电力储能分析报告( 79 页)

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目录

1. 核心观点及关键问题 ........... 7

2. 自成体系：我国储能已开发多种场景并成为刚需 ........ 8

2.1 储能政策周期已开启 ......... 8

2.2 新型电力系统中储能将成为刚需 ..... 13

2.2.1 我国电网灵活调节电源占比较低.......... 13

2.2.2 居民用电比例提升增加负荷波动.......... 14

2.2.3 储能是提升电网灵活性的刚需选择 ...... 17

2.3 多种场景应用丰富盈利模式 ............ 18

2.3.1 发电侧：消纳是新能源发展需突破瓶颈 ....... 19

2.3.2 电网侧：源荷波动性增大背景下储能大有可为 ............ 25

2.3.3 用户侧：峰谷电价差是最大驱动力 ...... 27

2.4 调峰调频需求增长提振储能发展空间 ...... 30

2.4.1 电力辅助服务政策与市场建设齐头并进 ....... 30

2.4.2 电网调频需求刚性极强 ........ 32

2.4.3 电池储能性能完胜传统电源 ......... 34

2.4.4 储能参与辅助服务市场已具备经济性 .......... 36

2.4.5 电池储能调峰需求定量分析 ......... 40

2.4.6 电池储能调频需求定量分析 ......... 44

2.5 需求测算：发电侧带动规模继续快速增长....... 46

2.6 光储一体收益模型将迎来变革 ........ 48

2.6.1 未来光储电站收益模型构成 ......... 48

2.6.2 光储一体经济性分析 ........... 48

3. 他山之石：欧美储能应用启示........... 50

3.1 欧美储能已经逐渐发展成熟 ............ 50

3.1.1 新能源发展提供储能发展机遇 ..... 50

3.1.2 我国电价水平较低影响储能盈利能力 .......... 53

3.1.3 用户承担是国外电力辅助服务主要方式 ....... 54

3.2 美国：政策+技术实现储能规模化 ........... 55

3.2.1 加州政策目标清晰，市场调度合理，率先完成储能市场规模化 ........... 56

3.2.2 三种资源模型参与交易 DER 技术成为研究热点 ......... 57

3.2.3 用户端受政策影响较大 ........ 58

3.2.4 技术为科学调峰赋能 ........... 59

3.3 欧洲：用户侧成熟度极高........ 60

3.3.1 家用储能获得高速发展 ........ 60

3.3.2 “光伏+储能”模式凭借经济性优势提升规模 ........... 61

3.3.3 多样化政策出台带动欧洲光储发展 ...... 62

3.3.4 德国：引领欧洲储能市场 ............ 63

3.3.5 启示：欧洲市场成熟经验值得借鉴 ...... 64

4. 供给侧：电池储能产业链已具备竞争力 ............ 66

4.1 各类储能形式对比 .......... 66

4.1.1 锂电池性能领先其他储能形式 ..... 66

3.1.1 抽水蓄能发展速度在减缓 ............ 69

3.1.2 锂电池储能最具发展潜力 ............ 69

4.2 成本下降持续提升锂电储能竞争力 ......... 70

4.2.1 电池PACK 是储能系统成本决定因素 .......... 70

4.2.2 未来储能系统降本空间巨大 ......... 72

4.3 储能产业链蕴藏大机遇 ........... 73

4.3.1 产业链分工明确，龙头优势突出.......... 73

4.3.2 我国将继续主导储能产业链 ......... 76

5. 投资策略：把握价值量高的增量机会 ........ 77

图表目录

图1： 全球锂电池储能规模变化 ..... 8

图2： 我国锂电池储能规模持续增长 ..... 9

图3： 新能源比例不断增长 .......... 14

图4： 我国用电量结构正在发生变化 ........... 14

图5： 各国用电结构对比 ..... 15

图6： 各国人均居民用电量对比 ........... 15

图7： 典型工业、工商业、居民用电负荷曲线 ..... 16

图8： 储能可以节省电网为应对尖峰负荷投资 ..... 17

图9： 储能配合光伏进行调峰示意图 ........... 18

图10： 2013-2020 中国电池储能新增装机量（MW） ......... 18

图11： 储能应用场景 ........... 19

图12： 中国电池储能新增装机量应用场景划分（MW） ...... 19

图13： 我国2015-2020 年风电光伏新增装机量（MW） ..... 20

图14： 我国2015-2020 年风电光伏发电量（亿瓦时）及占比 ..... 20

图15： 2017~2020 年我国历月弃光率......... 20

图16： 2017~2020 年我国历月弃风率......... 20

图17： 2016-2020 年全国及部分地区弃风率 ....... 21

图18： 2016-2020 年全国及部分地区弃光率 ....... 21

图19： 各省2020 年光伏实际装机与国家电网消纳目标对比 ....... 21

图20： 各省2020 年风电实际装机与国家电网消纳目标对比 ....... 23

图21： 储能在发电侧参与平抑波动的应用模式 ........... 25

图22： 储能参与发电侧平抑波动应用效果 .......... 25

图23： 储能参与电网调频应用效果 ..... 26

图24： 2020 年上半年储能项目规模图 ........ 26

图25： 2020 年上半年不同应用场景储能项目占比图 .......... 28

图26： 用户侧削峰填谷示意图 ............ 28

图27： 工商业及其他用电峰谷电价表（元/kWh） ...... 29

图28： 大工业用电峰谷电价表（元/kWh） ......... 29

图29： 我国电力辅助市场政策变迁 ..... 30

图30： 2019H1 电力辅助服务补偿费用构成 ........ 32

图31： 2019H1 电力辅助服务补偿费用来源 ........ 32

图32： 按机组类型划分电力辅助服务补偿和分摊费用 ........ 32

图33： 电网负荷各分量示意图以及响应应对措施........ 33

图34： 电力系统频率响应过程 ............ 33

图35： 火电机组与储能机组响应AGC 调频指令区别 ......... 35

图36： 广东某实际火电厂安装电池储能前后调频指标数据对比 .......... 36

图37： 典型调峰用储能技术的度电成本对比 ....... 37

图38： 典型调频用储能技术的里程成本对比 ....... 39

图39： 电池储能参与风电调峰示意图 ......... 41

图40： 电池储能参与光伏调峰示意图 ......... 41

图41： 电池储能上下调频区示意图 ..... 44

图42： 各类电源累计装机量（GW） .......... 45

图43： 各类电源累计装机占比（%） .......... 46

图44： 光储一体电站收益模型构成示意图 .......... 48

图45： 2019 年各国新增储能占新能源的比例 ..... 51

图46： 美国新能源和储能新增装机量（单位：MW） ......... 51

图47： 美国新能源和储能新增装机量YoY 变化 .......... 51

图48： 澳大利亚新能源和储能新增装机量（单位：MW） .......... 51

图49： 澳大利亚新能源和储能新增装机量YoY 变化 ........... 51

图50： 英国新能源和储能新增装机量（单位：MW） ......... 52

图51： 英国新能源和储能新增装机量YoY 变化 .......... 52

图52： 韩国新能源和储能新增装机量（单位：MW） ......... 52

图53： 韩国新能源和储能新增装机量YoY 变化 .......... 52

图54： 中国新能源和储能新增装机量（单位：MW） ......... 53

图55： 中国新能源和储能新增装机量YoY 变化 .......... 53

图56： 2019 年世界各国居民电价（元/kWh） ............ 53

图57： 2019 年世界各国工业电价(元/kWh) ........ 54

图58： 2013~2019 年加州储能新增装机量（单位：KW） ......... 57

图59： 2013~2019 年加州占美国储能新增装机量的比例 ............ 57

图60： 2021 年3 月26 日CAISO 的需求预测数值图 ......... 59

图61： 2021 年3 月26 日CAISO 的需求预测曲线图 ......... 59

图62： 2021 年3 月26 日晚23：40 CAISO 的供给数值图 ........ 59

图63： 2021 年3 月26 日CAISO 的供电及可再生能源比例图 ........... 59

图64： 2018 年4 月10 日CAISO 用电需求走势曲线图...... 60

图65： 2018 年和2021 年风电和光伏发电占比图 ....... 60

图66： 2011-2019 欧洲储能新增装机量（MWh） ...... 60

图67： 2016-2019 欧洲家用储能新增装机量（MWh） ....... 61

图68： 2016-2019 欧洲家用储能累计装机量（MWh） ....... 61

图69： 2019 年欧洲家用储能市场格局 ........ 61

图70： 德国家用储能市场不断发展 ..... 61

图71： 德国居民电价与光储成本（欧分/kWh） .......... 61

图72： 德国可再生能源发电量及占比 ......... 63

图73： 2020 年欧洲主要国家居民零售电价 ......... 64

图74： 德国居民平均电价构成（欧分/kWh；以每年耗电3500kWh 计算） ....... 64

图75： 欧洲各国可再生能源在电力供应中的比例目标 ........ 64

图76： 欧洲新增储能装机量预测（GWh） ......... 65

图77： 欧洲部分国家新增储能装机量预测（MWh） ........... 65

图78： 储能主要分类 ........... 66

图79： 我国储能市场各种形式比例（截止2019 年） ......... 68

图80： 我国电化学储能累计装机规模（2012-2019） ......... 68

图81： 全球储能市场累计装机结构（截止2019 年） ......... 68

图82： 全球电储能市场累计装机规模（2010-2019） ......... 68

图83： 中国抽水蓄能新增及累计装机量（2014-2019） ...... 69

图84： 我国锂电储能新增及累计装机量（2014-2019） ...... 70

图85： 储能系统主要构成 ........... 70

图86： 储能系统各部分主要功能 ......... 70

图87： 储能系统成本构成 ........... 71

图88： 2018 年不同充放电时长电池储能系统成本构成 ....... 71

图89： 2010-2020 全球锂电池组价格走势（$/kWh） ......... 72

图90： 20MW/80MWh 储能系统成本构成未来走势（$/kWh） ........... 72

图91： 储能系统供应链示意图 ............ 73

图92： 储能产业链参与主要企业及分类 ...... 74

图93： 2019 年我国储能电池供货商排名 ............ 74

图94： 2019 年我国储能变流器供货商排名 ......... 75

图95： 2019 年我国储能系统集成商排名 ............ 75

图96： 全球锂电池供应链相关指标排名预测（注：RII：监管、基础设施及创新） ............ 76

表1： 2020 年至今部分地区关于鼓励可再生能源电站配置储能的指导性政策 ....... 9

表2： 2020 年至今部分地区关于可再生能源电站配置储能的标准规范性政策 ......11

表3： 2020 年至今部分地区关于可再生能源电站配置储能的政策要求 .........11

表4： 2020 年至今部分地区关于可再生能源电站配置储能的补贴政策 ........ 13

表5： 2021 年1 月部分省市创历史最高负荷峰值 ........ 16

表6： 大部分省市用电负荷增速高于用电量增速.......... 17

表7： 各省2020 年光伏实际装机与电网消纳目标对比 ........ 21

表8： 各省2020 年风电实际装机与电网消纳目标对比 ........ 23

表9： 储能电网侧的主要用途及说明 ........... 25

表10： 2020 年上半年电网侧项目地区分布 ......... 26

表11： 2017-2019 年中国储能行业主要政策 ....... 27

表12： 储能用电侧的主要用途及说明 ......... 27

表13： 2020 年上半年用电侧项目地区分布 ......... 28

表14： 我国部分省份电力辅助服务市场提供服务类别 ........ 30

表15： 南方区域电力辅助服务补偿标准表 .......... 31

表16： 一次调频和二次调频的区别 ..... 34

表17： 传统发电机组的调频性能存在明显短板 ........... 34

表18： 储能调频性能显著优于传统机组 ...... 35

表19： 部分地区调峰补偿费用计算规则 ...... 36

表20： 不同运行模式下调峰储能电站度电成本计算 ............ 38

表21： 各地AGC 调频服务补偿标准 .......... 38

表22： 不同运行模式下调频里程成本计算 .......... 40

表23： 基于不同利用小时数和弃光率的调峰电池储能配置比例计算 ........... 41

表24： 以2020 年弃光计算光伏电站调峰储能需求 ..... 41

表25： 基于不同利用小时数和弃风率的调峰电池储能配置比例计算 ........... 42

表26： 以2020 年弃风计算风电调峰储能需求 ............ 43

表27： 我国储能装机需求预测 ............ 46

表28： 光储一体模型主要假设参数 ..... 49

表29： 光储一体模型收益构成改变时IRR 变化（弃光率2%） .......... 49

表30： 光储一体模型收益构成改变时IRR 变化（弃光率5%） .......... 50

表31： 2018 年-2019 年五国新能源发电量与总发电量之比 ........ 50

表32： 美国PJM 辅助服务市场要素 ........... 54

表33： 美国储能市场化政策 ........ 55

表34： 美国储能六大应用场景和价格目标 .......... 56

表35： 2010~2019 加州主要有关储能目标政策汇总 ........... 57

表36： PDR、DER、NGR 参与电力市场交易的性能要求对比 ........... 57

表37： 欧洲部分国家储能相关政策 ..... 62

表38： 欧洲部分国家光伏相关政策 ..... 62

表39： 各类储能运作原理、主要应用方向范围与优缺点对比 ...... 66

表40： 不同类型电池储能性能对比 ..... 67

表41： 重点跟踪公司 ........... 79