储能行业发展分析报告( 57 页)

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目录

1. 政策与市场共振，锂电储能如日方升 ....... 8

1.1. 能源转型趋势明确，锂电储能前景可期 ....... 8

1.1.1. 全球零碳竞赛开启，能源结构转型趋势明确 ....... 8

1.1.2. 能源转型对传统的电网提出诸多挑战 ...... 9

1.1.3. 储能在能源转型中扮演着重要角色，电化学储能正在大规模商用中 ..... 11

1.1.4. 从目前的装机数据看，锂电储能正处于快速发展阶段 ....... 13

1.2. 国内：政策与市场共振，发电侧储能有望率先发展 ....... 14

1.2.1. 政策端：相关文件相继落地，推动储能向规模化迈步 ....... 14

1.2.2. 用电侧：峰谷价差套利的商业模式已在全国部分省市具备经济性 ..... 16

1.2.3. 电网侧：调峰经济性一般，调频经济性较强 ..... 20

1.2.4. 发电侧：与电网辅助服务搭配，目前正开始具备经济性 ....... 22

1.3. 海外：主要国家全面发力，储能增长多点开花 ...... 25

1.3.1. 分应用场景：用户侧累计投运规模最大，辅助服务新增投运规模最大...... 26

1.3.2. 美国：政策继续加码，多州已出台具体的储能规划....... 27

1.3.3. 欧洲：能源脱碳持续进行，推动储能快速发展 ...... 29

1.3.4. 亚太：除中国外，以澳大利亚、日本为代表的国家储能装机稳步增长...... 34

1.4. 市场空间：十四五期间，我国市场空间.... 35

1.4.1. 我国：电力系统储能十四五合计市场空间约2300 亿元，5 年CAGR 达87% ..... 35

1.4.2. 全球：电力系统储能十四五合计市场空间约6000 亿元，5 年CAGR 达83% ..... 37

2. 产业链分析：中游价值量高，值得重点关注 ...... 39

2.1. 中游部件制造——产业链核心环节，储能成本下降的关键 .... 40

2.1.1. 电池——降本的关键环节，磷酸铁锂电池是当下主要装机力量 .... 40

2.1.2. PCS——拓扑结构和IGBT 是核心，竞争格局与光伏逆变器类似 ..... 42

2.1.3. EMS——储能系统决策“大脑”， 主要参与者以电力装备提供商为主 ...... 43

2.1.4. BMS——储能系统安全稳定运行的保障，技术壁垒在于算法和芯片..... 44

2.1.5. 其他设备和系统——重点储能温控领域 ..... 46

2.2. 中游系统集成——产业链中枢环节，行业竞争较为激烈 .... 47

3. 相关标的分析 ..... 48

3.1. 国内：建议关注储能电池、PCS 以及温控环节 ..... 48

3.1.1. 储能电池建议关注：宁德时代、比亚迪、派能科技....... 48

    3.1.1.1. 宁德时代：龙头优势明显，储能业务成新增长点 ....... 48

    3.1.1.2. 比亚迪：储能系统全环节覆盖，海外市场拓展领先 ....... 48

    3.1.1.3. 派能科技：户用储能全球第二，A 股最纯储能标的 .... 50

3.1.2. 储能变流器建议关注：阳光电源、固德威、盛弘股份 ....... 50

    3.1.2.1. 阳光电源：储能变流器与光伏逆变器双龙头，业务线多点开花 ..... 50

    3.1.2.2. 固德威：户用储能逆变器龙头，海外业务增强盈利 ....... 51

    3.1.2.3. 盛弘股份：持续加码新能源布局，PCS 带动储能业务增长 .... 51

3.1.3. 储能热管理——英维克：储能热管理龙头企业，技术储备充分 .... 52

3.2. 海外主要储能公司介绍 ...... 54

3.2.1. 特斯拉：光储业务助力公司二次发展 .... 54

3.2.2. Fluence：AES 和西门子的合资公司，增长趋势较为迅速 .... 55

3.2.3. Stem：Athena 平台业界领先，技术壁垒优势显著.... 56

4. 风险提示 ..... 57

图表目录

图1：能源排放和净零排放目标（ GtCO2） .... 9

图2：可再生能源消费占一次能源消费比重将持续提升 ....... 9

图3：可再生能源的发电具有不稳定性 ...... 10

图4：2020 年，我国弃风、弃光率的下降趋势趋缓 ....... 10

图5：近年来全球新能源汽车产量持续增长，渗透率提升 ..... 11

图6：近年来中国新能源汽车渗透率不断提高 ....... 11

图7：根据能量存储形式的不同，广义储能包括电储能、热储能和氢储能三类 ..... 11

图8：储能在发电侧、输电系统及用电端三个方面都有重要应用 ...... 12

图9：全球储能累计装机分类占比（截至2020 年底） ...... 13

图10：我国储能累计装机分类占比（截至2020 年底） .... 13

图11：目前，我国部分省市理论可行的峰谷套利模式 .... 17

图12：用全投资的项目内在收益率测算，则峰谷价差在0.75 元/KWh 以上具备较好经济性） ..... 20

图13：弃光机理图 ..... 23

图14：弃风机理图 ..... 23

图15：不同情形下，项目的内在收益情况 ..... 25

图16：光伏+储能+调频模式项目收益率的敏感度的分析..... 25

图17：分应用场景看，2020 年用户侧电化学储能累计投运规模第一 ....... 26

图18：分应用场景看，2020 年全球辅助服务新增投运规模最大 ...... 26

图19：2020 年美国储能新增装机功率和新增装机容量增长迅速 ...... 27

图20：全球已投运电化学储能项目累计装机规模占比（%） .... 27

图21：美国新增装机功率拆分（MW） ..... 27

图22：美国2020 年新增电化学储能分布（%） ....... 27

图23：全美有多个州储能规划超1GW ...... 29

图24：2020 年欧洲新增储能装机功率1.23GW，同比增长9.8%；新增装机容量1.86GWh，同比增长18.4% ....... 31

图25：2020 年欧洲累计储能装机功率4.14GW，同比增长42.4%；累计装机容量6.15GWh，同比增长43.4% ....... 31

图26：欧洲化学储能新增装机分布（MW） ...... 31

图27：2020 年欧洲新增储能装机分国家占比（%） ..... 31

图28：世界电费比较（美元/kwh，截至2021 年3 月） .... 32

图29：欧洲2020 年新增电化学储能应用装机分布（%） ..... 32

图30：自2008 年以来，德国的电费不断上升，已从 21.65€ct/kWh 上升至2020 年的

31.47€ct/kW，平均每年涨价3.17%....... 32

图31：测算结果显示，安装光伏+储能所带来的效益并不显著 ...... 33

图32：澳大利亚新增装机功率（MW） ..... 34

图33：澳大利亚累计装机功率（MW） ..... 34

图34：日本新增装机功率及增速（MW） ..... 35

图35：日本累计装机功率及增速（MW） ..... 35

图36：电化学储能产业链上游为原材料，中游为核心部件制造及系统集成商，下游是系统的应用 ..... 39

图37：电化学储能系统工作原理示意图 .... 39

图38：电化学储能系统成本构成中电池和PCS 占比达80% .... 39

图39：随着技术进步与产品的不断更新，储能相关成本呈不断下降趋势...... 40

图40：2018 年储能供应呈现南都电源一家独大的局面 ..... 41

图41：2020 年储能电池供应商前十名中有多家动力锂电企业 ...... 41

图42：按照PCS 的功率等级，储能变流器分为户用（小功率）、工商业（中功率）、大

功率（大功率）及储能电站（超大功率） ...... 42

图43：2018 年中国PCS 供应商排名 .... 43

图44：2020 年中国PCS 供应商排名 .... 43

图45：一套完整的 EMS 包括控制系统、通信系统、数据库系统和人机交互系统四个模块 .... 44

图46：电池组BMS 的整体架构（红色部分） ....... 45

图47：储能电站事故演变流程 ....... 46

图48：2016-2020 年宁德时代储能系统收入复合增速达165.7% ...... 48

图49：宁德时代储能业务的毛利率高于动力电池和锂电池材料 .... 48

图50：2020 年海外电池/PCS/储能系统装机排名（MW，由上至下） ...... 49

图51：派能科技储能业务保持快速增长 .... 50

图52：2020 年派能科技户用储能系统出货量全球第二 ..... 50

图53：阳光电源位居2020 年全球光伏逆变器出货量第二位 ..... 51

图54：阳光电源2020 年业务多点开花，全线增长（百万元） ..... 51

图55：固德威海外收入占比持续提升（百万元） ...... 51

图56：固德威并网逆变器的毛利率处于行业领先水平....... 51

图57：盛弘股份主要业务及产品 ....... 52

图58：近五年来，公司新能源电能变换设备增速较快....... 52

图59：从公司产品毛利率分析，新能源电能变换设备毛利率较高 .... 52

图60：IDC 和储能是公司增长核心，已突破行业龙头客户 ....... 53

图61：营收高速增长，机房温控设备贡献主要营收（百万元） .... 53

图62：2020 年，英维克综合毛利率为32.4% ....... 53

图63：特斯拉持续加码储能业务布局 .... 54

图64：特斯拉光储板块营收不断突破 .... 55

图65：特斯拉2021Q3 光伏出货量83MW，同比增加45.6% ....... 55

图66：特斯拉2021Q3 储能出货量1295MWh，同比增加70.6% ..... 55

图67：Fluence 的自动报价系统可提高收益且具有较高准确度 ..... 56

图68：Stem 营收增长较快，正进入高速增长阶段 .... 57

表1：自《巴黎协定》后，主要国家相继提出碳中和具体目标 .... 8

表2：可再生能源并网的比例越大，对现有电网的挑战越高 .... 9

表3：主要储能方式技术优缺点和应用情况对比 （根据目前已披露数据整理） .... 12

表4：顶层文件相继落地，推动储能向规模化发展转变 ..... 14

表5：自顶层文件落地后，各地方相继出台了一系列储能相关细化指导文件（不完全统计） .... 15

表6：用电侧储能度电成本（LCOS）测算假设参数表 ...... 18

表7：全国各省市一般工商业峰谷价差显示用户侧峰谷套利已在部分省市具备套利空间....... 18

表8：全国各省市大工业峰谷价差表显示用户侧峰谷套利已在部分省市具备套利空间 .. 19

表9：我国调峰的补偿价格普遍在0.4-0.6 元/kWh，AGC 补偿价格普遍在0-15 元/MW .... 21

表10：电网侧储能里程成本测算假设参数表 ..... 22

表11：多个省市出台了相关文件，要求新能源项目配置一定比例的储能，比例一般为10%-20%，容量时长一般为2 小时 ....... 23

表12：发电侧经济性测算假设参数表 .... 24

表13：2020 年新增投运电化学储能项目装机规模前十国家 ...... 26

表14：从联邦层面到州层面，美国各级政府出台了一系列政策持续推动储能发展 ....... 28

表15：欧盟及其主要国家出台了一系列储能激励政策....... 29

表16：德国光伏系统上网的电价持续下调 ..... 33

表17：澳大利亚主要储能激励政策.... 34

表18：我国用户侧：预计到2025 年，用户侧新增装机量约8.0GWh，未来5 年CAGR达68% ....... 35

表19：我国电网侧：预计到2025 年，电网侧新增装机量约7.6GWh，未来5 年CAGR达80% ....... 36

表20：我国发电侧：预计到2025 年，发电侧新增装机量约48.5GWh，未来5 年CAGR 达93% .... 36

表21：我国电力系统储能市场空间合计： 5 年新增装机CAGR 达87%，十四五合计市场空间超2300 亿元 .... 37

表22：全球用户侧：预计到2025 年，用户侧新增装机量约48.6GWh，未来5 年CAGR 达81% .... 37

表23：全球电网侧：预计到2025 年，电网侧新增装机量约13.4GWh，未来5 年CAGR 达80% .... 37

表24：全球电力系统发电侧：预计到2025 年，发电侧新增装机量约116.3GWh，未来5 年CAGR 达83% ..... 38

表25：全球电力系统储能市场空间合计： 5 年新增装机CAGR 达83%，十四五合计市场空间近6000 亿元 .... 38

表26：相较于其他主流锂离子电池，当下磷酸铁锂电池存在优势 .... 40

表27：相较于动力电池，储能电池的核心需求在于高安全、长寿命和低成本 ...... 41

表28：储能电池管理系统与动力电池管理系统存在诸多不同之处 .... 45

表29：中游系统集成参与厂商较多，竞争较为激烈（不完全统计） ..... 47

表30：Fluence 目前处于扩张阶段，虽尚未实现盈利但营收增长较快 ...... 56