儲(chǔ)能行業(yè)深度報(bào)告

儲(chǔ)能行業(yè)深度報(bào)告導(dǎo)語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，也是碳排放的最主要載體，雖然電力產(chǎn)品最終用于第一、二、三各個(gè)產(chǎn)業(yè)。一、尋本溯源，儲(chǔ)能的本質(zhì)驅(qū)動(dòng)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(duì)靈活性資源的剛性需求根本驅(qū)動(dòng)一：解鈴還須系鈴人，“雙碳”目標(biāo)需要新型電力系統(tǒng)電力既是當(dāng)前碳排放的主要來源，也是實(shí)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，也是碳排放的最主要載體，雖然電力產(chǎn)品最終用于第一、二、三各個(gè)產(chǎn)業(yè)。然而“巧合”的是，能夠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(fēng)能、水電、核能。新型電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)：新能源天然的波動(dòng)性、不可預(yù)測(cè)性截至2020年7月，新能源已成為國(guó)家電網(wǎng)的第二大電源，新能源裝機(jī)3.65億千瓦，占比22.9%，發(fā)電量3390億千瓦時(shí)，占比10.9%。新能源在21個(gè)省區(qū)已成為第一、二大電源，青海等5個(gè)省區(qū)裝機(jī)占比超過40%。新能源出力波動(dòng)性帶來的電網(wǎng)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)增加，抗擾動(dòng)能力下降，容易出現(xiàn)連鎖脫網(wǎng)。調(diào)峰難度增大電力需要實(shí)時(shí)平衡，而風(fēng)電光伏具有天然波動(dòng)性和不可預(yù)測(cè)性，高滲透率后必然需要更多的靈活性資源。風(fēng)電：出力日內(nèi)波動(dòng)幅度最高可達(dá)80%，出力高峰出現(xiàn)在凌晨前后，從上午開始逐漸回落，午后到最低點(diǎn)，“逆負(fù)荷”特性更明顯。光伏：日內(nèi)波動(dòng)幅度100%，峰谷特性鮮明，正午達(dá)到當(dāng)日波峰，正午前后均呈均勻回落態(tài)勢(shì)，夜間出力為0。新型電力系統(tǒng)的解決方案之一——更優(yōu)質(zhì)的靈活性資源在傳統(tǒng)能源時(shí)代，電力靈活性資源并不稀缺，煤電和燃機(jī)在發(fā)電的同時(shí)，也承擔(dān)著靈活性資源的角色。而當(dāng)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(fèi)方式正在發(fā)生深刻變革，導(dǎo)致電力供需雙側(cè)的波動(dòng)性增強(qiáng)，對(duì)靈活性資源提出了更多數(shù)量、更高質(zhì)量的要求，依靠傳統(tǒng)資源已然難以為繼，靈活性資源的價(jià)值必然需要單獨(dú)體現(xiàn)。1.2、用戶對(duì)低成本高質(zhì)量用電的持續(xù)追求根本驅(qū)動(dòng)二：用戶對(duì)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(guó)家庭用戶對(duì)儲(chǔ)能感興趣的兩個(gè)最主要的原因。美國(guó)電網(wǎng)穩(wěn)定性不如中國(guó)，尤其近年來美國(guó)發(fā)生了多起停電事故，而儲(chǔ)能恰恰可以作為緊急電能備用來應(yīng)對(duì)電網(wǎng)事故。因此，美國(guó)住宅消費(fèi)者對(duì)購買儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)能源自給自足的渴望日益高漲，這成為一股驚人的推動(dòng)電表后端儲(chǔ)能部署的力量。低成本高質(zhì)量用電驅(qū)動(dòng)：離網(wǎng)支撐功能需求愈發(fā)增加。風(fēng)暴、設(shè)備故障造成的突然停電會(huì)導(dǎo)致巨額維修費(fèi)用，美國(guó)每年因停電造成數(shù)百億美元損失，其中67%的停電時(shí)間不超過5分鐘。備用電池系統(tǒng)可在脫離電網(wǎng)時(shí)自動(dòng)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(shí)間。海外低電力可靠性刺激工商業(yè)需求。自2017年調(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。2020年，美國(guó)44%的公司經(jīng)歷了每月停電一次或更頻繁的停電頻率，是2019年占比（21%）的兩倍多。22%的調(diào)查對(duì)象表示，一次典型停電的成本在10萬美元以上，每年損失達(dá)到120萬美元。二、如何測(cè)算儲(chǔ)能空間？全球裝機(jī)：鋰電池是電化學(xué)儲(chǔ)能最重要型式電化學(xué)儲(chǔ)能快速增長(zhǎng)，發(fā)展空間大：盡管抽水蓄能在儲(chǔ)能總量上占優(yōu)，但是未來其成本下降空間有限，而各類電池儲(chǔ)能成本可望下降50%～60%，全球新增儲(chǔ)能中大部分均為電化學(xué)儲(chǔ)能。近年來全球電化學(xué)儲(chǔ)能新增占比迅速上升，從2017年的17.2%，迅速攀升至2019年的80.2%。全球裝機(jī)回顧：中美引領(lǐng)、各國(guó)均快速增長(zhǎng)我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展空間巨大，全球新增儲(chǔ)能占比飛速躍升：從2018年新增占比第二名的18%份額，躍升至2020年首位，所占份額更是達(dá)到33%，份額增長(zhǎng)83.3%。全球主要能源國(guó)美國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)等不斷加大儲(chǔ)能投入。空間測(cè)算：兩大根本驅(qū)動(dòng)，衍生出七種場(chǎng)景儲(chǔ)能的本質(zhì)驅(qū)動(dòng)來自于新型電力系統(tǒng)所需靈活性資源及用戶側(cè)的低成本高質(zhì)量用電需求，具體可分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)共七種場(chǎng)景，需要注意的是這二者是互有交叉的。發(fā)電側(cè)：平抑發(fā)電波動(dòng)，維持電網(wǎng)平衡，以新能源配套儲(chǔ)能為主，從新能源裝機(jī)角度測(cè)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，另外還有延緩電網(wǎng)投資需求；用戶側(cè)：國(guó)內(nèi)以工商業(yè)儲(chǔ)能為主，海外包括戶用儲(chǔ)能和工商業(yè)儲(chǔ)能。裝機(jī)預(yù)測(cè)：2025年全球新增裝機(jī)有望達(dá)196GWh2021年全球電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)21.52GWh，同比增長(zhǎng)115%，2025年當(dāng)年新增可達(dá)196GWh。驅(qū)動(dòng)因素：中國(guó)2020年主要由新能源發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)推動(dòng)，工商業(yè)用戶側(cè)受近期火災(zāi)事故影響短期內(nèi)略有遲滯但長(zhǎng)期無虞。美國(guó)的大型項(xiàng)目及用戶側(cè)儲(chǔ)能均已實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化驅(qū)動(dòng)，今年有望翻倍以上。歐洲、澳洲、日本、南非、南美等地的家庭儲(chǔ)能正保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。三、儲(chǔ)能的商業(yè)模式及經(jīng)濟(jì)性如何？?jī)?chǔ)能不同場(chǎng)景下的商業(yè)模式差別較大儲(chǔ)能的商業(yè)模式主要分為三種：

新能源減少棄電、電力輔助服務(wù)、減少用電成本。從儲(chǔ)能行業(yè)的不同應(yīng)用場(chǎng)景入手，分析儲(chǔ)能的三種商業(yè)模式，找到儲(chǔ)能行業(yè)帶來的獨(dú)特價(jià)值與核心競(jìng)爭(zhēng)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：在出力大于負(fù)荷時(shí)，用發(fā)電機(jī)組給儲(chǔ)能充電，減少棄電。調(diào)峰策略：負(fù)荷高峰放電，負(fù)荷低谷充電。調(diào)頻策略：某時(shí)刻下達(dá)調(diào)頻指令，儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)，新能源機(jī)組有一定滯后，整個(gè)調(diào)頻過程儲(chǔ)能系統(tǒng)逐步減少放電功率，機(jī)組逐步增加功率。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(chǎng)正日趨完善，主要向維持電網(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)提供相應(yīng)的對(duì)價(jià)。電化學(xué)儲(chǔ)能是優(yōu)質(zhì)的靈活性資源，可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電力的供需“天平”保證電網(wǎng)穩(wěn)定。電化學(xué)儲(chǔ)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)公司建設(shè)也仍然是潛在的商業(yè)模式。用戶側(cè)商業(yè)模式：光、充、儲(chǔ)一體化光、充、儲(chǔ)一體化模式可以最大程度的提升用電可控性，一方面通過儲(chǔ)能在低谷電價(jià)時(shí)充電，高峰電價(jià)時(shí)放電可減少電量電費(fèi)，另一方面由于用電負(fù)荷的高峰用電時(shí)段一般時(shí)間很短，通過配置削減用電負(fù)荷的“高峰段”，可以減少容量電費(fèi)成本。另一潛在應(yīng)用場(chǎng)景是提供需求側(cè)響應(yīng)功能獲取收益，即“虛擬電廠”概念。四、技術(shù)進(jìn)步以及降本空間如何展望？降本路徑：電池成本占比最高、仍是降本主要驅(qū)動(dòng)力。目前電池成本仍然占據(jù)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)成本的大部分，電池降本仍是目前儲(chǔ)能系統(tǒng)降本的主要驅(qū)動(dòng)力。直接、間接降本手段豐富。

延長(zhǎng)電池壽命是LCOS下降的核心影響因素。根據(jù)寧德時(shí)代估算，對(duì)于6000次儲(chǔ)能系統(tǒng)，若電池壽命延長(zhǎng)到10000次，LCOS可下降60%以上。降低損耗是降本的有效路徑。具體包括：提升能量效率、改善冷卻方式、提升能量密度。EPC成本：儲(chǔ)能EPC成本有望進(jìn)一步快速下降。根據(jù)BNEF統(tǒng)計(jì)，目前全球平均儲(chǔ)能EPC成本約為$282/kWh，2030年有望下降到$165/kWh。2020年青海光伏競(jìng)價(jià)項(xiàng)目對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)采購的公示中，比亞迪儲(chǔ)能EPC價(jià)格最低單價(jià)為1.06元/Wh，讓業(yè)界大為震動(dòng)。技術(shù)路線展望：未來以電池儲(chǔ)能（h級(jí)）、氫能（天）為主清華大學(xué)歐陽明高院士指出，未來儲(chǔ)能以電池儲(chǔ)能、氫和氫載體儲(chǔ)能為主。電池儲(chǔ)能在分布式短周期存儲(chǔ)應(yīng)用中更具優(yōu)勢(shì)，而氫能是集中式大規(guī)模長(zhǎng)周期儲(chǔ)存的最佳途徑。五、各環(huán)節(jié)投資機(jī)會(huì)如何判斷？國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能格局：市場(chǎng)萌芽期，競(jìng)爭(zhēng)格局輪廓初現(xiàn)隨著儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局已經(jīng)初步顯現(xiàn)。

2020年儲(chǔ)能技術(shù)供應(yīng)商（主要為電池）排名中：寧德時(shí)代名列第一，第二名第三名分別為力神、?；履茉础?020年儲(chǔ)能逆變器市場(chǎng)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。2020年系統(tǒng)集成商市場(chǎng)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(guó)軒新能源海外戶用儲(chǔ)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(chǔ)能產(chǎn)品出貨量前三名的企業(yè)中，特斯拉2019年出貨約450MWh，市占率15%。國(guó)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(chǔ)能與動(dòng)力場(chǎng)景對(duì)比看磷酸鐵鋰優(yōu)勢(shì)典型的鋰電池如磷酸鐵鋰電池及三元鋰電池，都可同時(shí)應(yīng)用于儲(chǔ)能與動(dòng)力電池兩