特斯拉能源生態(tài)系統(tǒng)市場簡析

特斯拉能源生態(tài)系統(tǒng)市場簡析特斯拉能源生態(tài)系統(tǒng)，十年“戎馬”繪“宏圖”十年“戎馬”繪“宏圖”，特斯拉能源生態(tài)系統(tǒng)是等待爆發(fā)的第二增長曲線業(yè)務(wù)模式：Tesla布局完整的、深度垂直整合的能源和運輸生態(tài)系統(tǒng)運輸生態(tài)布局：以汽車產(chǎn)銷為主業(yè)務(wù)；上游布局零件和電池自制；下游布局二手車銷售和租賃；覆蓋充電、維保、FSD等服務(wù)模式，額外獲得積分盈利。能源生態(tài)布局：布局光伏和儲能業(yè)務(wù)，上游參與電網(wǎng)競價，下游與車的使用形成閉環(huán)。盈利模式：短期以售車和車服務(wù)盈利；中長期布局光伏、儲能、電動車一體化；長期布局FSD及軟件。產(chǎn)品：進軍家用光伏市場，推出Megapack豐富產(chǎn)品矩陣戶儲產(chǎn)品持續(xù)創(chuàng)新驅(qū)動高銷量。公司自15年4月推出戶儲系統(tǒng)Powerwall，16年10月推出第二代Powerwall，并于21年4月推出最新一代產(chǎn)品，注重產(chǎn)品研發(fā)；其安裝量也在20年4月至21年5月約1年時間實現(xiàn)了10萬臺，技術(shù)創(chuàng)新保障產(chǎn)品競爭力。收購SolarCity，公司于16年8月宣布收購家用太陽能公司SolarCity以拓寬業(yè)務(wù)條線。建設(shè)Megapack儲能工廠，加碼大型儲能業(yè)務(wù)。于19年推出應(yīng)用于大型儲能場景的Megapack，為消化旺盛需求又于21年9月開始建設(shè)40GWh/年Megapack儲能工廠。遠景：規(guī)劃到2050年全球儲能規(guī)模達240TWh，對應(yīng)10萬億美元投資特斯拉宏圖第三篇章提出加快可持續(xù)能源經(jīng)濟的建設(shè)，總目標為240TWh儲能電池，30TW綠色發(fā)電能力（光伏+風電），對應(yīng)10萬億美金的建設(shè)投資，能源需求減少50%，土地需求小于0.2%，投資占22年全球GDP的10%。預(yù)計2023年特斯拉還將繼續(xù)推出新的儲能產(chǎn)品，來應(yīng)對下游強勁需求。市場：依靠汽車品牌優(yōu)勢建立口碑，儲能需求高增之下供不應(yīng)求早期借助汽車品牌優(yōu)勢，逐步建立光儲口碑。特斯拉將儲能業(yè)務(wù)植入汽車門店與服務(wù)中心，能源業(yè)務(wù)初步放量，但由于公司重心仍放在車端的產(chǎn)能擴張和品牌推廣，光儲裝機量在2016-2019年保持平穩(wěn)小幅增長。下游儲能需求高增，供不應(yīng)求之下加速擴產(chǎn)。2020年起美國儲能需求快速增長，疊加新產(chǎn)品Megapack開始貢獻量，特斯拉儲能裝機量同比+83%達3GWh。2021年中受供給端逆變器、IGBT緊缺，及需求端持續(xù)強勁影響，公司長期處于訂單積壓狀態(tài)。加速建設(shè)Megafactory、拓寬供應(yīng)鏈后，在22年裝機量創(chuàng)新高達6.5GWh。預(yù)計隨Megafactory投產(chǎn)放量，能源業(yè)務(wù)規(guī)模繼續(xù)同比高增。盈利：毛利率受原料漲價和組件緊缺有所波動，當前受益規(guī)模效應(yīng)平穩(wěn)上行能源業(yè)務(wù)毛利率波動較大，主要系原材料漲價、供應(yīng)鏈趨緊等問題導致成本端承壓。22年隨儲能產(chǎn)品漲價和規(guī)模效應(yīng)拉動，成本下降，盈利能力有所改善。光伏業(yè)務(wù)：拓寬供應(yīng)鏈應(yīng)對成本上漲。受美國反傾銷政策對光伏組件進口限制的影響，公司光伏業(yè)務(wù)供應(yīng)鏈緊張、生產(chǎn)受限、成本上漲，但22年隨公司拓寬供應(yīng)鏈該現(xiàn)象有所好轉(zhuǎn)。儲能業(yè)務(wù)：22年快速放量，售價上調(diào)疊加規(guī)模效應(yīng)增強盈利。2021Q3起受上游碳酸鋰等原材料價格大幅上漲影響，儲能電池端成本上漲，毛利率下行；隨著22年4月儲能產(chǎn)品端售價上升，原材料漲價向下傳導，毛利率回調(diào)，并在規(guī)模效應(yīng)下保持平穩(wěn)向上。能源短缺、電價上漲疊加政策驅(qū)動，儲能需求空間廣闊需求端：能源緊縮局面下歐美電價持續(xù)飆升高通脹、能源危機下的高昂電力價格形成天然需求。美國通脹已于22年年中達到40年來最高峰，電價處于高位，歐洲也面臨用電成本高昂的困擾，德國電價于22年7月初達到328歐元/MW，法國電價更是高達366歐元/MW；無論是家庭儲能/發(fā)電還是公用事業(yè)儲能業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，電力價格都是首要驅(qū)動因素。一方面各國居民將光伏+儲能產(chǎn)品視為長期投資以節(jié)約用電成本，并在惡劣天氣下保障穩(wěn)定的能源供應(yīng)；另一方面歐洲、澳洲等地方電網(wǎng)和政府的公用事業(yè)同樣需要大型儲能項目實現(xiàn)錯峰供電，同時降低發(fā)電成本和穩(wěn)定供應(yīng)。需求端：家用電價持續(xù)上漲利好戶儲需求，預(yù)計戶用新增容量成倍增長高通脹疊加自然災(zāi)害侵擾不斷，戶儲需求空間將進一步擴大。根據(jù)EIA（美國能源信息署），美國戶用電價整體呈持續(xù)增長態(tài)勢，疊加美國多地頻繁發(fā)生的暴風雪等自然災(zāi)害，電力供應(yīng)不穩(wěn)，利好戶儲需求；17年美國家庭電力裝機量約為13MW，至20年該數(shù)字經(jīng)歷高速發(fā)展達到了235MW，約18倍的擴張；2021年美國新增戶用儲能裝機量10.1萬個，新增容量0.4GWh，預(yù)計2022年新增24.9萬個，新增容量1.62GWh。預(yù)計全球戶用全球戶用儲能新增裝機2021-2025復合增速112%。政策端：稅收抵免政策到期或?qū)討魞屟b潮美國政府出臺多項政策，其中對22年底前安裝的家用太陽能系統(tǒng)提供26%的稅收抵免，23年全年提供22%的稅收抵免；各州頒布了不同國家/本地公共事業(yè)的獎勵，以此激勵各州居民選擇清潔能源。清潔能源/儲能設(shè)備安裝符合國家發(fā)展大勢，各項費用減免/激勵政策進一步降低用戶獲取成本，由于23年后稅收抵免的大幅減弱，預(yù)計22、23年或?qū)⒊霈F(xiàn)戶儲搶裝潮，進一步推動太陽能、戶儲系統(tǒng)安裝量。結(jié)構(gòu)端：可再生能源占發(fā)電比重增長帶動儲能需求量儲能設(shè)備保障可再生能源的平滑供應(yīng)。儲能電池除了應(yīng)用于電網(wǎng)輔助服務(wù)、電網(wǎng)輸配電等場景外，主要有助于可再生能源并網(wǎng)，特斯拉Megapack能夠與可再生資源配對，同時可以平滑資源的輸出；光伏、風力、水力等發(fā)電方式均難以實現(xiàn)峰、谷時電力的穩(wěn)定供應(yīng)，配備儲能產(chǎn)品后無需在峰時依賴相對高昂的電網(wǎng)電力；傳統(tǒng)發(fā)電方式下，往往需要配備高峰發(fā)電廠，而儲能項目建設(shè)后則無需高峰發(fā)電廠的建設(shè)，降低單位能源生產(chǎn)成本與碳排放量，用戶側(cè)同樣能夠有效調(diào)峰消谷。預(yù)計歐美儲能裝機需求將迎來高速增長時期，美國以大儲為主，歐洲以戶儲為主政策與需求共振，美國儲能市場廣闊，大型儲能占據(jù)主導地位。美國擁有全球最大的儲能市場，2021年新增儲能容量/功率需求分別為8.7GWh/4.0GW，同比增加325%/434%。從應(yīng)用場景上看，2021年表前新增儲能容量需求占總需求的76%。在美國完善的電力現(xiàn)貨交易制度與新能源需求的驅(qū)動下，美國儲能需求不斷高增，2025年表前/工商業(yè)/戶用新增儲能容量需求有望達98.3/10.4/43.4GWh。歐洲市場戶儲占比高，預(yù)計2025年新增容量需求達36.59GWh。2021年歐洲表前/工商業(yè)/戶用新增儲能容量需求分別為2.5/0.27/3.09GWh，同比增長262%/93%/155%,其中用戶側(cè)為歐洲儲能新增的主要動力，2021年占比達52%。隨著戶用儲能技術(shù)走向成熟，光儲平均度電成本迅速下降，據(jù)SPE數(shù)據(jù)，2021年德國光儲平均度電成本為14.7歐分/kWh,只有戶用電價的一半。因此相比老舊的電力系統(tǒng)，戶用光儲更具經(jīng)濟性與穩(wěn)定性，我們預(yù)測2021-2025年戶儲新增容量需求CAGR有望達到86%。Solar&Powerwall：產(chǎn)品迭代性能領(lǐng)先，拓寬供應(yīng)鏈多重調(diào)整適應(yīng)市場光伏產(chǎn)品SolarRoof&Panels：SolarRoof一體化程度更高，持續(xù)更新迭代SolarRoof較SolarPanel一體化程度更高。SolarPanel為太陽能板，是加裝于傳統(tǒng)屋頂?shù)腂APV形式；SolarRoof是太陽能組件與屋頂一體化的BIPV（光伏建筑一體化）形式。與SolarPanel相比，SolarRoof與建筑的一體化程度更高，更加美觀，采用強化玻璃材質(zhì)，耐用度比一般屋頂高3倍，使用壽命更長，并提供25年保修。SolarRoof持續(xù)更新迭代，將推出SolarRoofV3.5。目前SolarRoof已升級至第三代，SolarRoofV3通過升級單位組件的尺寸，降低安裝復雜性（零件和組件數(shù)量減少50%+）、增加產(chǎn)品發(fā)電量。預(yù)計未來將推出SolarRoofV3.5，與家用儲能產(chǎn)品PowerWall、虛擬電廠等有機結(jié)合，以新房項目合作等形式推廣。SolarRoof&Panels：拓寬供應(yīng)鏈多重調(diào)整適應(yīng)市場經(jīng)歷產(chǎn)能爬坡與技術(shù)降本，較市場更具經(jīng)濟性：特斯拉于2017Q4起在紐約布法羅工廠開始生產(chǎn)太陽能屋頂，并循序漸進提高產(chǎn)量，2020Q1單周產(chǎn)量超4MW，規(guī)模效應(yīng)下實現(xiàn)降本，2020Q2公司太陽能系統(tǒng)平均1.49美元/W，較行業(yè)平均優(yōu)惠1/3。供應(yīng)鏈趨緊之下規(guī)模進入平穩(wěn)階段：2021Q1公司光伏業(yè)務(wù)進入穩(wěn)定發(fā)展階段，2022Q1受到光伏組件進口延期影響，裝機量短期波動，特斯拉拓寬供應(yīng)鏈后恢復單季度100+MW的裝機水平。Powerwall：產(chǎn)品力行業(yè)領(lǐng)先，20年市占率高達73%Powerwall在價格和產(chǎn)品力上均具備優(yōu)勢。與Enphase和LGChem的產(chǎn)品相比，Powerwall+的每kWh價格以及額定功率等性能方面具備明顯優(yōu)勢；同時根據(jù)EcoExperts對熱門電池評估，受益于特斯拉數(shù)年來的實際安裝經(jīng)驗及設(shè)計過程中的產(chǎn)品集成，Powerwall具有易于安裝的優(yōu)勢。Powerwall在美市占率常年第一。目前美國戶儲第一品牌為特斯拉，第二、三分別為Enphase和LGChem，2020年P(guān)owerwall全美市占率高達73%，2021年特斯拉與Enphase占據(jù)70%以上的市場份額，特斯拉頭部優(yōu)勢顯著。Megapack：打響大儲項目戰(zhàn)役，工廠投建訂單充足迎放量工商業(yè)&大儲產(chǎn)品Megapack：光伏電站電網(wǎng)連接點，降低大規(guī)模儲能復雜性Megapack架構(gòu)大幅降低大規(guī)模儲能的復雜性，對光伏項目的支持將促使其成為更優(yōu)選。Megapack是專門用于公用事業(yè)規(guī)模項目的新型電池產(chǎn)品，提供了一種簡單的安裝和連接程序，大大降低了大規(guī)模電池存儲的復雜性。通過消除單獨的光伏逆變器，特斯拉直流電集成解決方案降低系統(tǒng)級別成本，并最大限度減少了電力轉(zhuǎn)換步驟，以提高整體站點級別效率。特斯拉將整個工廠與單一控制系統(tǒng)的集成為太陽能光伏斜度控制和可再生能源調(diào)度提供快速全面的平臺。Megapack：較Powerpack實現(xiàn)優(yōu)化，單位容量提升、單位成本降低Megapack單位容量較Powerpack大幅提升，單位成本下降。單個Megapack容量目前已升級至3.9MWh左右（此前為2.5-3MWh），超過14個Powerpack之和，但單位成本更低，與Powerpack同樣采用鋰離子電池技術(shù)、并適應(yīng)相同的工作溫度。Megapack系統(tǒng)完全集成驅(qū)動安裝效率提升，并實現(xiàn)安全性能提升：在電池層集成加熱與冷卻，并且在產(chǎn)品內(nèi)部建造專門的危險氣體排氣裝置；預(yù)安裝雙向逆變器、熱管理系統(tǒng)、主要交流斷路器，到項目現(xiàn)場后只僅需錨定與連接交流導體和通信電纜即可快速實現(xiàn)安裝。Megapack：備受好評，需求旺盛的大型儲能業(yè)務(wù)南澳大利亞Powerpack項目打開大型儲能市場，Megapack順勢而生。公司17Q4使用Powerpack完成安裝的南澳大利亞100MW/129MWh項目是彼時世界最大的鋰電儲能項目，有效解決了南澳大利亞電力短缺、供應(yīng)間歇性和夏季高峰負荷等問題，并首年就為當?shù)仨椖抗?jié)省近4000萬美元。該項目使得全世界范圍內(nèi)的電力公司與政府認識到大型電池儲能項目的前景，為順應(yīng)儲能發(fā)展大勢，公司于19Q3推出單個容量可達3MWh的Megapack產(chǎn)品。Autobidder：整合全球儲能資源，奠定長期市場地位Autobidder采用虛擬電廠概念，可以實現(xiàn)各參與主體的投資回報和增值虛擬電廠（VirtualPowerPlant，VPP）是利用先進的通信、量測、控制技術(shù)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成的虛擬聯(lián)合體，實現(xiàn)對分布式電源、儲能、可控負荷、電動汽車等資源的集群聚合與優(yōu)化控制，并作為整體參與電網(wǎng)調(diào)度運行與電力市場交易。其內(nèi)部資源在空間上分散分布而非一個集中的物理實體，故稱之為“虛擬”；在整體上協(xié)同一致實現(xiàn)與電廠相同的功能，故稱之為“電廠”。通過虛擬電廠統(tǒng)一運營，實現(xiàn)了削峰填谷的作用，同時獲得了輔助服務(wù)收益。典型日內(nèi)各類主體參與虛擬電廠后其收益均增加，虛擬電廠運營商也可獲得相應(yīng)收益，因此虛擬電廠運營模式可以實現(xiàn)各參與主體的投資回報和增值。虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)包括感知、預(yù)測、交易、結(jié)算四大類，對應(yīng)四大類關(guān)鍵技術(shù)虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)包括感知、預(yù)測、交易、結(jié)算四大類，對應(yīng)四大類關(guān)鍵技術(shù)，相關(guān)的設(shè)備、平臺主要包括：1）狀態(tài)感知與靈活聚合：傳感器、表計等，相關(guān)公司有炬華科技、安科瑞、海興電力、林洋能源等；2）信息預(yù)測與容量估計：負荷預(yù)測、電價預(yù)測等，相關(guān)公司有國能日新等；3）市場交易與優(yōu)化決策：投標報價系統(tǒng)，現(xiàn)貨交易平臺等，相關(guān)公司有恒實科技、國電南瑞等；4）補償結(jié)算與效益評估：電力財務(wù)系統(tǒng)等，相關(guān)公司有朗新科技、遠光軟件等。Autobidder：特斯拉分布式能源的核心與樞紐Autobidder是特斯拉分布式能源的核心與樞紐，實現(xiàn)垂直一體化整合。Autobidder是特斯拉2017年推出的智慧能源管理平臺，特斯拉的新能源汽車、充電樁以及光儲產(chǎn)品均可以搭載Autobidder，實現(xiàn)從“發(fā)電-儲能-用電-交易”的閉環(huán)，完成“車+樁+光+儲+荷+智”電力生態(tài)系統(tǒng)的一體化整合。Autobidder是系統(tǒng)+平臺+算法庫，實現(xiàn)資源高效分配和收益最大化。Autobidder不僅是電力實時交易與控制平臺，還能夠通過算法預(yù)測和優(yōu)化再生能源發(fā)電負荷曲線、穩(wěn)定電網(wǎng)波動、儲存多余電能等，實現(xiàn)虛擬電廠的自動調(diào)度功能，幫助所有者和運營商實現(xiàn)能源產(chǎn)品投資組合的最優(yōu)化。據(jù)特斯拉測算，通過使用光儲系統(tǒng)+Autobid