一、鉛酸蓄電池行業發展規模
鉛酸蓄電池是化學二次電池中市場份額最大、使用範圍最廣的電池，特別是在起動和大型儲能等應用領域，在較長時間尚難以被其他新型電池替代。鉛酸蓄電池價格較低，具有技術成熟、高低溫性能優異、穩定可靠、安全性高、資源再利用性好等比較優勢，市場競爭優勢明顯。相對於其他電池金屬材料，鉛資源比較豐富，鉛儲量和再生鉛保證鉛酸蓄電池產業可持續發展的年限相對較長，鉛酸蓄電池大量應用，較長時間內不會造成鉛資源短缺。
在全球市場範圍內，鉛酸蓄電池由於其技術成熟、安全性高、循環再生利用率高、適用溫帶寬、電壓穩定、組合一致性好及價格低廉等優勢，在電池市場佔據主導地位。2017年，全球鉛酸蓄電池市場規模約爲429億美元，同比增長1%。
2010-2017年全球鉛酸蓄電池市場規模走
在鉛酸蓄電池產品結構中，啓動型鉛酸蓄電池佔比最大，達到48%，其次是動力型鉛酸蓄電池，佔比爲28%，備用與儲能型鉛酸蓄電池佔比爲15%。
全球鉛酸蓄電池產品結構（單位：%）
不過環境問題將是影響未來鉛酸蓄電池市場的關鍵因素。鉛酸蓄電池生產過程大量使用重金屬鉛，如果不能有效控制污染物排放，會對環境造成不良影響，鉛酸蓄電池發展面臨着較大的社會輿論壓力。美國鉛酸蓄電池的用鉛量約佔全國用鉛總量的 95%以上，由於法規健全和有效的管理，鉛酸蓄電池生產造成的鉛排放僅佔總排放量的 1.5%，2008 年美國政府已將鉛酸蓄電池生產從主要鉛污染源中排除。
除此之外，減少車輛排放和改進燃油效率，也將導致汽車用鉛酸蓄電池市場的變化，預計未來 5 年將基本維持 1%的增長速度。
2018-2023年全球鉛酸蓄電池市場規模預測
二、儲能型鉛酸蓄電池行業發展分析預測
1、儲能型鉛酸蓄電池行業發展分析預測
2015-2017年間，風電投資規模變動幅度比較大，2017年風電建設投資規模爲1089億元，同比上升18.50%。2017年，我國風電累計裝機容量達到194310MW，在全球累計風電裝機容量的佔比爲35.54%。2017年，我國風電新增裝機達到25620MW，約佔全球風電市場份額的43.20%，以絕對優勢領跑全球風電市場。
我國中小型風力發電機一般都採用鉛酸蓄電池儲能，從風力發電儲能用鉛酸蓄電池需求發展來看，行業幾乎從無到有，隨着我國風力發電行業裝機容量的不斷擴大，我國風力發電儲能用鉛酸蓄電池需求規模也呈現不斷攀升趨勢，利用風力發電儲能用鉛酸蓄電池在儲能用鉛酸蓄電池需求中的佔比，推算2017年風力發電儲能用鉛酸蓄電池的需求規模約738.29萬千伏安時。
2009-2017年風力發電儲能用鉛酸蓄電池的需求規模走勢
風能受自然環境的影響大決定了其所發電力是不穩定的，直接上網將對大電網產生很大衝擊。而將這些不穩定的電能先儲存到鉛酸蓄電池中，再輸出的電則是電網可接受的穩定電力。鉛酸蓄電池的這種儲能、轉化作用，對於推動風電發展，具有重要的現實意義。根據我國新能源振興規劃，我國風力發電將會保持較高的增長率發展，到2020年我國風電總裝機容量將提高至約1.5億千瓦，從而我國風力發電儲能用鉛酸蓄電池也必將隨着我國風力發電的不斷發展得到強大的拉動。預測到2023年末，我國風力發電儲能用鉛酸蓄電池的需求約爲1077.27萬千伏安左右。
2018-2023年中國風力發電儲能用鉛酸蓄電池的需求走勢
2、太陽能發電儲能用鉛酸蓄電池需求現狀
2017年，我國光伏累計裝機容量高達100480MW，新增裝機容量57300MW，較上一年有所上升。
在儲能領域，太陽能的離網發電系統以及大型太陽能的並網發電系統都需要儲能電池，目前小型太陽能離網發電系統普遍採用閥控鉛酸蓄電池組作爲儲能裝置，隨着太陽能發電機組由千瓦級發展到兆瓦級，對儲能系統大型化的要求越來越高。同時，由於發電系統地理位置的限制，該領域對產品的重量要求較低，更關注產品的安全可靠性、成本高低、深度放電循環壽命、充電接受能力和高低溫放電性能，尤其是作爲大型儲能電源，其價格和運行費用往往是能否普及推廣應用的關鍵。因此，採用塗膏式膠體電池技術的閥控鉛酸蓄電池是最適合的儲能電池。從下表可以看出，我國的太陽能發電儲能用閥控鉛酸蓄電池已處於商業化運行階段。
利用太陽能發電儲能用鉛酸蓄電池在儲能用鉛酸蓄電池需求中的佔比，推算2017年太陽能發電儲能用鉛酸蓄電池的需求規模超過900.05萬千伏安時。
2009-2017年太陽能發電儲能用鉛酸蓄電池需求規模走勢
3、太陽能發電儲能用鉛酸蓄電池需求預測
中國光伏產業近年來快速擴張，對於不斷升級的歐美“雙反”，中國光伏企業拼死抗爭，中國政府也積極反擊，同時還出臺一系列政策以提振光伏產業內需。爲鼓勵國內光伏市場發展，我國政府《太陽能發電發展“十三五”規劃》在裝機容量的規劃上指出，在十二五規劃的良好基礎上繼續深化目標發展：堅持應用市場與消納空間協調發展；堅持上遊制造與下遊市場協調發展；堅持應用市場與消納空間協調發展；堅持產業升級與技術進步協調發展。到“十三五”末，力爭太陽能發電規模較2015年翻兩番，成本下降30％。
“十三五”規劃對風電行業目標有：到2020年底，太陽能發電裝機容量達到1.6億千瓦，年發電量達到1700億千瓦時；年度總投資額約2000億元。根據推算數據，採用多項式擬合預測到2023年，中國太陽能發電儲能用鉛酸蓄電池的需求量超過1200萬千伏安時。
2018-2023年中國太陽能發電儲能用鉛酸蓄電池需求情況走勢
三、儲能技術的分類及發展趨勢
到目前爲止，針對不同的領域、不同的需求，人們已提出和開發了多種儲能技術來滿足應用。全球儲能技術主要有物理儲能、化學儲能（如鈉硫電池、全釩液流電池、鉛酸電池、鋰離子電池、超級電容器等）、電磁儲能和相變儲能等幾類。
1、物理儲能
物理儲能技術主要有抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等。相比化學儲能來說，物理儲能更加環保、綠色，利用天然的資源來實現。抽水蓄能電站（PSH，PumpedStorageHydroelectricity）是通過配備上、下遊兩個水庫，負荷低谷時設備工作在電動機狀態，將下遊水庫的水抽到上遊水庫保存，而負荷高峯時設備工作於發電機的狀態，利用儲存在上遊水庫中的水發電，見圖1。由於技術成熟，抽水儲能電站已成爲電力系統中應用最爲廣泛的儲能技術，目前我國在建的抽水蓄能電站裝機約11400MW，預計至2010年底抽水蓄能電站的總裝機可到17500MW左右。
壓縮空氣蓄能電站（CAES，CompressedAirEnergyStorage）是一種調峯用燃氣輪機發電廠，主要利用電網負荷低谷時的剩餘電力壓縮空氣，並將其儲藏在典型儲氣壓力爲7.5MPa的高壓密封設施內，在用電高峯釋放出來驅動燃氣輪機發電。世界上第一個商業化CAES電站是1978年在德國建造的Huntdorf電站，裝機容量爲290MW，換能效率77%，運行至今，累計啓動超過7000次，主要用於熱備用和平滑負荷。和抽水蓄能電站相比，CAES電站選址靈活，它不需建造地面水庫，地形條件容易滿足，目前壓縮空氣蓄能電站已經在一些發達國家得到廣泛應用。
飛輪儲能（FW，FlyWheels），是通過機械能和電能的相互轉化來實現充放電。它是以高速旋轉的飛輪鐵芯作爲機械能量儲存的介質，利用電動/發電機和能量轉換控制系統來控制能量的輸入和輸出。飛輪儲能對制作飛輪的原材料和技術要求很高，直到20世紀90年代才得以飛速發展，用於不間斷電源（UPS）/應急電源（EPS）、電網調峯和頻率控制等領域。我國在這方面的研究才剛剛起步。
物理儲能如抽水蓄能、壓縮空氣儲能具有規模大、循環壽命長和運行費用低等優點，但是需要特殊的地理條件和場地，建設的局限性較大，且一次性投資費用較高，不適合較小功率的離網發電系統。從發展水平及實用角度來看，化學儲能比物理儲能具有更廣闊的應用前景。
2、化學儲能—鋰離子電池儲能是目前最可行的技術路線
鉛酸電池是最老的也是最成熟的化學儲能方法，已有100多年的歷史，廣泛用於汽車啓動電源、電動自行車或摩託車動力電源、備用電源和照明電源等。鉛酸電池電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液。充電時，正極主要成分爲二氧化鉛，負極主要成分爲鉛；放電時，正負極的主要成分均爲硫酸鉛。鉛酸電池可靠性好、原材料易得、價格便宜，但是其最佳充電電流爲0.1C左右，充電電流不能大於0.3C，放電電流一般要求在0.05～3C之間，很難滿足功率和容量同時兼顧的大規模蓄電要求。同時，鉛酸電池不可深度充放電，100%放電條件下對電池的壽命影響非常大（滿充放電條件下電池的循環壽命不足300次），並且充電末期水會分解爲氫氣、氧氣體析出，需經常加酸、加水，維護工作繁重，因此不適合在智能電網領域應用。
目前可以應用於智能電網領域的化學電源主要有鈉硫電池、液流電池和鋰離子電池。
鈉硫電池（NaS）是美國福特（Ford）公司於1967年首先發明公布的，它以金屬鈉爲負極，硫爲正極，陶瓷管爲電解質隔膜。在一定的工作溫度下，鈉離子透過電解質隔膜與硫之間發生可逆反應，形成能量的釋放和儲存，見圖2。鈉硫電池比能量高（理論比能量高達760Wh/kg）、可大電流充放電、使用壽命長（10～15年），是目前較經濟實用的儲能方法之一，主要應用目標是電站負荷調平、UPS應急電源及瞬間補償電源等領域。目前鈉硫電池技術領先的國家是日本，截至2007，日本年產鈉硫電池已超過100MW。2008年，日本二又風力發電站導入了NGK公司的17臺鈉硫電池系統，蓄電能力34MW，成功地抑制了最大功率爲51MW的風力發電設備的功率變動，實現了計劃性地進行功率輸出，爲實現風電的並網發電提供了基礎。2009年，我國上海硅酸鹽研究所成功研制了100kW級關鍵技術，成爲繼日本之後世界上第二個掌握大容量鈉硫單體電池核心技術的國家，所開發的鈉硫電池如圖3所示。但是鈉硫電池需要高溫350℃熔解硫和鈉，需要附加供熱設備來維持溫度，同時過度充電時很危險，因此在安全性和免維護性方面存在不足。
全釩液流電池的研究始於1984年澳大利亞新南威爾士大學的Skyllas-kazacos研究小組，它是一種基於金屬釩元素的氧化還原可再生燃料電池儲能系統，其工作原理示意圖見圖4。液流電池採用質子交換膜作爲電池組的隔膜，電解質溶液平行流過電極表面並發生電化學反應，通過雙電極板收集和傳導電流使儲存在溶液中的化學能轉換成電能。液流儲能電池系統的額定功率和額定容量相互獨立，功率大小取決於電池堆，容量大小取決於電解液，可以通過增加電解液的量或提高電解質的濃度來實現增加電池容量，通過更換電解液實現“瞬間再充電”。液流電池的理論保存期無限，儲存壽命長，無自放電，能100%深度放電而不會損壞電池。這些特點使得液流電池成爲儲能技術的首選技術之一。目前液流儲能技術已在美國、德國、日本和英國等發達國家示範性應用，我國目前尚處於研究開發階段。全釩液流電池的難點在於通常使用的總釩離子濃度低於2mol/L，導致比能量只有25～35Wh/kg，電解液儲槽大、較難管理，而且正極液中的五價釩在靜置或溫度高於45℃的情況下易析出五氧化二釩沉澱，影響電池的使用壽命。
相比較而言，鋰離子電池儲能則是目前儲能產品開發中最可行的技術路線。鋰離子電池具有能量密度大、自放電小、沒有記憶效應、工作溫度範圍寬、可快速充放電、使用壽命長、沒有環境污染等優點，被稱爲綠色電池。表1是鉛酸電池、鈉硫電池、液流電池和以鈦酸鋰爲負極的鋰離子電池的比較，可以看出，鉛酸電池的使用壽命較短，鈉硫電池的不足在於工作溫度較高，液流電池的能量密度較低，而以鈦酸鋰爲負極的鋰離子電池則顯示出綜合的性能優勢。
由於鈦酸鋰爲零應變材料，可以避免由於電極材料的來回伸縮而導致結構破壞，從而大幅度提高了鋰離子動力電池的使用壽命；並且由於鈦酸鋰具有較高的工作電位，即使過充電也很難在負極上形成鋰枝晶，從而大大提高了鋰離子動力電池的安全性。這些改進使得鋰離子動力電池在儲能領域的應用成爲可能，目前以鈦酸鋰爲負極的鋰離子動力電池儲能技術正成爲國內外競相開發的熱點。2008年，美國Altairnano公司開發出1MW鈦酸鋰儲能電池系統，經試運行表明可以輸出250kWh的能量，能量轉換效率大於90%。2010年，日本東芝（Toshiba）在年度經營方針會上宣布將採用鈦酸鋰負極材料開發儲能用超級鋰電池（SCiB），憑借高功率SCiB鈦酸鋰電池的成功商業化，預計東芝的SCiB儲能電池將會很快面向市場。國內中信國安盟固利動力科技有限公司經過5年的技術開發，於2010年開發出了儲能領域應用的35Ah電池，
該電池循環壽命已接近8000次，可以5C倍率充放電，安全性能優異，目前該公司正在與合作單位共同開發兆瓦級儲能系統，預計該產品2011年可以面向市場銷售。
除了以鈦酸鋰爲負極的鋰離子動力電池可以應用在儲能領域外，隨着磷酸鐵鋰正極材料的應用，傳統的碳負極鋰離子動力電池的壽命和安全性也得到較大提高，也可應用於儲能領域。2010年索尼推出了1.2kWh磷酸鐵鋰儲能電池模塊，具有最大2.5kW的輸出功率。但是目前磷酸鐵鋰電池還存在較嚴重的一致性問題，即使單體電池壽命可以達到2000次以上，電池成組後的壽命會大打折扣，並且磷酸鐵鋰材料的核心專利掌握在一些國際大公司手中，磷酸鐵鋰電池的生產將面臨專利糾紛問題。因此，目前鋰離子儲能電池產品中採用鈦酸鋰鋰離子電池進行儲能應該是最可行的技術路線。
3、其它儲能技術
超導電磁儲能是把電能轉化爲磁能儲存在超導線圈的磁場中，通過電磁相互轉換實現儲能裝置的充電和放電。由於超導狀態下線圈沒有電阻，因此超導儲能的能量損耗非常小。但由於超導狀態要求線圈處於極低溫度下才能實現，而低溫需耗費大量能源，且不易小型化，所以該項技術正處於研究開發階段。
相變儲能是利用某些物質在特定溫度下，通過相變來吸收或釋放能量，如冰蓄冷、水蓄熱儲能，可以應用於中央空調等領域，是一種新興的儲能技術。
鋰電池儲能——技術趨近成熟、成本總體降低
鋰離子電池是目前市面上最常見的儲能技術，廣泛應用於各種個人電子產品、行動裝置乃至於電動車之車載電池。通常說得的鋰電池指鋰離子電池，按照用途一般分爲儲能鋰電池和動力鋰電池。儲能鋰電池用於光伏或者UPS，內阻比較大，充放電速度較慢，一般爲0.5-1C，動力電池一般用在電動汽車上，內阻小，充放電速度快，一般能達到3-5C，價格比儲能電池貴1.5倍左右。
能量密度、功率密度，安全性能、充電時間、耐環境的高低溫是評估鋰電池性能的五大指標，目前我國在鋰電池技術上後四點已初步達標，但在能量密度上需要進一步精進工藝，等待進步。2017年3月1日，工信部、發改委、科技部和財政部四部委聯合印發了《促進汽車動力電池產業發展行動方案》，《方案》要求動力電池關鍵材料及零部件取得重大突破。到2020年，正負極、隔膜、電解液等關鍵材料及零部件達到國際一流水平，上遊產業鏈實現均衡協調發展，形成具有核心競爭力的創新型骨幹企業。該方案對於電池比能量的要求勢必會引發新一輪高能量密度材料熱潮。
目前大熱的鈦酸鋰材料也值得關注。它可以替代石墨作爲負極材料。雖然能量密度不高，但鈦酸鋰可以讓電池實現高倍率充放電，且安全性能優異，循環壽命長。據悉第四代高能量密度鈦酸鋰電池，與第三代相比成本下降40%，能量密度提高60%。預計，未來鈦酸鋰電池可能將與三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池形成三足鼎立的局面。
雖然鋰離子電池成本偏高是行業發展面臨的嚴峻挑戰，但許多企業一直致力於提高鋰離子電池的性價比。據分析，鋰電池的價格在17年第一、二、三季度都有少許漲勢，但總體而言，近年來隨着市場對鋰電池的需求持續擴大，鋰電池的大規模量產，其成本正在逐年下降，目前的價格而言足以被商業化開發並廣泛利用。
此外，動力鋰電池衰減到初始容量80%以下後，可以梯次利用到儲能領域，進一步降低了儲能鋰電池的成本。
技術壽命，政策決定市場
光伏技術經過長久的發展與進步，主體技術框架以及其經濟性已經被廣泛認可，在國家政策和市場的雙重助力下得到了較好的發展，與光伏技術不同，目前儲能技術還在持續突破的階段，國內外技術差距還有縮小的空間，有磷酸鐵鋰電池到三元鋰電池，再到目前較火熱的鈦酸鋰材料，技術的變革時刻影響着鋰電池的成本與產業鏈平衡，因此投資者在大批量投入生產時不得不面對技術更新換代的風險，一不小心就被甩了一個次元。
此外，不少企業仍在等待國家出臺補貼政策，如補貼光伏產業般對儲能行業進行大範圍補貼，因此還處於觀望的姿態，事實上，無論是否會有補貼，搶先投入市場的企業勢必會搶佔市場高地。
商業模式現狀：產業鏈閉環穩步前行
目前國家還沒有出臺任何對儲能行業的補貼政策，儲能行業近年內能否像新能源汽車一樣快速發展還不得而知，但優先進入市場的企業無疑會佔領市場高地並能更爲持續有效的發展，筆者認爲，能優先進入市場的企業無非三種：其中包括財力雄厚、類似萬達中集的商業巨頭，以及擁有核心技術的企業，最後便是擁有完整產業鏈的企業（擁有從光伏到儲能再到用戶側產品，實現全套供應、自產自銷，便可分攤儲能環節帶來的成本壓力）。
目前市場上出現的儲能企業多數爲合資公司，便是上述談到的第三種企業，合資、參股的方式可以充分發揮戰略合作雙方資源優勢，共享電池技術、儲能系統、銷售網絡等，共同將優勢技術用於儲能細分市場，LG化學、三星SDI、億緯鋰能、國軒高科均採用了這一方式。
合資、參股方式在實現全產業鏈生態系統布局方面有着重大意義，可在上遊自建或與材料企業合作建設保障原材料供應及降低採購和生產成本，並在下遊通過入股方式與整車企業實現大客戶綁定的戰略合作。進而成功構建了一個全產業鏈生態閉環系統，在降低成本、提升產品性能和整體競爭實力方面極大地加強了市場競爭優勢。從目前形勢可看出，衆多企業已經放眼於未來人類生活方式的巨大變革並解囊投資，未來將呈現更完善、多元的商業模式及發展戰略。
儲能技術的市場前景—鋰離子電池將成理想選擇
2009年中國（不含臺灣省）累計風電裝機容量25805.3MW。那麼，按國電的研究計算，我國儲能行業就蘊藏着約5161～7742MW的市場。到2020年，我國風電和太陽能裝機容量都將達到千萬千瓦級別，儲能電池的市場將達到700億元人民幣，儲能產品將成爲未來最值得投資與資金最富集的市場領域。
鋰離子電池是近10年高技術研究的最重要成果之一，代表着化學電源發展的最先進水平。由於這一新體系兼具高比能量、長循環壽命以及環境友好等顯著優勢，現已成爲各類先進便攜式電子產品的主要配套電源，在移動場合具有絕對的優勢，目前鋰離子電池的全球年需求量已達13億只，擁有每年270億美元的銷售額，毫無疑問是充電電池市場的主導者之一。隨着鋰離子電池新材料的研發、電池制作技術的創新以及衆多科研機構和企業的參與，鋰離子電池的性能正日益提高，電池成本日益降低，電池的安全性能也得到極大提高，鋰離子電池在電動汽車領域正逐步顯示出應用優勢。日本富士經濟認爲，鋰離子電池將在2011年開始逐步取代鎳氫電池，鋰離子電池作爲未來的主流技術路線不容置疑。隨着納米鈦酸鋰、納米磷酸鐵鋰等新材料的開發與應用，鋰離子電池將成爲清潔交通、光伏儲能等一系列重大高技術應用的理想選擇，目前中國國家電網公司正在積極開展10MW級鋰離子電池儲能系統的試驗項目，這將引發相關制造設備和廠房的新一輪投資，同時，衆多新進入鋰離子動力電池及材料的廠商將使相關領域的技術競爭更趨激烈，大容量鋰離子電池儲能電站將此基礎上逐漸興起。
