从“可选”到“必选”!未来五年储能每年新增装机5.24+GW!

阳光电源、锦浪科技等重要参与玩家相继发布一季报,表现持续超预期,从基本面角度看,这一产业链能够继续超预期。之前我们也梳理过之类的文章,今天结合最新的情况我们再看看。

进击的储能行业

先来进行总体的介绍:“十二五、十三五”期间,国家主要对非石化能源的风电、光电及新能源汽车领域进行了补贴,而这些板块我国的规模与技术取得了长远的进步。光电与风电相继进入平价时代,新能源汽车也进入后补贴时代。但在此期间,储能市场并没有迎来相应的发展,如今,“十四五”已经来临,储能迎来政策窗口期,将推动储能技术从研发示范向大规模应用发展转变。

进入2021 年,储能行业迎来快速发展,政策推出速度显著加快,我们认为在政策推动下,储能正在从过去的“可选项”变为未来电力系统的“必选项”。

新型电力系统需要储能。在30碳达峰/60碳中和的目标,以及构建以新能源为主体的新型电力系统的要求下,风电、光伏为主的新能源装机将继续快速增长,其发电波动性对电网的冲击将更加显著,需要包括储能在内的更多灵活性机组进行调节。

用电侧波动性增大提升对储能需求。在经济发展、产业结构变化背景下,居民用电比例持续上升,而居民用电波动性显著高于工业、工商业用电,用电端未来波动性增强,对灵活性调节机组需求持续提升。

电池储能是保障新能源消纳的必要实现手段。在新能源发展历史上,消纳压力是装机增长无法回避的问题,面对有可能反弹的弃风、弃光率,保障消纳才会使得新能源发展势头不被浇灭。度电成本最低的抽水蓄能从地理上不适合消纳压力最大的西北、华北地区,因此电池储能是当前解决消纳问题的最重要选项。

进入2021年后,储能相关政策呈现出两个主要特点,即国家层面统一政策规划加速出台,以及地方政策要求更加明确。

国家能源局近期出台两项对储能行业影响深远的政策,分别是《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》、《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》,这两个政策从顶层设计指明了未来储能发展目标。

而4月21日发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》意义更为重大,该政策发布于4.16北京集美大红门25MWh 直流光储充一体化电站伤亡事故之后,在重大事故后政策仍能按时推出,说明高层对于储能发展的决心和意志,而事故也将推动全国性储能安全标准、政策规范的加速出台。

该政策指明了2025行业发展目标。政策明确2025年累计新型储能累计装机将达到至少30GW,而截止2020年底,新型储能机组累计装机仅为3.8GW,完成2025年装机目标,未来五年行业CAGR需高于51%,年均装机达到5.24GW,为2020 年新增装机1.7GW的三倍,行业快速增长通道已打开。

电化学储能成为主力军

根据能量存储方式的不同,配套储能技术主要分为机械储能、电磁储能、电化学储能三大类。总体来看,机械储能是目前最为成熟、成本最低、使用规模最大的储能技术,电化学储能是应用范围最为广泛、发展潜力最大的储能技术。

目前,全球储能技术的开发主要集中在电化学储能领域。它能够克服风能或太阳能发电不规则的输出特点、弥补线损功率补偿、跟踪计划削峰填谷,有效提高风力及光伏发电系统能源利用率以及平衡用电领域之间的峰谷,有助于能源的最大化利用,是满足可再生能源大规模接入的重要手段。

从“可选”到“必选”!未来五年储能每年新增装机5.24+GW!

根据中关村储能产业技术联盟的统计,截至2019年底,全球已投运发电储能配套项目累计装机规模184.6GW,同比增长1.9%;其中抽水蓄能累计装机占比最大,为92.6%。其次为电化学储能,累计装机规模9520.5MW,占比5.2%,同比增长实现24.02%。

虽然较2018年126.39%的增速有所回落,但仍维持了全球市场的发展态势;在各类电化学储能中,锂离子电池的累计装机规模最大,占电化学储能装机规模的88%,装机规模达8453.9MW。中国方面,占比情况与世界相同,2019年,电化学储能占比为5.3%,累计装机规模位列全球第二,为1709.6MW,同比增长59.4%。2014-2019五年间实现CAGR67.51%的巨幅成长。

从“可选”到“必选”!未来五年储能每年新增装机5.24+GW!

积蓄爆发之能量

3.1 电网侧:辅助服务发展潜力巨大

电网侧储能主要提供辅助服务以保证电力系统的安全稳定运行,同时获取辅助服务收益,主要服务包括调峰、调频、备用等。中国对于电网侧储能的推动非常积极,国家密集出台政策促进电网侧的辅助服务。不管是在传统的火力发电侧还是崛起的新能源发电侧,搭配储能系统均能起到重要的调节作用。

传统的火电调频有诸多缺点,因此近年来火电+储能的模式开始崭露头角,该模式采用储能系统和火电机组联合运行,构成电力调频电源。电池储能系统短时间内便可启动,响应迅速,此特点弥补了传统火电机组调节速率慢、误差大等缺点,在保持平稳运行的同时也大幅提高火电厂调频性能,调峰满足电力系统日负荷峰谷差,以获得相应的调频补偿收益。

3.2 发电侧:搭配新能源

近年来,光伏发电与风力发电迎来长远进步,2015-2019我国风电光伏装机规模不断扩大,其中风电装机从131GW增长至210GW,CAGR为9.9%,相比之下光伏发展更为迅速,累计装机量从43GW飙升至204GW,CAGR高达36.5%。

随着风电和光伏成本的持续下降,未来这一比例有望快速上升。但是光伏、风电等新能源具有波动性、间歇性与随机性等特性,风电出力日内波动幅度最高可达80%,出力高峰出现在凌晨前后,午后到最低点,“逆负荷”特性更明显;光伏日内波动幅度100%,峰谷特性鲜明,正午达到当日波峰,正午前后均呈均匀回落态势,夜间出力为0,正是风电和光伏的这些不稳定的特点对发电量预测造成了难度,因此二者均属于不稳定出力的电源。

当二者装机占比或发电占比达到一定程度时,会对电网的稳定性带来挑战,为避免电网不稳定会限制部分新能源的出力,从而引发了弃风、弃光现象,因此只有配合储能的应用才能更好地消纳和平滑波动,实现更高的新能源渗透率。

3.3 用户侧:整体情况海外更具效应,5G基站成为新增市场

储能在用户侧可以利用峰谷价差降低用电成本,但受制于国内峰谷电价差相对较低且无特定针对储能的补贴,用户侧配置储能这一模式收益率有待提升。海外主要国家电力领域市场化程度相对较高、重视储能在电力领域的应用,并出台相应的补贴政策鼓励配置储能设施,如美国纽约州对零售与大宗市场配置储能的总补贴金额约为2.7亿美元。因此在海外用户侧已具备经济性,有较好应用。

海外用户侧市场发展迅速,如德国,户用储能系统用户数量2019年新增6.5万,累计已达21万,主要有两方面原因:

(1)峰谷价差高,具备经济性;

(2)供电不稳定,电网相对老旧或所在地区自然灾害较多(如日本)。

因此用户侧有加装储能的需求,中国有相关企业在海外端用户侧也建立了相当的客户和规模优势。

2020年7月9日,发改委落实电力交易改革,推动电力峰谷分时交易电价,靠市场交易机制形成并扩大峰谷价差。本轮电改的重点是放开输配以外的经营性电价并放开售电业务,随着电改的持续推进,预计电价市场化趋势将逐步凸显,峰谷价差可能会加大,进而为用户侧储能打开更大的需求空间。

5G基站的铺设也将带来新的增量市场。5G基站数量更多、功耗更大。目前 4G主要频段是1.8-1.9GHz和2.3-2.6GHz,而5G的主要频段是3.3-3.6GHz和4.8-5GHz。更高的频率导致传播损耗增加,因此 5G基站的覆盖更密集。

此外,5G单站功耗是4G单站的2.5-3.5倍,单站满载功率近3700W,也带来对电源和设备的扩容需求。同时之前基站大多使用铅酸电池,如今锂电池的崛起也将对此进行替代。

核心产业链梳理

经过上面的梳理,我们了解到锂电储能产业链的成长空间最大,所以这里带大家对锂电储能的产业链进行重点拆解。

锂电储能系统(BESS)主要由电池系统(Battery System, BS)、功率转换系统(Power Conversion System, PCS)、电池管理系统(Battery Management释放主要载体,其容量的大小及运行状态直接关系着储能系统的能量转换能力及其安全可靠性。

PCS系统是一种由电力电子变换器件构成的装置,它连接着BS系统和交流电网,是储能系统与外部进行能量交换的关键组成部分。

BMS是一种由电子电路设备构成的实时监测系统,能有效地监测电池系统的各种状态。

在实际应用中,为便于管理及控制,通常将BS、PCS、BMS重新组合成模块化的储能系统,而监控系统主要用于监测、管理与控制一个或多个模块化的储能系统。三大系统成本在锂电储能系统中占比约为86%,其中电池成本占比最高,超过了60%,是目前产业链利润最集中的部分。

海内外储能全面爆发

海外户用需求旺盛:此前源于国外疫情反复及产业链价格博弈,市场担忧行业装机及产业链出货情况,目前看不管从调研还是出口数据来看,海外需求强劲:

1)3月逆变器出口金额3.06亿美元,同比增长30.76%,2021Q1国内逆变器出口总金额为9.97亿元,同比增长70%,环比来看介于2020Q3与2020Q4之间。

2)3月电池出口金额约为21.86亿美元,同比增长25.29%,2021Q1电池累计出口金额56.12亿美元,同比增长37.57%,环比基本持平。户用作为海外光伏市场主要增量之一,预计延续景气趋势,2021Q1锦浪海外占比环比恢复至60%以上即为印证。

国内户用项目抢装:从2021年风光建设征求意见来看,今年国内户用市场仍然享受补贴,预计补贴规模3亿元,以3分/度及1000小时估算,对应规模10GW。同时,从地方分布式补贴来看,全国已有5个省份出台补贴政策,随着政策的深入进行,我们有理由期待更多,可能有会有15GW左右的规模。

储能需求加速放量:当前全球储能已经进入到爆发阶段:

1)欧洲市场,2020年实现装机1.8GWh,同比增长55%;

2)美国市场,2020年实现装机3.5GWh,同比增长210%;

3)中国市场,政策文件聚焦“完善政策机制”,有望带来国内储能又好又快发展的契机。

在此背景下,相关公司将会有大量订单,从而业绩持续超预期。

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