中国储能BMS行业峥嵘初露,未来市场将维持长期高景气度| 观点与方案

作者:沙利文 来自: 若斯特沙利文 2024-05-07

中国储能BMS行业峥嵘初露,未来市场将维持长期高景气度

中国储能行业近几年呈现快速增长和积极发展态势,这得益于政府的政策支持,包括电力市场改革、储能项目补贴和税收激励等,吸引了更多投资者和企业涌入该市场。储能行业已经形成了一定规模的产业体系,包括储能设备制造、储能系统集成、运营和维护等领域。

储能电池管理系统

中国储能行业近几年呈现快速增长和积极发展态势,这得益于政府的政策支持,包括电力市场改革、储能项目补贴和税收激励等,吸引了更多投资者和企业涌入该市场。储能行业已经形成了一定规模的产业体系,包括储能设备制造、储能系统集成、运营和维护等领域。

随着政府对可再生能源和储能技术的支持力度加大,储能电池管理系统(BMS)需求持续增加。行业内竞争也日趋激烈,各企业不断推陈出新,提高产品性能和安全性,同时降低成本。国内企业积极拓展海外市场,加强国际合作,推动中国储能BMS产业在全球的影响力不断扩大。

01储能市场发展现状

储能系统产业链由上游原材料端、中游储能系统和下游的终端应用三部分构成,其中BMS是电化学储能系统中核心组成部分之一。

中国储能系统产业链

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资料来源:沙利文分析

作为储能产业链的核心环节,储能系统集成上承设备提供商,下接储能系统业主(终端应用),成为储能厂商必争之地。主要包括上游原材料及零部件;中游核心环节储能系统集成,含储能电池组、储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)四大关键部分以及其他设备(如:电池控制柜、本地控制器、温控系统与消防系统等),并提供给下游储能EPC厂商完成项目安装与运维,终端应用场景主要在发电侧、电网侧、和用户侧三大领域。

储能系统通常是一个综合性的能源控制系统,包括储能电池、电池管理系统(BMS)、功率转换系统(PCS)、能源管理系统(EMS)和其他部件,其中BMS是电化学储能系统不可或缺的重要组件,成本占比约为9%。通常只有在将储能系统安装和运维后,储能系统才得以正常工作,将能量转换为不同形式储存起来,并在需要时投入使用。与传统的铅酸电池相比,锂电池在能量密度、节能效率、环境友好性和循环使用寿命等方面具备显著的竞争优势,这也决定了锂电池在电化学储能系统市场中的领先地位。

储能BMS系统的层级架构

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资料来源:沙利文分析

中国“双碳”背景下的能源形势促进了新能源发电+集中式储能,分布式储能+充电桩对于储能系统需求巨大,从而促进了储能BMS市场的高速增长。

储能BMS和动力电池BMS不同,储能系统电池数量更多、系统更复杂、运行环境更恶劣,对BMS的抗干扰性要求更高。同时,储能BMS属于多学科较差技术领域,技术壁垒很高,软件算法开发和精准数据测量是布局储能BMS企业的核心竞争力。

储能系统更复杂、庞大,充放电深度更深,寿命周期更长,储能BMS需要应对更复杂的能量管理体系。一个完整的储能BMS系统大多都是三层架构,底层为单体电池管理层,由电池监控芯片及其附属电路构成,负责采集单体电池的各类信息,计算分析电池的SOC (电池剩余容量)和SOH (电池健康状态),实现对单体电池的主动均衡,并将单体异常信息上传给主控。中间层为电池组管理层,收集BMU(电池模组管理单元)上传的各种单体电池信息,采集电池组信息。计算分析电池组的SOC和SOH。上层为电池簇管理层,负责系统内部的整体协调以及与EMS(储能能量管理系统)、PCS(储能变流器)的外部信息交互,根据外部请求控制整个BMS系统的运行过程。

电化学储能行业的发展历程

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资料来源:沙利文分析

我国电化学储能行业发展历程可划分为两个阶段:萌芽阶段(2005-2015)和起步发展阶段(2016年至今)。

2005年,国家发改委颁布《可再生能源产业发展指导目录》,首次将正处于技术研发阶段的电化学储能列入重点发展产业,2011年电化学储能在“张北风光储一体化”项目中首次得到产业化运用。截至2015年,中国电化学储能累计装机功率为165.6MW,中国电化学储能行业仍处于萌芽阶段。随着中国低碳绿色能源战略的推进,新一轮电力体制改革配套政策的落实,电化学储能的应用价值逐步得到市场的认可。

2016年后,中国政府出台《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》、《国家创新驱动发展战略纲要》等多项政策支持电化学储能行业发展,电化学储能应用领域更加明晰,储能项目规划量大增,电化学储能商业化应用得到快速推进,电化学储能行业进入起步发展阶段。但由于行业发展历史短,商业模式不清晰,电力市场的复杂性等问题,中国电化学储能行业在快速发展的同时面临多项挑战。2021年7月23日,国家发展改革委、国家能源局正式联合发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,推动行业快速发展。该报告指出到2025年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变;到2030年,实现新型储能全面市场化发展。

02 储能系统市场规模

储能技术能削弱可再生能源波动性与间歇性对电网系统的影响,其中电化学储能以比能量高、循环性能好和绿色环保等优点,目前具备广阔发展前景,未来电化学储能的广泛应用将持续推动储能系统市场发展。锂电池储能系统具有户用储能、工商业储能和电网储能三大主要应用场景,得益于锂电池储能系统在不同应用场景中的推广,中国锂电池储能系统装机量将保持高速增长。

按新增装机量测算全球储能行业市场规模, 随着锂电池储能系统在应用场景的推广,中国锂电池储能系统的装机量持续提升,2018年到2022年,中国锂电池储能系统新增装机量的年复合增长率约为160%,预计到2027年,年复合增长率约为60%。

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资料来源:沙利文分析

03 储能BMS系统市场规模

储能BMS是用于监测、控制和保护电池组的关键技术,可以提高电池组的性能和寿命,并确保安全可靠的运行。储能BMS市场的发展受到了可再生能源发电市场的推动。随着可再生能源的快速发展,如太阳能和风能,储能系统被广泛应用于能源存储和平滑能源供应。

在“双碳”背景下能源形势不断变化,新能源发电+集中式储能,分布式储能+充电桩成为了中国能源建设的新焦点,储能装机量逐年加速上涨,带动储能BMS市场高速发展。中国储能系统装机量预计未来会维持稳定增长态势,而其中的锂电储能、户用储能等市场预计未来五年年化复合增长率均在50%左右。在此趋势带动下,预计在未来五年,储能BMS市场将以约50%的年化复合增长率高速扩张,并在2027年达到数百亿人民币规模。

04 行业增长驱动因素

1)可再生能源的广泛应用

可再生资源发电高度依赖自然条件,具有间歇性和波动性,极大地影响电网的安全稳定。锂电池储能系统的引入可以为可再生能源接入电网提供缓冲,实现灵活并网,并有效提高可再生能源的利用率。

2)电力市场化改革趋势

欧美储能的发展伴随着电力市场化改革。自上世纪80年代末以来,在英国带动下,许多国家进行电力行业管理体制改革,旨在开放电力市场,引入竞争机制,降低发电成本最终惠及各种终端用户。近几年来,中国电力市场化改革步伐加快,除输电和配电等子部门以外的竞争机制亟待建立,进一步推动储能及储能BMS市场的发展。

3)支持性的政府政策

储能行业具有明显的政策导向性,在英美等发达国家,政府已发布一系列鼓励新能源和储能行业发展的政策,包括放宽储能项目的审批标准、修改收费模式、补贴户用储能等。未来中国将继续出台政策,促进储能市场有序健康发展。同时随着中国储能系统装机量的不断增长,中国储能行业及储能BMS在全球市场中的地位将持续提升。

4)电力调峰需求上升

近年来随着经济的快速发展,电网负荷峰谷差逐渐增大,用户对电能质量提出更高的要求。调峰手段通常效率低、成本高,不利于发电机组的安全稳定运行。通过对储能的大规模投资,储能系统可以提高输出功率的调节能力,增强火电机组的调峰能力,提高电网的安全稳定性,减小电网的峰谷差。


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