
储能温控价值量有望提升。
储能安全是系统性工程,更先进的消防设计往往与液冷系统相结合。液冷电池 PACK 普遍具备IP67 等高防护等级,得以满足簇级或者PACK级消防对于电池结构密封要求的提升;液冷储能系统普遍具备更高的集成度,采用非步入式结构,电池机柜间可采用防火隔板进行隔离,减少相互影响;更重要的在于,液冷系统可降低电芯之间的温差,使整个系统在适宜的温度工作,从源头上减少储能系统发生热失控的概率。

01
液冷系统更安全且度电成本更低
储能热管理主要分为风冷和液冷两条路径,液冷系统的综合性能更强。风冷即利用空气作为冷却介质对电池系统进行冷却,空气从电池一侧流入,流经电池内部后,由另一侧流出。由于流经前部电池组的空气积累了部分热量,会导致后部电池组的冷却效果变差。这一问题可通过改变空气流道的设计改善,但可能导致降低储能系统的能量密度。
液冷系统一般采用乙二醇水溶液作为冷却剂,冷却液流经集成在电池系统内部的液冷板,以降低电池温度。液冷系统可使电池之间的堆叠更加紧密以提高能量密度;并且具备更强的散热性能,降低电池温差,提升一致性水平,降低热失控风险。液冷技术此前在 SVG、数据中心、直流设备、电动汽车等领域已广泛使用,在储能领域的新应用也逐步成为市场的主流选择。
液冷系统具备更强的温度控制精度,进而延长电池寿命。综合各厂商的宣传口径,风冷机组可将储能系统内的温差控制在5-10℃左右,而采用液冷机组可将温差降低至2-3℃的水平,显著提高电池充放电过程中的均一性,并有望较风冷系统延长2年以上的电池使用寿命。
液冷系统具备更高的单舱能量密度,减少储能建设用地。我们统计了阳光电源和科华数能分别采用风冷和液冷方案的储能系统集成产品的参数,计算得到风冷产品的能量密度约为0.13-0.15MWh/m2,而液冷集成方案可提升能量密度50%以上至0.2-0.23 MWh/m2。同样电池能量条件下,液冷方案可较风冷减少约30%的占地面积。
液冷相较风冷具备更高的制冷效率(COP),可进一步小幅降低度电成本。液冷系统的制冷效率更高,同等制冷量条件下的耗电量更低,在环境温度分别为 35℃和45℃时,可分别较传统风冷系统提升28%和 33%的效率。
在一个 4MWh的集装箱储能系统中,当COP提升至 2.5时,温控系统耗电可大幅降低,相较风冷系统节省1.45 万元/年,约占年运营成本的1.45%(包括电池及其他设备折旧、人工以及财务费用等全部成本)。同时,液冷系统中的运动部件较风冷系统减少 90%以上,可减少故障点,降低设备维护费用。
液冷系统的优势最终体现在降低全生命周期的度电成本。由于储能温控设备在整个储能系统中的价值量占比较低,由风冷升级至液冷系统之后,建设成本的增加幅度小于系统循环寿命的提升幅度,根据科华数据、南都电源、天合储能等公司对于液冷新品的宣传,全生命周期的LCOS可降低15%-32%。

02
预计国内市场液冷渗透率快速提升
当前国内储能液冷渗透率较低,海外市场对液冷接受度较高。据GGII,2021年国内储能领域液冷温控渗透率仅为12%,预计2025年有望迅速提升至45%。海外市场缺乏统计数据,但从全球系统集成龙头 Fluence的产品结构变化可以看出液冷 渗透率快速提升的趋势。Fluence在2020年以前的集成产品均为风冷方案,2020 年后推出的新一代产品中,光伏配储和工商业储能产品提供风冷和液冷两种选择,电网级储能产品仅提供液冷配置。
液冷系统单位价值量显著高于风冷,不过在总成本中占比较低。整套液冷系统单位价值量约0.6亿元/GWh,风冷系统单位价值量约0.3亿元/GWh。据我们不完全统计,2022年国内储能系统采购中标均价为1.54元/Wh,因此储能液冷系统成本仅占系统采购成本的3.9%左右;风冷系统成本仅占系统采购成本的 1.9%左右。下游对于温控系统的价格敏感度相对较低。
近年国内厂商纷纷推出液冷产品,渗透率有望快速提升。国内厂商中,宁德时代和比亚迪率先针对海外市场需求,于2020年推出了液冷集成产品;2021-2022年,各主流系统集成商纷纷跟进,推出了凝聚最新设计理念和技术实力的液冷方案产品,强调新品的高安全、高能量密度、长寿命、低度电成本的特性。我们认为随着国内集成商在液冷领域的布局持续推进,重点示范项目开始采用液冷系统,国内储能项目商业模式逐渐跑通,性能更优异的液冷方案渗透率有望快速提升。
预计2026年储能温控行业市场空间达到167.1亿元,2022-2026年CAGR为89.2%。我们认为,随着全球范围内储能装机高速增长,中国系统集成商在海外市场市占率不断提升,储能温控供应商有望通过对集成商的深入绑定进入海外市场,并有望通过拓展海外集成商客户加快出海进程。另外,由于液冷渗透率提升已基本成为行业共识性趋势,储能温控单位价值量可进一步提高,使得储能温控行业获得高于储能 行业本身的市场空间增速。

03
供应链垂直整合构成核心竞争力
储能温控厂商多为相近赛道跨界而来,行业格局尚不稳定。当前储能温控厂商主要来自数据中心温控、工业冷却设备和车用热管理领域,各自的先天优势有部分差异。一般而言,数据中心温控设备企业此前在风冷领域技术积累更多;工业冷却设备企业此前对于液冷技术的应用更多;而动力电池热管理企业此前与电池厂商的绑定相对更深入。目前储能温控市场空间相对较小,液冷方案在国内刚刚起步,且行业具备较强的定制化属性,竞争格局尚不明确,需关注温控厂商与头部系统集成商的配套关系。
液冷系统中价值量最高的环节为液冷主机和液冷板。从液冷系统的成本结构来看,液冷主机约占57%,液冷板约占16%,分配管路约占10%,干冷器/蒸发冷却器等冷源约占8%,输入电源约占 2%,其他成本约占7%。
对于供应链的垂直整合能力构成温控企业核心竞争力。由于液冷技术此前在其他领域的发展相对成熟,我们认为储能温控企业的主要竞争优势将体现在产品定制能力、成本控制能力以及对大客户的绑定;而以上优势的核心来源是企业对于自身供应链的垂直整合能力。
以液冷板为例,部分温控企业自身并不具备液冷板生产能力,并且由于液冷板与电池包的集成度较高,电池厂商也不会轻易将电池设计参数提供给新接触的温控厂商,而与已经展开合作的供应商之间黏性更大。


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编辑整理 | 光伏储能网
