德国莱茵2021年储能白皮书-中国能源研究会_81页_7mb

德国莱茵TÜV 2021年储能白皮书总结

核心内容概述

《2021年储能白皮书》由德国莱茵TÜV与中关村储能产业技术联盟联合发布，旨在帮助行业从业者深入了解储能的现状与发展趋势，重点关注储能技术要求、安全风险以及市场准入等方面。白皮书涵盖了全球与中国的储能行业概况、市场调研、技术挑战、安全风险、解决方案和经典案例等内容。

主要观点

• 储能的重要性：储能是实现能源转型和碳中和目标的关键技术，尤其在风光发电侧的应用中发挥重要作用。
• 市场增长：2020年全球新增投运电化学储能项目规模达4.7GW，中国新增投运规模突破GW大关，成为全球储能市场的重要推动力。
• 成本与技术突破：中国储能系统成本突破1500元/kWh关键拐点，电化学储能市场迎来爆发式增长。同时，正极材料技术有望在3年内实现突破，推动高性能锂离子电池的发展。
• 安全是首要考量：储能系统的安全性备受关注，安全风险包括电芯热失控、触电、热危害、能量危害、火灾、机械、化学及电磁兼容等。
• 标准体系完善：全球储能标准体系持续完善，第三方检测认证机构在推动储能行业可持续发展中扮演关键角色。
• 技术发展趋势：锂离子电池仍是主流，但固态电池、钠离子电池等新型技术正在崛起，未来将对储能行业产生深远影响。
• 市场准入与合规：不同市场有不同的安全与性能标准，例如中国、德国、欧盟、北美等，企业需根据市场要求进行产品设计与认证。

关键信息

全球储能行业概况

• 截至2020年底，全球已投运储能项目累计装机规模为191.1GW，同比增长5.2%。
• 抽水蓄能仍是最大装机容量，电化学储能中锂离子电池占据主导地位。
• 中国、美国和欧洲主导了2020年全球储能市场的规模化发展，新增投运规模均突破GW大关。

中国储能行业概况

• 截至2020年底，中国已投运储能项目累计装机规模为35.6GW，占全球市场18.6%。
• 电化学储能增长迅速，2020年新增投运规模达3.27GW，同比增长91.2%。
• 磷酸铁锂电池在储能应用中占据重要地位，其安全性和成本优势显著。

储能应用场景与商业价值

• 发电侧：用于平抑波动、黑启动、调频调压等。
• 能源互联：通过储能技术实现多能互补的能源体系。
• 用电侧：用于峰谷套利、需求响应、提高供电可靠性等。
• 能源管理：实现源网储荷一体化智慧能源管理系统。
• 电网侧：用于调频、调峰、电压支撑等。
• 能源交易：通过储能技术和大数据云平台，促进碳交易和零碳未来。

储能安全风险与技术要求

• 电芯安全风险：热失控、过充、过放、短路、燃烧、爆炸等，需通过泄放阀、PTC、隔离膜石蜡封闭等方式进行防护。
• 电池系统安全风险：包括触电、热危害、能量危害、火灾、机械、化学及电磁兼容等，需通过合理设计和严格测试来降低风险。
• 电源转换装置（PCE）安全风险：包括触电、热危害、能量危害、火灾、机械、化学及电磁兼容等，需满足不同市场的安全与性能标准。

技术解决方案

• TÜV莱茵提供一站式技术解决方案，涵盖电芯、电池系统、电源转换装置等。
• 强调标准化、模块化、智能化和集成化的发展趋势。
• 通过BMS优化、热管理、冗余保护等手段提升系统安全性。

市场准入与标准

• 不同市场有各自的安全与性能标准，如中国、德国、欧盟、北美、日本、韩国、澳大利亚等。
• 电池系统需满足电气安全、功能安全、电磁兼容等要求，确保产品合规。

储能行业发展趋势

• 电芯：锂离子电池仍是主流，但固态电池、钠离子电池等新型技术正在快速发展。
• 电池系统：向模块化、集成化、智能化发展，以适应多样化应用场景。
• 电源转换装置：功率不断提升，设计趋于优化，以适应并网和离网等多种运行模式。
• 市场准入：随着储能产业的发展，各国和地区对储能产品的要求不断提高，标准体系日趋完善。

储能行业挑战

• 度电成本：虽然有所下降，但仍是行业发展的主要瓶颈。
• 技术优化：需要持续改进电池材料、电芯设计和系统集成，以提升性能和安全性。
• 市场壁垒：储能产品需满足不同地区的政策和市场准入要求，以推动国际化发展。
• 安全与可靠性：储能系统需通过严格的安全测试和认证，确保其在各种应用场景中的安全性和可靠性。

结论

储能行业正处于快速发展阶段，未来将与可再生能源、新能源汽车等领域深度融合。随着技术的不断进步和标准体系的完善，储能将在实现碳中和和构建新型电力系统中发挥关键作用。然而，安全性和可靠性仍是行业面临的重要挑战，需通过技术创新和严格监管加以解决。