近年来，随着“碳中和”顶层设计逐步完善，我国能源结构向新兴低碳清洁能源调整已成明确趋势，对于能源结构转型带来的一系列挑战，储能行业面临前所未有的机遇。如果把电比作水流，电网就是水网，而储能就是不可或缺的湖泊，在其中起到蓄水调节的作用，失去湖泊的水系不受控制，失去储能的电力也无法被高效利用。
在此背景下，CIC灼识咨询发布《2023中国储能行业蓝皮书》，从中国储能行业政策机遇、行业现状、产业链构成、市场规模、增长趋势、竞争格局等方面进行分析，并对商业储能系统做了着重探讨。
“碳中和”自2020年提出后已成为我国长期发展战略规划，2030年碳达峰，2060年碳中和，以新兴低碳清洁能源作为电力供应核心的能源结构成明确趋势 。随着顶层设计逐步完善，实施规划逐步落地，我国新能源装机总量占比将不断攀升。根据碳达峰和碳中和的目标，预计至2030年碳达峰时，新能源装机总量占比将达到53%，超过传统能源；至2060年碳中和时，新能源的装机总量占比将达到87%，成为最主要的电力来源。资料来源： 全球能源互联网发展合作组织，CIC灼识咨询然而能源结构转型并非易事，那么其中的挑战在哪里呢？首先，由于风电和光伏日内分布的不稳定性和随机性，其供电过程存在波动性和间歇性；其次，风能、光伏的地区分布不均使我国部分地区的供电远超其消纳能力，存在弃风、弃光现象；另外，单体用电分布零散且不规律的居民及第三产业用电增加导致了负荷波动问题。上述问题的解决均有赖于储能系统，储能就是连接发电和用电两端的蓄水池，将分布于电网的各个环节和区域。它不仅能够通过负反馈调节平抑新能源并网的波动性、存储超发电量以缓解调峰压力；还能有效应对尖峰供电，节省电网投资；也能提供电网惯量支撑，对新能源发电较差的调频能力予以弥补。因此，储能是能源结构转型的必需品，行业将迎来历史性发展机遇。 储能行业按照用户类型划分，可以划分为商业储能以及户用储能。商业储能指大型工商业用户侧储能系统，可在发电侧和电网侧进行表前储能，也可在工业园区、商业楼宇进行工商业表后储能，为大型用户调峰调频，提供与储存电力，电池巨头如宁德时代等均对此有重点布局。户用储能指小型用户侧储能系统，主要与户用光伏配合安装，多为表后的家庭及便携储能，为小型用户提供与储存电力，例如特斯拉的Powerwall产品。按储能技术来看，目前主要储能技术为机械类储能。电化学储能因其储能响应速度快、环境适应性强、可进行双向调节和分散配置的特点，从而越来越多地投入到应用中。其中锂电池是目前主流，钠离子电池及液流电池技术是目前行业研发的焦点。对于商业储能需求，目前主要指电池技术，整体的商业储能方案按阶段可细分为包括核心储能系统硬软件方案的商业储能解决方案，储能站整体安装、建设服务，和储能站运营、管理及维护服务。其中储能解决方案主要要由储能系统集成产品以及储能系统管理软件组成，由储能设备提供商提供储能系统中某个或多个硬件设备，储能系统平台提供商提供能量管理系统平台(EMS)、用量监控等软件系统，最终根据不同场景需求将微电网内各部分连接在一起形成整体系统。储能系统集成产品往往与电网配套，以集装箱作为载体，在其中组装了电池系统、能量管理系统(EMS)、电池管理系统(BMS)、变流器系统(PCS)、温控系统、消防系统等，通常我们按其分布方式和温控系统形式以进一步细分。储能系统按其分布方式可进一步划分为集中式储能系统和分布式储能系统，两种储能系统都由电池串联形成电池簇，其核心差异在电池簇的连接方式及与逆变器和电网的交互方式不同，以及所用PCS方案不同。集中式储能系统的电池簇直接并联形成电池堆，然后通过集中式逆变器和电网交互。使用集中式PCS方案，具有控制简单，可服务于大规模、大功率、长时间供电场景的优点，但多组电池并联可能会引起电池簇之间功用不均衡的问题。这种方案主要适用于大型风光电站、电网侧独立储能电站等大型应用场景。分布式储能系统的电池簇则单独通过逆变器与电网交互，且直流侧不并联，交流侧并联，两侧分开控制，使用组串式PCS。具有安装地点灵活、投资压力小、线路损耗少的优点，但支持功率较小，容量一般小于10MWh，对软件系统技术有着更高的要求。这种方案主要适用于小型工商业、光储充电站等小型应用场景。储能系统还可按其温控系统差异可分为风冷式储能系统和液冷式储能系统，核心差异在于电池侧冷却介质的不同。风冷式储能系统具有便于安装、初期投入低、无火灾爆炸等风险的优点，但占地面积大，同时电池间温度不均可能有损电池寿命。液冷式储能系统材料贵、工艺复杂、初期投入大，存在一定运维成本，但占地面积小、散热效率高且均匀、电池寿命长、功耗低，长期更具经济优势。储能系统软件产品主要包括能量管理(EMS)、电池管理(BMS)、用量监控等管理软件和系统。
1.储能能量管理系统(EMS)：储能系统的整体决策系统
储能能量管理系统平台作为储能系统配套的信息管理系统之一，具备全面的设备监控分析功能及运维管理功能，通常包含用户终端、应用层及信息层及链接整体储能系统中的通讯层及设备层。
EMS通过通讯层将设备层状态和数据传导至信息层的数据库系统和作业调度系统，进行数据处理、存储，应用层再根据信息提供多种服务，以便储能站人员通过终端监控与操作系统。EMS可以帮助储能站进行数据统计，极大的提升运维效率；储能站通过EMS搭配调度中心，直接参与电网调度、虚拟电厂调度、“源网荷储”互动。
2.电源管理系统(BMS)：为储能站实现智能化管理
BMS是配合监控储能电池状态的系统，是电化学储能系统的核心软件之一。储能BMS相对较庞大，一个完整的储能系统BMS由BMS从控单元采集单体电池信息，经CAN集中到电池主控单元，再由总控单元对整个储能电池堆进行集中管理，通过显示终端受用户控制。
资料来源：CIC灼识咨询
BMS最核心的功能包括测量和估算电池参数、通过均衡技术管理和解决电池的不一致性、根据不同故障等级采取措施保护电池以及与其他系统通信。BMS可经以太网与PCS、EMS、温控、消防系统全面链接，进行信息交互，为储能站实现智能化管理。
对于下游不同场景需求，商业储能系统在市场上体现的价值也有所不同。商业储能三大核心应用场景为发电侧、电网侧以及工商业储能。在发电侧场景可用于可再生能源并网，稳定电力输出，协助二次调频；在电网侧场景用于辅助供需实时平衡，输配电扩容升级，及减少电网阻塞；在工商业储能场景用于电力自发自用，峰谷差价套利，及提升供电可靠性。为适配不同应用场景，典型储能系统解决方案包括交流耦合储能方案、直流耦合储能方案以及分布式储能方案，可覆盖应用场景包括大型风光电站、大型光伏电站、小型工商业、光储充电站等。其中交流耦合储能方案属于集中布局储能系统，易于运行管理和电网调度，灵活度较高，更适用于日间负载较多夜间负载较少的区域；直流耦合储能方案能量损耗低，设备投资少，与交流耦合方案相反，适用于负载日间少夜间多的区域，且当负载较小而储能已满时，组件可以向电网供电。而分布式储能方案接入位置灵活，既可以与外部电网并网运行，也可独立运行，是能源系统的必要辅助。其模块化储能系统对于不同场景具有适配性。随着电力市场的逐渐完善，储能相关技术持续发展，同时上下游产业链配套日趋完善，储能市场预计仍将保持快速增长，中国储能市场潜力巨大。2016-2021年中国电化学储能市场规模CAGR达82.8%，当前市场以发电侧场景为主。市场中主要有三类企业提供储能系统解决方案。第一类是依托储能系统集成产品厂商，他们以储能系统构成器件的研发作为企业核心驱动力，往往是两类核心器件电池和PCS的研发商，以此为基础提供储能系统解决方案。他们的产品在储能系统中价值量占比高，因此竞争也相对激烈，巨头林立，各企业通过核心技术巩固护城河，研发投入雄厚。这类代表性企业有宁德时代、阳光电源等。第二类是储能数字化企业，他们往往专注于储能系统的数字化和智能化，提供储能系统软件产品。他们通过研发专业能源数字化产品，并可与硬件集成，形成智能化解决方案，适应多种应用场景，满足客户差异化需求，从而实现电网真正的数字化、智慧化。这类典型的企业有美克生能源、乐驾智慧能源、昇科能源、轻舟能科等。第三类是储能系统安装建设企业，各级承包商依托储能系统安装建设，通过中标后与其他企业协同完成整体解决方案，全程参与方案的实际落地建设乃至后续现场运维环节，例如中国电建、中国能建等。依托储能产业链中不同环节，乘“双碳”政策东风，一大批新型储能势力获资本青睐，融资市场百舸争流。