新能源消纳配储需求带动储能项目加速落地,储能系统大容量、多场景趋势持续催生液冷技术应用的普及。随着风电、光伏装机的快速提升,国内对于储能的需求预期还将快速增长。储能温控行业整体市场前景良好。目前储能温控行业的市场参与者主要分为三类:数据中心温控系统领域企业、工业冷却设备领域企业、以及汽车温控企业布局储能。储能作为高速发展的蓝海赛道,不同技术背景出身的企业相继布局,整体来看从技术上储能温控和新能源车温控在技术上重合度最高,储能柜和通信机柜在交付形态及应用环境(都是户外耐受度高的环境)相似度更高,不同出身背景的公司切入有不同优势。
液冷方案有望成为未来储能温控的主流方式。虽然空冷结构简单、成本较低,但是空气的低比热容导致空冷散热效率较低,从而更适用于小型电站、通信基站等热流密度相对较低的领域。热管冷却技术成本高,考虑到性价比,热管冷却技术比较适合于工作在高倍率工况的锂电池系统,如快充电池系统、调频储能系统等。相变冷却方案中,相变材料吸收的热量需要依靠液冷系统、风冷系统等导出才可持续吸收热量,且占用空间大、成本较高。液体冷却介质的换热系数高、比热容大、冷却速度快,可有效降低电池的温度和提高温度分布的均匀性,同时液冷系统的结构较为紧凑,占用空间更小,也不易受到海拔和气压的影响,从而适用范围更广。随着大型风光电站储能等更大电池容量、更高功率密度、运行工况更为复杂的储能系统的发展,液冷方案有望成为未来储能温控的主流方式。随着大型风光电站储能等更大电池容量、更高功率密度、运行工况更为复杂的储能系统的发展,液冷方案占比有望快速提升。
储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统、“互联网+”智慧能源的重要组成部分和关键支撑技术。储能在电网削峰填谷、新能源发电平滑波动等方面具有重要作用。目前在多种类型的储能技术中,以抽水蓄能、电化学储能应用最为广泛。此前储能温控是一个相对小众的细分领域,整体规模有限,市场参与者主要为其他温控领域的“跨界”企业。随着下游需求的快速启动,越来越多的厂商开始在储能温控领域加大投入,从各家企业的背景来看,可大致将目前储能温控市场的参与者分为数据中心温控厂商、工业领域温控厂商以及车用热管理厂商三大类。
储能温控系统定制化程度高,需要充足的项目经验与客户关系积累,头部厂商具备较强的先发优势。储能在电力系统中的应用较为广泛,不同场景对于储能系统的要求往往存在较大差异,即便是对于相似的应用场景,不同储能系统集成商的技术方案也可能各不相同。因此,储能温控系统并不是标准化的产品,而是通常需要针对不同项目的具体要求或不同厂商的技术方案进行定制化设计。无论是风冷还是液冷系统,其所采用压缩机、风扇、管路、泵阀等零部件大多为标准化的器件,储能温控厂商的核心竞争力在于整体系统的设计与集成能力,与下游电池或集成商客户之间存在较强的粘性。一方面,储能温控厂商在产品/方案计环节就需要与客户保持深度沟通,从而充分了解客户需求;另一方面,储能系统集成商也更加倾向于那些已形成长期合作关系、产品可靠性得到实际项目验证的温控厂商。因此,从技术积累和客户关系的角度出发,起步较早、项目经验丰富的头部储能温控厂商将具有较强的先发优势。
现阶段,存量储能项目中风冷方案的占比更高,主要因为风冷的设计简单、成本低。但随着储能系统规模和能量密度提高,液冷技术的优势凸显。目前,国内储能电池系统集成领域的头部企业宁德时代、比亚迪、远景能源、阳光电源、海博思创等均已推出采用液冷方案的储能电池系统,给提供液冷产品的厂家带来了重大机遇。
液冷系统一般由液冷板、液冷机组、液冷管路、高低压线束、冷却液等组成。其中,液冷板的结构直接影响换热效果,是关键的零部件之一。同时,为避免电池包温度分布不均匀,还需要结合实际情况进行定制化流道设计。储能温控方案竞争的关键在于非标产品的设计化能力,因为不同储能系统集成商的产品设计方案不同,液冷温控需要与电池布局、液冷管道设计等联合开发,与电池一同集成。目前这一领域的代表企业包括英维克、申菱环境、同飞股份、高澜股份等。
公司是国内最早涉足电化学储能系统温控的厂商,长年在国内储能温控行业处于领导地位,也是众多国内储能系统提供商的主力温控产品供应商。目前,英维克已成为宁德时代、比亚迪、平高集团、阳光电源、海博思创等主流储能电池系统集成商的液冷供应商。
主要产品可分为液体恒温设备、电气箱恒温装置、纯水冷却单元和特种换热器四大类。公司凭借多年的技术积累,已具备较强的研发实力和较大的产能规模,为储能领域客户匹配了相关液冷和空冷产品,未来将通过精准控温、高可靠性、高安全性、温度均匀性等综合优势进一步拓展储能温控产品市场。
目前,申菱环境重点布局电化学储能及其他新型储能、锂电池制造等应用场景的温控解决方案,主要客户包括国家电网等。公司高度重视液冷技术的研发投入和技术推广,通过持续的研发创新,为客户提供端到端解决方案规划、设备和服务,助力客户构建新一代绿色数据中心。同时公司通过定增项目建设新的液冷制造基地,预计于明年投产,将为公司液冷业务未来几年持续发展带来新的助力。
公司自设立以来一直致力于电力电子装置用纯水冷却设备及控制系统的研发、设计、生产和销售,在储能液冷领域,该公司主要客户为分布式电池集装箱集成厂家与电池生产厂家,目前已与宁德时代等展开合作。
2022 年,国家发改委、国家能源局联合发布《“十四五”新型储能发展实施方案》,明确提出“到 2025 年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段,根据国家能源局统计,截至2023年底,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3139万千瓦/6687万千瓦时,平均储能时长2.1小时。2023年新增装机规模约2260万千瓦/4870万千瓦时,较2022年底增长超过260%,近10倍于“十三五”末装机规模。从投资规模来看,“十四五”以来,新增新型储能装机直接推动经济投资超1千亿元,带动产业链上下游进一步拓展,成为我国经济发展“新动能”。在国家产业政策的引导下,各地纷纷出台了“强制配储”的政策。目前,超过 20 个省市要求风光等新能源发电项目配置 10%-20%、时长 1-4 小时的储能系统,并将其作为可再生能源并网或核准的前置条件。
新型储能系统应用的热管理方案有四种:风冷、液冷、热管冷却和相变冷却。冷却技术的区别主要以冷却介质划分,其中风冷和液冷是当下已经实现商用的主流热管理技术,热管冷却与相变冷却目前因为系统复杂、体积庞大、冷却介质昂贵等原因,仍然还处于实验室阶段,难以实现规模化应用。
与液冷相比,风冷技术方案成本相对更低,仍是当下主流,2022 年占比高达约 70%。散热性能相对更好、运行能耗更低的液冷技术方案占约 30%。随着储能电站规模的扩大以及运用场景的多元化,下游客户对储能系统产品的散热性能有了更高的要求。从发展趋势上看,现阶段新型储能系统不断向更大容量、更多场景的方向发展,对热管理的要求越来越高,液冷方案的性能与之更加匹配,同时伴随液冷技术方案的逐渐成熟和成本的进一步降低,液冷技术占比预期将持续提升。随着技术的逐渐成熟,液冷方案的性价比逐渐提升。与风冷方案相比,液冷具有低能耗、高散热、低噪声、低 TCO(Total Cost of Ownership,总体拥有成本)的优势,液冷温控产品的渗透率逐渐提升。
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