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储能行业2023年投资策略:未来已来

华安证券 发布时间:2023-01-11 11:21:15 作者:尹沿技

  电化学储能当前的两大关键问题君可由良好的温度控制来有效解决。一是度电成本, 温控可以有效帮助延缓电池容量衰减;另一个问题则是安全性,有效温控可以防止电池 热失控。2025 年中国电化学储能温控市场规模有望达 22.8-40.8 亿元,对应的 2022-2025 年年均复合增速为 77%和 91%。未来,高容量、高倍率储能应用增多,将对温控提出更高 要求,其应用必要性将愈发突出。 储能温控技术主要包括风冷、液冷、热管冷却、相变冷却。其中,风冷系统结构简 单、可靠性高、寿命长、成本低、易于实现,是目前国内主流技术路径。液冷系统散热 效率高、散热速度快,在高倍率、高容量场景下优势凸显,故全球储能系统正呈现液冷 加速渗透,取代风冷的趋势。热管冷却、相变冷却需与风冷、液冷配合使用,因价格较 高,目前在储能领域应用较少。

  2.3.1 风冷

  风冷以空气为电池侧的冷却介质,利用空气对流换热降低电池温度,风冷可以分为 自然风冷和强制风冷两种,自然风冷通过空气本身与电池表面的温度差产生热对流,强 制风冷需要在 PACK 内额外安装风扇等来强化空气对流散热。风冷方案在冷源侧的主要 产品形态是空调机组,原材料包括压缩机、风机、换热器、电源模块、变频器、传感器、 膨胀阀等。

  风冷温控系统一般由储能温控厂商直接提供整体系统产品,其中核心部件包括压缩 机、风机、换热器等。风冷具备方案成熟、成本低、结构简单等优点,但同时由于空气 的比热容低,导热系数低,风冷一般应用于功率较低场景。

  风冷系统:价值量约为 3000 万/GWh

  风冷系统与传统的空调系统构成相似,风冷系统的核心零部件包括:压缩机、电机、 冷凝器、蒸发器,主要材料包括冷轧板、 镀锌板、铜、铝等。其中压缩机成本占比最高, 电机和电控次之。目前储能热管理中风冷应用占比最高。 据华经产业研究院,2021 年储 能风冷系统成本约为 3000 万元/GWh,方案较为成熟。风冷系统优点是结构较为简单,系 统铺设方案成熟,整体成本和维护成本较低。缺点在于冷却介质比热容较低,风冷的换 热系数较低(25~100),易导致电池簇间温差,整体散热效率低于液冷方案,同时通道 占地更大,对预留面积要求更高。

  2.3.2 液冷

  液冷主要以乙二醇水溶液等液体为电池侧的冷却介质,将电芯集成后布置在液冷板 上形成 PACK 单元。储能液冷温控系统一般分为液冷板、管路、接头、冷机(包含水泵、 压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等零部件)等环节,液冷板、管路、快速连接器更加 偏重精密加工制造等能力,冷机涉及到流道的设计等,看重整体系统设计能力和系统集 成能力。液冷系统中,电芯可实现 3-5℃左右的温度均衡,有效提升电池的一致性水平, 提高储能全寿命周期的电池能量利用率,降低电池的热失控风险,储能集成商应用液冷 比例大幅提升。

  液冷系统:价值量约为 9000 万/GWh

  据华经产业研究院,2021 年液冷系统价值量在 9000 万元/GWh。从价值量拆分来看, 液冷主机价值量最高,其中包括压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器、水泵等零部件,其 次是液冷板,液冷主机和液冷板合计占比约为 68%;换热器 占比约为 10%,管路占比约 为 8%。

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