【正文提煉】
儲能政策驅動加快，儲能行業進入快速發展期
我國首個儲能產業化政策要追溯到2017年，2017年起我國儲能行業開始從研發示范階段邁入商業化階段。2017年10月11日，國家發改委、財政部、科技部、工信部、能源局五部門聯合發布《關于促進儲能產業與技術發展的指導意見》。指導文件提出的主要目標是實現儲能由研發示范向商業化初期過渡，主要任務包括1）支持儲能系統直接接入電網。利于解決儲能系統直接接入電網并實現商業化運營存在的包括主體資格認定、驗收標準、電價政策等障礙；2）建立健全儲能參與輔助服務市場機制。完善輔助服務定價機制，促進發電側輔助服務市場更快發展；3）探索建立儲能容量電費和儲能參與容量市場的規則機制。探索建立儲能容量電費和儲能參與容量市場的規則機制。
儲能在我國的電力市場主要有四個應用領域，包括可再生能源并網（發電側）、輔助服務、電網側和用戶側。2017年我國電化學儲能在可再生能源并網、輔助服務、電網側和用戶側的安裝比例分別為29%、9%、3%和59%；與2015年相同領域的安裝比例相比，輔助服務提升了7個百分點，用戶側的比例提升了3個百分點，主要原因是受益政策推動，輔助服務和用戶側的儲能應用已具備一定經濟性。
圖1：我國電化學儲能應用領域劃分
用戶側儲能的經濟性直接受峰谷價差影響，與電價機制已密不可分，2018年后加快發展。2018年7月2日國家發改委發布《關于創新和完善促進綠色發展價格機制的意見》，提出1）利用峰谷電價差、輔助服務補償等市場化機制，促進儲能發展；2）鼓勵地方政府調整峰谷時段，擴大高峰、低谷電價價差和浮動幅度，引導用戶錯峰用電；3）利用現代信息、車聯網等技術，鼓勵電動汽車提供儲能服務，并通過峰谷價差獲得收益；4）完善居民階梯電價制度，推行居民峰谷電價。意見的發布有效促進用戶側儲能的發展。
表2：峰谷電價機制持續完善促進用戶側儲能發展
電網側儲能在穩步推進，經歷了2019年的政策磨合期。2019年1月30日，南方電網發布《關于促進電化學儲能發展的指導意見》（征求意見稿），將儲能作為推動發展、解決問題的重要手段，密切跟蹤儲能技術發展，積極推動儲能多方應用；2019年2月18日，國家電網發布《關于促進電化學儲能健康有序發展的指導意見》，首度公開明確國網公司發展儲能方向。
但同時，2019年國家發改委發布《輸配電定價成本監審辦法》，規定抽水蓄能電站和電儲能設施的成本費用不得計入輸配電定價成本，電網側儲能發展遇阻。當年國家電網發布《關于進一步嚴格控制電網投資的通知》，規定不得以投資、租賃或合同能源管理等方式開展電網側電化學儲能設施建設。但整體來講，2019年電網側儲能的相關政策已經基本奠定了長期發展的主基調。
表3：2019年電網側儲能相關政策文件
2020年國家能源局公開征集首批儲能示范項目，進一步推進儲能商業化進程。自2017年《關于促進我國儲能技術與產業發展指導意見》發布以來，我國儲能產業發展迅速，國家能源局經過2年多籌劃于2020年7月17日正式公開征集我國首批儲能示范項目。2018-2020年我國已投運規模以上（10MWh及以上）電力儲能項目共78個，其中電網側儲能項目16個，電源側儲能項目1個，輔助服務儲能項目應用2個，集中式可再生能源并網儲能應用12個，用戶側儲能項目47個。
儲能示范項目的目的在于通過組織篩選一批儲能示范項目，分析總結示范項目成功經驗和存在問題，促進先進儲能技術裝備與系統集成創新，建立健全相關技術標準與工程規范，培育具有市場競爭力的商業模式，推動出臺支持儲能發展的相關政策法規。示范項目的選取標準包括1）示范項目需要體現技術先進性、自主創新性；2）示范項目需要做好安全防護措施；3）示范項目應體現儲能的綜合效益；4）需要全面評估示范項目的經濟性指標。通過儲能示范項目的推進，為產業培育一批具有市場競爭力、產業化發展前景的先進儲能技術與裝備，為產業發展培育良好的市場環境，結合電力市場改革的不斷深化，孵化出多種可持續發展的商業模式。
今年尤其下半年以來儲能相關政策密集發布，國家層面制定綱領性政策，各地政府因地制宜制定具體落實政策，儲能產業化進程持續加快。2021年7月國家發展改革委、國家能源局發布《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》，以實現碳達峰碳中和為目標，將發展新型儲能作為支撐建設新型電力系統的重要舉措，明確到2025年，實現新型儲能從商業化初期向規?；l展轉變，新型儲能裝機規模達3000萬千瓦以上。到2030年，實現新型儲能全面市場化發展，新型儲能裝機規?；緷M足新型電力系統相應需求。
2021年10月《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《國務院關于印發2030年前碳達峰行動方案的通知》兩份重磅文件相繼發布，明確將推動新型儲能發展作為加快構建清潔低碳安全高效能源體系、建設新型電力系統的重要布局和主要工作之一。并在國務院文件中首次明確了到2025年，新型儲能裝機容量達到3000萬千瓦以上的總體目標。
1）發電側儲能方面，2021年5月國家能源局發布《關于2021年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知》，首次將新型儲能作為市場化落實并網條件之一；2021年8月，國家發改委發布《關于鼓勵可再生能源發電企業自建或購買調峰能力增加并網規模的通知》，首次在國家層面明確配建儲能的比例，由發電企業通過市場化方式配置調峰和儲能資源，相當于在過渡階段建立一個調節資源的市場。二十余省市相繼出臺了鼓勵新能源配置儲能的文件，儲能配置比例在5%-20%不等，時長在1-2小時不等。
圖3：國內出臺鼓勵新能源配置儲能文件的省份
2）用戶側儲能方面，分時電價持續完善，2021年7月國家發改委發布的《關于進一步完善分時電價機制的通知》，制定了峰谷電價價差原則上不低于4:1，尖峰電價在峰段電價基礎上上浮比例不低于20%的原則。10月，由于煤價的快速上漲，各地用電緊張，拉閘限電頻發，國家發改委出臺《關于進一步深化燃煤發電上網電價市場化改革的通知》，燃煤交易電價上下浮動原則上不超過20%，高耗能企業市場交易電價不受上浮20%限制的原則，并要求有序推動尚未進入市場的工商業用戶全部進入電力市場，取消工商業目錄銷售電價。
3）電網側和輔助服務方面，2021年8月，國家能源局公開征求《并網主體并網運行管理規定（征求意見稿）》《電力系統輔助服務管理辦法（征求意見稿）》的意見，正式將新型儲能作為市場主體，納入到國家并網運行管理及輔助服務管理中。新增轉動慣量、爬坡、調相、穩控切機、快速切負荷等輔助服務品種，以進一步支撐新能源接入和消納，提升電力系統可靠性和電能質量。開啟了我國輔助服務市場新構架，后續各地將按照國家的總體思路和原則，因地制宜制定各區域輔助服務政策，這將推動新一輪輔助服務市場的改革和建設。
規范缺失、技術不成熟是制約儲能消防行業發展的主要因素
儲能行業進入快速發展期，但目前配套儲能的消防領域仍處于起步階段，產品應用簡單，以氣體滅火器為主，市場規模較小，也不匹配儲能的增速。制約儲能消防行業發展的因素主要包括兩個方面：
一是行業規范和標準缺失，監管不嚴，由于儲能規模有限，市場還沒有完全形成，對消防安全的監管方面沒有過多限制和約束，但隨著儲能行業規模的持續擴容，儲能安全的重要性將不斷增強，儲能消防應用的相關標準有望逐漸補齊，此外儲能事故多發，也在不斷引起重視；
二是儲能消防的產品和方案尚不成熟，儲能的火災場景復雜，持續性和破壞力較強，不同于建筑領域等一般的場景，普通的預警和滅火方案不適用于儲能領域，因此沒有一個較好的解決方案，也是制約儲能消防發展的主要因素之一。但隨著儲能大趨勢啟動，儲能企業和消防企業對消防解決方案關注度明顯提升，共同探討研發有效的儲能消防報警和滅火方案，并助推行業標準加快形成。
圖4：儲能消防行業發展制約因素分析
電化學儲能規模增長迅速，儲能消防規范有望逐步完善
儲能技術包括抽水蓄能、電化學儲能、壓縮空氣儲能、熔融鹽儲能、飛輪儲能等。抽水蓄能由于價格低、容量大，在當前儲能市場占據絕對優勢位置。但近年來，新能源車行業高速發展導致鋰電池成本的快速下降，以鋰電池技術為主的電化學儲能裝機呈現高增長，原因在于電化學儲能相對于抽水蓄能而言，地理條件約束小、可補償系統的高頻率功率波動。
2020年全球儲能累計裝機規模191.1GW，同增3.4%，其中抽水蓄能累計裝機規模最大，為172.5GW，同增0.9%，占比達到90.3%，電化學儲能累計裝機規模為14.2GW，占比約7.5%，電化學儲能中，鋰電池累計裝機規模最大，為13.1GW，占電化學儲能的92.0%。
2011年后儲能裝機明顯加快，增速呈現穩步提升態勢，2018年全球電化學儲能裝機大幅增加，累計裝機同比增長超過120%，2019-2020年全球電化學儲能累計裝機增速約在50%左右。
2020年新冠疫情對儲能行業造成較大影響，下半年后市場逐漸回暖，新增投運儲能項目，特別是電化學儲能項目的裝機規模增長較快，當年新增裝機達到4.7GW，超過2019年新增裝機規模的1.6倍。其中，新增投運電化學儲能裝機中我國占比33%，全球第一，其次美國占比30%，歐洲占比23%，日韓占比6%，澳大利亞占比3%，中國、美國、歐洲占據了全球電化學儲能市場的主導地位，三者合計占全球電化學新增投運總規模的86％。
圖7：2020年全球新增投運電化學儲能項目的地區分布
2020年我國儲能累計裝機規模達35.6GW，占全球總裝機的18.6%，同增9.8%，其中抽水蓄能累計裝機規模最大，為31.79GW，同增4.9%，電化學累計裝機規模其次為3269.2MW，同增91.2%，電化學儲能中鋰電池累計裝機規模最大，為2902.4MW。新增裝機來看，2020年國內電化學儲能市場增長迅速，新增投運項目規模首次突破GW大關，達到1559.6MW，同比增長145%。
2020年我國電化學儲能50%的新增投運規模來自新能源發電側，特別是多個大型光儲項目的投運，使得2020年光儲項目的新增投運規模達到新的高點，為502.9MW，是2019年同期的3.2倍。截至2020年底國內已投運光伏配置儲能項目累計裝機規模達到883.0MW，占電化學儲能投運項目總規模的27.0%，年增長率為132.3%。
圖10：2016-2020年中國累計投運光儲市場及增長
“雙碳”目標背景下，進入“十四五”時期，我國新型儲能將開啟快速增長。保守場景下，政策托底，到2025年新型儲能較2020年底增長10倍，預計到2025年電化學儲能累計裝機達到35.52GW，2021-2025年復合增速為57.4%。截止2021年8月，已有12GW新型儲能在規劃、建設和調試中。樂觀場景下預計到2025年電化學儲能累計裝機達到55.88GW。
雙碳目標下，儲能需求日益增加，近年來電化學儲能事故發生較多，帶來較大的社會損失，未來更大規模儲能應用面臨更大的安全風險。過去十年中全球發生超30起電化學儲能電站
起火爆炸事故，其中國內有3起，包括今年4月份北京豐臺某儲能電站在施工調試過程中起火爆炸，造成2人死亡、1人受傷、1人失聯。當天12時起火，當晚23時40分明火才徹底撲滅。
圖13：4.16北京儲能電站火災事故
隨著電化學儲能規?？焖僭鲩L，以及考慮到電化學儲能事故多發和強破壞性帶來較重損失，政府部門對儲能安全管理日益重視。今年國家發展改革委、國家能源局組織起草了《電化學儲能電站安全管理暫行辦法（征求意見稿）》，并于8月24日起向社會公開征求意見。由于儲能電站屬于快速發展的新興行業，部分標準規范尚未出臺，下一步計劃配套本辦法出臺抓緊研究相應標準規范，細化技術指標和操作流程，保障本辦法的有效實施。
《管理辦法》堅持三條主線：一是以強化電站本質安全管理為主線，通過出廠前型式試驗、建設期到貨抽檢和運維過程中定期檢查，嚴控儲能電站相關產品及系統質量，提升電站本質安全水平。二是以建立健全安全管理體系為主線，把儲能安全管理納入企業安全管理體系，對在建、在運儲能電站實施嚴格的監督管理，及時篩查電站安全隱患。三是以加強電站消防應急管理為主線，通過優化消防設計、強制消防驗收、實施消防應急管理和多方消防應急聯動，有效地對事故險情進行處置，最大限度的減少生命和經濟財產損失。
隨電化學儲能規?？焖僭鲩L，儲能安全問題的重視程度將不斷提升，《管理辦法》明確提到要優化消防設計、強制消防驗收、實施消防應急管理和多方消防應急聯動，進一步強調了儲能消防的必須性，預計未來將進一步深化研究并制定儲能消防領域的產品和方案相關設計標準，隨儲能消防市場逐漸成熟，需求有望逐步提升。
目前CNESA（中關村儲能產業技術聯盟）正在推進儲能消防領域相關標準的制定，包括電化學儲能系統用火災監測及預警系統技術要求，以及電化學儲能系統火災抑制裝置，分別由成員單位煙臺創為新能源科技有限公司和安徽中科中渙防務裝備技術有限公司分別牽頭研究制定。
儲能消防技術難題有望逐步解決，逐漸形成有效的產品方案
鋰電池是如何發生火災的？鋰離子電池從結構上看，密閉的空間存儲大量的能量，具有危險的本質，而“熱失控”是導致鋰離子電池安全隱患的根本原因，有機小分子引發的副反應的鏈式反應導致電池熱失控的發生。鋰離子電池的熱失控包括三個階段：
第一階段：鋰電池熱失控初期階段。由于內外因素引起電池內部溫度升高至90~100℃，負極表面的SEI鈍化層分解釋熱量引起電池內部溫度快速升高；當溫度達到135℃時，隔膜開始融化收縮，正極與負極之間相互接觸造成短路，從而引發電池的持續放熱。
第二階段：電池鼓包階段。在溫度約為250-350℃時負極C6Li或析出的鋰與電解液中的有機溶劑發生反應，揮發出可燃的碳氫化合物氣體(甲烷、乙烷)，伴隨大量產熱。
第三階段：電池熱失控，爆炸失效階段。在這個階段中，充電狀態下的正極材料與電解液繼續發生劇烈的氧化分解反應，產生高溫和大量有毒氣體，導致電池劇烈燃燒甚至爆炸。
圖14：鋰離子電池熱失控機理示意圖
鋰電池為什么難以滅火？儲能電池系統由十幾組電芯以串并聯方式構成電池箱，接著電池箱進行串聯連接成電池組串，隨后電池組串通過并聯集成系統安置在一個儲能電池柜內?；馂穆舆^程，電池單體熱失控，通過熱傳質、熱輻射引發相鄰電池單體相繼發生熱失控，最終導致整個鋰電池儲能系統的發生火災事故。鋰離子電池儲能系統火災具有與其他場景不同的特點：（1）燃燒劇烈、熱蔓延迅速；（2）毒性強、煙塵大、危險性大；（3）易復燃、撲救難度大。
圖15：鋰電池儲能系統火災主要特點
為什么儲能電池需要消防設計，而電動車電池不需要？與電動車電池相比，儲能電池火災危害性更大，前期預警盡量避免發生，一旦發生，如不滅火極易擴散，且相較電動車電池有空間容納消防設備。具體區別來看，電池系統規模方面，鋰離子儲能系統與電動汽車均使用鋰離子電池作為基本單元，其組成均可以分為電池單體、模組、電池包和系統四個層級。但儲能系統的電池單體數量遠遠超過電動汽車電池系統，儲能裝置的整體能量相對于電動汽車電池系統高1-2個數量級，火災事故的程度和影響更加嚴重。
總體而言，在鋰離子電池儲能系統的火災撲救方面，固體滅火劑幾乎沒有效果；氣體滅火劑的滅火效率較差，降溫效果有限；水基滅火劑除環保、成本低廉外，降溫滅火效果明顯。因此，針對鋰電池，特別是大型儲能鋰電池系統的火災隱患進行滅火防護，設計開發新型高效、防復燃滅火劑及滅火劑釋放系統和裝置，利于電化學儲能和儲能消防行業發展。
綜合以上，目前國內針對電化學儲能電站消防方面的規范標準和驗收要求較為缺失，已應用的預警端為建筑物中使用的探測預警裝置，滅火端采用一般的氣體滅火方式，有效性存疑。
青鳥消防作為國內消防報警龍頭，產品線較全，在新產品開發方面也領先市場，正在研發并推出應用于儲能場景的預警和滅火綜合解決方案。目前青鳥消防推出兩種解決方案，第一種方案是采用七氟丙烷滅火系統（艙級）+細水霧滅火系統（艙級）。在發生火災后，先噴放七氟丙烷進行全淹沒滅火，再啟動細水霧滅火系統進行局部應用滅火、并冷卻降溫，細水霧噴放時每個電池模塊的細水霧噴頭均會同時噴霧，可有效撲滅明火和抑制復燃。第二種方案為柜式七氟丙烷滅火裝置+高壓細水霧滅火裝置（簇級）。發生火災后，先噴放七氟丙烷進行全淹沒滅火，再打開對應簇及其相鄰簇的細水霧分區控制閥，進行局部應用滅火、并冷卻降溫，細水霧噴放時相應電池簇的每個電池模塊細水霧噴頭均會噴霧，可有效撲滅明火和抑制復燃，同時簇級的高壓細水霧設置可降低火災損失。下一步會將上述方案與可燃氣體報警系統、熱解離子探測器以及吸入式空氣采樣探測器等極早期火災探測器結合，與電池管理系統BMS聯動，構建前置預警和組合滅火的綜合儲能消防解決方案。
圖21：某40英尺預置鋰離子儲能站多級預警及防護應用方案
保守情景下儲能消防市場空間預計超50億
電化學儲能裝機假設：根據CNESA預測數據，考慮政策托底，保守情景下未來5年電化學儲能裝機有望擴容10倍，預計到2025年國內電化學儲能累計裝機達到35.52GW，2021-2025年累計裝機復合增速達到57.37%，新增裝機復合增速達到50.54%。
樂觀情景下，預計未來5年電化學儲能裝機將大幅擴容，預計到2025年國內電化學儲能累計裝機達到55.88GW，2021-2025年累計裝機復合增速達到70.49%，新增裝機復合增速達到62.11%。
儲能消防投資額假設：當前滅火端青鳥消防已推出相對成熟的解決方案，七氟丙烷氣體滅火器和高壓細水霧滅火器的組合方案價值量約在20萬元/套/MW，我們預計隨著儲能消防技術方案更加成熟，有望從滅火端向預警端延伸拓展，形成全系列的儲能消防報警滅火方案，我們預計儲能消防單位投資額有望從當前的20萬元/套/MW逐步提高至2025年的40萬元/套/MW，且隨著行業規范和標準逐步完善，儲能消防應用的強制性和市場空間的確定性也將逐步增強。
綜合以上，預計到2025年國內儲能消防市場規模約51.8億元
2021-2025年CAGR約79.0%；樂觀情景下，預計到2025年國內儲能消防市場規模約92.4億元，2021-2025年CAGR約92.8%。儲能消防方興未艾，行業空間較大，隨監管持續強化，以及新能源和儲能大趨勢，行業增速較快，儲能消防賽道兼備“長”和“厚”特征，青鳥消防作為國內消防報警綜合性龍頭，有望較快推出相對成熟的儲能消防解決方案，充分受益儲能消防需求高增。
關鍵詞： 研報掘金丨如何看待儲能消防投資機會
