吳憨子：一文讀懂千億儲能市場，國產(chǎn)溫度傳感器機(jī)遇何在？

一、儲能迎歷史機(jī)遇，溫控保駕護(hù)航溫控提高電池安全性，解決儲能后顧之憂 在新型電力系統(tǒng)中，從供給側(cè)看，新能源逐漸成為裝機(jī)和電量主體；從需求側(cè)看，終端能源消費(fèi)高度電氣化、電力“產(chǎn)消者”大量涌現(xiàn)。從整體系統(tǒng)看，電力系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理發(fā)生深刻變化：由于新能源發(fā)電具有隨機(jī)性、波動性，無法通過調(diào)節(jié)自身出力適應(yīng)用戶側(cè)需求變化，傳統(tǒng)的“源隨荷動”模式將不再適用于新型電力系統(tǒng)，必須通過儲能等措施，依靠源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)互動，實(shí)現(xiàn)電力供需動態(tài)平衡。

全球電化學(xué)儲能高速增長。2021 年全球累計(jì)裝機(jī)量為 24.4GW，為 2017 年的 8.4 倍；2021 年全球新增裝機(jī)量為10.2GW/yoy+117%，高增長態(tài)勢仍在持續(xù)。

鋰電池安全性、容量衰減受溫度影響較大。鋰電池最佳溫度區(qū)間為 10-35℃，過度的高低溫均會對鋰電池壽命、安全性產(chǎn)生影響。持續(xù)的高溫環(huán)境下，鋰電池內(nèi)部的 SEI 膜首先分解，隨后負(fù)極材料與電解液產(chǎn)生反應(yīng)、隔膜熔融，最終正極材料及電解液發(fā)生分解。 電池的這些變化會導(dǎo)致鋰離子通道發(fā)生閉塞，引起正負(fù)極直接接觸、短路，從而放出大量熱。 此外，這些材料分解的過程中還會產(chǎn)生大量氣體和熱量，電池內(nèi)部壓力迅速增加，從而發(fā)生如電池鼓包、破裂、泄壓閥破裂、鋁箔熔化等熱失控現(xiàn)象。熱失控一旦發(fā)生，電池內(nèi)部溫差可達(dá)520℃，對安全性帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 ——高溫會導(dǎo)致電池內(nèi)阻增加、活性材料和有效鋰離子流失，進(jìn)而降低電池容量。而在低溫環(huán)境下，電池負(fù)極會析鋰形成鋰枝晶，嚴(yán)重時刺穿 SEI 膜，影響安全性。 ——低溫會導(dǎo)致電解液凝固，阻抗增加，進(jìn)而降低電池容量，磷酸鐵鋰電池容量保持率在 0 ℃下為60%-70%，在?20 ℃時降低至 20%-40%。 （資料來源：《鋰離子電池低溫特性研究進(jìn)展》） 除溫度外，電池間溫差亦會對電池性能產(chǎn)生影響。電池使用過程中，負(fù)荷變化會引起電流波動起伏，進(jìn)而引起電池組生熱不均勻。電池組往復(fù)使用后，各單體電池的老化程度會有所不同，導(dǎo)致木桶效應(yīng)。為達(dá)到電池一致性要求，單體電池溫差需小于 5℃。

溫控保障鋰電在最佳溫度區(qū)間工作，降低電池間溫差，重要性凸顯。通過應(yīng)用溫控系統(tǒng)，儲能電池可在 10-35℃最佳溫度區(qū)間工作，且電芯間溫差可控制在 5℃以內(nèi)，可最大程度避免熱失控、容量衰減。 相較電動汽車，儲能系統(tǒng)由更多電池單體連結(jié)而成，故發(fā)生熱失控概率更高，對安全防護(hù)提出更高要求。根據(jù)清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院，電池?zé)崾Ц怕蕿?1-（1-P）n，P 為單體電池?zé)崾Ц怕剩琻 為電池?cái)?shù)量。 對于動力/儲能電池，P 約為 10-7，假設(shè)電動汽車單車含100 節(jié)電池，儲能電站含 100000 節(jié)，則根據(jù)公式，二者發(fā)生熱失控概率分別為 10-5、10-2，儲能電站發(fā)生熱失控概率達(dá) 1/100 量級，對熱管理提出更高要求。

高倍率、長時間充放電增大放熱量，溫控重要性愈發(fā)顯著。電化學(xué)儲能包括能量型與倍率型儲能，前者需滿足長時間放電需求，主要應(yīng)用于能量時移；后者則需具備瞬時高功率輸出能力，主要用于電力系統(tǒng)調(diào)頻。 現(xiàn)階段，風(fēng)光發(fā)電占比不斷提升，電力系統(tǒng)對調(diào)峰、調(diào)頻均有更高需求。因此，能量型儲能愈發(fā)長時化，倍率型儲能需具備更高功率。在相同溫度下，儲能功率越高、放電時間越久，其儲能系統(tǒng)放熱量越高。因此，在長時儲能、高倍率儲能應(yīng)用增多的背景下，儲能溫控重要性愈發(fā)顯著。 風(fēng)冷主導(dǎo)存量市場，液冷加速滲透儲能溫控主要包括風(fēng)冷、液冷、熱管冷卻、相變冷卻等技術(shù)。 其中，風(fēng)冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、壽命長、成本低、易于實(shí)現(xiàn)，是目前國內(nèi)主流技術(shù)路徑。液冷系統(tǒng)散熱效率高、散熱速度快，在高倍率、高容量場景下優(yōu)勢凸顯，故全球儲能系統(tǒng)正呈現(xiàn)液冷加速滲透，取代風(fēng)冷的趨勢。 相變冷卻與熱管冷卻目前實(shí)際應(yīng)用較少，尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，故本文主討論風(fēng)冷、液冷技術(shù)趨勢。

▲20℃條件下放熱量與放電功率的關(guān)系；1℃條件下放熱量與放電時間的關(guān)系 綜合來看，良好的溫度控制可有效減緩電池容量衰減、防止電池?zé)崾Э?，對電化學(xué)儲能當(dāng)前兩個最大的痛點(diǎn)，即度電成本與安全性，均有積極作用，重要性凸顯。未來，高容量、高倍率儲能應(yīng)用增多，將對溫控提出更高要求，其應(yīng)用必要性將愈發(fā)突出。

▲儲能溫控技術(shù)分類

▲溫控技術(shù)對比 液冷能耗低、電池壽命長，具更低 LCOE，正加速滲透。為達(dá)到相同電池平均溫度，風(fēng)冷需比液冷高 2-3 倍能耗，而相同功耗下電池包的最高溫度，風(fēng)冷比液冷要高 3-5 攝氏度。（根據(jù)埃泰斯新能源實(shí)驗(yàn)） 此外，根據(jù)陽光電源，其液冷系統(tǒng)可更好地控制電池間溫差，從而解決電池一致性問題，其液冷儲能可將系統(tǒng)壽命延長 2 年以上。綜合說，液冷具有更高的散熱效率與散熱速度，并且可以更好的控制電池間溫差，因此，其能耗更低、系統(tǒng)壽命更長，從而協(xié)助儲能系統(tǒng)降低全生命周期成本。

▲液冷溫控電池一致性更佳 液冷加速滲透趨勢明顯。目前，國內(nèi)主流系統(tǒng)集成商均已推出液冷系統(tǒng)解決方案，印證其日益旺盛的需求。此外，國內(nèi)部分項(xiàng)目在招標(biāo)時指定儲能系統(tǒng)需配備液冷溫控，如淮北皖能儲能電站一期、寧夏穆和儲能電站等。

目前，國內(nèi)儲能以風(fēng)冷為主，而美國等成熟市場有較高比例液冷應(yīng)用。美國儲能已形成自發(fā)性需求，利用率高，運(yùn)營商更多考慮安全性、全生命周期成本。未來，隨著全球儲能利用率提升，液冷將加速滲透。 【儲能溫控產(chǎn)業(yè)鏈】上游：各種核心部件，包括風(fēng)冷核心部件和液冷核心部件；壓縮機(jī)上市企業(yè)包括四川長虹、長虹華意等，換熱器企業(yè)包括三花智控、雙良節(jié)能等，液冷板企業(yè)包括東山精密、盾安環(huán)境等； 中游：風(fēng)冷系統(tǒng)和液冷方案；企業(yè)主要為英維克、申菱環(huán)境、同飛股份、高瀾股份、松芝股份、奧特佳、寧德時代、海亮股份、龍?jiān)措娏Α|緯鋰能、巨化股份、三花智控、當(dāng)升科技、中鼎股份、安克創(chuàng)新、盾安環(huán)境等。 下游：儲能電池廠商、儲能系統(tǒng)集成廠商。

上游分析1.壓縮機(jī) 空氣壓縮機(jī)作為一種重要的動力提供設(shè)備，廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)領(lǐng)域。隨著我國持續(xù)加大推動工業(yè)化轉(zhuǎn)型升級力度，工業(yè)快速發(fā)展的前進(jìn)勢頭仍將持續(xù)，壓縮機(jī)將得到進(jìn)一步發(fā)展。 近年來，中國空氣壓縮機(jī)市場規(guī)模保持增長趨勢，從2016年的491.7億元增長至2020年的583.4億元，年均復(fù)合增長率為4.4%。未來我國空氣壓縮機(jī)市場規(guī)模平均增速可保持在3%左右，預(yù)計(jì)2022年市場規(guī)模將達(dá)到627.7億元。

2.換熱器 隨著節(jié)能意識逐漸深入各個行業(yè)，換熱器市場潛力巨大，部分換熱器生產(chǎn)企業(yè)紛紛加大換熱器產(chǎn)品布局，提升生產(chǎn)能力。 數(shù)據(jù)顯示，我國換熱器行業(yè)市場規(guī)模由2019年的1168億元增至2021年的1426億元，年均復(fù)合增長率10.5%。預(yù)計(jì)2022年換熱器行業(yè)市場規(guī)模將達(dá)1779億元。

3.重點(diǎn)企業(yè)分析

中游分析1.市場規(guī)模 在“雙碳”戰(zhàn)略下，儲能產(chǎn)業(yè)熱度持續(xù)高漲，多項(xiàng)政策支持儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在政策降本增效要求驅(qū)動下，儲能溫控全市場價(jià)值量有望持續(xù)提升。

預(yù)計(jì)2021年儲能溫控行業(yè)市場規(guī)模約為24.7億元（包括出口），2022-2025年中國儲能溫控市場規(guī)模將從46.6億元增長至164.6億元，CAGR為52.3%，未來行業(yè)空間較為廣闊。 2.市場結(jié)構(gòu) 常見的溫控方案主要為氣冷（小功率、小項(xiàng)目）與液冷（大功率、大項(xiàng)目）兩種，后者由于液體高冷卻均勻性、高比熱容、和高導(dǎo)熱系數(shù)，從而更適用于大型集裝箱集群儲能系統(tǒng)，但系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)要求高，具備更高的進(jìn)入壁壘。目前液冷占比較少，2021年約為12.1%。

3.液冷溫控（1）市場規(guī)模 液冷則擁有散熱效果好，冷卻速度快且占用空間小等優(yōu)點(diǎn)。目前，各大電池廠已紛紛布局液冷產(chǎn)品。預(yù)計(jì)液冷2021年體量約在3億元左右，2025年市場規(guī)模將達(dá)74.1億元，體量將是2021年的24.7倍之多。

（2）滲透率 未來隨著充放電倍率的提升、中高功率儲能產(chǎn)品的普及，液冷技術(shù)的滲透率也將逐漸提升，液冷溫控滲透率有望由2021年的12%提升至2025年的45%。

4.重點(diǎn)企業(yè)分析 目前，儲能溫控行業(yè)處于發(fā)展初期，行業(yè)壁壘較高，市場參與者主要包括數(shù)據(jù)中心溫控設(shè)備企業(yè)（風(fēng)冷為主）、工業(yè)冷卻設(shè)備企業(yè)（液冷為主）、汽車零部件企業(yè)三類企業(yè)，已初步形成以英維克、申菱環(huán)境、高瀾股份為行業(yè)龍頭企業(yè)的市場競爭格局。

5.企業(yè)熱力分布圖

下游分析1.儲能電池廠商 電化學(xué)儲能的實(shí)現(xiàn)靠儲能電池實(shí)現(xiàn)，儲能電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2018—2020年，我國儲能電池行業(yè)發(fā)電側(cè)裝機(jī)量不斷增長，由28.1%提升至60.2%，而用戶側(cè)的裝機(jī)份額呈現(xiàn)下降趨勢，2020年用戶側(cè)儲能電池裝機(jī)占比僅為2%。

預(yù)計(jì)2022年發(fā)電側(cè)裝機(jī)份額將達(dá)72.0%，電網(wǎng)側(cè)裝機(jī)份額將達(dá)27.4%，用戶側(cè)裝機(jī)份額將達(dá)0.6%。 2.儲能系統(tǒng)集成商 儲能系統(tǒng)競爭格局未定，電池廠、逆變器廠商、電站廠商均進(jìn)入儲能系統(tǒng)競爭。國內(nèi)裝機(jī)規(guī)模排名靠前的儲能系統(tǒng)集成商中，除陽光電源和海博思創(chuàng)外，主要是來自電力行業(yè)的企業(yè)。

二、儲能溫控產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)概念股 儲能溫控系統(tǒng)為儲能電池提供熱管理服務(wù)，通過接收來自BMS提供的電池控制信息，以維持電池工作溫度在合理范圍內(nèi)（10-35℃），實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，價(jià)值量占儲能系統(tǒng)集成的3%-4%。儲能溫控在儲能系統(tǒng)中不可或缺，若溫度控制失當(dāng)，過高或過低的溫度刺激均可能造成容量與壽命衰減，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致短路并引發(fā)安全事故，今年以來全球已發(fā)生多起儲能系統(tǒng)起火的情況。 目前儲能溫控系統(tǒng)的技術(shù)路線可分為四類：（1）空氣冷卻，以空氣為介質(zhì)，通過空氣對流實(shí)現(xiàn)熱交換； （2）液體冷卻，以液體為冷卻介質(zhì)，既可以通過液體與電池直接接觸換熱（直接接觸型），也可以通過冷卻管中液體流動換熱（間接接觸型）； （3）熱管冷卻，利用壓差及多孔材料的毛細(xì)力實(shí)現(xiàn)非重力方向的熱傳導(dǎo)； （4）相變冷卻，通過無機(jī)或有機(jī)相變材料，在溫度不變的情況下通過物理狀態(tài)的改變來實(shí)現(xiàn)放熱或吸熱。 目前來看，空氣冷卻方案較為成熟，憑借較低的投資成本、簡單的結(jié)構(gòu)以及安裝的便捷性占據(jù)主流地位；液冷方案與空氣冷卻相比制冷效率更高，冷卻均勻性更好，散熱效果更佳；熱管與相變技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，不夠成熟。 將儲能重要應(yīng)用場景分為新能源發(fā)電配儲、電力輔助服務(wù)以及基站配儲三方面，測算2025年儲能溫控需求超百億，對應(yīng)2021-2025年CAGR達(dá)65%。 目前儲能溫控行業(yè)仍處于行業(yè)發(fā)展初期，但其較為廣闊的空間以及高成長性吸引了多方企業(yè)的入局。 目前儲能溫控的參與者可以大致分為三類：（1）傳統(tǒng)工業(yè)溫控企業(yè)，憑借在水冷設(shè)備中的技術(shù)積累，切入儲能溫控壁壘較低，技術(shù)同源，代表企業(yè)為同飛股份、高瀾股份； （2）精密溫控企業(yè)，在數(shù)據(jù)中心溫度控制方面經(jīng)驗(yàn)豐富，集裝箱儲能與數(shù)據(jù)中心溫控相似性較高，有望實(shí)現(xiàn)技術(shù)外延，代表企業(yè)有英維克、申菱環(huán)境； （3）汽車電池?zé)峁芾砥髽I(yè)，鋰電池溫控技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)積累豐富，代表企業(yè)松芝股份、奧特佳。綜上可以看到，目前儲能溫控市場的參與者大多為具有相似技術(shù)企業(yè)，這些企業(yè)進(jìn)入壁壘較低，有望取得先發(fā)優(yōu)勢，共同推動行業(yè)的高速發(fā)展。 三、儲能溫控與溫度傳感器1、溫度傳感器在儲能溫控上的應(yīng)用 “溫度傳感器在儲能應(yīng)用，主要有家庭及工商業(yè)儲能、通信儲能、電網(wǎng)級箱式儲能。我們目前還沒介入這塊業(yè)務(wù)?！比A工高理告訴溫度傳感器研究員，“這塊業(yè)務(wù)單體需求量少，無法滿足我們規(guī)模化的要求。

▲特普生箱式儲能CCS-螺絲固定方案 “我們特普生溫度傳感器，用在家庭及工商業(yè)儲能、通信儲能、電網(wǎng)級箱式儲能的比較多。”特普生說，“我們2022年推出來儲能CCS電池模組溫度/電壓采集方案，用家庭/工商業(yè)儲能CCS、通信儲能CCS、箱式儲能CCS來解決對應(yīng)不同儲能溫度采集問題。CCS(Cells Contacting System)， 即線束板集成件、采集集成件、總成或線束隔離板。儲能CCS，安裝在電池包上，形成一套電池模組。

▲特普生家庭/工商業(yè)儲能CCS-FPC方案 “我們儲能CCS，通過銅鋁巴，實(shí)現(xiàn)電芯串并聯(lián)，輸出電流；采集電芯電壓；采集電芯溫度。我們有螺絲固定方案、激光焊接方案、超聲焊接方案、FPC方案?！?/p>

▲特普生通信儲能CCS-激光焊接方案 2、溫度傳感器在儲能銷售渠道上的應(yīng)用 溫度傳感器公司的銷售團(tuán)隊(duì)，要判斷自己的產(chǎn)品優(yōu)勢，符不符合電網(wǎng)級儲能客戶，也要判斷有沒有團(tuán)隊(duì)深耕細(xì)作于電網(wǎng)、電網(wǎng)級儲能產(chǎn)業(yè)，如果有，那就搭建“電網(wǎng)行業(yè)溫度傳感器銷售小組”，拓展涉足發(fā)電端、輸電端、配電端的產(chǎn)品廠家，很多產(chǎn)品用得上溫度傳感器。也要深耕電網(wǎng)級儲能行業(yè)，另外，儲能溫控廠家也是溫度傳感器的重要目標(biāo)客戶！

（儲能溫控產(chǎn)業(yè)鏈） 多方勢力逐鹿儲能溫控市場。大致將目前儲能溫控市場的參與 者分為數(shù)據(jù)中心溫控廠商、工業(yè)領(lǐng)域溫控廠商以及車用熱管理廠商三大類。

（儲能溫控市場） 最后，需要特別提醒的是，為電網(wǎng)級儲能提供溫控設(shè)備與方案的公司，也是溫度傳感器的客戶！

作者簡介

吳憨子：傳感器應(yīng)用營銷老師。投資及擔(dān)任森霸傳感、特普生傳感應(yīng)用營銷顧問，歡迎交流傳感器應(yīng)用與投融資，微信：mckinsin

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審核編輯黃宇