2020年中国储能材料产业链上中下游及未来发展趋势分析,电化学储能高速发展,储氢瓶、加氢站建设拉动需求「图」

一、储能材料产业链

储能是指通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放的过程。按照能量储存方式,储能可分为物理储能、化学储能、电磁储能三类,其中物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等,化学储能主要包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池等,电磁储能主要包括超级电容器储能、超导储能。

储能材料是指在一定的温度范围内,利用材料本身相态或结构变化,向环境自动吸收或释放潜热,从而达到调控环境温度的一类材料。目前,储能材料主要有四类:金属储能材料、复合材料类储能材料、有机储能材料、无机非金属储能材料。

储能材料产业链上游为各种原材料,包括锂矿、石墨矿、钴矿、镍矿以及原料相应的生产挖掘设备;中游为储能材料,下游为不同的储能器件,应用于不同领域。

储能材料产业链

储能材料产业链

资料来源:公开资料整理

二、储能材料产业链上游分析

1、锂矿

从全球锂资源供应情况来看,近年来全球锂产量整体呈现先增后降的态势。据统计,2018年全球锂产量最高达到9.5万吨锂金属当量,同比增长37.7%;2020年全球锂产量下滑至8.2万吨锂金属当量,同比下降4.7%。

2016-2020年全球锂矿产量及增速情况

2016-2020年全球锂矿产量及增速情况

注:图中数据以锂金属当量统计。

资料来源:USGS,华经产业研究院整理

锂金属由于质量轻、燃烧温度高,被广泛应用于新能源汽车动力电池的制造。据统计,2020年全球锂需求结构中,电池约占75%,是最大的需求端;其中在电池中,动力电池占比也由2019年的46%提升至2020年的54%,增速迅猛。

2020年全球锂矿下游需求结构情况(单位:%)

2020年全球锂矿下游需求结构情况(单位:%)

资料来源:公开资料整理

2、石墨

目前我国是世界范围内石墨产量最高的国家。据统计,2020年全球天然石墨产量为110万吨,我国产量为65万吨,占比59.1%,相较2019年63.6%,我国产量有所下滑。

2014-2020年全球及中国天然石墨产量情况

2014-2020年全球及中国天然石墨产量情况

资料来源:USGS,华经产业研究院整理

从石墨消费结构来看,目前石墨的产业链还处在较为基础阶段,关于它的高附加值产品开发不够。据统计,2020年,石墨行业消费结构比例为:耐火材料占总消费量的26%、铸造占比15%、润滑剂占比14%、制动衬片占比13%、铅笔占比7%,其它(碳刷、电池、膨胀石墨等)占25%。

2020年全球天然石墨下游消费结构情况

2020年全球天然石墨下游消费结构情况

资料来源:公开资料整理

3、镍矿

近年来,动力电池高镍化趋势愈演愈烈,镍资源在储能电池中应用十分重要。从全球产量上来看,据统计,2020年全球镍矿产量出现下滑,为250万吨,同比下滑7.4%。

2017-2020年全球镍矿产量情况

2017-2020年全球镍矿产量情况

资料来源:USGS,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2022-2027年中国新型储能市场竞争态势及行业投资潜力预测报告

三、储能材料产业链中游分析

1、锂电池正负极材料

锂电池正负极材料是储能材料目前最为广泛的应用。从我国市场规模来看,锂电池储能材料市场规模逐年增长,正极材料增速快于负极材料。据统计,2020年中国锂电池正极材料市场规模为751.9亿元,负极材料市场规模为140.2亿元。预计2021年中国锂电池正负极材料市场规模将分别达到877.1亿元、159.1亿元。

2017-2021年中国锂电池正负极材料市场规模情况

2017-2021年中国锂电池正负极材料市场规模情况

资料来源:公开资料整理

从竞争格局来看,据统计,2020年我国锂电池正极材料市场竞争格局中,厦门钨业占比最大达9.92%,天津巴莫占比达6.44%,德方纳米占比达6.31%,荣百锂电占比达5.82%,长运锂科占比达5.70%;在锂电池负极材料市场竞争格局中,按出货量来看,贝瑞特占比最大,达22%。其次为璞泰来,占比达18%。杉杉股份、凯金新能源、中科星城占比分别达17%、14%、7%。

2020年中国锂电池正负极材料市场竞争格局

2020年中国锂电池正负极材料市场竞争格局

资料来源:公开资料整理

2、碳纤维

碳纤维是由聚丙烯腈等有机母体纤维,在高温环境下裂解碳化形成碳主链机构,含碳量在90%以上的高强度高模量纤维,具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性,在储能领域,多做为无机非金属储能材料,用于储氢瓶等。据统计,2020年中国碳纤维产能为3.62万吨,产量为1.85万吨,产能转化率为51.1%。预计中国碳纤维行业产能转化率将持续提升,2021年产量约为2.04万吨。

2017-2021年中国碳纤维产能及产量情况

2017-2021年中国碳纤维产能及产量情况

资料来源:公开资料整理

3、碳基复合材料

碳碳复合材料是碳纤维及其织物增强的碳基体复合材料,是复合材料类储能材料。从产量上来,我国碳基复合材料产量逐年增加。据统计,2020年中国碳基复合材料产量为48.27万吨,同比上涨9.46%,年均复合增长速度为12.01%。预计2021年碳基复合材料产量约为52.68万吨。

2016-2021年中国碳基复合材料产量及增速情况

2016-2021年中国碳基复合材料产量及增速情况

资料来源:公开资料整理

四、储能材料产业链下游分析

1、储能电池

从储能项目技术占比来看,锂离子电池储能在国内市场已经成为主流技术,技术占比过半达66%,钠硫电池、铅蓄电池以及液流电池的应用规模则相对较小。在起动和大型储能等应用领域,铅酸蓄电池由于其技术成熟、安全性高、循环再生利用率高价格低廉等优势占据主导地位。

从锂电池出货量情况来看,据统计,我国储能锂电池出货量由2017年3.5Gwh增至2020年16.2GWh,年均复合增长率为66.0%。预计2021年我国储能锂电池出货量约为25.6GWh;从铅酸蓄电池产量来看,2018年我国铅酸蓄电池产量超2.03亿千伏安时。近年来,铅酸蓄电池市场稳中有涨,预计2021年产量将近2.17亿千伏安时。

2016-2021年中国储能电池出货量及产量情况

2016-2021年中国储能电池出货量及产量情况

资料来源:公开资料整理

2、加氢站

加氢站是给燃料电池汽车提供氢气的燃气站,作为给燃料电池汽车提供氢气的基础设施,加氢站的数量也在不断增长。据统计,截至2020年12月31日,全国在建和已建加氢站共181座,已经建成124座,其中2020年建成加氢站55座。

2016-2021年中国加氢站建设数量情况

2016-2021年中国加氢站建设数量情况

资料来源:公开资料整理

五、储能行业未来发展趋势

1、电化学储能行业高速发展,市场空间广阔

近年来,全球电化学储能市场进入快速成长期。2019年中国通信储能锂电池出货量达6.0GWh,2017-2019年年均增长88%。未来,伴随着全球可再生能源的大规模发展以及对电力系统要求的不断提升,电化学储能技术在电力系统的应用空间广阔。

2、储能技术将更进一步的突破

储能市场的迅速发展有赖于储能技术的革新带动成本下降和性能提升。随着电化学储能的规模化推广和应用,电池系统的性能和成本逐渐成为影响行业快速发展的瓶颈问题,未来需要在电池材料、制造工艺、系统集成及运行维护等方面实现技术突破,降低制造和运行成本。

3、配套利好政策将更好的打开市场

目前,我国辅助服务市场依然处于探索期,有利于储能发挥技术优势的电力市场机制尚未形成,各个地方政策关于电力辅助服务定价、交易机制尚未完善。但随着我国电力体制改革的深入、储能政策的发布,储能参与电力辅助服务和用户侧储能参与电力需求响应将实现储能系统的价值叠加,为其可赢利的商业化发展奠定基础。

华经产业研究院对中国储能行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析,对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析,最大限度地降低企业投资风险与经营成本,提高企业竞争力;并运用多种数据分析技术,对行业发展趋势进行预测,以便企业能及时抢占市场先机;更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国储能行业市场发展现状及投资前景展望报告》。

责任编辑:高峰_HN376
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