自2021年年初以來(lái)，錦緞研究院持續(xù)跟蹤儲(chǔ)能板塊，先后發(fā)布《碳中和的“龍脈”：儲(chǔ)能》、《儲(chǔ)能“豹變”之后的估值隱憂》、《“缺電”不應(yīng)被引申為新舊能源的矛盾》等分析報(bào)告。
雖然今天新能源+儲(chǔ)能已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可，但是市場(chǎng)還是習(xí)慣把光伏、風(fēng)電等新能源當(dāng)成主角，而儲(chǔ)能僅僅是配角。
新能源行業(yè)毫無(wú)疑問(wèn)是一片繁榮，前景可期。然而，隨著風(fēng)電、光伏等裝機(jī)量的快速增長(zhǎng)，新能源的消納問(wèn)題愈發(fā)突出，能源轉(zhuǎn)型面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。基于此，我們?cè)桨l(fā)看到發(fā)展大型儲(chǔ)能的重要性與緊迫性。
大型儲(chǔ)能成為最優(yōu)解——把風(fēng)和光存下來(lái)
1、新能源發(fā)展浩浩蕩蕩，燃眉之急由誰(shuí)解?
過(guò)去十余年，我國(guó)的能源轉(zhuǎn)型取得了全球矚目的成績(jī)。根據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，截至2021年，我國(guó)風(fēng)光累計(jì)裝機(jī)容量占比達(dá)到26.7%，風(fēng)光發(fā)電量占比11.7%。展望未來(lái)，新能源發(fā)電占比還將持續(xù)提升，直至成為主要電力來(lái)源，而傳統(tǒng)火電慢慢退居二線，終極角色是作為調(diào)峰和補(bǔ)充產(chǎn)能。
但在新舊能源角色互換過(guò)程中，新能源的消納問(wèn)題成為其繼續(xù)發(fā)力向上的主要障礙。
圖1：2021年新能源裝機(jī)滲透率達(dá)到26.7%(單位：萬(wàn)千瓦)，資料來(lái)源：Wind，華寶證券
眾所周知，風(fēng)電、光伏是間歇性能源，容易受到氣候天氣影響，是典型的“靠天吃飯”。一旦遭遇極端天氣，新能源出力的不確定性容易導(dǎo)致局部時(shí)段的缺電問(wèn)題。
不管是2021年的全國(guó)大范圍拉閘限電，還是2022年夏季的錯(cuò)峰用電，缺電問(wèn)題都嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活。背后的本質(zhì)就是新能源替代傳統(tǒng)能源的過(guò)程中，新能源的并網(wǎng)消納出現(xiàn)問(wèn)題。
另一方面，光伏、風(fēng)電的出力高峰往往與用電需求不一致，隨著更多新能源接入電網(wǎng)，將給電力系統(tǒng)帶來(lái)較大的沖擊，嚴(yán)重時(shí)候會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)頻率崩潰，造成大面積停電。
根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織研究數(shù)據(jù)，當(dāng)新能源的滲透率由20%向上提升將會(huì)造成電力系統(tǒng)凈負(fù)荷的波動(dòng)幅度陡增，給電網(wǎng)的安全性帶來(lái)挑戰(zhàn)。以山西省為例，作為新能源裝機(jī)大省，山西近年來(lái)火電機(jī)組一次調(diào)頻次數(shù)已上升至每日數(shù)百次之多。
圖2：電網(wǎng)凈負(fù)荷波動(dòng)隨新能源滲透率提高而增大，資料來(lái)源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織
那么該如何解決，具體方法其實(shí)大家現(xiàn)在都已經(jīng)知道了，就是配套儲(chǔ)能。
首先，新能源發(fā)電側(cè)配置儲(chǔ)能可以平衡新能源的隨機(jī)性和波動(dòng)性，從而有效避免當(dāng)新能源出力下降，或用電負(fù)荷升高時(shí)因發(fā)電容量不足引發(fā)停電問(wèn)題。比如風(fēng)光儲(chǔ)一體化工程。
其次，在電網(wǎng)上配置儲(chǔ)能，相當(dāng)于增加了“緩沖器”，可以有效保障發(fā)電端和用電端動(dòng)態(tài)平衡。
最后，隨著火電等傳統(tǒng)可調(diào)節(jié)電力的占比不斷降低，需要引入儲(chǔ)能作為新的調(diào)節(jié)能力來(lái)源，從而加強(qiáng)電力系統(tǒng)的靈活性。
不過(guò)，目前儲(chǔ)能的裝機(jī)速度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上可再生能源發(fā)展的速度，仍然存在明顯的缺口。并且，我們正處于電氣化深化的時(shí)代，未來(lái)電氣化的場(chǎng)景將會(huì)越來(lái)越豐富。根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織預(yù)測(cè)，到2060年，電能占終端用能的比重有望達(dá)到66%。
濃縮成一句話，光伏、風(fēng)電份額的不斷增加，儲(chǔ)能不僅僅是新能源發(fā)展的重要前提，還將深入?yún)⑴c能源轉(zhuǎn)型過(guò)程，成為電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。
圖3：儲(chǔ)能成為新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，資料來(lái)源：光大證券
2、為什么是大型儲(chǔ)能?
按照《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，到2030年，我國(guó)風(fēng)電、光伏總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。面對(duì)如此大規(guī)模新能源的接入，電網(wǎng)消納壓力可想而知，電力系統(tǒng)迫切需要大型儲(chǔ)能來(lái)解決新能源消納問(wèn)題，以提高電力系統(tǒng)和能源系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。
何謂大型儲(chǔ)能?顧名思義是指功率和容量較大的儲(chǔ)能。根據(jù)國(guó)標(biāo)《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》，大型儲(chǔ)能電站定義為功率30MW且容量30MWh及以上的儲(chǔ)能電站。
儲(chǔ)能主要應(yīng)用場(chǎng)景涵蓋發(fā)電側(cè)(風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站、傳統(tǒng)電站等)、電網(wǎng)側(cè)(電網(wǎng)公司等)與用電側(cè)(家庭、工商業(yè)等)。而大型儲(chǔ)能更多的應(yīng)用于發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)。
圖4：儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用場(chǎng)景分類，資料來(lái)源：派能科技招股書
目前，大型儲(chǔ)能路線呈現(xiàn)多點(diǎn)開(kāi)花局面，其中最受關(guān)注的是抽水儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能。
抽水儲(chǔ)能。作為世界上技術(shù)最成熟、裝機(jī)量最大的儲(chǔ)能技術(shù)，占據(jù)我國(guó)86%左右儲(chǔ)能裝機(jī)容量?？梢哉f(shuō)，抽水儲(chǔ)能充當(dāng)著能源系統(tǒng)的定盤星。
鋰電池儲(chǔ)能。憑借建設(shè)周期短、選址靈活、調(diào)節(jié)性能優(yōu)秀等特點(diǎn)，鋰電池儲(chǔ)能已經(jīng)成為電化學(xué)儲(chǔ)能的先鋒。根據(jù)InfoLink數(shù)據(jù)，2022年全球儲(chǔ)能鋰電池出貨總計(jì)142.7GWh，同比增長(zhǎng)204.3%。
鈉離子儲(chǔ)能。雖然鈉離子電池的能量密度不高，無(wú)法和鋰電池相提并論，但其更具備經(jīng)濟(jì)性和安全性，未來(lái)有望在儲(chǔ)能等領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用，成為電化學(xué)儲(chǔ)能的重要分支。目前，中科海納、寧德時(shí)代等公司正積極推動(dòng)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
全釩液流電池儲(chǔ)能。憑借安全性高、擴(kuò)容性強(qiáng)、循環(huán)壽命長(zhǎng)、全生命周期成本低的特點(diǎn)，未來(lái)有望在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域占據(jù)一席之地。
此外，還有氫儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能等正在向規(guī)?；瘧?yīng)用前進(jìn)，逐漸在能源革命時(shí)代嶄露頭角。
總體而言，儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景的多樣性決定了儲(chǔ)能技術(shù)的多元化發(fā)展，各種大型儲(chǔ)能技術(shù)互為補(bǔ)充，發(fā)揮獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)。
大型儲(chǔ)能開(kāi)啟新局面
1、體量的增長(zhǎng)
過(guò)去，由于新能源滲透率處在較低水平，電力系統(tǒng)充分利用水電的調(diào)節(jié)能力，開(kāi)展部分火電機(jī)組靈活性改造就可以滿足穩(wěn)定運(yùn)行要求，所以發(fā)電端對(duì)大型儲(chǔ)能的需求并不迫切。
同時(shí)，大型儲(chǔ)能對(duì)電力系統(tǒng)而言是新增環(huán)節(jié)，加上規(guī)模龐大，投資成本高，但收益十分有限，反而成為了成本負(fù)擔(dān)。很長(zhǎng)一段時(shí)間，新能源配置大型儲(chǔ)能缺乏經(jīng)濟(jì)方面的驅(qū)動(dòng)力，甚至還存在儲(chǔ)能并網(wǎng)項(xiàng)目閑置的現(xiàn)象。
如今，在新能源消納壓力倍增的背景下，從2021年開(kāi)始各地相繼明確了新能源配置儲(chǔ)能的要求。截至目前，國(guó)內(nèi)已有20多個(gè)省級(jí)行政區(qū)明確了新增新能源發(fā)電項(xiàng)目配置儲(chǔ)能比例以及時(shí)長(zhǎng)，發(fā)展大型儲(chǔ)能成為業(yè)內(nèi)共識(shí)。
2021年7月，國(guó)家能源局及發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購(gòu)買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》，再次從國(guó)家層面確定儲(chǔ)能在新能源領(lǐng)域的重要地位。
2、商業(yè)盈利模式的改善
宏觀視野之外，我們接下來(lái)從商業(yè)經(jīng)營(yíng)的角度看待大型儲(chǔ)能的變化趨勢(shì)。
大型儲(chǔ)能作為新能源發(fā)電企業(yè)剛需，其建設(shè)成本和盈利能力一直是后者的關(guān)注焦點(diǎn)。然而，過(guò)去已建儲(chǔ)能項(xiàng)目大多還未形成穩(wěn)定合理的收益模式，高昂的建設(shè)成本和微薄的收益完全不匹配。
直到最近幾年，通過(guò)多種途徑的示范探索和儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鼓勵(lì)政策不斷出臺(tái)，國(guó)內(nèi)大型儲(chǔ)能項(xiàng)目的盈利能力逐步得到改善。
從儲(chǔ)能收入端分析，儲(chǔ)能項(xiàng)目主要在低電價(jià)時(shí)充電、高電價(jià)放電賺取電價(jià)差來(lái)獲得相應(yīng)收益。2021年7月，國(guó)家發(fā)展改革委發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善分時(shí)電價(jià)機(jī)制的通知》，明確應(yīng)合理拉大峰谷電價(jià)價(jià)差，系統(tǒng)峰谷差率超過(guò)40%的地方，峰谷電價(jià)價(jià)差原則上不低于4:1，其他地方原則上不低于3:1。
尤其是近幾個(gè)月以來(lái)，上海、湖北、河南、江西、山東等多個(gè)省市區(qū)開(kāi)啟了新一輪峰谷分時(shí)電價(jià)機(jī)制調(diào)整，尖峰電價(jià)和低谷電價(jià)上下浮動(dòng)比例更高。隨著峰谷價(jià)差變大，儲(chǔ)能的盈利困境有望得到一定程度的緩解。
圖5：2022年10月國(guó)內(nèi)部分省最大峰谷電價(jià)差(元/度)，資料來(lái)源：北極星儲(chǔ)能網(wǎng)，方正證券
其次，電力輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制不斷完善，大型儲(chǔ)能的收益來(lái)源更加豐富，比如提供輔助服務(wù)收益、容量租賃、容量補(bǔ)償?shù)?。這意味著過(guò)去大型儲(chǔ)能收益來(lái)源單一的問(wèn)題迎來(lái)改善空間，未來(lái)可以通過(guò)多做“副業(yè)”掙錢。
舉例來(lái)說(shuō)，我國(guó)正積極探索“共享儲(chǔ)能”模式，來(lái)增加儲(chǔ)能電站的收益來(lái)源。自2021年以來(lái)，寧夏、青海、山東等多個(gè)省份先后在政策中明確提出建設(shè)發(fā)展共享儲(chǔ)能，并制定詳細(xì)的租賃價(jià)格指導(dǎo)。比如河南印發(fā)的《河南省“十四五”新型儲(chǔ)能實(shí)施方案》中，規(guī)定儲(chǔ)能租賃指導(dǎo)價(jià)為200元/kWh/年。
所謂共享儲(chǔ)能，是將獨(dú)立分散的電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能資源進(jìn)行整合，并交由電網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，為多個(gè)新能源電站提供服務(wù)，從而提高儲(chǔ)能資源利用率和收益能力。
對(duì)新能源企業(yè)而言，其可以在服務(wù)期限內(nèi)享有儲(chǔ)能充放電權(quán)力來(lái)滿足自身消納需求，無(wú)需單獨(dú)建設(shè)儲(chǔ)能電站，從而大幅減低初始資金投入。對(duì)共享儲(chǔ)能投資商而言，儲(chǔ)能項(xiàng)目建成之后，容量租賃費(fèi)用成為穩(wěn)定的收入來(lái)源。同時(shí)，共享儲(chǔ)能還能參與電力輔助服務(wù)來(lái)獲取調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)費(fèi)。
當(dāng)然，面對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)，就是中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展較晚，不可否認(rèn)仍然處于商業(yè)化初期，配置儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性沒(méi)有得到充分發(fā)揮，未來(lái)商業(yè)盈利模式還需進(jìn)一步完善。
再?gòu)膬?chǔ)能成本端分析，根據(jù)BNEF數(shù)據(jù)，從2010年到2020十年間，鋰電池組平均價(jià)格從1100美元/kWh降至137美元/kWh，降幅達(dá)89%。接下來(lái)鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)要發(fā)揮其更大效能，核心驅(qū)動(dòng)力還是依賴成本進(jìn)一步下探。
2022年1月29日，國(guó)家發(fā)改委、能源局發(fā)布《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施發(fā)案》，提出到2025年電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)成本降低30%以上的發(fā)展目標(biāo)，進(jìn)一步滿足構(gòu)建新型電力系統(tǒng)需求。
圖6：電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)成本持續(xù)下降，資料來(lái)源：BNEF，華泰證券
實(shí)際上，儲(chǔ)能成本的下降對(duì)推動(dòng)新能源的發(fā)展至關(guān)重要。只有儲(chǔ)能成本持續(xù)下降，才能實(shí)現(xiàn)新能源綜合用電成本持續(xù)降低，從而替代傳統(tǒng)火電，順利實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。
早在2011年，寧德時(shí)代就布局儲(chǔ)能領(lǐng)域，但是一直停滯了很多年。直到最近兩年，寧德時(shí)代的儲(chǔ)能業(yè)務(wù)才真正駛上快車道，并成為公司的第二大業(yè)務(wù)。背后一大原因就是此前鋰電池成本太高，嚴(yán)重制約了鋰電池儲(chǔ)能裝機(jī)量的增長(zhǎng)。
不過(guò)目前由于鋰、鎳等電池原材料價(jià)格處在高位，導(dǎo)致鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)值無(wú)法充分釋放，很大程度上限制其裝機(jī)規(guī)模的快速擴(kuò)大。未來(lái)隨著核心原材料價(jià)格的下行，鋰電池價(jià)格回歸合理價(jià)格區(qū)間，將進(jìn)一步推動(dòng)鋰電池儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)程。
總而言之，只有大型儲(chǔ)能項(xiàng)目獲得了合理收益能力，才能促進(jìn)儲(chǔ)能裝機(jī)的放量，進(jìn)而反哺新能源的規(guī)?；鲩L(zhǎng)。
3、未來(lái)市場(chǎng)空間測(cè)算
先看大型抽水儲(chǔ)(蓄)能，根據(jù)國(guó)家能源局規(guī)劃，到2025年和2030年，我國(guó)抽水儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模將分別達(dá)到6200萬(wàn)千瓦和1.2億千瓦。如果按照6000元/kw造價(jià)計(jì)算，到2030年，抽水儲(chǔ)能行業(yè)投資總規(guī)模將達(dá)到1.6萬(wàn)億元，年均投資額超1600億元。
圖7：抽水儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模預(yù)測(cè)(萬(wàn)千瓦)，資料來(lái)源：Wind，長(zhǎng)江證券
再看鋰電池儲(chǔ)能，根據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2025年全球鋰電池儲(chǔ)能出貨量達(dá)到460GWh，對(duì)應(yīng)2021-2025年CAGR達(dá)到60%。其中，中國(guó)、美國(guó)和歐洲是鋰電池儲(chǔ)能主要市場(chǎng)。
圖8：2025年儲(chǔ)能鋰電池出貨量預(yù)測(cè)，資料來(lái)源：高工儲(chǔ)能，安信證券
4、哪些環(huán)節(jié)將更收益?
展望未來(lái)，新能源裝機(jī)仍會(huì)保持快速提升的趨勢(shì)，與之配套的大型儲(chǔ)能迎來(lái)確定性增長(zhǎng)，其中產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)將率先受益行業(yè)成長(zhǎng)紅利。
抽水儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為設(shè)備制造商，包括水泵水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和主變壓器等核心設(shè)備制造企業(yè)。其中水輪機(jī)主要供應(yīng)商為東方電氣、哈爾濱電氣、浙富控股等;水泵主要供應(yīng)商為凌霄泵業(yè)、大元泵業(yè)等;變壓器主要供應(yīng)商為保變電氣、新華都等。
抽水蓄能產(chǎn)業(yè)鏈中游主要為電站設(shè)計(jì)建設(shè)及電站運(yùn)營(yíng)公司，電站設(shè)計(jì)、建設(shè)主要企業(yè)是中國(guó)電建和中國(guó)能建，電站運(yùn)營(yíng)主要包括國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)。
圖9：抽水儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈一覽，資料來(lái)源：水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)抽水蓄能行業(yè)分會(huì)，中信證券
對(duì)于鋰電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈，核心環(huán)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)由儲(chǔ)能電池、儲(chǔ)能變流器(PCS)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和能源管理系統(tǒng)(EMS)等構(gòu)成。其中，儲(chǔ)能電池是儲(chǔ)能系統(tǒng)最主要的也是成本最高的部分，占儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)值量達(dá)60%，剩下PCS、EMS和BMS成本占比依次遞減，分別約為20%、10%和5%。
鑒于儲(chǔ)能電池和動(dòng)力電池的技術(shù)原理一致，而且產(chǎn)能可相互切換，以寧德時(shí)代、億緯鋰能、國(guó)軒高科、中創(chuàng)新航為代表的動(dòng)力電池企業(yè)已經(jīng)帶頭沖進(jìn)儲(chǔ)能賽道。截止目前，寧德時(shí)代儲(chǔ)能產(chǎn)品已覆蓋發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)，涵蓋太陽(yáng)能及風(fēng)能發(fā)電儲(chǔ)能配套、工業(yè)企業(yè)儲(chǔ)能、商業(yè)樓宇等領(lǐng)域;億緯鋰能規(guī)劃到2025年實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能產(chǎn)能達(dá)到100GWh。
值得注意的是，動(dòng)力電池產(chǎn)能大規(guī)模擴(kuò)張，接下來(lái)存在產(chǎn)能過(guò)剩的可能性，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)變得白熱化。雖然儲(chǔ)能電池相比動(dòng)力電池對(duì)能量密度要求低，但是其對(duì)使用壽命、充放電次數(shù)、電池安全性、經(jīng)濟(jì)性要求更高，未來(lái)?yè)碛泻诵募夹g(shù)和成本控制能力的電池企業(yè)有望率先勝出。
再看儲(chǔ)能逆變器(PCS)供應(yīng)商。因?yàn)閮?chǔ)能逆變器和光伏逆變器技術(shù)原理和一致，制造產(chǎn)線同樣可以靈活切換，儲(chǔ)能逆變器競(jìng)爭(zhēng)格局與光伏逆變器行業(yè)有一定重疊。陽(yáng)光電源、上能電氣、錦浪科技等光伏逆變器廠家已經(jīng)成為儲(chǔ)能行業(yè)的重要玩家。
圖10：鋰電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈一覽，資料來(lái)源：興業(yè)證券
來(lái)源：錦緞研究院
評(píng)論