我国电化学储能产业面临的问题与对策
我国电化学储能产业面临的问题与对策
韦福雷
（中国（深圳）综合开发研究院）
构建新型电力系统是实现“双碳”目标的重要基础。新能源电力间歇性、随机性、波动性的特征十分明显，因此储能成为新型电力系统的必要环节。在此背景下，我国电化学储能产业快速发展，成为新能源产业的新增长点。但是，电化学储能产业的发展仍然面临诸多挑战，亟待采取措施解决或改善，以推动产业健康发展。
一、我国电化学储能产业发展概况
电化学储能是利用化学电池将电能储存起来并在需要时释放的储能技术。从技术路线看，可分为锂离子电池、铅蓄电池、液流电池和钠硫电池等。目前，锂离子电池是电化学储能的主流技术路线。
电化学储能因不受地理条件限制、建设周期短、响应速度快、技术相对成熟、能量密度大、转换效率高等特征，在各种场景得到广泛应用，装机规模快速增长。中国能源研究会储能专委会和中关村储能产业技术联盟发布的《储能产业研究白皮书2023》显示，2022年我国新型储能新增规模达7.3GW/15.9GWh，功率规模同比增长200%，能量规模同比增长280%，锂离子电池占新型储能比重达97%。2022年，中国企业在全球市场中的储能电池（不含基站/数据中心备电类电池）出货量达134.6GWh，是2021年同期的4倍多，出口比重超过55%。预计未来5年，我国新型储能的年均复合增速仍将超过50%。
从产业链来看，我国电化学储能产业已经形成了涵盖上游电池材料（正负极材料、电解液、隔膜）、中游储能系统及集成(储能电池电池管理系统、能量管理系统、储能变流器、储能系统集成)和下游电力系统储能应用(发电测、电网侧和用户侧)的完整产业体系。
二、我国电化学储能产业发展面临的问题
我国电化学储能产业具备良好的发展基础，已经开始进入规模化发展阶段，但产业发展仍然面临一些问题。
（一）国际标准创制滞后
发达国家都在积极创制储能标准，抢占行业发展的国际话语权。国际电工委员会、国际电气与电子工程师协会、美国保险商试验所、德国技术监督协会、韩国技术标准署等国外机构编制了储能产业及安全的相关标准。
我国已经在电化学储能产业领域占据了主导地位，开展了大量的科研和实践，具备创制技术标准体系的基本条件。但是，我国在电化学储能领域的标准创制尚处于起步阶段，尤其是国际标准的创制严重滞后于产业发展，与我国电化学储能产业的国际地位不匹配。
（二）芯片及核心零部件依赖进口
我国电化学储能产业已经形成了从正负极材料、隔膜、电解液、双极板等关键材料生产，到电池模组和电堆生产、电池制造及后端应用市场开发的完整链条。但是，产业上下游的供需不平衡，仍然存在一些“卡脖子”环节，控制芯片、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、高端隔膜、涂布机模头、激光器激光头等核心零部件仍依赖进口。
（三）电池设计仿真软件亟待突破
设计仿真软件一直是我国工业发展的“阿喀琉斯之踵”，电化学储能产业也是如此。目前，我国大多数电池企业使用的是西门子、COMSO、Gamma Technologies、Ansys等国外企业的设计仿真软件。虽然，国内已经涌现出了十沣科技、屹艮科技、易来科得、鸿阳智能、海仿科技等一批电池设计仿真软件企业，但是产品的市场占有率不高，距离实现国产替代还有很大差距。电池设计仿真软件对整个产业发展的束缚远超核心零部件的“卡脖子”程度。
（四）原材料存在瓶颈限制
国际能源署报告显示，我国锂离子电池产量占全球四分之三。但是，我国锂资源储量仅占全球的6.15%，锂资源对外依存度近80%。上游原材料是我国电化学储能产业发展的重要瓶颈。
全球锂资源的储量非常丰富。根据中国地质调查局全球矿产资源战略研究中心发布的《全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量评估报告（2021）》，截至2020年，全球锂矿（碳酸锂）储量1.28亿吨，资源量3.49亿吨。美国地质调查局（USGS）2021年的数据显示，全球锂资源储量约2200万金属吨，折合碳酸锂当量接近1.2亿吨，静态可采年限达到220年。但锂资源的分布不均，主要分布在南美“锂三角”（阿根廷、玻利维亚和智利三国毗邻区域，占全球储量的58% ）、澳大利亚、中国、美国、刚果（金）和加拿大等国家和地区。目前，各国高度关注锂资源供应安全，纷纷将其列入关键矿产目录，锂资源大国开始推进锂矿国有化，并限制出口。南美“锂三角”正在加速打造“锂业欧佩克”，提高锂资源的控制权和定价权，这将对我国电化学储能产业的发展造成直接冲击。
（五）大量企业涌入导致“劣币驱逐良币”
随着储能市场需求爆发，电化学储能成为资本竞逐的新赛道。由于储能产业的标准体系尚不完善，行业门槛较低，新注册企业数量暴增。根据企查查的数据，截至2023年5月10日全国储能相关企业达到89074家。其中，2022年新注册储能企业达到3.87万家，2023年上半年新注册储能企业已经将近2万家。
储能企业以中小企业为主，50人以内的占比40%，100～1000人、1000～10000人规模的企业占比均为1%，万人以上规模企业仅14家。并且，新成立的储能企业58%无人参保。储能企业的良莠不齐导致产业面临价格战、无序竞争的挑战，在一定程度上影响了产业的良性发展。
三、提升我国电化学储能产业竞争力的建议
（一）加快标准创制提升行业话语权
做好国际标准创制的顶层设计，我国应结合全球储能产业的发展趋势，加快制定自上而下的顶层设计和路径规划，集中力量高质量开展重点领域的国际标准编制工作。充分发挥电化学储能产业的领先优势，积极组织企业主导开展新技术、新应用、跨界融合等领域（如光伏+储能等新应用模式）的前沿标准创制，占领国际竞争制高点。强化基础研发平台建设，整合电化学储能领域的国家重点实验室、企业研发中心、检验检测机构资源，持续推动标准试验验证平台建设,为标准研制提供试验验证支撑。加强专业人才队伍建设，从行业内遴选和培养具备国际标准编制能力的专家，委派专家积极参与国际标准的编制，并强化人才培养，打造电化学储能国际标准专家梯队。
（二）“补链”“强链”加快国产替代
通过政府推动、市场引导、企业主体的运作模式，加强电化学储能产业链的协同发展，强化各个环节的资源优化，提高电化学储能产业创新的整体效率。整合国家实验室、科研院所、高校、企业研发中心的创新资源，集中攻关，突破材料、关键零部件或技术领域的“卡脖子”环节，加快推进电化学储能产业“补链”“强链”。开展一批储能试点示范项目，鼓励企业采用国产元器件，逐步推进核心零部件的国产替代。
（三）积极推动电池设计仿真软件突围
目前，电池设计对能量密度、功率密度、寿命及安全性的要求越来越高。设计仿真软件的开发除了理论模型和数值算法支持，还需要工程实践的积累和大量实验测试和运行数据的支撑。国外电池设计仿真软件公司受电化学技术及数据的局限，对新一代电池设计所能提供的指导也十分有限。这也为我国电池设计仿真软件的发展提供了窗口期。
作为电化学储能大国，我国拥有全球最大的电池设计仿真软件的应用场景、市场，以及海量的数据积累。各储能企业已经积累了大量的电池实验测试数据。2023年新成立的国家电化学储能平台已经进入了实际应用阶段，实现首批电化学储能电站试点接入，通过监测电化学储能电站安全信息数据，实现储能电站安全数据可记录、可分析。
我国应该充分利用掌握电化学储能全产业链庞大制造规模和海量数据资源的优势，出台鼓励设计仿真软件发展的政策，通过适当的方式向相关企业开放国家电化学储能平台数据，加大研发资金投入配套、鼓励产学研结合，更好地促进设计仿真与制造工艺协同。加快电池设计仿真软件突围，推动我国电化学储能产业从依靠制造优势向依靠技术创新优势转型。
（四）利用两个市场两种资源确保锂资源安全
充分利用国内国际两个市场、两种资源，为我国电化学储能产业发展提供资源支撑。
大力开展国内锂矿的勘探，增加国内锂资源储量，强化基本盘。我国锂矿种类多样，盐湖卤水锂矿、锂辉石矿和锂云母矿等均有很好的找矿前景。通过强化勘查程度，加快将潜在资源量转化成可开发的储量。强化技术研发，巩固和保持提锂技术的国际领先优势，提高锂资源的提取利用率。加快构建锂资源循环利用体系，据天风证券测算，2021—2030年我国退役动力锂电池规模将从33.95GWh提升至380.3GWh，增幅超过10倍，废旧锂电池的回收利用将成为保障锂资源安全的重要方式。
积极推动“走出去”，构建多元、稳定、安全的资源供应体系。支持企业通过跨境投资加强海外锂资源布局，逐步建立海外锂矿资源供应体系。同时，支持电化学储能企业“走出去”，直接利用海外锂资源开展加工制造满足以国际市场的储能需求，通过构建国际化的产业链供应链体系，缓解国内锂资源紧张态势。
（五）强化服务促进产业健康发展
加快出台电化学储能产品设计和生产安全的指引标准体系，明确行业的准入门槛，确保企业在产品设计和生产等环节的安全、可靠，避免“劣币驱逐良币”，推动电化学产业规范化与良性化发展。
加快建立健全推动电化学储能产业高质量发展的规则政策体系，加强产业发展动态监测和行业交流，聚合政府、企业和科研机构的力量开展技术路线、人才团队、产业链价值链关键环节研究，面向产业链企业尤其是中小企业开展产业政策、技术创新、市场需求等方面的信息服务，促进电化学储能产业的高质量发展。
