储能:光伏之后的下一个超级赛道

2020年10月的特斯拉电池月活动上,马斯克表达了在能源领域的雄心:特斯拉储能业务的未来可以发展到与汽车业务不分伯仲,甚至超越汽车业务。早在10年前,王传福就提出过三大梦想:太阳能电站梦想、储能电站梦想和电动汽车梦想。黄世霖则预言,储能市场的规模可能超过动力电池,产值为万亿级别。

作为可再生能源高比例应用的关键支撑技术,储能被誉为是继光伏之后的下一个超级赛道,未来可能会诞生出世界级企业,巨头们一拥而上,谁也不想在这个赛道上踏空。

储能产业作为风电和光伏的配套设施,崛起于碳达峰碳中和的全球共识。中国承诺在2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和,关键在于能源结构的转变。

2020年,中国发电总量7.4万亿kWh,其中煤电发电量占比高达65%,占全球煤电总量的50.2%。降低煤电发电量,提高风电和光伏等清洁能源的比例,是实现碳中和的关键。但光风比例的提高,也带来一个问题,影响电力系统的稳定。

风电和光伏有明显的季节性和波动性,风光发电占比提升将影响电力系统的稳定。由于地理因素,风光发电一般在西北,当地人口较少,工业规模小,消纳能力有限,而电网送出通道不畅,导致弃风弃光现象很严重。

储能可以解决电力的供需时差(调峰),平滑风光的输出频率(调频),减少电网侧的输送压力,进而降低弃风弃光率。政策快马加鞭。2017年,多部委联合发布《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,明确支持应用多种储能方式促进可再生能源消纳,储能一时间炙手可热。

储能:光伏之后的下一个超级赛道

作为新能源的配套设施,储能的盈利模式并不明确。安装储能设备需要增加电站建设7-15%的成本。2019年,发改委印发《输配电定价成本监审办法》,储能投资建设成本不能进入输配电价的定价成本。强制配储非但解决不了根本问题,还会带来安全问题。谁来买单,成为储能行业发展的瓶颈。

然而,对于一个与未来能源密不可分的行业来说,这是黎明前的黑暗。一旦突破这个瓶颈,走过从0到1的阶段,储能行业将进入高速发展期,储能产业链上的龙头,将迎来一波长足发展的机遇。正如马斯克所说,这种机会或许并不亚于智能汽车。

储能:光伏之后的下一个超级赛道

在这篇文章中,我们将从以下四个问题分析储能行业:

1、 储能行业的发展现状

2、 源网荷储的四方博弈

3、 储能产业链的关键环节

4、 储能产业的投资机会

01、锂电储能方兴未艾

储能并不是新的技术,早在上世纪60年代,中国就开始兴建抽水储能电站,抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能将水抽至上水库,在电力负荷高峰期再放水至下水库的水电站用来发电。

世界最大的抽水蓄能电站——丰宁蓄水蓄能电站,每年可消纳过剩电能88亿千瓦时,发电量达66亿千瓦时,节约了标准煤48万吨,相当于造林24万多亩,减少碳排放120万吨,占比超过中国2019年碳排放的万分之一。

储能技术从大类上分为热储能、电储能和氢储能。目前最受关注的是蓄水储能、锂电储能和氢储能。

储能:光伏之后的下一个超级赛道

抽水蓄能是全球最主要的储能方式,2019年累计装机量占比为92.36%,电化学只有5.2%,其中锂电池占比为79.7%。尽管占比很低,但电化学储能增长速度很快。从2016年到2019年,电化学储能的装机量从1%增长到5.2%。

储能:光伏之后的下一个超级赛道

抽水蓄能技术成熟、功率大且运行稳定,维护成本低,在全球被普遍采用。然而,抽水蓄能最大的缺点在于受到地理条件的严格限制,且总投资偏高。锂电储能刚好能弥补这些缺点。

锂电储能不受地理条件限制,通过增加和减少电池的数量来控制规模大小,效率高,能量密度高,使用场景灵活。在安全标准较低的情况下,大量锂电池制造厂商成为锂电储能的供应商,消化锂电池产能的同时发展新的应用场景。

储能:光伏之后的下一个超级赛道

然而,锂电储能也有个劣势,价格偏高,这给储能的商业化带来了困难。储能到底由谁来买单,也成为源、网、荷、储的四方博弈的焦点。

02、源、网、荷、储的四方博弈

储能实现商业化有三大要素,需求、安全和成本,最核心的是成本。需求是否真实有效,要看成本是否下降到足够低,产生了盈利空间。

中国是一个特殊的市场,虽然政策在提源、网、荷、储一体化,但在实际应用的过程中,储能没有一个明确而独立的主体地位,而是作为新能源的支持技术出现。储能产生的成本由谁来买单,成为一个模糊的问题。

通常认为谁受益谁买单。西方的户用储能发展程度高,用户为储能设备单独付费;储能在商用领域也是独立的主体,参与市场化竞争。

但中国不同,在中国现行的电力系统中,储能最直接的受益方是电网和用户。电网享受调峰调频等辅助服务,用户获得稳定的供电服务,拉闸限电等问题得到缓解。用户侧涨价可能性很小,最大的可能是将储能成本计入电网输配系统建设的固定资产。

然而,2019年5月,发改委正式印发《输配电定价成本监审办法》,电储能设施未被纳入输配电价,电网侧储能瞬间降至冰点。当年6月,蒙西电网“两个细则”2019版修订稿,让调频补偿价格直接腰斩。国网在2019年上半年工作会上明确,电网侧大规模储能建设暂缓,本来已规划的多个大规模电网侧储能项目全部暂停。

买单的人消失了,储能市场冷却下来。2020年,部分省市相继公布政策,要求发电侧储能项目配置率在10%-20%之间。储能成本从电网侧转向发电侧,强制配储一时间引起市场热议。

储能成本不低,发电站配储能系统,粗略估计成本会增加7-15%,而一座发电站的IRR才8-10%,这部分成本对于发电站来说是极大的负担。为了满足政策的要求的同时做到盈利,只能尽可能降低储能设备的成本。部分发电站采购安全系数差的设备,储能设备只作为摆设而不运转,成为行业心照不宣的事实。

近日,国家发展改革委印发了《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》,建立容量电费纳入输配电价回收的机制,以及相关收益分享机制。鼓励抽水蓄能电站参与辅助服务市场,上一监管周期内形成的相应收益,以及执行抽水电价、上网电价形成的收益,20%可由抽水蓄能电站分享,80%在下一监管周期核定电站容量电价时相应扣减。

这项政策明确了长期困扰抽水蓄能的容量电费疏导问题。关于储能的政策还在不断完善。这只是储能行业发展中的一个阶段,需要政策的强力支持,以突破最艰难的从0到1。然而,没有一个行业能靠政策的长期喂养而生存发展,市场化的行业最终都要走向自我造血。

光伏也经历过这样一个过程,华为智能光伏的陈国光做过以下估计:

光伏系统的成本从2007年的60多块/瓦降到去年的3块多/瓦,初步实现平价,部分地区平均下来一度电的成本1毛钱。储能系统去年能够做到1块5每瓦时,5年之内能够降到1块钱。按15年的折现和财务的成本,储能的度电成本能做到1毛5每度电的。1毛钱每度电的光伏加上1毛5储能,总共加起来就2毛5。

根据光大证券研究所预测,预计2024年能初步实现光储平价。在储能降成本,走向光储平价的过程中,锂电池和系统集成是最重要的两个环节。

储能:光伏之后的下一个超级赛道

03、系统集成与锂电池的冰火两重天

以锂电为代表的电化学储能在中国的历史已超过十年。十二年前,王传福在深圳坪山建设了国内首个锂电储能电站。过去10年,尤其在电动汽车的带动下,锂离子电池的成本下降超过了85%,储能系统的度电成本仅为原来的三分之一,系统成本每年按10%的速度下降。

储能:光伏之后的下一个超级赛道

电化学储能产业链分为上游的原材料,中游的电池、PCS等部件和储能系统,以及下游的应用。拆开电化学储能的成本结构,电池占比高达53%,PCS占11%,系统集成只占6%。成本结构决定了不同参与方在产业链中的地位。以下为电化学系统产业链,光大证券预测,2021年市场空间为200亿元。

储能:光伏之后的下一个超级赛道

锂电池是电化学储能产业的核心,优质锂电池成为下游争抢的对象。锂电池行业寡头格局已经形成,垄断效应带来了超额收益。尤其在锂电池寡头产量不足的情况下,既要满足电动汽车的需求,又要满足电化学储能的需求,议价能力无出其右。

系统集成商面对的则是另一番景象。系统集成是产业链最为重要的一环,向上衔接上游厂商,向下打通甲方服务。产业链各个环节还不完善,系统集成大多还处于粗放式的“组装机”阶段,壁垒不高,进入门槛低。由于系统集成的重要地位,所有的主流储能企业都在向系统集成的方向走。

由电池企业、PCS企业、电网下属企业、风电光伏设备制造商、储能项目开发商、电动汽车企业等设备厂商组成的庞大群体,正在成为国内储能系统集成领域的主要参与者。这些各领域的巨头们,正在系统集成领域剧烈厮杀。系统集成领域面临一场大浪淘沙式竞争。

2020年,青海光伏竞价项目对储能系统进行招标,在标段1(65MW/130MWH)的中标候选企业中,投标单价最低为1.06元/wh,刷新了2020年的投标单价新低。2020年初加上施工工程的成本,系统报价在2.5元/wh以内,这个投标价格直接砍去了一半多。

市场上的低价主要通过三种方式实现,其一是电池企业主动降低成本或者消化库存压力,其二是不生产电芯的系统集成商选择低价的供应商,最后一种是亏本抢项目。在与甲方合作的过程中,系统集成商普遍缺乏话语权。有一些甲方指定了电池、PCS、BMS等部件提供商,系统集成商可选择的只有集装箱。

这种情况也并不绝对,在不同的应用场景下,锂电池和集成系统的地位并不相同。户用储能消费属性强,渠道和品牌优势更重要,系统公司占优。集中式大型储能对电池寿命和成本要求更高,锂电池制造商的优势更大。

欧美电力系统老化严重,飓风、暴雪等极端天气导致的停电高发,而且户用电价贵,因此欧美的户用储能发展很快。但中国情况不同,中国户用电价便宜,且电力系统的稳定性可以保证居民的用电需求,极少出现美国飓风时期停电数日的情况,户用储能的需求很小。

因此,整体上,国内的锂电池制造商在储能产业中的话语权要高于系统集成商。系统集成经过这一轮大洗牌,仍能留在这个牌桌上的玩家,才有可能分享行业的红利。

04、储能的产业格局及发展趋势

在碳中和的全球背景下,储能产业处于从0到1的爆发阶段,锂电池与风电光伏发电成本的下降,利好供给和需求两端。

储能产业中,锂电储能发展速度最快,最大的受益方是锂电池,其次是PCS和系统集成。从更长远的角度看,氢储能方式,以及服务于源网荷储一体化的智能电网也将迎来快速的增长。

1、 锂电池行业格局

锂电池的技术壁垒高,头部效应强。储能电池相对动力电池更强调性价比,格局越来越明确,龙头产能稀缺。

2、 逆变器PCS行业格局

储能逆变器产品与光伏逆变器同源,产业成熟高。PCS属于轻资产行业,在整条储能产业链中毛利率最高。成本低,国内技术迭代快,出海快。行业集中度低于锂电池,但是高于系统集成。

3、系统集成行业格局

商用储能领域,系统集成的市场集中度低,尚未形成头部。海外户用储能领域,中国企业已进入全球前三,并且仍在快速增长,行业格局初显,但并不稳固。

4、氢储能发展趋势

2025年后,随着可再生能源占比的提升,长周期、大功率储能占比增加,氢储能应用有望加速推广,与锂电形成互补,燃料电池等氢能利用设备供应链可能会迎来一波发展的机遇。

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