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德国莱茵TÜV 2021年储能白皮书总结

核心内容

《德国莱茵TÜV 2021年储能白皮书》全面分析了全球及中国储能行业的发展现状、趋势、市场调研、技术挑战与安全风险，并提出了TÜV莱茵的技术解决方案和行业洞察。白皮书强调了储能作为能源转型和实现“双碳”目标的关键技术，同时指出安全性和可靠性是储能产业面临的瓶颈，需要通过完善标准体系、技术优化和第三方检测认证来保障。

主要观点

• 储能行业发展迅猛：2020年全球新增投运电化学储能项目规模达4.7GW，中国新增投运规模首次突破GW大关，达到1.56GW，储能技术已进入商业化应用阶段。
• 储能应用场景多样化：包括发电侧（平抑波动、黑启动、调频调压等）、电网侧（调频调峰、功率支撑）、用电侧（虚拟电厂、需求响应、备用电源）和能源管理（源网荷储一体化）。
• 储能技术路线多样化：目前锂离子电池是主流，尤其是磷酸铁锂电池因其安全性、成本优势被广泛采用，而三元锂电池因高能量密度也占有一席之地。钠离子电池、液流电池等新兴技术也在逐步发展。
• 安全风险与技术要求：电芯、电池系统、电源转换装置等均存在热失控、短路、过充、过放等安全风险，需要完善热管理、电气安全、功能安全和电磁兼容等技术要求。
• 市场准入与标准体系：不同国家和地区对储能产品有不同标准，如中国、德国、欧盟、北美等，TÜV莱茵强调标准体系的完善对推动行业可持续发展的重要性。
• 技术发展趋势：随着技术进步，锂离子电池成本持续下降、能量密度提升、安全性增强；新型电池技术如固态锂电池、石墨烯电池等具有巨大潜力；变流器技术向高功率、高效率、智能化方向发展。

关键信息

全球储能市场概况

• 截至2020年底，全球已投运储能项目累计装机规模191.1GW，同比增长5.2%。
• 抽水蓄能仍为最大装机容量，电化学储能紧随其后，其中锂离子电池占比最大，累计装机规模达13.1GW。
• 2020年全球新增投运电化学储能项目规模达4.7GW，是2019年的1.6倍。

中国储能市场概况

• 中国储能累计装机规模达35.6GW，占全球市场18.6%。
• 2020年中国电化学储能累计装机规模达3.27GW，同比增长91.2%。
• 磷酸铁锂电池成为电化学储能的主流技术路线，占据重要市场份额。

储能技术发展趋势

• 磷酸铁锂电池：被认为是未来储能的主要技术路线，具有较高的安全性、成本优势和较长的循环寿命。
• 三元锂电池：能量密度高，但存在较高的安全风险。
• 固态锂电池：具有更高的能量密度和安全性，是下一代电池技术的重要发展方向。
• 钠离子电池：成本低、环境友好，具有一定的市场竞争力。
• 液流电池：适用于大型项目，具有较长的循环寿命和良好的电池一致性。

储能安全风险与技术要求

• 电芯安全：热失控是主要风险，涉及电芯刺穿、加热、短路、过充、过放等测试方法。
• 电池系统安全：包括触电、热危害、能量危害、火灾危害、机械危害、化学危害和噪声危害。
• 电源转换装置安全：需满足电气安全、功能安全、电磁兼容等要求，具备双向电能转换能力。

市场准入与标准体系

• 不同国家和地区对储能产品有不同的市场准入标准，如中国、德国、欧盟、北美等。
• TÜV莱茵强调完善标准体系对储能产业发展的关键作用，推动储能产品走向国际化和专业化。

TÜV莱茵技术解决方案

• 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。
• 强调全球化服务体系与网络，为储能企业提供技术支持和认证服务。

储能行业挑战与机遇

• 挑战：度电成本过高、商业模式不清晰、安全风险突出、电池回收和标准体系建设等。
• 机遇：可再生能源发展、政策支持、市场需求增长、技术进步和第三方检测认证推动。

储能行业未来展望

• 储能将在未来30年能源结构调整中扮演关键角色，推动零碳未来。
• 储能产业需要在安全性和商业化之间找到平衡，实现高质量发展。
• 随着技术进步和政策支持，储能市场将呈现稳步增长趋势，尤其在“十四五”期间。