2023年儲能行業(yè)深度研究報告

儲能行業(yè)深度研究匯報一、尋本溯源，儲能的本質(zhì)驅(qū)動力來自哪里？1.1、碳中和大背景下，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)對靈活性資源的剛性需求主線驅(qū)動一：解鈴還須系鈴人，“雙碳”目的需要新型電力系統(tǒng)電力既是目前碳排放的重要來源，也是實現(xiàn)碳減排的最重要途徑。電力作為重要的二次能源，是煤炭、天然氣、石油的重要中轉(zhuǎn)站，也是碳排放的最重要載體，雖然電力產(chǎn)品最終用于第一、二、三各個產(chǎn)業(yè)。然而“巧合”的是，可以替代含碳能源的非碳能源絕大部分又需要通過電力形式提供，如太陽能、風能、水電、核能。新型電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)：新能源天然的波動性、不可預測性截至7月，新能源已成為國家電網(wǎng)的第二大電源，新能源裝機3.65億千瓦，占比22.9%，發(fā)電量3390億千瓦時，占比10.9%。新能源在21個省區(qū)已成為第一、二大電源，青海等5個省區(qū)裝機占比超過40%。新能源出力波動性帶來的電網(wǎng)運行安全風險增長，抗擾動能力下降，輕易出現(xiàn)連鎖脫網(wǎng)。調(diào)峰難度增大電力需要實時平衡，而風電光伏具有天然波動性和不可預測性，高滲透率后必然需要更多的靈活性資源。風電：出力日內(nèi)波動幅度最高可達80%，出力高峰出目前凌晨前后，從上午開始逐漸回落，午后到最低點，“逆負荷”特性更明顯。光伏：日內(nèi)波動幅度100%，峰谷特性鮮明，正午到達當日波峰，正午前后均呈均勻回落態(tài)勢，夜間出力為0。新型電力系統(tǒng)的處理方案之一——更優(yōu)質(zhì)的靈活性資源在老式能源時代，電力靈活性資源并不稀缺，煤電和燃機在發(fā)電的同步，也承擔著靈活性資源的角色。而當今以新能源高比例接入和新能源汽車爆發(fā)為代表的電力的生產(chǎn)和消費方式正在發(fā)生深刻變革，導致電力供需雙側(cè)的波動性增強，對靈活性資源提出了更多數(shù)量、更高質(zhì)量的規(guī)定，依托老式資源已然難認為繼，靈活性資源的價值必然需要單獨體現(xiàn)。1.2、顧客對低成本高質(zhì)量用電的持續(xù)追求主線驅(qū)動二：顧客對于低成本高質(zhì)量用電的需求供電彈性（Resilience）和節(jié)省開支（FinancialSavings）是美國家庭顧客對儲能感愛好的兩個最重要的原因。美國電網(wǎng)穩(wěn)定性不如中國，尤其近年來美國發(fā)生了多起停電事故，而儲能恰恰可以作為緊急電能備用來應對電網(wǎng)事故。因此，美國住宅消費者對購置儲能實現(xiàn)能源自給自足的渴望日益高漲，這成為一股驚人的推進電表后端儲能布署的力量。低成本高質(zhì)量用電驅(qū)動：離網(wǎng)支撐功能需求愈發(fā)增長。風暴、設(shè)備故障導致的忽然停電會導致巨額維修費用，美國每年因停電導致數(shù)百億美元損失，其中67%的停電時間不超過5分鐘。備用電池系統(tǒng)可在脫離電網(wǎng)時自動提供緊急離網(wǎng)支撐，可大幅度減少停電的次數(shù)和停電時間。海外低電力可靠性刺激工商業(yè)需求。自調(diào)查以來，工商業(yè)的電力可靠性沒有改善，甚至在某些方面惡化了。，美國44%的企業(yè)經(jīng)歷了每月停電一次或更頻繁的停電頻率，是占比（21%）的兩倍多。22%的調(diào)查對象表達，一次經(jīng)典停電的成本在10萬美元以上，每年損失到達120萬美元。二、怎樣測算儲能空間？全球裝機：鋰電池是電化學儲能最重要型式電化學儲能迅速增長，發(fā)展空間大：盡管抽水蓄能在儲能總量上占優(yōu)，不過未來其成本下降空間有限，而各類電池儲能成本可望下降50%～60%，全球新增儲能中大部分均為電化學儲能。近年來全球電化學儲能新增占比迅速上升，從的17.2%，迅速攀升至的80.2%。全球裝機回憶：中美引領(lǐng)、各國均迅速增長我國儲能市場發(fā)展空間巨大，全球新增儲能占比飛速躍升：從新增占比第二名的18%份額，躍升至首位，所占份額更是到達33%，份額增長83.3%。全球重要能源國美國、韓國、中國等不停加大儲能投入?？臻g測算：兩大主線驅(qū)動，衍生出七種場景儲能的本質(zhì)驅(qū)動來自于新型電力系統(tǒng)所需靈活性資源及顧客側(cè)的低成本高質(zhì)量用電需求，詳細可分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和顧客側(cè)共七種場景，需要注意的是這兩者是互有交叉的。發(fā)電側(cè)：平抑發(fā)電波動，維持電網(wǎng)平衡，以新能源配套儲能為主，從新能源裝機角度測算；電網(wǎng)側(cè)：以調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)維持電網(wǎng)平衡需求為主，此外尚有延緩電網(wǎng)投資需求；顧客側(cè)：國內(nèi)以工商業(yè)儲能為主，海外包括戶用儲能和工商業(yè)儲能。裝機預測：2025年全球新增裝機有望達196GWh全球電化學儲能裝機21.52GWh，同比增長115%，2025年當年新增可達196GWh。驅(qū)動原因：中國重要由新能源發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)推進，工商業(yè)顧客側(cè)受近期火災事故影響短期內(nèi)略有遲滯但長期無虞。美國的大型項目及顧客側(cè)儲能均已實現(xiàn)市場化驅(qū)動，今年有望翻倍以上。歐洲、澳洲、日本、南非、南美等地的家庭儲能正保持迅速增長態(tài)勢。三、儲能的商業(yè)模式及經(jīng)濟性怎樣？儲能不一樣場景下的商業(yè)模式差異較大儲能的商業(yè)模式重要分為三種：新能源減少棄電、電力輔助服務(wù)、減少用電成本。從儲能行業(yè)的不一樣應用場景入手，分析儲能的三種商業(yè)模式，找到儲能行業(yè)帶來的獨特價值與關(guān)鍵競爭力。發(fā)電側(cè)商業(yè)模式：發(fā)電側(cè)減少棄電+電力輔助服務(wù)減少棄電：在出力不小于負荷時，用發(fā)電機組給儲能充電，減少棄電。調(diào)峰方略：負荷高峰放電，負荷低谷充電。調(diào)頻方略：某時刻下達調(diào)頻指令，儲能系統(tǒng)實時響應，新能源機組有一定滯后，整個調(diào)頻過程儲能系統(tǒng)逐漸減少放電功率，機組逐漸增長功率。電網(wǎng)側(cè)商業(yè)模式：電力輔助服務(wù)收益+納入電網(wǎng)成本電力輔助服務(wù)市場正日趨完善，重要向維持電網(wǎng)的穩(wěn)定所必須的包括電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定以及事故備用等服務(wù)提供對應的對價。電化學儲能是優(yōu)質(zhì)的靈活性資源，可以實時調(diào)整電力的供需“天平”保證電網(wǎng)穩(wěn)定。電化學儲能還可減少或延緩電網(wǎng)投資，因此將其納入輸配電成本，由電網(wǎng)企業(yè)建設(shè)也仍然是潛在的商業(yè)模式。顧客側(cè)商業(yè)模式：光、充、儲一體化光、充、儲一體化模式可以最大程度的提高用電可控性，首先通過儲能在低谷電價時充電，高峰電價時放電可減少電量電費，另首先由于用電負荷的高峰用電時段一般時間很短，通過配置削減用電負荷的“高峰段”，可以減少容量電費成本。另一潛在應用場景是提供需求側(cè)響應功能獲取收益，即“虛擬電廠”概念。四、技術(shù)進步以及降本空間怎樣展望？降本途徑：電池成本占比最高、仍是降本重要驅(qū)動力。目前電池成本仍然占據(jù)電化學儲能系統(tǒng)成本的大部分，電池降本仍是目前儲能系統(tǒng)降本的重要驅(qū)動力。直接、間接降本手段豐富。延長電池壽命是LCOS下降的關(guān)鍵影響原因。根據(jù)寧德時代估算，對于6000次儲能系統(tǒng)，若電池壽命延長到10000次，LCOS可下降60%以上。減少損耗是降本的有效途徑。詳細包括：提高能量效率、改善冷卻方式、提高能量密度。EPC成本：儲能EPC成本有望深入迅速下降。根據(jù)BNEF記錄，目前全球平均儲能EPC成本約為$282/kWh，2030年有望下降到$165/kWh。青海光伏競價項目對儲能系統(tǒng)采購的公告中，比亞迪儲能EPC價格最低單價為1.06元/Wh，讓業(yè)界大為震動。技術(shù)路線展望：未來以電池儲能（h級）、氫能（天）為主清華大學歐陽明高院士指出，未來儲能以電池儲能、氫和氫載體儲能為主。電池儲能在分布式短周期存儲應用中更具優(yōu)勢，而氫能是集中式大規(guī)模長周期儲存的最佳途徑。五、各環(huán)節(jié)投資機會怎樣判斷？國內(nèi)儲能格局：市場萌芽期，競爭格局輪廓初現(xiàn)伴隨儲能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，國內(nèi)儲能行業(yè)的競爭格局已經(jīng)初步顯現(xiàn)。儲能技術(shù)供應商（重要為電池）排名中：寧德時代名列第一，第二名第三名分別為力神、海基新能源。儲能逆變器市場排名中：陽光電源名列第一，第二名第三名分別為科華、索英電氣。系統(tǒng)集成商市場排名中海博思創(chuàng)名列第一，第二名第三名分別為陽光電源、上海電氣國軒新能源海外戶用儲能格局：特斯拉領(lǐng)銜，派能科技居前三在全球自主品牌的家用儲能產(chǎn)品出貨量前三名的企業(yè)中，特斯拉出貨約450MWh，市占率15%。國內(nèi)廠家派能科技自主品牌出貨255MWh，含貼牌代工后出貨量366MWh，市占率約12.2%。電池技術(shù)：從儲能與動力場景對比看磷酸鐵鋰優(yōu)勢經(jīng)典的鋰電池如磷酸鐵鋰電池及三元鋰電池，都可同步應用于儲能與動力