隔膜是正負極之間的一層薄膜,容許離子通過(guò)、阻止電子通過(guò)、防止出現短路。為了使隔膜在充放電過(guò)程中保持完整性和熱穩定性,一般行業(yè)內都會(huì )對隔膜進(jìn)行表層涂覆,涂一下諸如陶瓷、勃姆石、硫酸鋇等無(wú)機材料。有涂覆的叫涂覆膜,沒(méi)有涂覆的稱(chēng)為基膜。動(dòng)力電池基本都會(huì )選擇涂覆膜。隔膜的制作工藝主要分為濕法和干法,干法又有單向拉伸和雙向拉伸。目前高端產(chǎn)品中以濕法為主,中低端以干法為主。從國內市場(chǎng)來(lái)看,鋰電隔膜市場(chǎng)已高度集中,新增產(chǎn)能主要來(lái)自于頭部企業(yè)。在市場(chǎng)需求快速增長(cháng)的情況下,動(dòng)力電池的供應存在缺口,目前個(gè)別企業(yè)的電池訂單已經(jīng)排到了明年,當前行業(yè)內電池缺口在30%-50%左右,且每家企業(yè)的情況不一樣,供應緊張的情況有可能會(huì )持續到2025年。
2.3鋰電池市場(chǎng)未來(lái)前景
鋰電池的下游應用市場(chǎng)分為電動(dòng)交通工具、3C消費電子、工業(yè)儲能三大類(lèi)別:電動(dòng)交通工具、3C消費電子、工業(yè)儲能。
(1)新能源汽車(chē)需求爆發(fā)式增長(cháng),帶動(dòng)鋰電池負極材料需求快速提。升在同體積重量情況下,鋰電池的蓄電能力是鎳氫電池的1.6 倍,是鎳鎘電池的4倍,因此,新能源汽車(chē)使用鋰電池可以顯著(zhù)增強續航里程,大大增強產(chǎn)品的實(shí)用性和便捷性,在純電動(dòng)汽車(chē)的應用上這一優(yōu)勢尤為明顯。目前,鋰電池已經(jīng)成為了新能源汽車(chē)的主要能量裝置之一,新能源汽車(chē)快速發(fā)展將推動(dòng)鋰電池的市場(chǎng)規??焖贁U大。
(2)3C消費電子,我國3C消費品領(lǐng)域中,手機與計算機占據了絕大部分市場(chǎng)。受新興5G技術(shù)商業(yè)應用的推動(dòng)以及疫情以來(lái)線(xiàn)上教育、線(xiàn)上辦公以及居家影視娛樂(lè )需求增長(cháng)的驅動(dòng),消費類(lèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)始終保持穩定增長(cháng)趨勢。消費需求升級促使智能穿戴市場(chǎng)正在朝著(zhù)商業(yè)化、產(chǎn)品形態(tài)多樣化、設備 新型化的方向發(fā)展,智能硬件產(chǎn)業(yè)鏈將進(jìn)一步完善,未來(lái)市場(chǎng)規模增長(cháng)空間巨大。
(3)工業(yè)儲能,儲能能夠為電網(wǎng)運行提供調峰、調頻、備用、黑啟動(dòng)、需求響應支撐等多種服務(wù),是提升傳統電力系統靈活性、經(jīng)濟性和安全性的重要手段;儲能能夠顯著(zhù)提高風(fēng)、光等可再生能源的消納水平,支撐分布式電力及微網(wǎng),是推動(dòng)主體能源由化石能源向可再生能源更替的關(guān)鍵技術(shù)。中國提出2060年實(shí)現碳中和的承諾,隨著(zhù)電化學(xué)儲能成本的逐年下降,工業(yè)儲能將快速增長(cháng)。此外,能源企業(yè)對儲能電池需求也將進(jìn)一步提升?!疤歼_峰”、“碳中和”等目標對儲能行業(yè)形成巨大利好,根據中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟數據顯示,未來(lái)五年電化學(xué)儲能累計規模復合增長(cháng)率為57.4%,市場(chǎng)將呈現穩步、快速增長(cháng)的趨勢。
三 儲能
3.1儲能的概述
儲能即能量的存儲。根據能量存儲形式的不同,廣義儲能包括電儲能、熱儲能和氫儲能三類(lèi)。電儲能是最主要的儲能方式,按照存儲原理的不同又分為電化學(xué)儲能和機械儲能兩種技術(shù)類(lèi)型。其中,電 化學(xué)儲能是指各種二次電池儲能,主要包括鋰離子電池、鉛蓄電池和鈉 硫電池等;機械儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等。儲能技術(shù)應用范圍廣泛,包括電力系統、通信基站、數據中心、UPS、 軌道交通、人工智能、工業(yè)應用、軍事應用、航空航天等,潛在需求巨大。
3.2儲能承擔碳中和的重要角色
在“十四五”開(kāi)局之年,國家發(fā)展改革委、國家能源局近日聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲能發(fā)展的指導意見(jiàn)》,文件明確指出,到2025 年,實(shí)現新型儲能從商業(yè)化初期向規?;l(fā)展轉變,裝機規模達3000萬(wàn)千瓦以上。到2030年,實(shí)現新型儲能全面市場(chǎng)化發(fā)展。2021年國家發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步完善分時(shí)電價(jià)機制的通知》,主要內容包括分時(shí)電價(jià)機制的優(yōu)化、執行和實(shí)施保障等三個(gè)方面。到2030年,實(shí)現儲能核心技術(shù)裝備自主可控,技術(shù)創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)水平穩居全球前列,標準體系、市場(chǎng)機制、商業(yè)模式成熟健全,與電力系統各環(huán)節深度融合發(fā)展,裝機規?;緷M(mǎn)足新型電力系統相應需求。儲能成為能源領(lǐng)域碳達峰碳中和的關(guān)鍵支撐之一。
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