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2022年储能热管理与消防系统行业驱动因素及市场规模分析报告(45页).pdf

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2022年储能热管理与消防系统行业驱动因素及市场规模分析报告(45页).pdf

1、2022 年深度行业分析研究报告 内容目录 一、储能行业简述.6 1.1 储能技术路线丰富,应用领域范围广泛.6 1.2 电化学储能的产业链概述与系统组成.9 1.3 电化学储能的热管理与热失控.11 二、储能热管理行业简述.14 2.1 热管理技术现有技术概况.14 2.2 热管理技术原理及系统组成.15 2.3 储能热管理目前以风冷为主,液冷渗透率有望不断提高.18 2.4 热管理在其他领域的应用介绍.20 三、消防系统行业简述.23 3.1 消防行业整体市场规模近万亿,市场竞争格局较为分散.23 3.2 储能电站消防系统及布局.26 3.3 储能行业消防报警系统.27 四、驱动因素及市场

2、规模.28 4.1 能源问题推动储能向前发展.28 4.2 单站规模大型化趋势明显.28 4.3 电化学储能新增装机规模持续提升.29 4.4 电源侧强制配置储能,电力改革不断深化.30 4.5 政策支持独立储能模式发展.31 4.6 储能热管理和消防系统市场规模测算.32 五、投资建议.34 5.1 英维克:温控行业龙头,储能业务实现高速增长.34 5.2 高澜股份:水冷领域领跑者,业务扩张加速.37 5.3 同飞股份:下游应用领域广泛,满足各行业温控需求.39 5.4 青鸟消防:推进储能消防项目,巩固消防龙头地位.41 5.5 国安达:灭火系统领跑者,储能产品有望放量.42 图表目录 图

3、1:储能技术分类.6 图 2:储能主要应用场景.7 图 3:储能形式转换示意图.8 图 4:储能系统的优势.8 MAhYcZjZLWnNoOrO7NbP8OnPqQoMoMjMqQsNlOmOqO7NqQvNNZmOvMxNtQsN 图 5:不同电源出力特征对比.9 图 6:调节能力随新能源渗透率提高的变化趋势.9 图 7:储能产业链.9 图 8:储能电站组成.10 图 9:储能电站预制舱.10 图 10:温度对液态锂离子电池性能的影响.11 图 11:不同放电倍率下电压和表面温升的拟合结果.11 图 12:锂电池组分材料的热失控反应机理.12 图 13:锂电池储能系统安全事故诱发因素及其交互

4、关系.12 图 14:储能系统成本拆分.13 图 15:空气冷却结构.14 图 16:液体冷却结构.14 图 17:相变材料冷却结构.15 图 18:热管冷却结构.15 图 19:电池簇(左)和电池模组(右)内部气体流向.15 图 20:分层式风道示意图.15 图 21:电池模组结构及模型简化示意图.16 图 22:不同流道结构冷却板示意图.16 图 23:冰川相变冷却系统原理.17 图 24:相变冷却热管理.17 图 25:热管工作原理示意图.17 图 26:热管式电池冷却系统结构图.17 图 27:风冷(左)和液冷(右)下电池包温度分布情况.18 图 28:风冷(绿)和液冷(红)的功耗情况

5、.18 图 29:液冷系统成本结构.19 图 30:全球新能源汽车销量预测.20 图 31:热管工作原理示意图.20 图 32:全球快充桩数量.20 图 33:2016-2022 年中国数据中心市场规模统计(单位:亿元).21 图 34:数据中心能耗结构图.21 图 35:我国累计 5G 基站数量.22 图 36:三家运营商基站功耗统计表.22 图 37:风冷与液冷节电对比.22 图 38:智慧消防产业链.23 图 39:智能消防系统.23 图 40:消防市场规模.24 图 41:消防市场产业链分拆.24 图 42:消防产品销售模式.25 图 43:电池储能消防系统组成图.26 图 44:储能

6、电站报警系统.28 图 45:灭火控制原理图.28 图 46:全球电力装机结构发展趋势.28 图 47:全球电力发电量结构发展趋势.28 图 48:2021 年中国新增市场各应用场景功率装机(MW)和装机个数.29 图 49:2013-2021 年全球锂离子电池包成本.30 图 50:2016-2021 年全球电化学储能累计和新增装机规模.30 图 51:2017-2021 年中国电化学储能市场新增装机规模.30 图 52:中国储能技术装机功率比例.30 图 53:我国电力能源结构.31 图 54:电池储能提供的服务项目.32 图 55:应用价格体系下的盈利模式.32 图 56:英维克产品结构

7、(2021 年).34 图 57:英维克产品结构(2021 年).35 图 58:英维克以需求为导向的平台化研发体系.36 图 59:英维克总营业收入及储能营收.37 图 60:英维克温控解决方案.37 图 61:高澜股份主营构成(2021 年).38 图 62:高澜股份新能源汽车业务收入.38 图 63:高澜股份部分客户.38 图 64:同飞股份主营构成(2021 年).39 图 65:同飞股份储能行业主要产品.40 图 66:同飞股份部分客户.40 图 67:同飞股份解决方案.41 图 68:青鸟消防产品体系.42 图 69:青鸟消防品牌矩阵.42 图 70:青鸟消防产品认证.42 图 7

8、1:产品认证逐渐覆盖全球市场.42 图 72:国安达部分产品.43 图 73:国安达智能灭火系统.43 图 74:国安达十大核心技术.43 图 75:国安达经典案例.43 表 1:部分电储能技术的基本原理和主要优点对比.7 表 2:储能电站预制舱设计.10 表 3:部分企业液冷技术及产品.16 表 4:典型热管理技术的特点总结.19 表 5:部分数据中心中液冷项目电能使用效率.21 表 6:消防认证.24 表 7:部分电储能技术的基本原理和主要优点对比.25 表 8:不同灭火剂灭火机理.27 表 9:可燃气体探测器联动示意图.27 表 10:2022 年 3 月部分备案储能电站项目.29 表

9、11:2021 年主要省市强制配储政策.31 表 12:储能需求分析.33 表 13:储能热管理和消防需求分析.33 表 14:英维克主要产品.34 表 15:英维克在研项目(2021 年年报).35 表 16:高澜股份主要产品.37 表 17:同飞股份主要产品.39 表 18:同飞股份主要产品及技术.40 表 19:国安达在研项目.44 一、一、储能行业简述储能行业简述 1.1 储能技术路线丰富,应用领域范围广泛储能技术路线丰富,应用领域范围广泛 储能本质是给电力供应添加时间和空间变量。储能本质是给电力供应添加时间和空间变量。储能能使能量转化为在自然条件下稳定存在的能源,即在能量多余时,用特

10、殊装置将能量储存起来,在需要时可以将能量释放出来,从而起到调节能量供需在时空和强度上不匹配的作用。根据能量存储形式的不同,分为机械储能、化学储能、电磁储能、热储能和氢储能等。其中,化学储能(电化学储能)是指各种二次电池储能,主要包括锂离子电池、铅蓄电池和钠硫电池等;机械储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等。其中抽水蓄能是最主要的储能方式。图 1:储能技术分类 资料来源:派能科技招股说明书,西部证券研发中心 抽水蓄能是当前最为成熟的电力储能技术,早在 20 世纪 90 年代就实现了商业化应用,主要用于电力系统削峰填谷、调频调相和紧急事故备用等。抽水蓄能也是目前装机量最大的技术路线,占全

11、球储能累计装机规模的 90%以上;但受地理选址和建设施工的局限,抽水蓄能未来发展空间有限。电化学储能是当前应用范围最广、发展潜力最大的电力储能技术。电化学储能是当前应用范围最广、发展潜力最大的电力储能技术。相比抽水蓄能,电化学储能受地理条件影响较小,建设周期短,可灵活运用于电力系统各环节及其他各类场景中。随着成本持续下降、商业化应用日益成熟,电化学储能技术优势愈发明显,逐渐成为储能新增装机的主流。未来随着锂电池产业规模效应进一步显现,电化学储能成本仍有较大下降空间,发展前景广阔。储能机械储能抽水蓄能压缩空气蓄能飞轮储能化学储能锂电池铅酸电池钠硫电池液流电池电磁储能超导电磁储能超级电容热储能储热

12、储冷采用相变材料和热化学材料储能氢能 表 1:部分电储能技术的基本原理和主要优点对比 技术类型 基本原理 主要优点 主要缺点 电化学储能 锂离子电池 正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构成。充电时,Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极;放电时则相反,Li+从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极。长寿命、高能量密度、高效率、响应速度快、环境适应性强 价格依然偏高,存在一定安全风险 铅蓄电池 铅蓄电池的正极二氧化铅(PbO2)和负极纯铅(Pb)浸到电解液(H2SO4)中,两极间会产生 2V 的电势。技术成熟、结构简单;价格低廉、维护方便 能量密度低、寿命短,不宜深度充放电和大功率放电 钠硫电池 正极由液态

13、的硫组成,负极由液态的钠组成,电池运行温度需保持在 300以上,以使电极处于熔融状态。能量密度高、循环寿命长、功率特性好、响应速度快 阳极的金属钠是易燃物,且运行在高温下,因而存在一定的安全风险 机械储能 抽水蓄能 电网低谷时利用过剩电力将水从低标高的水库抽到高标高的水库,电网峰荷时高标高水库中的水回流到下水库推动水轮发电机发电。技术成熟、功率和容量较大、寿命长、运行成本低 受地理资源条件的限制,能量密度较低,总投资较高 压 缩空 气储能 利用过剩电力将空气压缩并储存,当需要时再将压缩空气与天然气混合,燃烧膨胀以推动燃气轮机发电。容量大、工作时间长、充放电循环次数多、寿命长 效率相对较低、建站

14、条件较为苛刻 飞轮储能 利用电能将一个放在真空外壳内的转子加速,将电能以动能形式储存起来。功率密度高、寿命长、环境友好 能量密度低、充放电时间短、自放电率较高 资料来源:派能科技招股说明书,西部证券研发中心 从整个电力系统的角度看,储能的应用场景可分为发电侧储能、输配电侧储能和用电侧储能三大场景。其中,发电侧对储能的需求场景类型较多,包括电力调峰、辅助动态运行、系统调频、可再生能源并网等;输配电侧储能主要用于缓解电网阻塞、延缓输配电设备扩容升级等;用电侧储能主要用于电力自发自用、峰谷价差套利、容量电费管理和提升供电可靠性等。图 2:储能主要应用场景 资料来源:派能科技招股说明书,西部证券研发中

15、心 图 3:储能形式转换示意图 资料来源:大规模储能技术发展路线图,西部证券研发中心 可再生能源开发利用力度持续加大,接入电网的比例和在终端能源消费的占比不断提高。可再生能源开发利用力度持续加大,接入电网的比例和在终端能源消费的占比不断提高。根据国际能源署的研究,为满足新能源消费需求,预测美国、欧洲、中国和印度到 2050 年需要增加 310GW 的并网电力储存能力,为此至少要投资 3800 亿美元。以电力系统为例,储能可提供频率调整、负载跟踪、削峰填谷和备用电力等作用。图 4:储能系统的优势 资料来源:储能技术发展及路线图,西部证券研发中心 以风能、太阳能为基础的新能源发电取决于自然条件,具

16、有间接性和波动性,其调节难度加大,大规模并网时需要大容量储能过程,进行电力质量的调节和控制。随着清洁能源替代和电能替代不断深入,储电将成为未来能源体系中重要的储能形式。在高比例清洁能源系统中,为确保系统安全、经济运行,需要引入储能作为新的调节能力来源。图 5:不同电源出力特征对比 图 6:调节能力随新能源渗透率提高的变化趋势 资料来源:大规模储能技术发展路线图,西部证券研发中心 资料来源:大规模储能技术发展路线图,西部证券研发中心 1.2 电化学储能的产业链概述与系统组成电化学储能的产业链概述与系统组成 电化学储能产业链可以大致分为上游原材料及设备商、中游集成商和下游应用端。电化学储能产业链可

17、以大致分为上游原材料及设备商、中游集成商和下游应用端。储能产业链上游主要包括电池原材料及生产设备供应商等;中游主要为电池、电池管理系统、能量管理系统以及储能变流器供应商;下游主要为储能系统集成商、安装商以及终端用户等。完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)以及其他电气设备构成。电池组是储能系统最主要的构成部分;电池管理系统主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等;能量管理系统负责数据采集、网络监控和能量调度等;储能变流器可以控制储能电池组的充电和放电过程,进行交直流的变换。电化学储能具有灵活性等特点,未来发展潜力大。由于目前锂电是

18、主流技术,因此由于目前锂电是主流技术,因此本文后续均以锂电池为例本文后续均以锂电池为例。图 7:储能产业链 资料来源:派能科技招股说明书,西部证券研发中心 图 8:储能电站组成 资料来源:派能科技招股说明书,西部证券研发中心 储能电站多以集中箱的形式存在,随着智能电网的快速发展,基于标准化设计、工厂化加储能电站多以集中箱的形式存在,随着智能电网的快速发展,基于标准化设计、工厂化加工、模块化建设理念产生了一种新型预制舱生产模式。工、模块化建设理念产生了一种新型预制舱生产模式。预制舱设计包括舱体设计和防火设计,特点主要是标准化、模块化和预制化。预制舱内设备的安装接线工作都由施工现场转移到对应预制舱

19、生产厂家,使得预制舱在出厂前都已经完成了舱内设备的安装接线,这样就能极大减少现场施工工作量,有效缩短施工生产周期,而且能有效减少施工现场粉尘等对舱内设备施工接线过程中的污染,进而有效保障设备的安全稳定,提升储能电站的整体建设效率。集装箱或预制舱内包含锂电池系统、电池管理系统、储能变流器、能量管理系统、热管理系统、消防系统等。图 9:储能电站预制舱 资料来源:大规模储能技术发展路线图,西部证券研发中心 表 2:储能电站预制舱设计 分类 要求 舱体设计 结构设计 需考虑结构自重、检修集中载荷、屋面雪载荷、积灰荷载、风荷载等因素。暖通设计 由于电池发热量大,环境运行要求高,预制舱热管理设计应能够对电

20、池组的运行和待机温度进行严格控制,并具备除湿功能,能够根据不同的工况,启动不同的热管理模式,鉴于持仓内所有的电池温差控制在 8以内,预制舱内部环境问题控制在 15-35。电源及照明设计 预留二次电源接口,以便站内一体化电源的接入,内舱内二次设备、照明、消防、安防及检修等系统提供电源。防火设计 消防系统 舱内顶部设置温感、烟感和可燃气体探测器。火灾自动报警及其联动控制系统应该找一定 的动作逻辑执行相应防火和灭火策略启动相应的防火和灭火装置。通风系统 通风装置可作为电池预制舱防火的一项重要措施,在电池发生热失控时,进行通风降低可燃气体浓度,减少燃爆风险。资料来源:大规模储能技术发展路线图,西部证券

21、研发中心 1.3 电化学储能的热管理与热失控电化学储能的热管理与热失控 热管理热管理即根据具体对象(如电池系统、基站、IDC、新能源汽车)的要求,利用加热或冷却手段对其温度或温差进行调节和控制的过程。以锂电池为例,15-20温度环境锂离子电池才能发挥更高的工作效率。如果电池工作温度超过 50,电池寿命会快速衰减,甚至可能引发安全事故。储能系统设计中需要进行合理的热管理(或温控)设计,以保证两项热管理指标:一是保证电池表面温度处于某一特定范围内,二是保持电池间的温差较小。图 10:温度对液态锂离子电池性能的影响 资料来源:寒区汽车动力电池热管理系统保温装置研究,西部证券研发中心 锂电池热性能和放

22、电倍率有直接关系,同时热性能还决定了电池自身运行效率、安全性与锂电池热性能和放电倍率有直接关系,同时热性能还决定了电池自身运行效率、安全性与可靠性。可靠性。当电池的放电倍率增加时,电池可以放出的容量减小,且放电平台降低,使其不稳定,并导致电池温度升高。而在大倍率(即 1.5 C 以上)放电时,锂电池的工作温度将会超过理想工作温度。目前,大倍率已逐步成为趋势,将进一步加大对电池热管理需求。图 11:不同放电倍率下电压和表面温升的拟合结果 资料来源:18650 磷酸铁锂电池不同放电倍率下产热机理研究,西部证券研发中心 锂电池热失控锂电池热失控指由于内部短路或外部短路导致电池短时间产生大量热量,引发

23、正负极活性物质和电解液反应分解,产生大量的热和可燃性气体,导致电池起火或者发生爆炸。不同电池材料热稳定性不同,热失控是锂电最为严重的安全事故。在热失控过程中,从低温到高温排序,锂电将依次经历:高温容量衰减;SEI 膜分解;负极-电解液反应;隔膜熔化;正极分解电解质溶液分解负极与粘结剂反应;电解液燃烧等过程。图 12:锂电池组分材料的热失控反应机理 资料来源:材料匠,西部证券研发中心 图 13:锂电池储能系统安全事故诱发因素及其交互关系 资料来源:安全科学与应急管理研究,西部证券研发中心 据不完全统计,2011-2021 年间,全球共发生 32 起储能电站起火爆炸事故,其中日本 1起、美国 2

24、起、比利时 1 起、中国 3 起、韩国 24 起(YangtzeEnergy)。2022 年 1-5 月,全球就已经发生了 17 起以上的储能着火事故。国内在电池储能站快速发展的同时,由于电池、PCS 质量问题或者系统集成商施工能力良莠不齐,电池储能火灾隐患较为严重,起火事故频繁。如镇江扬中某用户侧储能项目,项目中磷酸铁锂电池集装箱起火并烧毁。综上,温控和消防系统至关重要,温控能有效保障储能电站安全,以防出现隐患。但万一 出现上述火灾,消防系统是最后一道防线。热管理和消防系统约占储能电站系统成本 6%,初步投资成本相对于电池系统、PCS 等较低,但越来越必不可少。图 14:储能系统成本拆分 资

25、料来源:磷酸铁锂电池储能电站消防技术及工程应用,西部证券研发中心 电池系统55%PCS20%集装箱或预制箱10%热管理系统3%消防系统3%配电系统6%EMS3%二、二、储能储能热管理热管理行业简述行业简述 2.1 热管理技术现有技术概况热管理技术现有技术概况 热管理技术主要为风冷、液冷、热管冷却和相变冷却技术。热管理技术主要为风冷、液冷、热管冷却和相变冷却技术。不同的热管理技术可以用于产热率和环境温度不同的应用场景。在热管理方案中,主要应用的零部件分为阀类、换热器类、泵类、压缩机类、传感器类、管路以及其他运用较多的部件几个大类。风冷:风冷:热管理技术主要为风冷、液冷、热管冷却和相变冷却技术。不

26、同的热管理技术可以用于产热率和环境温度不同的应用场景。在热管理方案中,主要应用的零部件分为阀类、换热器类、泵类、压缩机类、传感器类、管路以及其他运用较多的部件几个大类。风冷冷却结构简单、便于安装、成本较低。空气的比热容低,导热系数也很低,较难满足电容量较大的储能系统散热,且进出口的电池组之间的温差偏大,即电池散热不均匀。相对比较适用于家用小功率储能电柜。液冷:液冷:以液体为冷却介质,通过对流换热将电池产生的热量带走。可用作冷却介质的常见液体有水、乙二醇水溶液、纯乙二醇、空调制冷剂和硅油等。液体冷却介质的换热系数高、比热容大、冷却速度快,散热均匀,同时液冷系统的结构较为紧凑。液冷设备结构较风冷设

27、备复杂,对产品品质、密封设计等方面要求颇为严格。电池密度高的时候适合采用液冷。图 15:空气冷却结构 图 16:液体冷却结构 资料来源:集装箱储能系统热管理系统的现状及发展,西部证券研发中心 资料来源:集装箱储能系统热管理系统的现状及发展,西部证券研发中心 相变冷却:相变冷却:利用相变材料发生相变来吸热的一种冷却方式。对电池散热效果影响最大的是对相变材料的选择,当所选相变材料的比热容越大、传热系数越高,相同条件下的冷却效果越好,反之冷却效果越差。相变冷却具有结构紧凑、接触热阻低、冷却效果好等优点,但是相变材料本身不具备散热能力,吸收的热量需要依靠液冷系统、风冷系统等导出,否则相变材料无法持续吸

28、收热量。此外,相变材料占空间,成本高。热管冷却:热管冷却:依靠管内冷却介质发生相变来实现换热,相变过程可以吸收或释放大量的热。热管冷却技术适合于经常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。因此,热管冷却可以理解为相变冷却的一种。因此,热管冷却可以理解为相变冷却的一种。热管冷却比液冷系统具有更高的散热速度和散热效率。冷却介质被封闭在热管内,泄漏风险低,安全性更高。此冷却方式可任意改变传热面积的大小,适用于较长距离的热量传输。由于热管的成本较高。相变换热技术、热管冷却技术由于自身存在着系统复杂、体积庞大、冷却介质易泄漏、价 格昂贵等挑战,使其依然停留在实验室研究阶段。图 17

29、:相变材料冷却结构 图 18:热管冷却结构 资料来源:集装箱储能系统热管理系统的现状及发展,西部证券研发中心 资料来源:集装箱储能系统热管理系统的现状及发展,西部证券研发中心 2.2 热管理技术原理及系统组成热管理技术原理及系统组成 风冷主要分为两种:风冷主要分为两种:自然冷却是利用自然风压、空气温差、空气密度差等对电池进行散热处理;其中自然冷却效率较低,且集装箱或预制箱内空间狭小,空气流通不便,难以达到温控要求;强迫风冷散热方式采用工业空调和风扇进行制冷,通过压缩机和制冷剂的协同作用,可控制舱内温度低于外部环境温度,实现内、外部温度逆差。风冷关键在于风道设计。风冷关键在于风道设计。一般采用空

30、调顶部出风,通过风道将冷(热)风通过电池与舱壁 形成的风墙均匀的送至每个电池柜,同时电池柜设计导热孔,保证冷(热)量能顺利地到达每个电池 PACK、每个模组。同时空调设置上部回风口,出风及回风在电池舱内形成风路循环。同时借助热仿真软件进行修正和验证,保证电池之间的温差也能控制在 5以内。优秀的风道设计能够有效提高散热效率。图 19:电池簇(左)和电池模组(右)内部气体流向 图 20:分层式风道示意图 资料来源:集装箱式储能系统热管理设计,西部证券研发中心 资料来源:储能电池预制舱热管理模式浅析,西部证券研发中心 液冷系统液冷系统主要包括电池液冷版、配水管线路和制冷/供液系统(压缩机、冷凝器、蒸

31、发器、膨胀阀、干燥过滤器等)。冷凝器、压缩机等设备为冷却液强制降温,低温冷却液流经电池系统内部与电芯发生热交换以后,再流回热交换器与低温制冷剂进行热交换,从而将电池产生的热量带出电池系统。液体与电池的接触模式有两种:液体与电池的接触模式有两种:一种是直接接触,电池单体或者模块沉浸在液体中,让液体直接冷却电池;另一种是在电池间设置冷却通道或者冷板,让液体间接冷却电池。前者一般采用硅基油、矿物油等有机物,后者一般采用水、乙二醇、乙二醇与水的混合物等。目前,冷板式间接冷却应用最为广泛,但效果弱于直接接触。冷板式要求规格多,需定制,成本高,可维护性优秀,空间利用率高;沉浸式液冷用量较多,成本较冷板式低

32、,可维护性略差,空间利用率中等。目前,液冷系统在新能源汽车领域已经较为普及,而在储能电站领用应用还较少,现在各大厂商开始加大储能液冷系统的研发与应用。液冷板液冷板作为液冷系统中的重要组成部分,其几何形状和结构设计对液冷性能有着重要影响。冷冷流体连接单元流体连接单元由分配水管路、柜内散热单元和快速接头组成,与冷却基板一起作为深入主设备内部的产品,是典型嵌入式交互设计的关键部分。表 3:部分企业液冷技术及产品 厂家 介绍 宁德时代 基于长寿命电芯技术、液冷 CTP 电箱技术,推出户外系统 EnerOne 产品。该产品包含电芯、模组、电柜、系统,2020 年 9 月获 TUV 南德认证,认证范围覆盖

33、欧洲和北美标准要求。比亚迪 其液冷技术电池模块在 2 小时额定功率初始能量充放电试验测试中,电池单体实时最大温度极差不超3;2 小时额定功率充放电循环 500 次后,充/放电能量保持率分别为 95.9%、96.1%,能量效率95.4%;液冷电池簇在 2 小时额定功率初始能量充放电试验测试中,电池单体实时最大温度极差不超4。远景能源 2021 年 10 月,发布全新智慧液冷储能产品,引入动力汽车行业成熟的液冷热管理技术,将模组间电芯温差精准控制在 3以内。与普通风冷产品相比,该液冷储能产品的电池寿命提升 20%、能耗降低20%以上、占地面积节约 50%以上。阳光电源 2021 年 10 月,推出

34、全新液冷储能系统,延续液冷更好均温、更低功耗的同时,创新性内置“簇级管理器”,一方面解决电池“木桶效应”难题,另一方面支持新旧电池混用,减少储能增补成本,进一步降低 LCOS,更好满足市场对储能安全的更高需要。资料来源:高工锂电,西部证券研发中心 图 21:电池模组结构及模型简化示意图 图 22:不同流道结构冷却板示意图 资料来源:基于细小通道冷却板的电池冷却系统性能分析,西部证券研发中心 资料来源:基于细小通道冷却板的电池冷却系统性能分析,西部证券研发中心 相变冷却相变冷却效率比液冷高 3-4 倍,并且结构紧凑。目前相变材料冷却多用于电子设备散热,行业处于起步阶段,且相变材料本身不具备散热能

35、力,吸收的热量需要依靠液冷系统、风冷系统等 导出,否则相变材料无法持续吸收热量。相变材料(PCM)是一类特殊的功能性材料,能在恒温或者近似恒温的情况下发生相变,同时伴随有较大热量的吸收和释放。相变材料的基础有两个:其一,PCM 相变过程的等温性,这种特性有利于将温度变化控制在较小范围内,可以用来控制温度;其二,PCM 有很高的相变潜能,很少的材料可以储存大量的热量。PCM 通常使用固态-液态转变,这一过程中伴随着较高的相变潜热及较小的温度和体积变化。图 23:冰川相变冷却系统原理 图 24:相变冷却热管理 资料来源:英维克,西部证券研发中心 资料来源:基于热管的锂离子动力电池散热特性研究,西部

36、证券研发中心 热管冷却技术热管冷却技术是利用热传导原理与制冷介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传到热源外,其导热性远超任何已知金属的导热能力。由于热管超高导热性能,电池单体之间的温差很快被热管抹平,从而起到均温的作用。热管由管壳、吸液芯和端盖组成,热管内抽成 1.3(10-110-4)Pa 的负压后充以适量的工作液体,使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段(加热段),另一端为冷凝段(冷却段),根据应用需要在两段中间可布置绝热段。图 25:热管工作原理示意图 图 26:热管式电池冷却系统结构图 资料来源:基于热管的锂离子动力电池散热特性研究,西部证

37、券研发中心 资料来源:基于热管的锂离子动力电池散热特性研究,西部证券研发中心 2.3 储能热管理目前以风冷为主,液冷渗透率有望不断提高储能热管理目前以风冷为主,液冷渗透率有望不断提高 在电池包温度方面,在相同的入口温度和极限风速及流速下,液冷电池包的温度在 30-40,而风冷电池包的温度要在 37-45。液冷的温度均有性更好。在运行能耗方面,经试验研究,为了达到相同的电池平均温度,风冷需要比液冷高 2-3 倍的能耗;相同功耗下电池包的最高温度,风冷比液冷要高 3-5,液冷的功耗更低。在电池热失控风险方面,由于空气比热容、对流换热系数小等因素,电池风冷技术换热效率低,电池发热量增大,会导致电池温

38、度过高,存在热失控风险;液冷系统(水的比热容是空气的 4 倍,常温水导热系数是空气的几十倍)可以大大降低电池的热失控风险。图 27:风冷(左)和液冷(右)下电池包温度分布情况 资料来源:埃泰斯新能源,西部证券研发中心 图 28:风冷(绿)和液冷(红)的功耗情况 资料来源:埃泰斯新能源,西部证券研发中心 风冷相对液冷系统初始投资额低。风冷相对液冷系统初始投资额低。液冷系统主要包括水冷板、水冷管、水冷系统、换热风机等,且容量越大相应的设备需求也更大,而风冷系统结构比较简单。目前整套液冷系统方案价值量约0.8-1亿元/GWh,其中水冷主机系统占比最高,一般约 0.5 亿元/GWh 左右;风冷系统方案

39、价值量约 0.3 亿元/GWh。从液冷系统成本结构具体来看,水冷主机成本占比 67%,换热器 10%,管路 8%,输入电源 2%,其他 12%。图 29:液冷系统成本结构 资料来源:华经情报网,西部证券研发中心 风冷流场不均匀易造成电池组温度分布不均匀,可通过改进流道、改变流向以及增加新装置等方式来提高温度分布的均匀性。液冷系统冷却效果更高,虽然初始投资较高,但运营成本或更低。远景实测数据显示,与普通风冷产品相比,液冷储能产品的电池寿命提升了20%。同时智能温控技术可随环境温度和运行状态灵活调整运行模式,大幅降低液冷系统运行的能耗,相比传统空调风冷降低能耗约 20%以上。宁德时代、比亚迪等新储

40、能系统逐渐采用液冷系统。表 4:典型热管理技术的特点总结 项目 空冷 液冷 热管冷却 相变冷却 强迫 主动 冷端空冷 冷端液冷 相变材料+导热材料 散热效率 中 高 较高 高 高 散热速度 中 较高 高 高 较高 温降 中 较高 较高 高 高 温差 较高 低 低 低 低 复杂度 中 较高 中 较高 中 寿命 长 中 长 长 长 成本 0.3 亿元/GWh 0.8-1 亿元/GWh 较高 高 较高 资料来源:集装箱储能系统热管理系统的现状及发展,西部证券研发中心 水冷主机67%换热器10%管路8%输入电源2%其他12%2.4 热管理在其他领域的应用介绍热管理在其他领域的应用介绍 新能源汽车销量不

41、断提高,提新能源汽车销量不断提高,提升升热管理需求。热管理需求。2021 年,全球新能源汽车销量达到 670 万辆,同比大幅度增长 102.4%,其中中国市场销量达到 354.8 万辆,同比增长 160.1%。展望 2030 年,EVTank 预计全球新能源汽车销量将达到 4780 万辆,占当年新车销量的比例将接近 50%。新能源汽车销量不断提升,对动力电池温控系统需求提升。图 30:全球新能源汽车销量预测 资料来源:EVTank,西部证券研发中心 液冷技术在动力电池热管理中表现优异。液冷技术在动力电池热管理中表现优异。新能源动力电池的能量密度、功率密度(或续航里程)提升,风冷难以满足新能源汽

42、车对于电池系统冷却的使用需求,需要采用电池液冷系统来进行热量管理。液冷能够提高电池系统温差的一致性,将电池系统温度控制在较优的范围内。特斯拉等车企的热管理技术均已采用液冷技术,液冷也已成为动力电池主要冷却方式。此外,液冷技术是高功率充电桩液冷技术是高功率充电桩热管理热管理可靠的解决方案。可靠的解决方案。如锐速在 2021 年成功研发出500kW 的液冷超级快充充电桩。2020 年特斯拉投放的 V3 超级充电桩,充电 15 分钟实现最高 250km 续航,也是采用液冷技术。图 31:热管工作原理示意图 图 32:全球快充桩数量 资料来源:基于热管的锂离子动力电池散热特性研究,西部证券研发中心 资

43、料来源:IEA,西部证券研发中心 数控中心(数控中心(IDC)市场规模不断增长,行业处于高速发展阶段。)市场规模不断增长,行业处于高速发展阶段。2021 年数据中心市场规模达到 3012 亿元,过去几年增速在 30%以上。根据信通院的测算,按照数据中心机架数量计算,2019 年我国大型以上数据中心占比已经从 2016 年的 39.5%提升至 75.23%,而数据中心单机柜热密度随数据中心大型化不断在提高。IT 设备和温控系统的功耗约占数据中心总能耗的 80%以上。图 33:2016-2022 年中国数据中心市场规模统计(单位:亿元)图 34:数据中心能耗结构图 资料来源:中商情报网,西部证券研

44、发中心 资料来源:数据中心液冷技术发展分析,西部证券研发中心 IDC 机房以传统风冷为主,液冷显著降低机房以传统风冷为主,液冷显著降低 PUE。但随着我国信息产业的飞速发展,数据中心总体需求不断提升,单机柜功率密度不断提高。随着云计算、大数据、人工智能等技术的发展和应用,数据中心规模不断扩大,数据中心总体耗能总量不断增加。而相关研究表明,液冷可以有效降低 IDC 机房 PUE 值(数据中心总设备能耗/IT 设备能耗),IBM 公司的 SuperMUC 采用液冷技术,实现了数据中心损耗率的大幅降低。政府部门对高能耗问题提出更严格的管理要求。政府部门对高能耗问题提出更严格的管理要求。目前我国数据中

45、心的 PUE 较高,关于加强绿色数据中心建设的指导意见 要求到 2022 年数据中心 PUE 达到 1.4 以下,将进一步提升液冷市场需求。表 5:部分数据中心中液冷项目电能使用效率 项目地点 液冷方式 液冷散热量(KW)研究方式 PUE 瑞士苏黎世 冷板式 7 实测 1.15 中国大连 冷凝式 5 实测 1.05-1.09 中国广州 冷板式 60 实测/计算 1.10-1.20 中国上海 喷淋式 216 实测/计算 1.05-1.10 日本东京 沉浸式 28.9 实测 1.09 法国沙特尔 沉浸式 实测 1.03-1.04 美国奥格登 沉浸式 25.7 实测 1.037 中国上海 沉浸式 2

46、49 实测 1.04 日本大阪 沉浸式 7 实测 1.04 中国张北 沉浸式 2000 实测 1.07 资料来源:数据中心液冷技术应用研究进展,西部证券研发中心 5G 基站数量快速增长,规模未来将远超基站数量快速增长,规模未来将远超 4G。截至 2021 年底,我国累计建成并开通 5G 基站142.5 万个,同比增加超过 65 万个。相比 4G 基站,5G 数据的传输量和传输速率更快,基站、数量、单座功率和发热量也更高。未来 5G 基站或将超过现有规模的 3 倍以上(2021 年年底4G 基站数量约 590 万个),对温控节能设备和散热产品的市场需求高于以往。050002

47、5003000200022E2016-2022年中国数据中心市场规模统计IT设备45%冷却系统40%供配电系统10%照明及辅助系统5%图 35:我国累计 5G 基站数量 资料来源:工信部,西部证券研发中心 5G 能耗远超能耗远超 4G,液冷方案或成主流。,液冷方案或成主流。根据三大运营商相关数据显示,5G 基站最大功耗约为 4G 的 3-4 倍或更高(BBU 设备功耗 4G 的 150-300W 增长到 5G 的 500-1200W)。目前大多数基站是采用家用空调和自然通风的方式,其耗电量占总耗电量的占比 40%以上。即使釆用专用基站空调,大部分的

48、PUE 值也超过 2.0。液冷技术目前在基站内的较少,预计随着技术发展,有望逐渐得到广泛的应用。目前应用于 5G BBU 产品的液冷方式有喷淋式液冷和浸没式液冷。液冷技术逐渐推广。液冷技术逐渐推广。在 2017 年的 MWC 上,诺基亚就曾展示过贝尔实验室的液冷基站技术。2020 年,芬兰运营商 Elisa 宣布已部署全球首个液冷 5G 基站,是全球第一个商用液冷 5G 基站,站点能耗可降低 30%,二氧化碳排放量可降低 80%。图 36:三家运营商基站功耗统计表 图 37:风冷与液冷节电对比 资料来源:中商情报网,西部证券研发中心 资料来源:数据中心液冷技术发展分析,西部证券研发中心 除上述

49、 IDC、基站等移动通信设施、新能源汽车外,轨道交通、冷链、石化、新能源发电、数控机床、电力电子设备等行业均需要进行热管理。不同公司在细分领域布局有所不同,行业竞争格局较为分散。通用和专用性并存,行业拓展是趋势。通用和专用性并存,行业拓展是趋势。在某一领域布局较早,行业 know-how 积累较深的公司具备较强竞争能力。储能作为一种新兴行业,有热管理竞争优势的企业有望享受行业发展红利。0%50%100%150%200%250%300%350%400%450%500%0204060800201920202021YoY5G基站数量(万个)我国累计5G基站数量YoY 三、三、消

50、防系统消防系统行业简述行业简述 3.1 消防行业整体市场规模近万亿,市场竞争格局较为分散消防行业整体市场规模近万亿,市场竞争格局较为分散 根据消防产品的使用领域,可将消防产品市场划分为民用领域消防市场、工业领域消防市根据消防产品的使用领域,可将消防产品市场划分为民用领域消防市场、工业领域消防市场。场。民用消防市场主要涵盖房地产业和教育、卫生、文体以及政府等公共设施建筑领域;工业消防市场涵盖石油、化工、冶金、电力、通讯、交通运输等工业行业,工业领域火灾发生具有形式多样、火势发展速度快、爆炸危险性严重、扑救难度大、损失及影响重大等特点。智慧消防由传统的消防工程的搭建转变为系统解决方案,利用物联网大

51、数据完成远程监控,隐患排查,应急疏散等工作。新型产业链可以有效解决传统消防产业之间的衔接问题,实现无死角区域的全面覆盖。图 38:智慧消防产业链 资料来源:前瞻产业研究院,西部证券研发中心 图 39:智能消防系统 资料来源:三江电子招股说明书,西部证券研发中心 消防行业市场规模庞大。消防行业市场规模庞大。根据行业经验,工业消防投入占行业(石油、冶金、化工、电力和通信等)建安支出的比例在 3%左右;我国消防行业市场规模逐步扩大,2015-2020 年,中国消防市场规模由 7110 亿元增长至 9845 亿元,期间年复合增长率为 6.73%。从整体消防市场来看,消防产品约占消防市场 25%,工程约

52、占 75%。其中,火灾报警系统约占 消防产品市场规模的 12%,自动灭火产品约占 20%,消防器材及灭火器约占 20%。图 40:消防市场规模 图 41:消防市场产业链分拆 资料来源:国家统计局,观研天下,西部证券研发中心 资料来源:消防产业智库,西部证券研发中心 消防行业虽然市场竞争格局较为分散,但有渠道、有品牌、有消防行业虽然市场竞争格局较为分散,但有渠道、有品牌、有核心技术核心技术的消防产品企业有的消防产品企业有望在储能赛道中获得先发优势。望在储能赛道中获得先发优势。进入壁垒进入壁垒:消防产品质量直接关系到火灾发生后消防安全系统能否有效运行。目前我国对消防产品实施准入制度,实行强制性产品

53、认证制度和型式认可制度、消防产品身份信息管理制度、消防产品生产和销售流向登记管理制度以及相关事中事后监管制度。全球其他国家也拥有自己的认证制度,加大了新玩家的准入壁垒。技术积累技术积累:火灾自动报警系统、疏散及灭火系统等消防产品所处工作环境复杂,综合性能要求高,需要具有灵敏、稳定、可靠等性能,需要多个型号的部件协同工作才能实现产品功能,对 know-how 有很强要求。渠道和品牌渠道和品牌:消防产品行业主要分为经销和直销,下游主要客户为消防工程商、建筑工程承包商、房地产开发商、产品经销商等。现有主流厂商已经拓展形成了覆盖全国的销售网络,形成了一定的先发优势及品牌效应。此外,由于消防事关重大,压

54、实各方责任实体,且在总投资占比较小,因为对价格敏感度较低,客户不会轻易改变供应商。表 6:消防认证 序号 认证名称 认证简介 1 CCC 认证 中国强制性产品认证 2 UL 认证 适用于美国市场的认证,主要是产品安全性能方面的检测和认证,认证范围不包含产品的 EMC(电场兼容)特性,属非强制性认证 3 CE 认证 适用于欧盟市场的安全合格认证,属强制性认证 4 LPCB 认证 是英国的一种安防/消防产品的认证,主要在英国等欧洲国家流行 5 PSB 认证 新加坡强制性安全认证,但电磁兼容部分没有要求,PSB 安全标志证书是由新加坡产品标准局所核发,适用于电子电气类产品 6 SAI 认证 澳大利亚

55、的产品安全认证 资料来源:三江电子招股说明书,西部证券研发中心 44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%02000400060008000001820192020YoY市场规模(亿元)民用领域工业领域YoY 图 42:消防产品销售模式 资料来源:三江电子招股说明书,西部证券研发中心 消防报警系统行业竞争格局较为分散。消防报警系统行业竞争格局较为分散。市场上具有竞争力的消防安全厂商众多,有海湾安全、青鸟消防、利达华信、松江飞繁、霍尼韦尔(Honeywell)、美国联合技术(UTC)、西门子(SIEMENS)等。以消防行业龙头青

56、鸟消防为例,其 2020 年收入 25.25 亿元,根据聪慧消防网数据,2020 年中国消防产品市场规模约为 2461 亿元(以 2020 年消防市场规模*25%计算),青鸟消防市占率也仅为 1.02%。表 7:部分电储能技术的基本原理和主要优点对比 序号序号 企业名称企业名称 主营业务主营业务 营业收入营业收入 1 青鸟消防 深耕消防安全产品领域,消防安全产品通常细分为消防装备、火灾报警、防火、应急与疏散、自动灭火、通用与防烟排烟、消防供水等。2020 年营收 25.25 亿元 2021 年营收 38.63 亿元 2 海湾安全 2009 年 8 月被美国联合技术公司(UTC)收购,成为 UT

57、C 全球主要的火灾探测报警产品生产基地。其主要产品包括:火灾自动报警及消防联动控制系统、电气火灾监控系统、气体灭火控制系统、可燃气体探测报警系统、消防远程监控管理系统、消防应急照明和疏散指示系统、吸气式感烟火灾探测报警系统等 3 三江电子 消防报警、安防视频监控、安防智能化 2019 年营收 9.35 亿元 4 利达华信 其主要产品包括:火灾自动报警系统、电气火灾监测预警系统、线型光纤感温火灾探测系统、气体灭火控制系统、应急疏散系统等 5 松江繁飞 主营火灾自动报警系统、火灾自动报警防爆类设备、消防电话系统、电气火灾监控系统、气体灭火控制系统、可燃气体报警系统、防火门监控系统等 6 鼎信通讯

58、全资子公司鼎信消防是火灾报警产品供应商和智能消防整体解决方案提供商,产品包括消防报警、电力系统报警、智能疏散、智能消防、智能救援、家用报警等 2021 年消防产品收入4.79 亿元 7 翼捷股份 主营用于气体、火焰安全监测的智能传感器、智能仪器仪表及报警控制器等产品。2019 年营收 2.05 亿元 8 中集天达 从事消防车及消防设备业务,中集天达在香港联交所上市,产品包括登高平台车及云梯车、大型压缩空气减火系统、双向启动消防车及其他铁路和隧道适用消防车等-9 西门子 德国西门子股份公司旗下西门子楼宇科技集团能提供包括火灾探测器在内的消防安全服务 10 霍尼韦尔 在消防领域霍尼韦尔国际公司拥有

59、的主要产品有:火灾报警控制器、消防系统、火灾探测器、智能火灾报警系统等 11 UTC 全球多元化制造企业之一,主要为全球航空航天和建筑业提供高科技产品和服务。其制造领域涵盖航空发动机、直升机、商用航空设备和系统、电梯、扶梯和自动人行道、暖通空调和制冷系统、消防和安防设备、楼宇自动控制设备和其他航空和建筑工业产品 资料来源:三江电子说明书,西部证券研发中心 3.2 储能电站消防系统及布局储能电站消防系统及布局 储能电站消防规范和相关标准频出,助推行业发展。储能电站消防规范和相关标准频出,助推行业发展。2021 年 11 月,国家标准电化学储能电站安全规程完成公开征求意见,该规程拟规范电化学储能的

60、消防问题。2022 年 3月,中国电工技术学会发布团体标准“预制舱式储能电站消防集中监控系统技术规范”。该标准规定了预制舱式储能电站消防集中监控系统架构、功能、接口、性能、检验、验收技术要求,适用于新建、扩建、改建预制舱式磷酸铁锂电池储能电站。目前我国用于储能电池舱的消防设施主要包括:目前我国用于储能电池舱的消防设施主要包括:火灾自动报警系统、灭火系统(消火栓系统、水喷雾灭火系统等)、供水设施及消防器材等,可对火灾报警控制器、模拟量变送器、固定式灭火系统等部件进行信号采集、处理,同时下发消防管控指令。当前国内储能电站整体造价中消防方面的投入占比不到 2%,而国外电站占比为 3%-5%。图 43

61、:电池储能消防系统组成图 资料来源:电池储能电站运维监测实用技术,西部证券研发中心 气体灭火控制系统由气体灭火控制器、火灾探测器、火灾声光警报器、手自动转换盒、紧急启停按钮、输入输出模块、气体释放警报器等组成。火灾探测器发出火灾信号,将信号反馈给气体灭火控制器,控制器发出声、光报警信号。目前,常用的灭火剂主要有二氧化碳、七氟丙烷、全氟己酮和细水雾等。二氧化碳和七氟丙烷的灭火和降温效果均较差,且电池火焰熄灭后易发生复燃。全氟己酮的灭火效果好,但是其降温效果不显著。而细水雾降温好,但是灭火效果不如全氟己酮,且对电池系统可造成二次伤害。由于集装箱式锂电池储能系统内包含大量电气装置和锂电池系统,单一的

62、消防系统无法有效控制集装箱式锂电池储能系统的火灾,需要具备多功能的多级消防系统联合发挥作用,如气体灭火剂如气体灭火剂+喷雾水枪达到持续灭火及降温的目的。喷雾水枪达到持续灭火及降温的目的。火灾自动报警控制系统 火灾自动报警控制系统 系统 细水雾灭火系统 火灾自动报警控制系统 火灾自动报警控制系统(火灾报警控制器、灭火细水雾灭火系统 电池预制舱 消防设备室(舱)泵房 气体灭火系统 表 8:不同灭火剂灭火机理 类别 灭火剂 灭火机理 冷却 窒息 化学抑制 隔离 气体类灭火剂 七氟丙烷、六氟丙烷、三氟甲烷 惰性气体类 IG541、IG100、IG01、IG55 二氧化碳 全氟己酮 水基灭火器 水喷淋

63、水喷雾 细水雾 泡沫灭火剂 资料来源:磷酸铁锂电池储能电站消防技术及工程应用,西部证券研发中心 主要灭火机理;次要灭火机理 表 9:可燃气体探测器联动示意图 灭火剂类型 灭火用量 储存压力 喷放时间 起始温度 降低最低温度 升到 150时间 七氟丙烷 1.5kg 4.2MPa 10s 286.6 114.8 9s 六氟丙烷 1.5kg 4.2MPa 10s 307.8 26.8 18s 全氟己酮 1.5kg 2.5MPa 10s 282.1 27.1 1min17s 高压细水雾 10L 10MPa 120s 282.9 43.9 6min39s 中压细水雾 10L 1.2MPa 360s 28

64、0.1 56.2 4min09s 水喷雾 10L(实际 15L)0.35MPa 10s(实际 16s)282.6 36.3 3min24s 水喷淋 10L(实际 15L)0.1MPa 7.5s(实际 9s)280.4 32.7 2min27s 资料来源:磷酸铁锂电池储能电站消防技术及工程应用,西部证券研发中心 3.3 储能行业消防报警系统储能行业消防报警系统 火灾自动报警及消防联动控制系统是由触发器件、火灾报警装置以及具有其它辅助功能的火灾自动报警及消防联动控制系统是由触发器件、火灾报警装置以及具有其它辅助功能的装置组成的火灾报警系统。装置组成的火灾报警系统。发生火灾后,烟雾及环境温度上升是最

65、为直观的边关因素。因此,烟感和温感是最为常用的火灾探测手段,需要配置烟感探测和温感探测报警系统。电池热失控过程中伴随着可燃性气体释放,主要有 H2、CO、CH4 等。相对于其他系统(如传统烟温方式要 20-30 分钟才能达到报警阈值),实时监控可燃气体浓度(可燃气体报警系统)能更早降低或避免电池起火风险。BMS 电池管理系统进行预警管理,一旦电池模组内热管理失控,及时联动电池运行系统关闭,进行事故诊断。火灾报警自动启动,一旦发现发生火灾,后台将自动按照既定控制策略,启动固定式灭火装置,进行火灾扑灭。图 44:储能电站报警系统 图 45:灭火控制原理图 资料来源:磷酸铁锂电池储能电站消防技术及工

66、程应用,西部证券研发中心 资料来源:磷酸铁锂电池储能电站消防技术及工程应用,西部证券研发中心 四、四、驱动因素及市场规模驱动因素及市场规模 4.1 能源问题推动储能向前发展能源问题推动储能向前发展 储能行业发展的驱动力主要为全球能源可持续发展的需要,实现可再生清洁能源结构转型,储能行业发展的驱动力主要为全球能源可持续发展的需要,实现可再生清洁能源结构转型,增强能源安全,提升能源经济性。增强能源安全,提升能源经济性。解决能源领域所面临的问题的四种途径主要为先进能源网络技术、需求响应技术、灵活产能技术及储能技术。储能技术以主动的跨时段、跨季节的发用平衡能力创造商业价值,解决电网被动调节负担,是支撑

67、可再生能源稳定规模化发展的关键。图 46:全球电力装机结构发展趋势 图 47:全球电力发电量结构发展趋势 资料来源:大规模储能技术发展路线图,西部证券研发中心 资料来源:大规模储能技术发展路线图,西部证券研发中心 4.2 单站规模大型化趋势明显单站规模大型化趋势明显 为实现大容量锂离子电池储能系统的高倍率化、长寿命化以及高安全性,温控需求不断增为实现大容量锂离子电池储能系统的高倍率化、长寿命化以及高安全性,温控需求不断增长。与动力电池系统相比,储能系统聚集的电池数目更多,电池容量和功率也更大。长。与动力电池系统相比,储能系统聚集的电池数目更多,电池容量和功率也更大。大量的电池紧密排列在一个空间

68、内,运行工况复杂多变,时而高倍率,时而低倍率。这就容易造成产热不均匀、温度分布不均匀、电池间温差较大等问题。长此以往,必然会导致部分电池的充放电性能、容量和寿命等下降,从而影响整个系统的性能,严重时会引发热失控,造成事故。锂离子电池储能单站普遍在锂离子电池储能单站普遍在 MWh 级以上。级以上。储能应用更加看重电池的“低成本、长寿命、高安全”。我国大型储能应用大多用在电网侧和电源侧。目前储能电站规划很多百 MWh级以上,运营环境更为复杂,有望带动大型储能温控和消防系统需求规模高增。随着储能能量的提升,液冷系统的成本会比整个风冷系统成本差距愈加减小。图 48:2021 年中国新增市场各应用场景功

69、率装机(MW)和装机个数 资料来源:CESA,西部证券研发中心 表 10:2022 年 3 月部分备案储能电站项目 项目名称 装机规模 总投资额(亿元)应用场景 湖南娄底涟源电化学储能项目 350WHh 2.79 电网侧 南乐县集中式储能电站项目 200MW/400MWh 10.2 独立储能 中天科技分布式储能电站南通开发区中天路工业园区 150MWh 项目 150MWh/独立储能 湖南邵阳隆回储能示范电站项目 100MW/200MWh 4.27 独立储能 储能电站及新能源设施建设项目 100MW/100MWh 18 独立储能 平鲁区储能电站项目 100MW/200MWh 4.03 资料来源:

70、CESA,西部证券研发中心 4.3 电化学储能新增装机规模持续提升电化学储能新增装机规模持续提升 电化学储能是当前发展速度最快、潜力最大的储能技术。电化学储能是当前发展速度最快、潜力最大的储能技术。电化学储能受地理条件影响较小,建设周期短,可灵活运用于电力系统各环节及其他各类场景中。同时,随着成本持续下降、商业化应用日益成熟,电化学储能技术优势愈发明显,逐渐成为储能新增装机主流。电化学储能装机规模不断高增。电化学储能装机规模不断高增。2021 年全球储能市场装机功率 205.3GW,其中电化学储能装机功率 21.1GW,占比 10.05%;2021 年电化学储能新增装机规模达到 7.54GW,

71、首次突破 7GW,同比增长近 100%。根据中国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟全球储能数据库的不完全统计,截止到 2021 年底,中国电化学储能投运规模达到1.87GW/3.49GWh,规划在建规模超过 20GW。图 49:2013-2021 年全球锂离子电池包成本 图 50:2016-2021 年全球电化学储能累计和新增装机规模 资料来源:BloombergNFE,西部证券研发中心 资料来源:CIAPS,前瞻产业研究院,西部证券研发中心 与全球市场类似,电化学储能技术在中国同样连续多年保持了快速增长的态势。与全球市场类似,电化学储能技术在中国同样连续多年保持了快速增长的态势。2

72、018 年是中国电化学储能发展史的分水岭,市场呈现高速增长态势,新增电化学储能装机功率规模高达 682.9MW,同比增长 365%。2021 年,中国新增电化学储能装机功率 1844.6MW,同比增长 18.2%,功率规模占比高达 99.3%。2021 年,中国新增储能项目个数 146 个,其中,抽水蓄能项目个数 5 个,电化学储能项目个数 131 个,在电化学储能项目中,锂离子电池储能项目 120 个。从累积装机量来看,电化学储能中,锂离子电池装机功率占比90%以上,而铅蓄、液流等电池占比较低。电化学储能装机量不断高增,且未来几年仍以锂离子电池为主,推动对温控和消防系统需电化学储能装机量不断

73、高增,且未来几年仍以锂离子电池为主,推动对温控和消防系统需求提升。求提升。图 51:2017-2021 年中国电化学储能市场新增装机规模 图 52:中国储能技术装机功率比例 资料来源:CNESA,西部证券研发中心 资料来源:CNESA,西部证券研发中心 4.4 电源侧强制配置储能,电力改革不断深化电源侧强制配置储能,电力改革不断深化 新能源强制配储政策提高储能经济性。新能源强制配储政策提高储能经济性。风光发电受到风力、日照等自然气候因素影响,选址限制较大,季节性特征明显,直接导致其电力波动性大,供给不稳定,易出现能量浪费现象。目前,全国已有 20 多个省(区、市)出台了新能源配建储能相关政策,

74、要求新能源项目配置 5%-20%、1-2 小时的储能项目,不仅可以有效避免弃风弃光,降低单瓦时成本,还可以通过提供调峰、调频等辅助服务获得一定的经济收益。风光发电占比有望进一步提升,提升配储需求。风光发电占比有望进一步提升,提升配储需求。从能源结构来看,我国风光发电占比仍然较低,未来提升空间加大,提升配储需求。005006007008002013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021市场规模(亿元)全球锂离子电池包成本(美元/kWh)-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%050001000015000

75、20000250002012前20020YoY全球电化学储能装机规模(MW)全球电化学储能累计装机规模(MW)全球电化学储能新增装机规模(MW)新增装机规模YoY-50%0%50%100%150%200%250%300%350%400%020040060080000200202021YoY新增装机规模(MW)中国电化学储能市场新增装机规模(MW)YoY 表 11:2021 年主要省市强制配储政策 省份 文件 具体内容 内蒙古 关于加快推动新型储能发展的实施意见(征求意见稿)到 2025 年建成并网新型储能规

76、模达到 500 万千瓦以上,新建保障性保障性配储不低于 15%、2 小时;市场化配储不低于 15%、4 小时 陕西 陕西省新型储能建设方案(暂行)(征求意见稿)陕北、关中地区和延安市按照 10%配储,榆林市按照 20%配储 河南 关于 2021 年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知 I 类区域配置项目 10%、2h 储能,II 类区域配置项目 15%、2h 储能,III 类区域配置项目 10%、2h 储能 山东 关于开展储能示范应用的实施意见(征求意见稿)规模约 50 万千瓦,风电、光伏发电项目需配 10%、2h 储能 甘肃 关于加快推进全省新能源存量项目建设工作的通知 600 万千瓦新能源

77、发电存量项目,河西 5 市配置 10%-20%、2h 储能、其他地区配置 5%-10%、2h 储能 新疆 关于组织开展阿克苏地区 2021 年光伏发电项目竞争性配置工作的通知 2021 年新增光伏发电项目总规模 20 万千瓦,需配置 10%储能 贵州 贵州省风电光伏发电项目管理暂行办法 消纳受限区域需配 10%储能 青海 支持储能产业发展的若干措施(试行)新增项目需配 10%、2h 储能,新增水电与新能源、储能容量配比达到 120.2 山西 关于做好 2021 年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知 大同、朔州、忻州、阳泉四市 240 万千瓦并网项目,在安全前提下配置 10%及以上的储能设施

78、宁夏 关于加快促进自治区储能健康有序发展的指导意见(征求意见稿)新能源示范项目需配 10%、2h 储能 资料来源:各政府官网,西部证券研发中心 图 53:我国电力能源结构 资料来源:中国能源大数据报告(2022),西部证券研发中心 4.5 政策支持独立储能模式发展政策支持独立储能模式发展 储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统、“互联网储能是智能电网、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”智慧能源的重要组成部分和关键支撑技术。键支撑技术。随着储能重要性的日益增长,世界各国纷纷出台储能激励措施,并为市场发展扫除障碍,具体包括:支持储能技术的发展、开展储能项目示范、制

79、定相关规范和标准以及建立和完善涉及储能的法律法规等。政策支持独立储能模式发展。政策支持独立储能模式发展。2021 年 7 月 23 日,国家发展改革委、国家能源局发布关于加快推动新型储能发展的指导意见政策层面明确独立储能的市场主体地位后,独立储能商业模式正式形成。储能电站将不再是作为火电、新能源的附带功能,而以电力系统独立身份参与中长期交易、现货和辅助服务等各类电力市场。随着电力市场改革不断深化,储能可参与的市场也会越来越广泛,可获得的收益方向也会越来越多。图 54:电池储能提供的服务项目 图 55:应用价格体系下的盈利模式 资料来源:电网侧电池储能电站商业模式研究基于应用价格体系分析,西部证

80、券研发中心 资料来源:电网侧电池储能电站商业模式研究基于应用价格体系分析,西部证券研发中心 4.6 储能热管理和消防系统市场规模测算储能热管理和消防系统市场规模测算 假设假设 1:2022-2025 年全球新增光伏装机规模由 240GW 提升至 330GW,风电新增装机规模由 90GW 增长至 120GW;风电和光伏合计新增装机规模由 330GW 增长至 450GW。假设假设 2:2022-2025 年全球风电光伏装机配套储能比例逐步增长至 14%,储能时长提升至3h。假设假设3:考虑到5G和数据中心配储需求,假设2022-2025年需求由16GWh增至34GWh。假设假设 4:2022 年风

81、冷和液冷价值量分别为 0.90、0.32 亿元/GWh,且价格逐年降低 10%。2022-2025 年液冷渗透率由 30%增至 55%,风冷由 70%降至 45%。假设假设 5:2021 年我国储能平均中标价格为 1.476 元/Wh,2022-2025 年假设平均每年降低10%,消防系统投资额占比提升至 5%。根据我们的测算,根据我们的测算,2025 年全球储能热管理和消防市场规模分别达 122、112 亿元。2022-25年期间复合增速分为达到 49.89%和 83.66%。表 12:储能需求分析 2022E 2023E 2024E 2025E 光伏新增装机规模(GW)240 275 30

82、0 330 风电新增装机规模(GW)90 100 110 120 风光新增装机规模(GW)330 375 410 450 新增配储能比例 5%8%11%14%配电时长(h)2 2.2 2.5 3 发电侧储能装机规模(GW)16.5 30 45.1 63 发电侧储能装机容量(GWh)33 66 113 189 电网侧配储装机容量(GWh)15 20 25 30 5G+IDC 配储装机容量(GWh)1 2 3 4 合计储能装机容量(GWh)49 88 141 223 资料来源:工信部,西部证券研发中心 表 13:储能热管理和消防需求分析 2022E 2023E 2024E 2025E 合计储能装机

83、容量(GWh)49 88 140.75 223 液冷占比 30%35%40%55%风冷占比 70%65%60%45%液冷价值量(亿元/GWh)0.90 0.86 0.81 0.77 风冷价值量(亿元/GWh)0.32 0.30 0.29 0.27 液冷市场规模(亿元)13.23 26.33 45.73 94.64 风冷市场规模(亿元)10.98 17.39 24.39 27.53 储能系统中标价(元/Wh)1.3 1.2 1.1 1.0 储能系统市场规模(亿元)490 880 1407.5 2230 消防占储能系统比例 2%3%4%5%储能消防市场规模(亿元)9.8 26.4 56.3 111

84、.5 资料来源:西部证券研发中心测算 五、五、投资建议投资建议 5.1 英维克:温控行业龙头,储能业务实现高速增长英维克:温控行业龙头,储能业务实现高速增长 公司是一家国内领先的精密温控节能设备的提供商,并已形成了机房温控节能、机柜温控节能、客车空调、轨道交通列车空调及服务四大业务产品,广泛应用于通信、储能、互联网、智能电网、轨道交通、金融、医疗、新能源车等行业。产品线持续丰富,通过完善精密温控节能设备行业产业链布局,实现多领域的突破。产品线持续丰富,通过完善精密温控节能设备行业产业链布局,实现多领域的突破。2018年,公司通过重大资产重组收购上海科泰,新增轨道交通列车空调、架修及维护服务、传

85、统客车空调等业务。此外,公司前瞻性布局电池热管理技术领域多年,目前已经成为国内储能热管理龙头企业。表 14:英维克主要产品 序号 产品类型 关联产品 1 机房温控产品族 CyberMate 系列高效机房专用空调、CyberMate V 系列变频机房专用空调、XRow 系列高效列间空调、XRack 系列微模块解决方案、iFreecooling 自然冷却双循环机组、英维克 XSpace 智能微模块 3.0、XStorm 系列风墙解决方案、XFlex 模块化蒸发冷却系统、JS 系列机房高效加湿系统、XSource 高效蒸发冷集成冷站方案、机房温控产品族、XMint 高效蒸发冷复合多联空调方案、Cab

86、icool 机架式空调、XGlacier 系列服务器液冷解决方案 2 储能产品族 MC 系列电力户外柜空调、MC 系列储能空调、EMW 系列储能冷水机 3 液冷产品族 液冷板、Manifold 集水分歧管、快速接头、机柜式 CDU、插框式 CDU、液冷管路、干冷器 4 空气环境机产品 EBC 房间空气环境机、EBC 吸顶式空气环境机(无温控)、EBC 吸顶式空气环境机、EBC 分布式空气环境机、EBC 空气消毒除臭机、EBC 电梯空气消毒机、EBC 移动式空气消毒净化机、EBC 家用移动式空气消毒净化机、EBC 壁挂式消毒净化机、EBC 吸顶式空气消毒净化机 5 机柜温控产品族 DC 系列直流

87、空调、EC 系列交流空调、HC 系列空热一体机、EX 系列热交换、EIA 系列工业空调、EMA 系列工业空调、CSM 系列充电桩空热一体机、EIX 系列空气水热交换器 6 高精密温控产品族 CyberMate 系列高精密实验室空调、CyberMate 系列高精密博物馆空调、CyberMate 系列档案室空调、CyberMate 系列酒窖空调 7 冷链温控产品族 ET 系列纯电动冷冻冷藏机组、ETM 系列一体式纯电动冷冻冷藏机组 资料来源:公司官网,西部证券研发中心 图 56:英维克产品结构(2021 年)资料来源:Wind,西部证券研发中心 纯水冷却设备42%动力电池热管理产品28%汽车电子及

88、新能源汽车业务21%备品备件及维护6%其他主营业务3%公司重视技术积累和自主研发能力,研发投入逐年增长,研发费用从 2017 年的 0.33 亿元增长至 2021 年的 1.5 亿元,增长近五倍,研发费用率近年来也保持 6%以上的较高水平。公司在研项目众多。公司在研项目众多。如兆瓦级锂电池储能系统液冷热管理关键技术和独立电池热管理系统等,未来有望在储能领域持续发力。图 57:英维克产品结构(2021 年)资料来源:Wind,西部证券研发中心 表 15:英维克在研项目(2021 年年报)主要研发项目名称主要研发项目名称 项目目的项目目的 项目进展项目进展 拟达到的目标拟达到的目标 新一代标准化间

89、接蒸发冷却技术研究 通过新的技术方案通过提高生产效率、产品性能和质量,降低机组成本 小试阶段 业内领先 数据中心高热密度冷冻水行间级环境 控制技术研究 对现有数据中心高热密度冷冻水行间级环境设备进行优化设计 量产阶段 业内领先 大功率充电机用热管理技术研究 解决大功率超级快速充电设备的高热密度散热需求,提升充电桩的热稳定性并提高充电设备的使用寿命 量产阶段 业内首先应用 兆瓦级锂电池储能系统液冷热管理关 键技术研究 实现业内兆瓦级储能系统领域液冷热管理的首次应用,从热管理角度改善兆瓦级锂电储能系统的热管理温升及温差影响的容量、安全等突出技术问题 量产阶段 业内首先应用 柜式空气环境机技术研究

90、设计一款融合温控、新风和杀菌净化等多种功能协同工作的的柜式空气环境控制设备,要求体积小、易安装、能广泛应用于不同场景 量产阶段 业内领先 电梯公共空间消毒净化技术研究 开发一款适用电梯或类似空间适用的消毒净化产品,实现净化、杀菌、消毒功能 量产阶段 业内领先 高效稳定的等离子管技术研究 从结构设计优化、制造工艺改进、性能提升等方面设计新一代等离子管用于空气环境机的除尘消毒 量产阶段 业内领先 新一代新能源冷链机组研究 冷链运输设备的迭代升级,向高精度、高质量、高可靠性方向演进 研究阶段 业内领先 独立电池热管理系统研究 设计一款电动车动力电池温控系统,保证电芯的最佳工作温度区间,改善动力电池的

91、使用寿命 量产阶段 业内领先 新一代高效模块化机房空调 开发新一代低成本、高能效的房间级机房空调 量产阶段 提升产品性能,降本 嵌入式液冷 CDU 设备 为某服务器厂商定制嵌入式液冷 CDU 模块 量产阶段 满足该客户的服务器液冷散热需求 多款地铁列车空调机组的项目定制 按客户规格要求定制非标机组 量产阶段 设计并完成苏州#6 线、郑州0%1%2%3%4%5%6%7%8%00.20.40.60.811.21.41.6200202021研发费用(亿元,左轴)研发费用率(右轴)#10 线、#17 线、深圳#14 线的订单交付 流体连接器流道技术研究 通过仿真技术运用,细微化设

92、计,降低流体在连接器流道内的阻力 中试阶段 优化液体连接器设计技术台 资料来源:Wind,西部证券研发中心 技术积累深厚,平台化助力多元布局。技术积累深厚,平台化助力多元布局。公司拥有完整的以需求为导向的平台化设备散热与环境控制领域的产品研发体系,不断快速推出满足客户需求和行业发展趋势的新产品和解决方案。经多年持续投入,公司已基本构建了从热源到冷源的设备散热全链条的技术平台,并逐渐完善健康环境的多维度空气质量管理的技术平台。优质客户背书,客户粘性较高。优质客户背书,客户粘性较高。公司已为腾讯、阿里巴巴、秦淮数据、万国数据、数据港、中国移动、中国电信、中国联通等用户的大型数据中心提供了大量高效节

93、能的制冷系统及产品。在通信机柜设备温控领域,赢得华为、Eltek 等大规模主流客户的信赖和稳固的合作关系。图 58:英维克以需求为导向的平台化研发体系 资料来源:公司官网,西部证券研发中心 公司是国内最早涉足电化学储能系统温控的厂商。公司是国内最早涉足电化学储能系统温控的厂商。公司从 2012 年开始拓展储能业务,公司针对储能箱柜的温控产品系列/型号丰富,能满足下游客户的各种不同需求,且产品品质和性能优异,竞争力强,目前在国内储能温控行业处于领导地位,是众多国内储能系统提供商的主力温控产品供应商,客户包括比亚迪、宁德时代、海博思创、平高储能、科陆、阳光电源。公司在原有风冷系列机柜空调基础上,公

94、司在公司在原有风冷系列机柜空调基础上,公司在 2020 年推出系列的水冷机组并开始批量应年推出系列的水冷机组并开始批量应用于国内外各种储能应用场景。用于国内外各种储能应用场景。2021 年,公司来自储能应用的收入约为 3.37 亿元,约为2021 年的 3.5 倍,显著受益于储能行业的快速发展。图 59:英维克总营业收入及储能营收 图 60:英维克温控解决方案 资料来源:wind,西部证券研发中心 资料来源:公司官网,西部证券研发中心 5.2 高澜股份:水冷领域领跑者,业务扩张加速高澜股份:水冷领域领跑者,业务扩张加速 水冷设备和节能技术应用头部企业和先行者。水冷设备和节能技术应用头部企业和先

95、行者。公司是目前国内领先的电力电子装置用纯水冷却设备专业供应商,致力于为全球客户提供专业的节能产品和整体解决方案。公司的800kV 直流输电工程换流阀纯水冷却设备产品被国家能源局认定为国际先进水平。公司在电力电子装置用纯水冷却设备领域已形成了集研究开发、设计、制造、营销、售后服务的完整业务体系,公司综合竞争力在业内处于领先地位。公司主要产品包括直流输电换流阀纯水冷却设备、新能源发电变流器纯水冷却设备、柔性交流输配电晶闸管阀纯水冷却设备、大功率电气传动变频器纯水冷却设备以及各类水冷设备的控制系统。表 16:高澜股份主要产品 产品领域 关联产品和服务 电力电子热管理 特高压直流输电水冷却系统、新能

96、源发电水冷却系统、柔性交流输配电水冷却系统、石油天然气大功率电气传动设备水冷却系统、轨道交通水冷却系统、配水管道 信息与通信热管理 冷板式液冷服务器解决方案、浸没式液冷服务器解决方案 新能源汽车热管理 动力电池加热散热材料、防火隔热材料、柔性电路集成母板、动力电池独立液冷系统、动力电池与空调复合系统、整车热管理系统及仿真服务。特种行业热管理 船舶驱动、雷达阵面、通讯和特种车辆的热管理、大科学项目 综合能源能效管理和应用 综合能源管理服务,压缩空气系统节能服务,蓄能节能服务,新能源汽车充电服务、蓄电池梯级利用,电力综合服务 工程服务 建立北京、上海、西安、岳阳、广州、东莞等售后服务中心。通过立体

97、化的服务网络,为全球客户提供高效的服务。资料来源:公司官网,西部证券研发中心 0%2%4%6%8%10%12%14%16%0500021储能应用收入(亿元,左轴)总营业收入(亿元,左轴)储能营收占比 图 61:高澜股份主营构成(2021 年)资料来源:wind,西部证券研发中心 与优质客户紧密合作,业务版图持续扩张。与优质客户紧密合作,业务版图持续扩张。经过多年积累和发展,公司客户积累深厚,国内客户包括西安西电、中电普瑞、常州博瑞、许继电气、金风科技、远景能源等国内知名企业;同时,公司与 GE、西门子、ABB 集团等国际大型输配

98、电企业保持良好合作,并在2012 年成为 GE 合格供应商。新能源汽车新能源汽车+储能热管理布局打开成长空间:储能热管理布局打开成长空间:公司于 2019 年收购东莞硅翔 51%股权,发力新能源车动力电池热管理及汽车电子制造领域,积极参与并储备液冷部件、集成产品及整车热管理系统项目,与公司自身业务产生协同效应。公司在储能电池热管理技术方面持续投入研发,目前已有基于锂电池单柜储能液冷产品、大型储能电站液冷系统、预制舱式储能液冷产品等的技术储备和解决方案。图 62:高澜股份新能源汽车业务收入 图 63:高澜股份部分客户 资料来源:wind,西部证券研发中心 注:新能源业务为硅翔并表收入 资料来源:

99、公司官网,西部证券研发中心 纯水冷却设备42%动力电池热管理产品28%汽车电子及新能源汽车业务21%备品备件及维护6%其他主营业务3%02468001920202021新能源汽车(亿元)其他业务收入(亿元)5.3 同飞股份:下游应用领域广泛,满足各行业温控需求同飞股份:下游应用领域广泛,满足各行业温控需求 公司主营业务为工业制冷设备的研发、生产和销售。公司主营业务为工业制冷设备的研发、生产和销售。公司自成立以来,一直致力于工业制冷设备的研发。公司目前已主要形成了液体恒温设备、电气箱恒温装置、纯水冷却单元和特种换热器四大类产品,并成为目前以数控装备、电

100、力电子装置制冷为核心应用领域的工业制冷解决方案服务商。公司生产的产品主要包括液体恒温设备、电气箱恒温装置、纯水冷却单元和特种换热器等四大类,上述产品应用涵盖多个工业制冷领域。表 17:同飞股份主要产品 产品领域 关联产品 激光设备行业 MCWL 激光器水冷却机、TFLW 光纤激光水冷却机、MCA 电气箱温湿度调节机 数控机床行业 MCO 油冷却机、MCW 水冷却机、MCS 切削液冷却机、MCA 电气箱温湿度调节机、盘管式换热器系列、翅片式换热器系列、制冷机组系列、空气/水热交换器、MEA 电气箱热交换器 输变电行业 不锈钢散热器、柔性交流输电系统(FACTS)用纯水冷却单元、新能源变流器用纯水

101、冷却单元 储能行业 液冷系统、顶装式工业空调、一体式工业空调、分体式工业空调、壁挂式空调 电气传动行业 外水冷水机组 新能源汽车(换电站)液冷 LC、LCI 系列 半导体行业 变频水冷机 资料来源:公司官网,西部证券研发中心 图 64:同飞股份主营构成(2021 年)资料来源:wind,西部证券研发中心 在电力电子温控领域,公司的纯水冷却单元产品可用于输变电行业、电气传动、新能源发电等领域,目前公司已成为思源电气、四方股份、新风光、特变电工等知名企业的供应商。公司的下游客户均在其所在行业具有较高的知名度。基于我国电力电子装置行业发展的良好态势,公司将进一步积极拓展该市场的温控产品领域。优质的客

102、户群体和高效的客户服务。优质的客户群体和高效的客户服务。公司已为客户匹配了相关液冷和空冷产品,拓展的客户有阳光电源、科陆电子、南都电源、江苏天合储能有限公司、天津瑞源电气有限公司等。液体恒温设备59%纯水冷却单元18%电气箱恒温装置17%特种换热器4%其他主营业务2%图 65:同飞股份储能行业主要产品 图 66:同飞股份部分客户 资料来源:公司官网,西部证券研发中心 资料来源:公司官网,西部证券研发中心 实现下游战略性新兴产业融合发展。实现下游战略性新兴产业融合发展。公司产品适用于工业温控领域,产品系列多,且涉及的下游应用领域广泛,主要服务于数控机床、激光、电力电子、储能、半导体制造设备、氢能

103、、工业洗涤等领域。多年技术积累,具备较强的研发实力和较大的产能规模。多年技术积累,具备较强的研发实力和较大的产能规模。通过多年的业务实践,公司已形成了涵盖热工、控制、节能等领域的核心技术,核心技术对应的专利覆盖工业温控设备的基础工作环节,并与下游核心运用领域紧密结合。公司的技术先进性体现在个性化解决方案、关键功能部件的自制、控制系统的自研及关键生产工艺于一体的实施能力。表 18:同飞股份主要产品及技术 产品类别 技术特点 技术壁垒 液体恒温设备 产品需针对不同应用场景,设计特有的热力循环系统、流体循环系统以及自动化控制系统。(1)热力循环系统中环保工质、热力循环形式、变频控制方式的多维度选择,

104、专用换热器的设计制造需与产品具体使用工况相匹配。(2)对流体压力、流量、温度等物理参数的精确控制以及管路、控制阀件的合理匹配确保流体循环系统的功能完整及良好性能。液体恒温装置系通过温度恒定的液体为主机提供热管理的功能部件。不同应用场景对温度、压力、流量的控制精度、逻辑和实现方法各有不同(3)具有自主研发设计的单片机电脑控制硬件系统以及多年业务实践积累的软件控制逻辑及算法。液体恒温设备集成度高,控制逻辑较为复杂,若采用通用控制器则导致成本偏高、编程复杂。液体恒温设备的控制硬件对于电路设计 IO 端口、时钟频率、AD 和 DA 转换精度、抗干扰性、可靠性要求较高,控制软件则侧重解决测量精度、误差修

105、正、逻辑算法等问题。电气箱恒温装置 产品需根据使用环境的温湿度、海拔、盐雾要求等工况选择不同的热力循环、自动控制方式及机械机构。(1)综合考虑空气焓差控制、湿度控制、融霜控制确定热力循环的控制策略,提高产品的工况适应性。电气箱恒温装置通过温湿度检测、焓差算法、结霜检测控制风机、压缩机和加热器等的工作逻辑,从而控制电柜内的温度和湿度。在不同环境温湿度情况下,需选择相适应的冷量、风量、焓差控制逻辑。(2)设备小型化、轻量化、超薄化及高防护等级的产品特性对设计、加工制造要求较高。纯水冷却单元 产品依赖于高效可靠的流体循环系统与监测控制系统,以及高效能长使用寿命的换热器。(1)对关键部件(水泵、过滤器

106、、风散热器、去离子树脂、传感器、电气系统)的选型以及科学的管路设计有较高要求,保证与水接触的金属材料和非金属材料工作时不能有大量离子析出,导致水质快速劣化,10kV 等级纯水冷却单元中水的电导率不高于 1S/cm。(2)不锈钢材质空气换热器的设计技术及制造工艺保证换热芯的低热阻和高换热系数(3)传感器、控制系统的冗余设计保障极端情况下的可靠运行以及 PLC 控制逻辑的对应优化。纯水冷却单元应用领域电压等级较高,对产品可靠性要求更为严格。特种换热器 产品依赖于耐腐材料的设计选型、特殊工况换热器的设计制造以及特殊材料的制造加工工艺。(1)特异化的应用场景需匹配特定的耐腐材料及表面处理工艺,材料的选

107、型需依靠完善的实验手段及较长时间的技术积累。(2)公司自主研发设计了配套不锈钢换热器密集管束的自动焊接专有设备,并形成相关加工制造工艺。资料来源:公司官网,西部证券研发中心 图 67:同飞股份解决方案 资料来源:公司官网,西部证券研发中心 5.4 青鸟消防:推进储能消防项目,巩固消防龙头地位青鸟消防:推进储能消防项目,巩固消防龙头地位 公司从创立以来专注消防报警监控系统产品,并逐步将业务拓展到气体灭火、气体检测、电气火灾监控、防火门监控、消防设备电源监控等相关领域,构建形成“3+2+2”业务框架(即,以通用消防报警、应急照明与智能疏散、工业消防为核心的“三驾马车”,气体类的自动灭火和气体检测业

108、务,及以智慧消防、家用消防为核心的“两颗新星”)。公司具备较强的“一站式”供应能力,竞争优势明显。公司是国内规模最大、品种最全、公司具备较强的“一站式”供应能力,竞争优势明显。公司是国内规模最大、品种最全、技术实力最强的消防产品供应商之一,也是专业的消防安全电子产品制造和智能消防安全技术实力最强的消防产品供应商之一,也是专业的消防安全电子产品制造和智能消防安全系统服务领域最具实力的综合供应商之一。系统服务领域最具实力的综合供应商之一。同时,随着公司“多品类、多性能”产品线的不断丰富、完善,青鸟消防及旗下子公司也在境内外形成了多维度、极具竞争力的品牌矩阵,共同促进公司成为能够面向全球市场客户需求

109、及多应用场景的“一站式”消防安全系统产品供应商。59%18%17%4%1%图 68:青鸟消防产品体系 图 69:青鸟消防品牌矩阵 资料来源:公司公告,西部证券研发中心 资料来源:公司公告,西部证券研发中心 行业先行者,自主创新能力不断提升。行业先行者,自主创新能力不断提升。2021 年全面推出全新的 W1000 无线系列,与有线产品线完全并行,包括报警和各种联动设备,在稳定性、在线率、抗干扰、调试便捷性等方面均具有领先的技术优势,且在持续不断地迭代、创新。公司自主创新研发出国内第一款集火灾探测能力、高带宽数字通讯能力等技术于一体的消防报警专用芯片“朱鹮”,2022 年内即将迭代更新至第三代,芯

110、片性能进一步提升;同时公司已具备实现消防安全产品核心部件的研发设计能力,持续自主研发气体传感器,使得产品的性能大幅提升、差异化竞争优势愈发显著。产品认证逐渐覆盖全球市场。产品认证逐渐覆盖全球市场。目前公司共取得中国国家强制性产品认证(3C)证书 465项、消防产品认证证书 222 项、UL/ULC 认证证书共 25 项、CE 认证证书共 138 项、NF认证证书 101 项、FM 认证证书 6 项等,标志着公司研发的产品通过国际高标准的检测,产品认证逐渐覆盖全球市场,且已能够满足国际中高端市场的需求。图 70:青鸟消防产品认证 图 71:产品认证逐渐覆盖全球市场 资料来源:公司公告,西部证券研

111、发中心 资料来源:公司公告,西部证券研发中心 5.5 国安达:灭火系统领跑者,储能产品有望放量国安达:灭火系统领跑者,储能产品有望放量 公司长期专注于火灾早期探测预警、自动灭火技术的研究与应用开发,形成了具有自主知识产权的火灾早期预警与自动灭火技术,已掌握以“超细干粉”、“混合气体”、“水基型灭火剂”为介质及“压缩空气泡沫”等多项核心灭火技术,形成了丰富的技术储备。公司主要为客车发动机舱、新能源汽车锂电池箱、客车乘客舱、变电站电缆、新能源发电站、城市电力电缆及通道、城市地下综合管廊等场景提供专业性强、品质优良的安全应急产品,产品能够满足不同领域的消防防护需求,同时公司储能消防产品正在进行小批量

112、试点应用。另外,公司在电力、交通领域建设有国内规模最大、种类齐全的火灾防控技术研究试验。图 72:国安达部分产品 图 73:国安达智能灭火系统 资料来源:公司官网,西部证券研发中心 资料来源:公司官网,西部证券研发中心 加强自主创新,发挥产品技术优势。加强自主创新,发挥产品技术优势。经过十余年的发展,公司已掌握了 10 大核心技术。公司多年来通过持续的研发投入,不断创新,在多种类灭火剂技术、驱动剂技术、产品结构技术、无电自启动技术、设备故障智能巡检技术、自动报警等方面形成了多项核心技术,并依托核心技术开发形成公司产品。良好市场口碑,形成品牌优势。良好市场口碑,形成品牌优势。公司在交通运输、电力

113、电网等行业拥有众多长期稳定的行业应用案例和良好的市场口碑,在行业内形成了突出的品牌优势。着消防行业的发展,社会消防意识的增强,更多下游客户对消防产品的产品质量、品牌优势的重视程度不断提高,公司多年积累形成的品牌知名度形成了公司重要的竞争优势。图 74:国安达十大核心技术 图 75:国安达经典案例 资料来源:公司公告,西部证券研发中心 资料来源:公司官网,西部证券研发中心 公司在储能领域具有突出的研发实力优势:公司在储能领域具有突出的研发实力优势:公司联合应急管理部天津消防研究所及电化学储能行业优秀企业共建储能电站电化学储能柜火灾防控与惰化抑爆技术研究基地,开展电化学储能柜火灾防控与惰化抑爆技术

114、研究,为不同储能企业提供更先进的消防解决方案及优质的产品。自研灭火剂,灭火效果更优。自研灭火剂,灭火效果更优。公司使用自主研发的多组份混合灭火剂,灭火效能更好、环保性更强、性价比更高,可持续抑制、惰化抑爆。公司灭火产品能够做到公司灭火产品能够做到 PACK 电芯级。电芯级。公司采用的探测技术深入到电芯内部,探测锂电池内部化学成分的变化,由芯片对各种参数的变动情况进行分析计算,从而判断是否启动灭火措施。相比其他消防产品,公司产品能够较早期地干预火灾的发生,阻止锂电池热失控扩展及储能柜爆炸的发生,进行点对点、精准灭火。锂电消防积累深厚。锂电消防积累深厚。公司凭借近十年锂电池消防技术的沉淀,在产品研

115、发时就与储能及锂电池厂商共同合作,直接与客户的电池参数对接,生产出来的产品专用性更强,不容易被替代。表 19:国安达在研项目 主要研发项目名称 项目目的 项目进展 拟达到的目标 新能源储能柜火灾防控与抑爆技术研究 开发适用于电化学储能柜的集火灾早期预警、高效灭火及持续抑制为一体的火灾防控产品。已完成多参量应用设计和关键性能测试,并通过消防检测部门检测。目前已在多家锂电池生产企业及储能集成商进行工程应用。进军国家能源战略热点行业消防安全新布局,引领储能行业锂电池应用安全提升和火灾防控,提高公司产品在储能行业应用市占率。小型化锂离子动力电池箱火灾防控装置 开发高效、小型化的锂电池箱灭火产品,丰富电

116、动汽车锂电池箱灭火产品系列,满足电动客车、物流车、乘用车等不同应用场景的需求。已完成设计、验证,并通过消防检测部门检测。进入小批量试产和试装验证阶段。应对快速发展的汽车电动化趋势,持续推出适用于不同车型的系列化锂电池箱灭火产品,提高公司产品在汽车行业应用市占率。复合型锂电池火灾探测预警装置 新一代智能锂电池箱火灾极早期探测预警装置,提升对锂电池箱的早期火情探测可靠性、减小产品体积、拓宽产品适用性及提升竞争力。已完成设计、验证,并通过消防检测部门检测。进入小批量试产和试装验证阶段。应对锂离子电池的快速发展和应用领域不断拓宽的趋势,持续推出适用于不同应用场景的系列化锂电池火灾探测预警产品,拓宽公司

117、产品在锂电池行业中的应用场景。电动船舶动力电池箱火灾防控系统 开发适用于电动船舶锂电池动力电池箱消防产品。已完成产品基本款开发,并取得船级社认证。进入小批量试产和试装验证阶段。发挥公司在锂电池火灾防控领域的优势和技术能力,进入船舶用锂电池火灾防控消防应用市场。电动自行车集中充电停放处火灾防控系统 开发适用于电动自行车集中充电停放处的集火灾探测报警、高效灭火抑制为一体的火灾防控产品。已完成设计、验证,并通过消防检测部门检测。进入小批量试产和试装验证阶段。布局社区电动自行车集中充电停放处消防市场,拓展公司业务销售板块。固定式压缩空气泡沫灭火系统系列产品 开发适用于不同电压等级变压器火灾场景的系列化

118、压缩空气泡沫灭火系统,满足不同电压等级变压器应用场景的需求,保障电力大型充油变压器消防安全。已成功研制出适用于特高压、超高压变压器的系列化产品,并通过消防检测部门检测。在不同区域的特高压、超高压项目中进行工程应用。布局适用于电力系统不同电压等级大型充油变压器火灾场景的产品应用推广,并在其他类型的大型充油场所中进行推广应用。多功能微型消防站 开发适用于社区、街道、乡镇(村)及地下商城、地下停车场等场所的多功能微型消防救援站。已完成产品开发验证,进入小量试生产和试点应用阶段。响应国家十四五发展规划,多层级布局和提升消防救援力量。高机动移动式压缩空气泡沫灭火装置系列产品 开发系列化多功能、高机动、可

119、进电梯的快速移动压缩空气灭火装置。已完成设计、打样,进入测试验证阶段。产品可灵活进出消防电梯、狭窄路段,快速到达超高楼层、地下商城、地下停车场、乡镇、街道等火灾现场,进行高效灭火。破解高层、超高层建筑、地下商城、地下停车场、乡镇、街道等场所发生火灾时消防救援力量难以快速抵达难题。小型化公共汽车客舱固定灭火系统 开发更小型化、更高效客舱灭火系统,减少占用乘载空间。产品已进入试生产,具备小批量供货条件。丰富乘客舱产品系列,给客户更多的选择,提高市场占有率。固定式喷雾消毒系统 开发全新技术路线,雾化颗粒更细、消毒效果更好、便于安装的喷雾消毒系统。产品已进入试生产,具备小批量供货条件。有效满足疫情防控对消毒产品的市场需求,扩大产品应用场景。家庭用水基型灭火器 充分发挥高效、环保型灭火剂技术优势,开发适用于居家、小汽车用的小型手持式灭火器,高效扑灭家庭和汽车初起火灾。已完成产品开发验证,进入小量试生产和工艺设备调试阶段。快速进入 C 端家庭消费市场,提高公司品牌知名度。资料来源:公司公告,西部证券研发中心

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