储能细分领域热管理研究

1. 电化学储能迎来黄金期

储能是保障清洁能源大规模发展和电网安全经济运行的关键环节。

电力储能技术是将电能储存起来以便以后需要时利用的技术，主要目的是实现电力 在供应端、输送端以及用户端的稳定运行。

传统能源时代，电力消费方式单一，传统的煤电、燃机供给足以应对电网稳定调节求。在新能源革命时代，新能源发电具备波动性较大、调节能力较差等特点，电力系统对 于平滑输出、调峰调频等电力辅助服务的需求明显增长。随着新能源发电占比提升，电力 能源结构将明显变化，储能需求加速释放。

储能按照应用场景主要可划分为发电侧、辅助服务、电网侧、集中式可再生能源并网、 用户侧。发电侧主要应用于电力调峰、辅助动态运行等，辅助服务主要应用于系统调频、 旋转备用等，集中式可再生能源并网主要应用于平滑可再生能源发电出力、减少弃风弃光 等，电网侧主要应用于缓解电网阻塞、延缓输配电设备扩容升级等，用户侧主要应用于工 商业削峰填谷、需求侧响应、能源成本管理等。

储能行业将进入发展快车道。

近来国家政府机关陆续发布相关政策，在优化峰谷电价机制、建立尖峰电价机制等面对现行分时电价机制作了进一步完善，并鼓励发电企业自建储能或调峰能力增加并网 规模，引导市场主体多渠道增加可再生能源并网规模。

新型储能作为提升能源电力系统调节能力、综合效率和安全保障能力，支撑新型电力 系统建设的重要举措，是能源领域碳达峰碳中和的关键支撑之一。

近年来，光伏风电等新能源发电大幅发展，而储能产业发展并未跟上，储新比近年来 逐步下降，2020 年中国储新比约为 6.7\%，明显低于中国以外其他国家和地区 15.8\%的储 新比。

2020 年来我国各省出台鼓励或强制要求新能源配套储能的相关政策，规定新能源电侧配储的比例为 5\%-20\%。今年 8 月，国家发改委、能源局明确调峰资源15\%功率 （20\%优先）、4以上要求配建调峰能力。

7 月，国家发改委、国家能源局印发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，确以实现碳达峰碳中和为目标，到 2025 年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转，装机规模达 30GW 以上；到 2030 年，实现新型储能全面市场化发展，技术创新产 业稳居全球前列，装机规模基本满足新型电力系统相应需求。

近日南网印发《“十四五”电网发展规划》提出“十四五”期间南方电网建设规划投 资约 6700 亿元，以加快数字电网建设和现代化电网进程，推动以新能源为主体的新型电 力系统构建，储能系统领域提出新能源配套20GW，南方电网储新比近 20\%。

电化学储能成为新增储能装机主流。

电化学储能包括锂电池储能、液流电池储能、钠硫电池储能等，其中锂电池储能当前 技术最为成熟。

相比抽水储能，电化学储能受地理条件影响较小，建设周期短，具备高度灵活性，在 响应时间、综合效率等指标上具备显著优势，并且应用场景更为广泛，对功率型应用、容 量型应用等均可完全适合。

近年来随着电化学储能成本持续下降，商业化应用日益成熟，逐渐成为新增储能装机 主流，未来随着锂电池产业规模效应的进一步显现，电化学储能成本仍有较大下降空间。

当前新增投运中电化学储能已经占比较高。CNESA 不完全统计，截至 2020 年底，全已投运储能项目累计装机规模 191.1GW，其中电化学储能的累计装机规模 14.2GW， 2020 年新增投运 4.7GW 中，电化学储能占比75\%。截至 2020 年底，中国已投运储能 项目累计装机规模 35.6GW，其中电化学储能的累计装机规模为 3.27GW，2020 年新增投 运 1.56GW 中，电化学储能占比约 49\%。

国内动力电池龙头厂商正在积极储能电池生产扩产布局。

储能电池行业目前尚处于商业化初期阶段，近年来规模快速发展，2020全球、国内储能锂离子电池出货量 27GWh、16.2GWh，分别同比增长 59\%、71\%，2021上半年全球、国内储能锂离子电池出货量 18GWh、11GWh，分别同比增长 80\%、100\%。

国内动力电池龙头厂商正积极加大储能相关布局。宁德时代拟定增 582 亿合计扩产 锂电池产能约 137GWh，其中湖西锂离子电池扩建项目（二期）明确新增储能电柜年产能 约 30GWh。亿纬锂能子公司亿纬动力拟与林洋能源合资投建年产 10GWh 储能电池项目。

未来电化学储能产业的发展有望进一步超预期。

预计 2025全球、国内新增电化学172GWh、45GWh， 2021-2025 年 CAGR 分别为 75\%/69\%，预计 2030 年全球/我国新增电化学储能装机量有 望达到 641WGh、156GWh。

2. 热管理是核心安全环节

安全问题是储能电站的核心问题。

近年来，储能电站安全事故时有发生，引发社会强烈关注。2021 年 4 月，北京国轩 福威斯光储充储能电站发生爆炸，导致两名消防员牺牲。7 月，位于澳大利亚维多利亚州 的特斯拉Megapack储能系统发生爆燃，在起火后的第四天，当地政府仍在努力控制火势。

2011-2021.4 近十年间，全球共发生 32 起储能 电站起火爆炸事故，特别是韩国，在政策激励之下储能项目建设爆发式增长，但在安装施 工、系统集成、运行维护等方面产生重大安全隐患，2017 年来已经发生 24 起安全事故。

热管理是储能安全重要保障。

上述 32 起储能电站起火爆炸事故中，66\%（21 起）储能电站起火爆炸大多发生在充 电中或充电后休止中，充电中或充电后休止中电池电压较高，电池活性较大，电芯处于过 充状态，电压升高形成内短路，造成局部热失控从而引发自燃失火等情况。由此可见热管 理对于储能电站安全的重要性，储能系统必须配置足够强度和灵活性的温控系统来保障 电站安全稳定运行。

锂电池需要工作于各参数的安全窗口范围，锂电池的最佳工作温度在 10 度至 35 度， 工作温度区间在-20 度至 45 度，可承受温度区间在-40 度至 60 度，需要通过初始电热管 理设计、BMS/PCS/EMS 以及温控系统等来维持合理的运行环境。

3. 液冷方案渗透率将提升

电化学储能温控系统冷却方式主要包括风冷、液冷、热管冷却、相变冷却等。

风冷以空气为冷却介质，利用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，强制风冷需要额外安 装风机、风扇等外部电力辅助设备。

液冷以水、乙二醇水溶液、纯乙二醇、空调制冷剂、硅油等液体为冷却介质，通过对 流换热将电池产生的热量带走，液冷可以分为直接接触方式（电池单体或者模块沉浸在液 体中）方式和间接接触方式（在电池间设置冷却通道或者冷板，让液体间接冷却电池）， 当前以间接接触方式为多。

液冷系统（间接接触）一般由的电池包液冷系统（包含液冷板、管路、快插接头等）、 制冷供液系统（包含水泵、压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等）构成。

热管冷却利用热管的热超导性能，依靠封闭管壳内工质相变来实现换热，一般由管 壳、管芯及工质组成，可以分为冷端风冷和冷端液冷两种，冷端风冷通过管内冷空气冷却 管外热空气，冷端液冷是管内冷却水冷却管外热空气。

相变冷却是利用相变材料发生相变吸收热量，用相变材料将电池包裹或者把相变材 料压制成板状夹在单体电池之间。

风冷具备方案成熟、结构简单、易维护、成本低等优点，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。

相比风冷，液冷方式电池单体温差更小，寿命更长；散热系统效率更高，冷却均匀性 更好；可长时间大倍率充放电，系统适应性更好；散热系统占地面积更小，能耗更低，故 障率更低，维护成本更低。

初期 CAPEX 投入来看，液冷成本一般明显高于风冷，但基于液冷更高效均匀的制冷 能力，高储能能力场景液冷整个生命周期投入方面具备优势。

未来液冷的占比将逐步提升，高倍率场景将以液冷方案为主，另外储能系统温控系统 也趋向风冷、液冷一体化、集成化设计。

当前包括宁德时代、阳光电源、比亚迪、远景能源等均推出了液冷方案。

2021 年 4 月，宁德时代在第十届储能国际峰会暨展览会上发布了其户外液冷电柜产 品，该户外液冷机柜采用了创新液冷技术，并依托智能化、自动化、信息化制造系统和安 全设计，实现长期高可靠性和高稳定性。同时凭借高度集成化设计和超长寿命技术还可有 效降低运营能耗及占地面积，敏捷适配多种应用场景，最终实现全生命周期高效收益。

2021 年 10 月，阳光电源在 Intersolar Europe 2021 上发布了其最新液冷储能系统，相 比风冷，液冷显著降低了系统辅助损耗，确保更长的电池寿命，其智能温控系统可实现最 大 3 摄氏度的电池温差，且柜体内集成有自动补液装置，节省 80\%的灌装工作，此外由 于整体设计小于 26 吨，可以在运输前与电池预组装，节省了高达 50\%的现场安装时间。

2021 年 10 月，远景能源发布其全新智慧液冷储能产品，智能温控技术可随环境温度 和运行状态灵活调整运行模式，与普通风冷产品相比，该液冷储能产品的电池寿命提升 20\%，降低能耗约 20\%以上，此外通过集约化设计和 305Ah 大电芯节约占地面积 50\%以 上。该液冷储能产品能够在气温-40℃~+50℃的地区正常运行，目前已完成江苏、内蒙等 地海边、沙漠地区多场景下的储能系统交付。

2021 年初，比亚迪电网级储能系统 BYD Cube T28 成为国内首个通过德国莱茵 TV 集团 UL9540A 热失控测试和技术评估的电网级储能系统，BYD Cube T28 占地 16.66 平 米，储能容量 2.8MWh，采用液冷方案，支持 1500V 直流电压，单位面积能量密度相对标 准集装箱产品提升超 90\%。未来公司计划推出搭载刀片电池的升级版 BYD Cube，单位面 积能量密度相对标准集装箱产品提升超145\%, 等效40尺集装箱面积电池容量可超6MWh。

电化学储能产业将迎来高速发展。预计 2025 年全球、国 内新增电化学储能 172GWh、45GWh，2021-2025 年 CAGR 分别为 75\%/69\%，预计 2030 年全球/我国新增电化学储能装机量有望达到 641WGh、156GWh。

电化学储能温控有望量价齐升。

从目前各大厂商提出的方案来看，液冷方案较风冷方案可以实现电池寿命提升 20\% 以上，能耗减少 20\%以上，电池温差 3 摄氏度以内。未来随着储能能量和充放电倍率的 提升，液冷的占比将逐步提升，有望成为未来主流方案。

从初期投资来看，液冷较风冷显著提升，进一步打开储能温控市场空间。基于产业调研情况，综合假设当前单 GWh 储能温控平均成本为 3000 万元-9000 万 元，其中风冷方案单 GWh 成本 3000 万元，液冷整体方案单 GWh 成本 9000 万元，对应 电池包液冷系统单 GWh 成本 3000 万元、制冷供液系统单 GWh 成本 6000 万元，未来价 格年降幅 5\%：

基于上文对未来电化学储能规模的测算，框算全球、国内储能温控市场规模如下：

1）全球市场，2025 年电化学储能温控市场规模将达到 42-126 亿元，2021-2025 年 CAGR 66\%，2030 年电化学储能温控市场规模将达到 121-364 亿元。

2）中国市场，2025 年电化学储能温控市场规模将达到 8-24 亿元，2021-2025 年 CAGR 61\%，2030 年电化学储能温控市场规模将达到 30-89 亿元。

5. 产业竞争格局初步形成

储能温控环节直接下游为储能系统集成商，储能系统集成商下游一般为包括电网、发 电集团等在内的业主方以及工商业需求场景。

储能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，按照风冷方案单 GWh 成本约 3000 万元，这 3000 万元集中流 入风冷温控系统提供商，目前国内包括英维克、申菱环境、黑盾股份等均有相关产品销售。

储能液冷温控系统一般由集成商对内部电池包液冷系统、外部制冷供液系统分别采 购，按照液冷整体方案单 GWh 成本约 9000 万元，对应电池包液冷系统单 GWh 成本约 3000 万元、外部制冷供液系统单 GWh 成本约 6000 万元，分别流入不同环节产品供应商。

储能液冷温控系统中，内部电池包液冷系统主要包含液冷板、管路、快插接头等零部 件，更加偏重精密加工制造等能力，一般由下游储能系统集成商进行部件采购进行组装， 对应部件价值量流入相关环节供应商。

储能液冷温控系统中，外部制冷供液系统包含水泵、压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀 阀等零部件，看重整体系统设计能力和系统集成能力，一般由储能系统集成商对整体外部 制冷供液系统进行采购。

目前行业竞争格局初步形成，风冷和液冷市场存在差异。

行业需求当前处于爆发期，短期内由各厂商在渠道、产品、研发等方面的积累差异， 竞争格局初步形成。

由于风冷方案成熟度更高、并且在初期投入来看较液冷显著具备优势，风冷是当前储 能温控主力方案，目前风冷领域，英维克、黑盾股份、申菱环境等均有成熟产品，英维克 份额占据绝对优势。

而液冷具备更加高效均匀的制冷能力，随着储能密度的提升、液冷产品成熟度的提 升，未来液冷的占比预计将逐步提升。液冷领域，外部制冷供液系统环节目前来看英维克、 奥特佳（空调国际）目前在出货规模上领先，松芝股份、高澜股份等预计今年将产生订单 销售，同飞股份、申菱环境等也在积极进行客户拓展；内部电池包液冷系统产品领域，科 创新源、飞荣达等均明确表示有液冷板等产品布局。

竞争格局短期或存在波动，中长期看产品性能领先和品牌优势突出的厂商更具优势。

我们认为短期由于交付能力和价格等原因，竞争格局仍可能会发生一定程度的波动， 但从中长期角度看，储能安全性要求必然持续强化，产品性能领先和品牌优势突出厂商的 市场份额预期将更为乐观。

6.重点公司分析

6.1. 英维克

英维克是国内领先精密温控节能解决方案和产品提供商，公司以通信和数据中心领 域起家，后续逐步将业务拓展至储能、新能源客车、轨道交通列车领域，近年陆续拓展电 子散热、健康空气环境控制等领域。

公司定位热管理平台型企业，目前已经基本构建了热 源到冷源的设备散热全链条的技术平台，初步形成基于统一技术和业务平台基础上的汇 集多个专业细分领域的业务布局。2020 年公司收入 17.03 亿元，归母净利润 1.82 亿元。

公司在储能温控领域已经有长久的积累，产品涵盖风冷、液冷等解决方案，2020 年 推出系列水冷机组并开始批量应用于国内外市场，产品形态上包括机柜应用、集装箱应 用，冷量跨度从 3 kW-100 kW，满足 0.3MWh-3MWh，0.2C-1C 的各类主流储能应用场景。公司储能用户涵盖宁德时代、华为、比亚迪、南都、科陆、平高集团、阳光电源、海 博思创以及国外相关主流系统集成商和电池厂商。今年 5 月，第十一届中国国际储能大 会上，公司表示，从 2012 年起到 2021 年 5 月，公司参与的储能温控相关产品规模已经 达到 11GWh，其中液冷占到 4GWh。

基于公司在储能领域产品、客户、项目经验方面的先发优势，目前已经占有优势市场 份额，储能业务有望为公司带来可观的业绩弹性空间。

6.2. 高澜股份

高澜股份成立于 2001 年，以大功率电力电子装置用纯水冷却设备及控制系统起家， 主要面向特高压、新能源发电等领域，近年来公司聚焦热管理，2015 年成功研发服务器 板式液冷产品应用于数据中心冷却，2019 年收购东莞硅翔 51\%股权进军新能源汽车动力 电池热管理领域，2020 年成立高澜创新科技聚焦新能源汽车及 ICT 信息与通信等新兴热 管理产品业务。2020 年公司收入 12.28 亿元，归母净利润 0.81 亿元。

公司基于在电力设备水冷系统领域的深刻理解和长期积累形成的系统集成能力，在储能电池热管理技术方面持续投入研发，目前进展顺利。

公司已有基于锂电池单柜储能液冷产品、大型储能电站液冷系统、预制舱式储能液冷 产品等储备，公司表示已签署订单约 1100 万元（8 月），主要客户为分布式电池集装箱的 集成厂家和电池厂家，已与宁德时代展开合作。未来储能业务有望为公司带来可观弹性。

6.3. 松芝股份

公司是国内领先的汽车热管理相关产品供应商，产品广泛应用于大中型客车、乘用 车、专用车、货车、轻型客车、轨道车及冷冻冷藏车等各类车辆并且进一步拓展到储能电 站等新能源设施。2020 年公司收入 33.84 亿元，归母净利润 2.47 亿元。

基于动力电池热管理产品的技术积累以及储能市场需求，公司开发了储能电池温控 相关产品，为公司进入光伏和风电储能领域奠定技术和产品基础。

公司中报显示，公司已经成为宁德时代、远景能源等客户的多个型号储能温控产品的 供应商，预计将在 2021 年开始供货并形成销售收入。

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