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1、 行業(yè)深度研究報告目錄 HYPERLINK l _bookmark0 1、儲能發(fā)展路徑回顧.- 4 - HYPERLINK l _bookmark7 1.1、由粗放式增長逐漸轉(zhuǎn)向精細(xì)化模式.- 5 - HYPERLINK l _bookmark12 1.2、精細(xì)化需求帶動的電化學(xué)儲能增長.- 8 - HYPERLINK l _bookmark18 1.3、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)需求拉動電化學(xué)儲能在 2018 年快速增長.- 10 - HYPERLINK l _bookmark28 2、儲能未來發(fā)展的展望.- 14 - HYPERLINK l _bookmark29 2.1、供給端:成本持續(xù)下降帶來的長
2、期穩(wěn)定增長.- 14 - HYPERLINK l _bookmark50 2.2、需求端:泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)帶來全新的儲能需求.- 23 - HYPERLINK l _bookmark62 3、投資建議及分析.- 30 - HYPERLINK l _bookmark63 3.1、寧德時代.- 31 - HYPERLINK l _bookmark75 3.2、科士達(dá).- 35 - HYPERLINK l _bookmark84 4、風(fēng)險提示.- 39 - HYPERLINK l _bookmark1 圖 1、電化學(xué)儲能裝機(jī)量快速增長.- 4 - HYPERLINK l _bookmark2 圖
3、 2、電化學(xué)儲能裝機(jī)量全球占比仍然較?。?018 年數(shù)據(jù))(單位:GW) .- 4 - HYPERLINK l _bookmark3 圖 3、2017 年電化學(xué)儲能應(yīng)用領(lǐng)域分布圖.- 5 - HYPERLINK l _bookmark4 圖 4、2018 年電化學(xué)儲能應(yīng)用領(lǐng)域分布圖.- 5 - HYPERLINK l _bookmark5 圖 5、我國儲能項(xiàng)目規(guī)模(單位:MW) .- 5 - HYPERLINK l _bookmark6 圖 6、2018 年新增投運(yùn)電化學(xué)儲能應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)分布.- 5 - HYPERLINK l _bookmark10 圖 7、抽水蓄能發(fā)電站.- 7 - HY
4、PERLINK l _bookmark14 圖 8、2016-2018 我國數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)量.- 9 - HYPERLINK l _bookmark15 圖 9、2015-2018 全球數(shù)據(jù)中心及機(jī)架統(tǒng)計.- 9 - HYPERLINK l _bookmark16 圖 10、國內(nèi)UPS 銷售額維持快速增長.- 9 - HYPERLINK l _bookmark17 圖 11、通信基站設(shè)備累計值及增長率.- 9 - HYPERLINK l _bookmark20 圖 12、高密度能源發(fā)電量.- 10 - HYPERLINK l _bookmark21 圖 13、全社會用電量增速減緩.- 10 -
5、 HYPERLINK l _bookmark22 圖 14、2010 年以來國內(nèi)電力供給和需求(單位:億千瓦時).- 11 - HYPERLINK l _bookmark25 圖 15、不同地區(qū)企業(yè)峰谷電價差統(tǒng)計(單位:元/KWh).- 13 - HYPERLINK l _bookmark27 圖 16、儲能電站每 KWh 造價與其規(guī)模關(guān)系圖(單位:元/KWh) .- 13 - HYPERLINK l _bookmark30 圖 17、鋰電池系統(tǒng)成本不斷下降(單位:元/Wh).- 14 - HYPERLINK l _bookmark31 圖 18、儲能電站結(jié)構(gòu)示意圖.- 15 - HYPERL
6、INK l _bookmark34 圖 19、鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈全景圖.- 17 - HYPERLINK l _bookmark36 圖 20、動力鋰電池價格趨勢(單位:元/Wh).- 18 - HYPERLINK l _bookmark37 圖 21、動力鋰電池裝機(jī)量及增速.- 18 - HYPERLINK l _bookmark38 圖 22、動力電池四大材料出貨量圖.- 18 - HYPERLINK l _bookmark40 圖 23、新能源汽車產(chǎn)量同比維持快速.- 19 - HYPERLINK l _bookmark41 圖 24、純電動汽車單位帶電量穩(wěn)步提升(KWh).- 20 - HY
7、PERLINK l _bookmark42 圖 25、插電混動汽車單位帶電量逐步增長(KWh).- 20 - HYPERLINK l _bookmark46 圖 26、退役電池多尺度性能評價技術(shù)平臺.- 21 - HYPERLINK l _bookmark48 圖 27、動力電池梯次利用目標(biāo)市場.- 22 - HYPERLINK l _bookmark49 圖 28、電池儲能系統(tǒng)的規(guī)模和層次結(jié)構(gòu).- 23 - HYPERLINK l _bookmark51 圖 29、儲能與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)整體產(chǎn)業(yè)鏈.- 24 - HYPERLINK l _bookmark53 圖 30、風(fēng)電、光伏新增裝機(jī)容量.
8、- 25 - HYPERLINK l _bookmark56 圖 31、綜合服務(wù)平臺.- 26 - HYPERLINK l _bookmark57 圖 32、北京小區(qū)內(nèi)自用充電樁數(shù)量(估算).- 27 - HYPERLINK l _bookmark58 圖 33、2022 年中國分布式能源裝機(jī)滲透率接近當(dāng)前強(qiáng)國水平.- 28 - HYPERLINK l _bookmark59 圖 34、2025 年分布式能源發(fā)電量滲透率達(dá)到當(dāng)前強(qiáng)國水平.- 28 -請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 2 -行業(yè)深度研究報告 HYPERLINK l _bookmark60 圖 35、2014-2025 中
9、國分布式裝機(jī)增量拆分.- 29 - HYPERLINK l _bookmark61 圖 36、2018-2025 中國分布式能源累計裝機(jī)規(guī)模.- 30 - HYPERLINK l _bookmark64 圖 37、2018 年?duì)I業(yè)收入 296 億元,同比增 48% .- 31 - HYPERLINK l _bookmark65 圖 38、2018H2 毛利率返升 .- 31 - HYPERLINK l _bookmark67 圖 39、公司 2017-2018 年重要財務(wù)指標(biāo)變化 (億元) .- 32 - HYPERLINK l _bookmark68 圖 40、公司管理費(fèi)用率變化(扣除研發(fā)費(fèi)
10、用).- 33 - HYPERLINK l _bookmark69 圖 41、公司研發(fā)費(fèi)用率變化 .- 33 - HYPERLINK l _bookmark70 圖 42、公司管理費(fèi)用率變化(扣除研發(fā)費(fèi)用).- 33 - HYPERLINK l _bookmark71 圖 43、公司研發(fā)費(fèi)用率變化 .- 33 - HYPERLINK l _bookmark72 圖 44、主流車企新能源汽車生產(chǎn)平臺變遷 .- 34 - HYPERLINK l _bookmark73 圖 45、公司上游布局 .- 34 - HYPERLINK l _bookmark74 圖 46、公司產(chǎn)能規(guī)劃 .- 35 - H
11、YPERLINK l _bookmark76 圖 47、科士達(dá)新能源產(chǎn)品收入占比提升 .- 36 - HYPERLINK l _bookmark77 圖 48、科士達(dá) 2018 年?duì)I業(yè)收入(億元)拆分 .- 36 - HYPERLINK l _bookmark79 圖 49、國內(nèi)UPS 銷售額維持快速增長.- 37 - HYPERLINK l _bookmark80 圖 50、公司UPS 及配套產(chǎn)品收入(億元)占比.- 37 - HYPERLINK l _bookmark81 圖 51、科士達(dá)營收(億元)快速增長 .- 38 - HYPERLINK l _bookmark82 圖 52、科士達(dá)
12、歸母凈利(億元)維持增長 .- 38 - HYPERLINK l _bookmark83 圖 53、公司各項(xiàng)財務(wù)指標(biāo)健康 .- 39 - HYPERLINK l _bookmark8 表 1、2011-2014 年抽水蓄能電站開工情況.- 6 - HYPERLINK l _bookmark9 表 2、2014 年底在建的抽水蓄能電站 .- 6 - HYPERLINK l _bookmark11 表 3、抽水蓄能電站的造價一覽 .- 7 - HYPERLINK l _bookmark13 表 4、全國數(shù)據(jù)中心建設(shè)發(fā)展情況 .- 8 - HYPERLINK l _bookmark19 表 5、20
13、17 年以來關(guān)停的高污染發(fā)電項(xiàng)目統(tǒng)計 .- 10 - HYPERLINK l _bookmark23 表 6、2018 年國內(nèi)新增儲能項(xiàng)目以用戶側(cè)和電網(wǎng)側(cè)為主.- 12 - HYPERLINK l _bookmark24 表 7、部分地區(qū)居民用電峰谷電價差統(tǒng)計情況(單位:元/kwh).- 12 - HYPERLINK l _bookmark26 表 8、20MWh 儲能電站經(jīng)濟(jì)性測算.- 13 - HYPERLINK l _bookmark32 表 9、鋰電池、鉛蓄電池性能對比 .- 15 - HYPERLINK l _bookmark33 表 10、鋰電池、鉛蓄電池儲能電站收益率測算.- 1
14、6 - HYPERLINK l _bookmark35 表 11、鋰電池和鉛蓄電池比較.- 17 - HYPERLINK l _bookmark39 表 12、電化學(xué)儲能的具體應(yīng)用場景 .- 18 - HYPERLINK l _bookmark43 表 13、動力電池退役量及市場規(guī)模測算 .- 20 - HYPERLINK l _bookmark44 表 14、不同回收方法對不同金屬的回收率 .- 20 - HYPERLINK l _bookmark45 表 15、放電影響因子及水平表 .- 21 - HYPERLINK l _bookmark47 表 16、新隔膜、退役電池隔膜及報廢電池隔膜
15、的機(jī)械性能.- 21 - HYPERLINK l _bookmark52 表 17、2018 西北地區(qū)棄風(fēng)棄光情況統(tǒng)計表 .- 24 - HYPERLINK l _bookmark54 表 18、我國儲能項(xiàng)目規(guī)模(單位:MW) .- 25 - HYPERLINK l _bookmark55 表 19、部分風(fēng)、光電站配套儲能示范項(xiàng)目 .- 25 - HYPERLINK l _bookmark66 表 20、會計準(zhǔn)則更改對成本影響測算 .- 32 - HYPERLINK l _bookmark78 表 21、科士達(dá)產(chǎn)品銷量同比變化情況 .- 36 -請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 3 -
16、行業(yè)深度研究報告報告正文1、儲能發(fā)展路徑回顧電化學(xué)儲能經(jīng)歷了近 5 年的快速增長期后,2018 年全球電化學(xué)儲能新增裝機(jī)功率達(dá)到 914MW,對應(yīng)儲能電池電量達(dá)到 5.5GWh,國內(nèi)新增裝機(jī)功率 680MW, 對應(yīng)儲能電池電量達(dá)到 3.4GWh,全球累計裝機(jī)功率達(dá)到 2926MW。圖 1、電化學(xué)儲能裝機(jī)量快速增長資料來源:美國能源部,NESA,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理我們對儲能的增長模式進(jìn)行梳理后發(fā)現(xiàn),儲能已經(jīng)由之前的抽水蓄能增長為主,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐噪娀瘜W(xué)儲能增長為主的模式。儲能電池及配套設(shè)備成本的快速下降,使得電化學(xué)儲能的大規(guī)模應(yīng)用成為可能。盡管抽水蓄能的裝機(jī)量仍然非常龐大,但是隨著分布式
17、項(xiàng)目的增多及新能源發(fā)電的接入,電化學(xué)儲能的需求將快速增長。圖 2、電化學(xué)儲能裝機(jī)量全球占比仍然較小(2018 年數(shù)據(jù))(單位:GW)請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 4 -其他機(jī)械儲能, 2.65儲熱, 4.03抽水蓄能, 184.2其他, 11.53儲氫,電化學(xué)儲能, 0.024.836000120%5000100%400080%300060%200040%100020%00%2013201420152016201720182019E2020E2021E2022E海外新增裝機(jī)功率規(guī)模(MW)國內(nèi)新增裝機(jī)功率規(guī)模(MW)增速行業(yè)深度研究報告資料來源:美國能源部,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院
18、整理同時,從整體需求上看,來自電網(wǎng)側(cè)的儲能需求在快速增長,同時用戶側(cè)儲能的需求維持穩(wěn)定增長,兩者結(jié)合,為電化學(xué)儲能的高增長做出了較大貢獻(xiàn)。從結(jié)構(gòu)上開,2018 年電網(wǎng)側(cè)儲能占比接近 25%,較 2017 年占比接近翻倍。圖 3、2017 年電化學(xué)儲能應(yīng)用領(lǐng)域分布圖圖 4、2018 年電化學(xué)儲能應(yīng)用領(lǐng)域分布圖資料來源:CNESA,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理資料來源:CNESA,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理而從各類應(yīng)用領(lǐng)域中的技術(shù)分布上看,集中式可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域中,鋰離子電池所占比重最大,為 83%。在輔助服務(wù)領(lǐng)域中,全部應(yīng)用鋰離子電池;在用戶側(cè)領(lǐng)域中,鉛蓄電池所占比重最大,為 77%。圖 5
19、、我國儲能項(xiàng)目規(guī)模(單位:MW)圖 6、2018 年新增投運(yùn)電化學(xué)儲能應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)分布資料來源:CNESA,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理資料來源:CNESA,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理我們對我國儲能的增長模式進(jìn)行了全面梳理,可以簡單總結(jié)為以下三個主要階段:(1)2015 年以前以抽水蓄能為主的粗放式增長階段,(2)2015-2018 年通信基站和數(shù)據(jù)中心帶動的電化學(xué)儲能初始爆發(fā),(3)2018 年至今用戶側(cè)及電網(wǎng)側(cè)的快速增長帶動電化學(xué)儲能裝機(jī)量快速增長。1.1、由粗放式增長逐漸轉(zhuǎn)向精細(xì)化模式抽水蓄能為主的粗放式增長階段:“十二五”時期,我國抽水蓄能建設(shè)邁入產(chǎn)業(yè)成長期?!笆濉背跗冢珖?/p>
20、力總裝機(jī)容量 9.62 億千瓦,其中抽水蓄能請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 5 -電網(wǎng)側(cè)及輔助服務(wù)24%用戶側(cè)46%集中式可再生能源 并 網(wǎng) 30%電網(wǎng)側(cè)及輔助服務(wù)12%集中式可再生能源并網(wǎng)用戶側(cè)29%59%行業(yè)深度研究報告機(jī)組裝機(jī)容量 1694 萬千瓦,占全國電力總裝機(jī)比例不足 1.8%,同時,全國抽水蓄能機(jī)組在建規(guī)模 1128 萬千瓦,抽水蓄能產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展摸索與起步階段。經(jīng)過“十二五”期間的快速發(fā)展,到 2015 年年底,全國抽水蓄能電站裝機(jī)容量 2274萬千瓦,是“十二五”初期的 1.34 倍,在建抽水蓄能項(xiàng)目規(guī)模 2308 萬千瓦,抽水蓄能機(jī)組容量已超過美國。表 1、201
21、1-2014 年抽水蓄能電站開工情況序號開工規(guī)模(萬千瓦)區(qū)域電網(wǎng)開工項(xiàng)目(裝機(jī)容量,開工年份)123452604803002401801460荒溝(120,2012)、敦化(140,2012)豐寧一期(180,2012)、文登(180,2014)、沂蒙(120,2014)績溪(180,2012)、金寨(120,2014) 天池(120,2014)、蟠龍(120,2014) 深圳(120,2011)、瓊中(60,2013)東北電網(wǎng)華北電網(wǎng)華東電網(wǎng)華中電網(wǎng)南方電網(wǎng)合計資料來源:中國能源報,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理表 2、2014 年底在建的抽水蓄能電站合計規(guī)模(萬千瓦)裝機(jī)規(guī)模(萬千瓦)區(qū)域
22、電網(wǎng)序號所在省區(qū)電站名稱 1黑龍江荒溝120260東北2140吉林敦化390內(nèi)蒙古呼和浩特 4河北豐寧一期180570華北5山東文登1806山東沂蒙1207150江蘇溧陽8160安徽佛子嶺華東6169浙江仙居15010安徽績溪18011120安徽金寨12120江西洪屏華中36013河南天池12014重慶蟠龍12015廣東清遠(yuǎn)12830816120南方廣東深圳1760海南瓊中總計2258資料來源:中國能源報,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理然而目前我國抽水蓄能電站在自身局限、投資機(jī)制、經(jīng)營模式策方面還存在一些問題。抽水蓄能電站不適合大規(guī)模推廣。抽蓄電站通常包括上游水庫、水道、水泵、水輪機(jī)、電動機(jī)、發(fā)
23、電機(jī)和下游水庫等組成部分。受地理環(huán)境、土木工程技術(shù)、請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 6 -行業(yè)深度研究報告天氣等多項(xiàng)條件制約,抽水蓄能電站只適用于規(guī)模較大、土地充裕、水資源豐富的地區(qū),并不適合在全國范圍內(nèi)大規(guī)模推廣。圖 7、抽水蓄能發(fā)電站資料來源:電力系統(tǒng)儲能,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理經(jīng)濟(jì)效益有限。抽蓄電站前期建設(shè)周期長且投資巨大,一個項(xiàng)目從預(yù)可行研究到建成投產(chǎn)正常情況下需要 8 至 10 年時間,每千瓦成本 7000 元左右。國家電網(wǎng)公司 2018 年底開工的 6 座抽蓄電站總裝機(jī)容量 840 萬千瓦,總投資 524 億元,平均每千瓦投資 6200 余元。6 座電站計劃全部于
24、2026 年竣工投產(chǎn)。去年全面投產(chǎn)的江蘇溧陽抽蓄電站于 2008 年 12 月開工,總投資 89 億元、總裝機(jī)容量為 150萬千瓦,每千瓦投資近 6000 元。表 3、抽水蓄能電站的造價一覽裝機(jī)容量(萬千瓦)項(xiàng)目建成時間單位投資(元/KW)1201801001808401501994 年2000 年2012 年預(yù)計 2020 年預(yù)計 2026 年2018 年150041003800555562006000廣蓄一期天荒坪 響水澗 豐寧國家電網(wǎng)抽蓄電站溧陽抽蓄電站資料來源:公開資料,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院而以目前的電價水平,抽蓄電站最好的運(yùn)行情況也只能是保本微利。國家能源局 2015 年發(fā)布的華
25、北華東區(qū)域抽蓄電站運(yùn)營情況監(jiān)管報告顯示,2014 年19 月份區(qū)域內(nèi)實(shí)施單一容量電價的抽蓄電站發(fā)電利用小時數(shù)為 518.8 小時,抽水請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 7 -行業(yè)深度研究報告利用小時數(shù)為 642.5 小時。此外,在大多數(shù)情況下,抽蓄電站調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相,安全備用保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行所產(chǎn)生的輔助功能效益難以準(zhǔn)確計算。抽水蓄能與新能源的結(jié)合發(fā)展仍存瓶頸。光伏、風(fēng)能等可再生能源的接入電網(wǎng),給抽水蓄能電站發(fā)展帶來了新挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的抽水蓄能技術(shù)已無法滿足未來電力系統(tǒng)長時間的空載備用、長時間負(fù)荷的工況運(yùn)行、更頻繁的負(fù)荷變化等新運(yùn)行模式下的需求。抽水蓄能電站施工周期過長,不能在短時
26、間內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速布局,不適合短時間多次反復(fù)充放電等局限性,都無法和目前需求最廣泛的分布式發(fā)電儲能相匹配。1.2、精細(xì)化需求帶動的電化學(xué)儲能增長隨著數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模建設(shè)開啟以及通信基站和 5G 建設(shè)的加速,儲能電池及后備電源開始大規(guī)模應(yīng)用。我國數(shù)據(jù)中心規(guī)模和數(shù)量快速增長。據(jù)統(tǒng)計,2013年以來,我國的數(shù)據(jù)中心總體規(guī)模快速增長,到 2017 年底,我國在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架總體數(shù)量達(dá)到 166 萬架,總體數(shù)量達(dá)到 1844 個,規(guī)劃在建數(shù)據(jù)中心規(guī)模 107萬架,數(shù)量 463 個。其中大型以上數(shù)據(jù)中心為增長主力,截止 2017 年底,大型以上數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)超過 82 萬,比 2016 年增長 30%以上,數(shù)據(jù)
27、中心總體規(guī)模占比近 50%,比 2016 年增長 10%,預(yù)計未來占比將進(jìn)一步提高。表 4、全國數(shù)據(jù)中心建設(shè)發(fā)展情況規(guī)模分類在用在建超大型1640109131大型數(shù)據(jù)中心個數(shù)中小型15162661641437總數(shù)超大型14.1 萬49.656.2大型35.2 萬標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架規(guī)模中小型75.1 萬19.2總數(shù)124.4 萬125 萬超大型29.01%50.16%大型-上架率中小型54.67%50.69%平均直連骨干網(wǎng)比例平均47%55%資料來源:CAICT、興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,尤其是 5G 網(wǎng)絡(luò)的加速建設(shè),使得數(shù)據(jù)中心的整體需求快速提升。數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)從全球市場規(guī)模來看,從
28、2010 年開始就保持較快的增長, 尤其是從 2014 年開始,速度逐漸在提升,2016 年增速達(dá)到 17%,整體規(guī)模達(dá)到451 億。亞洲市場整體保持較快增速,2016 年多租戶數(shù)據(jù)中心規(guī)模達(dá)到 55 億美元,中國市場份額最多,占 14%。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 8 -行業(yè)深度研究報告圖 8、2016-2018 我國數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)量圖 9、2015-2018 全球數(shù)據(jù)中心及機(jī)架統(tǒng)計資料來源:CIAPS,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理資料來源:Gartner, 興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理數(shù)據(jù)中心數(shù)量的快速增長,直接引爆 UPS 電源需求,UPS 電源需求量迅速擴(kuò)張。UPS 作為
29、應(yīng)用最為成熟的不間斷電源產(chǎn)品在各行各業(yè)應(yīng)用廣泛,通信、交通等具備惡劣使用環(huán)境的行業(yè)仍在大量使用傳統(tǒng)為節(jié)能的 ECO 模式。UPS模式,數(shù)據(jù)中心則采用更圖 10、國內(nèi) UPS 銷售額維持快速增長資料來源:wind、興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理對于增長驅(qū)動因素方面,5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)的成熟和應(yīng)用的廣泛開展,智慧城市對于政府公共事業(yè)類應(yīng)用的帶動,將成為未來 3-5 年數(shù)據(jù)中心增長的主要動力。整體來看,數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)仍處于中高速發(fā)展階段。圖 11、通信基站設(shè)備累計值及增長率請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 9 -行業(yè)深度研究報告資料來源:國家統(tǒng)計局、興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理1.3、電
30、網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)需求拉動電化學(xué)儲能在 2018 年快速增長(1)電網(wǎng)側(cè)儲能保障供電安全2017 年,隨著我國經(jīng)濟(jì)的調(diào)檔換速,我國的電力供求形勢整體呈現(xiàn)出供過于求的態(tài)勢,但是在部分重點(diǎn)區(qū)域,由于電力供給側(cè)改革的實(shí)施,仍然存在一定的電力供給缺口,具體體現(xiàn)為:1)火電、核電等高密度能源年利用小時數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢。2007 年我國火電裝機(jī)利用小時數(shù)為 5316 小時/年,到 2017 年降至 4208 小時/年,平均每年降低的速度為 2.2%。國家發(fā)改委等 16 部委聯(lián)合印發(fā)關(guān)于推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革防范化解煤電產(chǎn)能過剩風(fēng)險的意見,明確了“十三五”期間化解煤電產(chǎn)能過剩目標(biāo)和方向。2017 年是煤電去產(chǎn)能元年,
31、煤電去產(chǎn)能同時也是政府工作的重要內(nèi)容。表 5、2017 年以來關(guān)停的高污染發(fā)電項(xiàng)目統(tǒng)計地區(qū)項(xiàng)目數(shù)機(jī)組容量(萬千瓦)北京上海廣東河北江蘇浙江121912384.54.82717.427.7756.6資料來源:國家能源局、興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理2)全社會用電量增速減緩。2001-2011 年間全社會用電量增速較快,平均增速為 12.08%,從 2012 年開始,全社會用電量增速減緩,平均增速僅為 5.05%。圖 12、高密度能源發(fā)電量圖 13、全社會用電量增速減緩請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 10 -行業(yè)深度研究報告資料來源:國家統(tǒng)計局、興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理資料來源:國家
32、統(tǒng)計局、興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理圖 14、2010 年以來國內(nèi)電力供給和需求(單位:億千瓦時)資料來源:國家統(tǒng)計局,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理3)重點(diǎn)區(qū)域仍然存在用電缺口:預(yù)計 2019 年,江蘇、浙江和上海,仍是中國電力供需形勢最緊張的地區(qū),用電缺口將達(dá) 1000 萬千瓦至 1500 萬千瓦。上海市日前對今夏全市的用電負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測:高峰時將達(dá)到 1600 萬千瓦,如遇連續(xù)的極端高溫,則有可能達(dá)到 1670 萬千瓦的最高值。預(yù)計屆時最大的用電缺口為 200萬千瓦。儲能系統(tǒng)具有雙向調(diào)節(jié)能力,能夠有效平抑光伏發(fā)電出力的隨機(jī)變化,可以讓清潔能源成為方便調(diào)節(jié)的穩(wěn)定電源,大幅減少棄風(fēng)、棄光等浪費(fèi)現(xiàn)
33、象。對比建設(shè)一座發(fā)電廠,儲能系統(tǒng)具有建設(shè)周期短、調(diào)峰成本低、響應(yīng)速度快、運(yùn)行效率高和無污染等優(yōu)點(diǎn)。因此,從 2018 年三季度以來,電網(wǎng)側(cè)儲能進(jìn)入快速建設(shè)和增長階段,成為保障重點(diǎn)用電區(qū)域用電安全的重要手段。輸電和配電側(cè)的電化學(xué)儲能裝機(jī)功率在上一年總計超過 180MW,超過之前歷年總和。儲能系統(tǒng)如果大規(guī)模在電網(wǎng)中應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)電能的大規(guī)模存儲和快速釋放功能,通過削峰填谷解決高峰用電緊張,應(yīng)對臨時電力短缺,有效支撐地區(qū)電網(wǎng),請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 11 -行業(yè)深度研究報告實(shí)現(xiàn)電能靈活調(diào)節(jié)和精確控制。(2)經(jīng)濟(jì)性支撐用戶側(cè)儲能快速發(fā)展利用儲能進(jìn)行削峰填谷實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的同時,可以保障
34、用戶側(cè)的用電安全及改善電能質(zhì)量。用戶側(cè)儲能是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)效益最顯著的儲能應(yīng)用場景,尤其是對于我國大部分地區(qū)的工商業(yè)用戶,均已實(shí)施峰谷電價制,通過增加白天高峰期電價, 降低夜間低谷期電價來鼓勵戶分時計劃用電。用戶安裝儲能裝置后,在電價較低的谷期利用儲能裝置存儲電能,在高峰放電使用,則可以大幅降低用戶電力使用成本。表 6、2018 年國內(nèi)新增儲能項(xiàng)目以用戶側(cè)和電網(wǎng)側(cè)為主類別項(xiàng)目名稱地點(diǎn)容量用途完工情況20MW/160MWh飛達(dá)集團(tuán)模塊化預(yù)裝式儲能電站江蘇丹陽降低電網(wǎng)峰值負(fù)荷,緩解用電高峰供電壓力等等已并網(wǎng)鉛酸電池-長壽命鉛炭電池儲能系統(tǒng)山東大連與太陽能發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)用,為辦公樓周圍路燈提供穩(wěn)定照明用電已示
35、范運(yùn) 行9MW/4.478MWh同煤集團(tuán)同達(dá)熱電公司智慧儲能調(diào)頻項(xiàng)目山西大同改善 AGC 調(diào)頻能力,將原有電廠的調(diào)頻考核指標(biāo) KP 值從 2.5 提升至 4.6已并網(wǎng)9MW/4.5MWh化學(xué)儲能內(nèi)蒙古杭錦儲能調(diào)頻項(xiàng)目內(nèi)蒙古鄂爾多斯改善 AGC 調(diào)頻能力,將原有電廠的調(diào)頻考核指標(biāo) KP 值翻倍至 46已并網(wǎng)30MW/14.93MWh鋰離子電池華潤海豐儲能輔助調(diào)頻項(xiàng)目廣東汕尾AGC 調(diào)頻已開工20MW/160MWh無錫新加坡工業(yè)園智能配網(wǎng)儲能電站江蘇無錫全球最大商業(yè)運(yùn)行客戶側(cè)儲能已并網(wǎng)28MW/56MWh江蘇揚(yáng)中電網(wǎng)側(cè)儲能項(xiàng)目江蘇揚(yáng)中江蘇省首個電網(wǎng)側(cè)大規(guī)模電化學(xué)儲能項(xiàng)目已開工1200MW深圳抽水蓄
36、能電站深圳我國首個城市內(nèi)大型抽蓄電站,改善核電火電運(yùn)行條件,優(yōu)化電源結(jié)構(gòu),提高輸電線路利用率,降低輸電成本已投產(chǎn)物理儲能抽水儲能600MW海南瓊中抽水蓄能電站海南瓊中海南島上首個調(diào)峰調(diào)頻電源項(xiàng)目, 投產(chǎn)后可有力保障海南電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,大幅提升電網(wǎng)抗災(zāi)能力已投產(chǎn)1200MW撫寧抽水蓄能電站河北秦皇島調(diào)峰調(diào)頻等已開工資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院在擁有穩(wěn)定電價差的區(qū)域,用戶側(cè)可以利用削峰填谷,持續(xù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)我們的測算,峰谷價差達(dá)到 0.65 元/kwh 以上,即可充分覆蓋電化學(xué)儲能的建造成本。表 7、部分地區(qū)居民用電峰谷電價差統(tǒng)計情況(單位:元/kwh)地區(qū)安徽福建上海甘肅山東
37、峰谷電價差(元/kwh)0.59530.230.38000.49300.3000資料來源:國家電網(wǎng)、各省發(fā)改委,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 12 -行業(yè)深度研究報告圖 15、不同地區(qū)企業(yè)峰谷電價差統(tǒng)計(單位:元/KWh)資料來源:國家電網(wǎng),各省發(fā)改委,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理儲能系統(tǒng)成本和峰谷價差直接決定用戶側(cè)儲能的投資效益。以工廠運(yùn)行的20MW 儲能電站為例:運(yùn)行期間,每天在零點(diǎn)到早晨八點(diǎn)谷電時間充電 8 小時, 平均日充電量約為 9300kwh,累計充放是平穩(wěn)的。峰電時期放電 8 小時,平均日放電量為 8400kWh,鉛炭電池的充放電效率可以達(dá)
38、到 90.51%。財務(wù)計算的效率是85%。若以峰時電價為 1.05 元,谷時電價 0.31 元測算,每天收益約為 5938.03 元,每年按照 360 天計算,年收益為 2,137,691 元。由此可見,儲能技術(shù)在未來削峰填谷的應(yīng)用中有很大的商業(yè)價值和發(fā)展前景。表 8、20MWh 儲能電站經(jīng)濟(jì)性測算項(xiàng)目類型測算691.2 萬元288.0 萬元(按照 10%損耗計) 2000 萬元10 萬元50 萬元7.66%每年電價收入每年電價成本初始投資成本每年人工成本每年設(shè)備維護(hù)成本項(xiàng)目 IRR資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理同時,隨著儲能電站使用量的進(jìn)一步增加,成本將隨著規(guī)模的提升快速下降。一方面
39、,電池價格由于動力電池的廣泛引用,已經(jīng)出現(xiàn)了較大幅度下降;另一方面,配套設(shè)施的建造成本也將隨著儲能電站投運(yùn)數(shù)量的增加而大幅下降。圖 16、儲能電站每 KWh 造價與其規(guī)模關(guān)系圖(單位:元/KWh)請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 13 -行業(yè)深度研究報告資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理綜上所述,2018 年經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)的提升,帶來了電化學(xué)儲能成本的持續(xù)下降; 同時,由于部分地區(qū)仍然存在一定程度的電力供給不足,儲能成為了保障部分重點(diǎn)區(qū)域電力供應(yīng)安全的重要手段。多因素疊加,帶來了電化學(xué)儲能在 2018 年的高速增長。2、儲能未來發(fā)展的展望2.1、供給端:成本持續(xù)下降帶來的長期穩(wěn)定增長
40、1、電池制造成本持續(xù)下降隨著儲能技術(shù)的不斷發(fā)展,不同類型儲能電池成本得到了有效的下降,鉛酸電池儲能系統(tǒng)價格目前已降至不到 0.45 元/Wh,鋰電子電池系統(tǒng)價格已降至 1.6 元/Wh 左右。成本下降所帶來的儲能經(jīng)濟(jì)性,為儲能項(xiàng)目打開了廣闊的市場發(fā)展空間。圖 17、鋰電池系統(tǒng)成本不斷下降(單位:元/Wh)請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 14 -行業(yè)深度研究報告資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院隨著儲能電站模塊化建造技術(shù)的提升,其整體制造成本進(jìn)一步下降。同時由于電化學(xué)儲能的功率密度、能量密度均較高,且對環(huán)境條件要求較低,電化學(xué)儲能在所有的區(qū)域類型和地貌環(huán)境下都可以進(jìn)行建設(shè)。圖 18、儲
41、能電站結(jié)構(gòu)示意圖資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院在化學(xué)儲能中,鉛酸電池是化學(xué)儲能中發(fā)展技術(shù)較成熟,性價比較高的一種儲能方式,鋰電池儲能的占比快速提升。鉛蓄電池的優(yōu)勢是成本較低,穩(wěn)定性較好,然而鉛蓄電池循環(huán)壽命短,并且由于包含汞、鉛、鎘等有害元素可能造成環(huán)境污染問題。表 9、鋰電池、鉛蓄電池性能對比電池屬性鋰電池鉛蓄電池請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 15 -行業(yè)深度研究報告150Wh/kg 1200-2000 次97%高40Wh/kg 500-900 次80%低能量密度循環(huán)壽命充放電能效率成本體積重量安全穩(wěn)定性環(huán)保鋰離子電池的體積是鉛酸蓄電池的 2/3鋰離子電池的重量是鉛酸蓄電池的
42、 1/41/3耐高溫性相對較差綠色電池穩(wěn)定性較好包含汞、鉛、鎘等有害元素,可能造成環(huán)境污染問題資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院而鋰電池儲能系統(tǒng)雖然目前的一次性投入比鉛酸電池高出許多,但鋰電池價格年均降幅 25%30%,預(yù)計未來鋰電池系統(tǒng)成本可能降低到 0.25 元/KWh。并且鋰電池具有能量密度高、體積小、額定電壓高、循環(huán)壽命長、綠色環(huán)保等特點(diǎn),并且技術(shù)進(jìn)步快、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好,目前正逐步向分布式儲能及規(guī)模儲能領(lǐng)域滲透。表 10、鋰電池、鉛蓄電池儲能電站收益率測算項(xiàng)目假設(shè)值不同類型電站收益率測算裝機(jī)規(guī)模(容量) 單日利用小時數(shù)電價差峰時電價谷時電價放電深度組件衰減經(jīng)營期 所得稅率增值稅率20.0
43、 MW總投資43.531.4 萬元12.1 萬元1.7 萬元 11.008 小時0.50 元/kWh0.9 元/kWh0.4 元/kWh 70 108 年2516%電站成本資本支出可抵扣增值稅項(xiàng)目 IRR鉛蓄電池總投資電站成本資本支出可抵扣增值稅項(xiàng)目 IRR75.3 萬元54.4 萬元20.9 萬元2.9 萬元2.07鋰電池資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 16 -行業(yè)深度研究報告圖 19、鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈全景圖資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院同時,隨著動力電池裝機(jī)量的快速增長,儲能鋰電的成本同步快速下降,配套產(chǎn)業(yè)鏈完善程度快速提升。表 11、鋰電池和鉛
44、蓄電池比較電池屬性鋰電池鉛蓄電池40Wh/kg 500-900 次80%低能量密度循環(huán)壽命充放電能效率成本150Wh/kg 1200-2000 次97%高鋰離子電池的體積是鉛酸蓄電池的 2/3鋰離子電池的重量是鉛酸蓄電池的 1/41/3體積重量資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院盡管隨著動力電池應(yīng)用的推廣,鋰電池技術(shù)、成本優(yōu)勢都有很大提升,但是目前鋰電池成本仍然是鉛炭電池的 3 倍以上。在儲能領(lǐng)域,除了高端數(shù)據(jù)中心及對儲能電池重量有嚴(yán)格限制的使用場景外,目前運(yùn)用鋰電池進(jìn)行儲能的商業(yè)項(xiàng)目仍然較少。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 17 -行業(yè)深度研究報告圖 20、動力鋰電池價格趨勢(單位:
45、元/Wh)資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院隨著動力電池的大規(guī)模應(yīng)用,鋰電池通過規(guī)模效應(yīng),成本快速降低。使得其在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用比例快速提升。動力電池產(chǎn)量增長迎來爆發(fā)期,三元電池占主要市場。2018年全年,我國動力電池裝車量共計 56.9GWh,同比增長 56.3%。圖 21、動力鋰電池裝機(jī)量及增速圖 22、動力電池四大材料出貨量圖資料來源:真鋰研究、興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理資料來源:wind、興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理電化學(xué)儲能目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于用戶側(cè)儲能、分布式發(fā)電儲能及輸配電側(cè)的儲能,完整覆蓋發(fā)輸配用四個環(huán)節(jié)。表 12、電化學(xué)儲能的具體應(yīng)用場景類別場景名稱儲能作用功率 特點(diǎn)充放電特征
46、用戶側(cè)小型工業(yè)用戶大型工業(yè)用戶分時電價管理分時電價管理;容量費(fèi)用管理小大淺充淺放計劃充放電請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 18 -行業(yè)深度研究報告家庭用戶提升用戶的電能質(zhì)量和可靠性極小后備電源及淺充淺放計劃充放電計劃充放電調(diào)峰調(diào)頻 調(diào)峰調(diào)頻調(diào)峰調(diào)頻商業(yè)樓宇商業(yè)購物中心分布式光伏 分散式風(fēng)電 配電網(wǎng)絡(luò)分時電價管理分時電價管理中中中中中供給側(cè)輸配電減少或延緩配電網(wǎng)升級投資; 調(diào)頻、備用等輔助服務(wù);提高配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和接納分布式電源的能力延緩輸電網(wǎng)的升級與增容,提高關(guān)鍵輸電通道、斷面的輸送容量或提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定水平輸電網(wǎng)絡(luò)大調(diào)峰調(diào)頻資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整
47、理2、退役動力電池將進(jìn)一步降低儲能電池成本根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù),2018 年新能源汽車產(chǎn)銷分別完成 127 萬輛和 125.6 萬輛, 同比增長分別為 59.9%和 61.7%。截止 2018 年,我國新能源汽車保有量已經(jīng)突破500 萬輛,動力電池總裝機(jī)規(guī)模超過 200GWh。進(jìn)入 2019 年后,首批新能源汽車退役潮將到來,2014-2015 年首批進(jìn)入市場的新能源汽車,預(yù)計將在今明兩年陸續(xù)報廢,屆時將有大量廢舊動力電池面臨回收及梯次利用的問題。圖 23、新能源汽車產(chǎn)量同比維持快速資料來源:中汽協(xié),興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 19 -行業(yè)深度研究報告圖 2
48、4、純電動汽車單位帶電量穩(wěn)步提升(KWh)圖 25、插電混動汽車單位帶電量逐步增長(KWh)資料來源:工信部,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院根據(jù)我們的估算,預(yù)計在資料來源:工信部,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院2021 年,新能源汽車動力電池退役規(guī)??赡苓_(dá)到36.5GWh,該規(guī)模能夠滿足全國的儲能電池市場裝機(jī)。表 13、動力電池退役量及市場規(guī)模測算年份退役量(E)(GWh)電池回收市場空間(億元)2018201920202021202220232.49.220.936.559.594.57.225.852.383.4130.9198.5資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院與此同時,鋰電池回收的技術(shù)尚不十分成
49、熟,整體經(jīng)濟(jì)效益較低,預(yù)計仍需要相當(dāng)長的時間,才能有合適的鋰電池回收技術(shù)應(yīng)用到市場中來。在幾種主流的鋰電池回收方法中,鋰回收效率最高的離子交換法也只能達(dá)到 41%的回收率,但同時鈷、鎳的回收效率降低。其他方法的鋰回收效率都在 30%左右,難以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。表 14、不同回收方法對不同金屬的回收率回收方法鈷鎳鋰特點(diǎn)97%92%89.9%93%94%75%84.1%84%32%28%41%34%化學(xué)沉淀法鹽析法離子交換法平均鈷、鎳回收率極高,方法成熟適合鎳含量低的電池幾種金屬回收率均較高資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院與之相對應(yīng)的是,退役動力電池已經(jīng)建立起了一定的評價體系,回收、再利用難度較低,
50、能夠極大降低儲能電池成本。對于退役動力電池,測試的主要內(nèi)容有充放電容量、倍率性能、高低溫、常溫循環(huán)性能等。將性能預(yù)測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計、分析,第一種是從模型庫找函數(shù)進(jìn)行匹配測試,然后反推產(chǎn)生這種函數(shù)的原因;第二種是從物理意義建模,并進(jìn)行驗(yàn)證。電池的循環(huán)壽命測試涉及大量數(shù)據(jù),通常都需采用數(shù)據(jù)擬合方法來探索這些數(shù)據(jù)隱含的內(nèi)在規(guī)律。比較常用的數(shù)據(jù)擬合方法包括:插值法、曲線擬合法、最小二乘法、遺傳規(guī)劃算法等。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 20 -行業(yè)深度研究報告表 15、放電影響因子及水平表放電深度 DOD(%)影響因子溫度(攝氏度)放電倍率2545600.250.512550100水平資料來源
51、:wind,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理此外,電池安全性、容量、內(nèi)阻、自放電率、循環(huán)壽命是退役電池的核心參數(shù),其動態(tài)性能代表了退役電池的健康狀態(tài),直接影響退役電池梯次利用的適用性和經(jīng)濟(jì)性。退役電池健康狀態(tài)評估方法貫穿于電池的全壽命周期,涉及動力電池歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)收集分析、電池組拆解、外特性評價分析、理化特性、安全評價、壽命預(yù)測等,建立了多尺度全壽命周期的退役電池健康狀態(tài)評估方法。圖 26、退役電池多尺度性能評價技術(shù)平臺資料來源:動力電池梯次利用,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院在鋰電池體系中,隔膜在阻止正負(fù)極短路等方面起到了十分重要的作用。目前具有微米結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)聚烯烴薄膜仍然是主流的鋰電池隔膜,因?yàn)檫@類
52、材料的薄膜具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性,合適的厚度和較好的機(jī)械強(qiáng)度。由于隔膜位于正負(fù)電極之間且充分浸潤在電解液中,隔膜具有與電池所有組分都接觸的特點(diǎn)。表 16、新隔膜、退役電池隔膜及報廢電池隔膜的機(jī)械性能性能指標(biāo)新隔膜退役電池隔膜(鐵鋰)退役電池隔膜(三元)3885310.06169.876.25-0.030.97407859.68143.235.31-0.021.5407337.74139.485.15-0.063.95厚度Gurley 指數(shù)(s/100cm) TD 強(qiáng) 度 (MPa) MD 強(qiáng)度(MPa)刺穿強(qiáng)度(N)TD 收縮率MD 收縮率資料來源:wind,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理綜上,退
53、役電池隔膜和報廢電池隔膜的機(jī)械強(qiáng)度均發(fā)生了明顯的下降,但是仍在可以適用的范圍內(nèi),不會明顯影響電池梯次利用的安全性和機(jī)械性能。因此, 即使動力電池退役,也仍然可以維持 2000 次左右的安全循環(huán)次數(shù)。對于儲能電池來講,按照每天循環(huán)一次計算,可以使用 3-4 年左右的時間。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 21 -氣漲現(xiàn)象外觀 安全性 外特性 析鋰情況隔膜表面沉積物 負(fù)極碳或?qū)щ妱┟撀?電池內(nèi)部其他缺陷 電極材料、隔膜形貌隔膜紅外特性 電極材料晶體結(jié)構(gòu)聚烯烴隔膜降解電解液分解 其他副反應(yīng) 退役電池多尺度性能評價分子尺度材料體系微納尺度電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)宏觀尺度電池芯宏觀尺度行業(yè)深度研究報告鋰電池
54、儲能系統(tǒng)的梯次利用一般而言,當(dāng)新能源汽車搭載的動力電池容量衰減至 80%左右時,動力電池將被淘汰,但此時的動力電池仍然能用于儲能設(shè)備,投放到商業(yè)住宅儲能站、電動汽車充電儲能站以及電信基站等場所。圖 27、動力電池梯次利用目標(biāo)市場資料來源:互聯(lián)網(wǎng),興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理根據(jù)電池儲能系統(tǒng)的規(guī)模和層次結(jié)構(gòu),電池儲能系統(tǒng)主要包括儲能單元、儲能支路和儲能回路這三個方面。儲能單元是電池儲能系統(tǒng)的基本組成部分,由一臺儲能變流器(PCS)、電池堆(BP)和電池管理系統(tǒng)(BMS)構(gòu)成;儲能支路由 1 個低壓開關(guān)柜和 1 個儲能單元構(gòu)成;儲能回路由 1 個升壓變單元、多條并聯(lián)儲能支路和儲能回路監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成,
55、其中儲能支路是儲能回路的最小組成單元,可以獨(dú)立形成一個儲能系統(tǒng)。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 22 -行業(yè)深度研究報告圖 28、電池儲能系統(tǒng)的規(guī)模和層次結(jié)構(gòu)儲能單元 (a)儲能單元(b)儲能支路 儲能單元1 儲能單元2 儲能單元3 (c)儲能回路 資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院電池堆作為實(shí)現(xiàn)電能存儲和釋放的載體,它的集成過程為多只電芯(Cell) 并聯(lián)形成單元電池(Unit);多個單元電池串聯(lián)構(gòu)成電池模塊(Block);多個電池模塊(Block)串聯(lián)構(gòu)成電池串(BS);多個電池串并聯(lián)組成電池堆。大容量儲能電站需要成千上萬支單體電池。退役下來的動力電池則可以根據(jù)應(yīng)用場合和作用,在
56、電池儲能系統(tǒng)的容量配置和選型上起到作用。比亞迪于 2009 年在深圳建立 1MW4h 磷酸鐵 HYPERLINK /CAT-36001-lidianchi.html 鋰電池儲能示范電站,儲能單元額定功率為100kW,由 600 節(jié) FV200A 磷酸鐵 HYPERLINK / 鋰電池組成,每 10 節(jié)單體電池串聯(lián)構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)電池模組,20 塊模組串聯(lián)組成電池組,3 組電池組并聯(lián)得一個 100kW 單元。退役動力電池的應(yīng)用,一方面解決了新能源汽車動力電池梯次利用的問題,防止環(huán)境污染的同時,給予鋰電池回收技術(shù)更長的發(fā)展和市場化應(yīng)用的時間;同時, 也降低了儲能電池的成本,使得電化學(xué)儲能的大規(guī)模推廣難度進(jìn)
57、一步下降。預(yù)計隨著動力鋰電池的大規(guī)模退役,電化學(xué)儲能的應(yīng)用范圍將快速擴(kuò)張。2.2、需求端:泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)帶來全新的儲能需求國家電網(wǎng)對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)做出了兩個階段的戰(zhàn)略安排,到 2021 年初步建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng),基本實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同和數(shù)據(jù)貫通,初步實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一物聯(lián)管理,各級智慧能源綜合服務(wù)平臺具備基本功能,支撐電網(wǎng)業(yè)務(wù)與新興業(yè)務(wù)發(fā)展;到 2024 年建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng),全面實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同、數(shù)據(jù)貫通和統(tǒng)一物聯(lián)管理,公司級智慧能源綜合服務(wù)平臺具備強(qiáng)大功能,全面形成共建共治共享的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 23 -儲能變流器PCS電池堆BP 電池管理系統(tǒng)BMS 行業(yè)深度研
58、究報告泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的每個層次,都需要儲能技術(shù)的支持。終端層:不間斷監(jiān)控、數(shù)據(jù)實(shí)時記錄 。網(wǎng)絡(luò)通訊層:不間斷通訊、數(shù)據(jù)記錄安全 。運(yùn)維系統(tǒng):儲能支持檢測、監(jiān)測系統(tǒng)圖 29、儲能與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)整體產(chǎn)業(yè)鏈資料來源:興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院依據(jù)國網(wǎng)規(guī)劃泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)內(nèi)容包括提升電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平、促進(jìn)清潔能源消納、打造智慧能源綜合服務(wù)平臺、構(gòu)建能源生態(tài)體系等 11 個重點(diǎn)方向。尤其在促進(jìn)清潔能源消納方面,國網(wǎng)提出將用市場辦法引導(dǎo)用戶參與調(diào)峰調(diào)頻,重點(diǎn)通過虛擬電廠和多能互補(bǔ)提高分布式新能源的友好并網(wǎng)水平和電網(wǎng)可調(diào)控容量占比,基于電力市場實(shí)現(xiàn)集中式新能源省間交易和分布式新能源省內(nèi)交易, 緩解棄風(fēng)
59、棄光,促進(jìn)清潔能源消納。而儲能在電網(wǎng)側(cè)、新能源發(fā)電側(cè)、電力市場以及綜合能源服務(wù)均有重要應(yīng)用。1、新能源發(fā)電側(cè):增加新能源發(fā)電的消納比例發(fā)電側(cè)引入儲能項(xiàng)目主要有助于進(jìn)行調(diào)峰調(diào)頻,改善限電。近年來,我國限電情況十分嚴(yán)重,從表可以看到,甘肅和新疆兩省的棄風(fēng)、棄光率均達(dá)到了 30% 以上。表 17、2018 西北地區(qū)棄風(fēng)棄光情況統(tǒng)計表地區(qū)陜西甘肅青海寧夏新疆棄風(fēng)/棄光率2.64%7.39%19.22%10.00%1.62%4.76%2.31%4.41%22.95%15.84%風(fēng)電光伏資料來源:國家能源局,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理一方面是由于我國部分區(qū)域新能源裝機(jī)增長過快,而社會用電需求增長放緩引起
60、的,另一方面也和地區(qū)消納能力有限,多余電能無法有效儲存或向其他地區(qū)配送有關(guān)。目前棄風(fēng)棄光限電嚴(yán)重這一現(xiàn)象很大程度上影響了我國發(fā)展可再生能源發(fā)電的進(jìn)程。高限電率導(dǎo)致光伏風(fēng)電運(yùn)營的利潤水平較低,無力進(jìn)行儲能的投資和改造,從而成為了發(fā)電側(cè)儲能應(yīng)用和商業(yè)化推廣的一大障礙。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明- 24 -行業(yè)深度研究報告圖 30、風(fēng)電、光伏新增裝機(jī)容量資料來源:國家能源局,興業(yè)證券經(jīng)濟(jì)與金融研究院整理表 18、我國儲能項(xiàng)目規(guī)模(單位:MW)201720132014201520162018年份4628914.451.532.984.421.1105.5137.524323312我國儲能項(xiàng)
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