儲能行業(yè)市場分析

儲能行業(yè)市場分析第一節(jié)行業(yè)概況一、儲能技術(shù)簡介儲能即能量的存儲，指通過某種介質(zhì)或設(shè)備，將一種形式的能量轉(zhuǎn)化成另一種較為穩(wěn)定的能量形式并存儲，在需要時以特定能量形式釋放出來的一系列技術(shù)和措施。根據(jù)儲能原理的不同，可以細(xì)分為機(jī)械儲能、電磁儲能和電化學(xué)儲能等。各儲能類型的功率范圍、特點及應(yīng)用場景如下所示：圖表1：儲能技術(shù)分類憑借受地理條件影響較小、建設(shè)周期較短、能量密度大等優(yōu)勢，電化學(xué)儲能可靈活運(yùn)用于各類電力儲能場景中，是當(dāng)前應(yīng)用范圍最廣、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮碾娏δ芗夹g(shù)，包括鈉硫電池、液流電池、鋰離子電池等，主要應(yīng)用于分鐘至小時級的工作場景。二、儲能技術(shù)應(yīng)用場景與商業(yè)模式儲能在電力系統(tǒng)中具有豐富的應(yīng)用場景，通常將儲能的應(yīng)用場景分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)，不同場景下對應(yīng)的儲能系統(tǒng)商業(yè)模式有所區(qū)別。在發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)，儲能系統(tǒng)主要用于可再生能源并網(wǎng)，以平滑電力輸出，進(jìn)而緩解以光伏、風(fēng)電為代表的新能源發(fā)電因其間歇性與波動性對電網(wǎng)穩(wěn)定性帶來的沖擊和棄風(fēng)棄光等電力消納問題。不同于傳統(tǒng)的火電、水電，光伏發(fā)電輸出功率受到光照強(qiáng)度、溫度等因素影響，同時其發(fā)電在日間達(dá)到高峰進(jìn)而無法直接匹配傍晚和夜間的用電需求；風(fēng)力發(fā)電由于其受風(fēng)力驅(qū)動的特性進(jìn)而會受到風(fēng)速、風(fēng)力等自然條件影響，輸出功率存在季節(jié)性甚至日間差異。由于電力的輸出、配送、使用同時完成，因此整個電力系統(tǒng)必須時刻處于動態(tài)平衡狀態(tài)，進(jìn)而對于穩(wěn)定性提出極高要求，當(dāng)電源端功率與負(fù)荷端功率不同時，電力系統(tǒng)頻率發(fā)生變化，導(dǎo)致電網(wǎng)不穩(wěn)定。由于電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電功率和用戶端的用電功率均具有瞬時特性，電網(wǎng)始終處于波動變化中。為保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要電網(wǎng)側(cè)提供輔助服務(wù)。根據(jù)提供方式的不同，電力輔助服務(wù)可分為基本輔助服務(wù)和有償輔助服務(wù)。基本電力輔助服務(wù)是指機(jī)組為保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行必須提供的無償輔助服務(wù)，包括一次調(diào)頻、基本調(diào)峰、基本無功調(diào)節(jié)。有償電力輔助服務(wù)包括二次調(diào)頻、有償調(diào)峰、自動電壓控制（AVC）、備用、轉(zhuǎn)動慣量、爬坡、黑啟動等。目前發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)儲能系統(tǒng)的主要商業(yè)模式為提供以調(diào)峰調(diào)頻為主的電力輔助服務(wù)并進(jìn)行收費(fèi)。在用戶側(cè)，提高新能源的自發(fā)自用比例和谷電峰用應(yīng)用比較普遍。戶用儲能市場主要將光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)結(jié)合，以實現(xiàn)高比例的低成本光伏電力自發(fā)自用為目的，降低用戶的用電成本并利用儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)能力提高用戶的用電穩(wěn)定性。此外，電價峰谷價差現(xiàn)象在國內(nèi)外諸多地區(qū)較為常見，因此利用儲能系統(tǒng)通過峰谷電價賺取利潤具備可行性。因為峰谷價差的存在，無論是工商業(yè)用戶單獨(dú)安裝儲能，還是安裝光儲一體化的用戶均可以在電價處于低谷時利用儲能系統(tǒng)存儲電能，在電價處于高峰時減少使用電網(wǎng)電能的數(shù)量甚至從儲能系統(tǒng)中釋放電能出售，進(jìn)而通過峰谷電價獲取收益。與此同時，配置儲能系統(tǒng)可在停電情況或無電的情況下保障電力供應(yīng)，將電力短缺帶來的損失降至最低。對于存在兩部制電價（容量電費(fèi)和電量電費(fèi)）的國家或地區(qū)，儲能還可幫助電力使用者降低容量電費(fèi)以降低用電成本。三、電化學(xué)儲能技術(shù)簡介憑借受地理條件影響較小、建設(shè)周期較短、能量密度大等優(yōu)勢，電化學(xué)儲能可靈活運(yùn)用于各類電力儲能場景中，是當(dāng)前應(yīng)用范圍最廣、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮碾娏δ芗夹g(shù)。電化學(xué)儲能根據(jù)儲能系統(tǒng)使用電池的不同可細(xì)分為鉛蓄電池、鈉硫電池、鋰離子電池、液流電池等類別。盡管鉛蓄電池發(fā)展最為成熟，但其存在壽命較短、能量密度較低、制造過程易污染環(huán)境等缺陷，導(dǎo)致其正在逐步被淘汰；鈉硫電池具備原材料（金屬鈉、金屬硫）易獲得的優(yōu)點，然而極高的生產(chǎn)成本限制了大規(guī)模的應(yīng)用；液流電池由于目前技術(shù)上尚未完全突破，因此尚未普及。目前鋰電池儲能是電化學(xué)儲能的主流，鋰離子電池主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜和外殼組成，以鋰金屬或鋰化合物作為正極，以碳或石墨等作為負(fù)極，在電解液的環(huán)境下，通過鋰離子的脫嵌和電子的轉(zhuǎn)移形成電流，實現(xiàn)電能的釋放和存儲。根據(jù)正極材料的不同，鋰電池主要分為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。磷酸鐵鋰電池以磷酸鐵鋰作為正極材料，三元鋰電池以鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰作為正極材料。盡管三元鋰電池相比磷酸鐵鋰電池具有更高的能量密度，但是磷酸鐵鋰電池在循環(huán)壽命、安全性和成本方面優(yōu)勢明顯，因此更適合儲能場景，是目前電化學(xué)儲能正極材料的發(fā)展趨勢。儲能系統(tǒng)主要包括電池模組、逆變器、EMS、BMS等多個部件?；趦δ芟到y(tǒng)的構(gòu)成，儲能產(chǎn)業(yè)鏈上游包括電芯廠家和各類電子元器件廠家；儲能產(chǎn)業(yè)鏈中游主要包括儲能電池廠家、逆變器廠家、BMS廠家、EMS廠家以及儲能系統(tǒng)生產(chǎn)商等；儲能產(chǎn)業(yè)鏈下游則包括儲能系統(tǒng)銷售渠道（安裝商、貿(mào)易商等）以及包括發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)在內(nèi)的各類用戶。具體如下圖所示：第二節(jié)行業(yè)市場情況一、儲能行業(yè)的市場容量根據(jù)CNESA的相關(guān)報告，截至2021年末，全球已投運(yùn)儲能項目累計裝機(jī)功率達(dá)到209.4GW，較2020年末191.1GW同比增長約9.6%。新型儲能的累計裝機(jī)規(guī)模為25.4GW，同比增長67.7%。圖表2：全球已投運(yùn)儲能項目累計裝機(jī)功率（單位：GW）截至2021年末，中國已投運(yùn)儲能項目累計裝機(jī)功率達(dá)到46.1GW，較2020年末35.6GW同比增長29.5%，占全球累計裝機(jī)功率22.0%，占比較2020年末提升3.4個百分點。其中，抽水蓄能的累計裝機(jī)規(guī)模最大，為39.8GW，所占比重與去年同期相比再次下降，約為3個百分點。市場增量主要來自鋰電子電池、鉛蓄電池、壓縮空氣等新型儲能，其累計裝機(jī)規(guī)模達(dá)到5.73GW，同比增長74.5%。2021年，中國新型儲能新增規(guī)模首次突破2GW，達(dá)到2.45GW，同比增長56.7%。新型儲能中，鋰離子電池和壓縮空氣均有百兆瓦級項目并網(wǎng)運(yùn)行。從新型儲能規(guī)劃在建項目情況來看，2021年中國新型儲能走向規(guī)?；l(fā)展。2021年規(guī)劃、在建、投運(yùn)的項目共計851個、約26.3GW。其中投運(yùn)的新型儲能項目主要以小于10MW的中小體量為主，數(shù)量占比約76.5%；規(guī)劃中和在建的儲能項目以10MW及以上的大體量項目為主，數(shù)量占比達(dá)到62.0%，其中規(guī)劃在建的百兆瓦項目超過70個，在體量上具備為電網(wǎng)提供儲能支持的基礎(chǔ)和條件。二、全球電化學(xué)儲能市場近年來，電化學(xué)儲能在儲能領(lǐng)域占比逐年提升。在已投運(yùn)的新型儲能項目中，鋰離子電池繼續(xù)占據(jù)絕對主導(dǎo)地位，累計裝機(jī)規(guī)模從2020年首次突破10GW到2021年實現(xiàn)突破20GW。2021年鋰離子電池儲能項目新增裝機(jī)規(guī)模達(dá)到9.9GW，是2020年的兩倍以上。根據(jù)CNESA的相關(guān)統(tǒng)計，全球新型儲能累計裝機(jī)功率占儲能累計裝機(jī)功率比重不斷提升，在全球儲能累計裝機(jī)功率平穩(wěn)增長的背景下，以鋰離子電池為代表的電化學(xué)儲能實現(xiàn)了飛速發(fā)展。2017-2021年，鋰離子電池儲能累計裝機(jī)規(guī)模從2.2GW迅速上漲至23GW，年復(fù)合增長率高達(dá)79.65%。根據(jù)東方證券研究所的測算，假設(shè)2025年新裝光伏市場儲能滲透率15%，存量市場儲能滲透率2%，則全球戶用儲能新增裝機(jī)功率/新增裝機(jī)量可達(dá)25.45GW/58.26GWh。2021-2025年全球戶用儲能新增裝機(jī)量年復(fù)合增長率預(yù)計超過58%。三、中國電化學(xué)儲能市場根據(jù)CNESA發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)，2020年中國電化學(xué)儲能累計投運(yùn)裝機(jī)功率3.27GW，預(yù)計在基準(zhǔn)情景下2025年全年將增長至35.52GW；在樂觀情景下，2025年中國新增電化學(xué)儲能裝機(jī)功率將進(jìn)一步提升至55.88GW。據(jù)BNEF發(fā)布的《2020年全球儲能市場長期展望》，預(yù)計中國最早可在2026年成為全球最大的電化學(xué)儲能市場。至2030年，預(yù)計中國和美國兩個最大的市場將占全球總裝機(jī)容量的54%。從整個電力系統(tǒng)的角度看，儲能可應(yīng)用于發(fā)電側(cè)儲能、電網(wǎng)側(cè)能和用戶側(cè)儲能等場景。未來五年，隨著分布式光伏、分散式風(fēng)電等分布式能源的大規(guī)模推廣，電化學(xué)儲能不僅可配合新能源高質(zhì)量發(fā)展，助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，還將形成一個技術(shù)含量高、增長潛力大的全新產(chǎn)業(yè)。第三節(jié)行業(yè)發(fā)展趨勢一、全球電化學(xué)儲能發(fā)展趨勢1、電池等關(guān)鍵環(huán)節(jié)成本下降帶動儲能系統(tǒng)成本下降，提升儲能裝機(jī)經(jīng)濟(jì)性根據(jù)BNEF發(fā)布的《2021年鋰離子電池價格調(diào)研》顯示，鋰離子電池組價格在2010年高達(dá)1,200美元/千瓦時，而到2021年時價格已下降至132美元/千瓦時。美國國家可再生能源實驗室（NREL）發(fā)布的2021年度技術(shù)基線報告顯示，到2030年，電池儲能系統(tǒng)成本將會大幅降低，并將呈現(xiàn)繼續(xù)快速下降的趨勢。但2021年下半年以來大宗商品價格上漲和電解質(zhì)等關(guān)鍵材料成本提升在短期內(nèi)會給儲能行業(yè)發(fā)展帶來壓力。2、新能源裝機(jī)量提升繼續(xù)催生儲能系統(tǒng)需求在“碳中和”的背景下，光伏、風(fēng)電為代表的新能源發(fā)電持續(xù)提升。以光伏為例，根據(jù)BNEF發(fā)布的《2022年光伏十大預(yù)測》，2021年全球光伏新增裝機(jī)功率達(dá)到183GW，預(yù)計2022年全球新增光伏裝機(jī)功率將增長至228GW，同比增長24.59%，并成為全球新增光伏裝機(jī)功率超過200GW的第一年；同時預(yù)計2030年全球新增光伏裝機(jī)功率將進(jìn)一步增長至334GW。根據(jù)GWEC發(fā)布的《2022年全球風(fēng)電行業(yè)報告》，2021年全球風(fēng)電新增裝機(jī)功率為93.6GW，同比增長12%，2021年風(fēng)電招標(biāo)項目的裝機(jī)功率達(dá)到88GW，同比增長153%，其中陸上風(fēng)電為69GW，海上風(fēng)電為19GW。預(yù)計到2026年全球風(fēng)電新增裝機(jī)功率將達(dá)到128.8GW，其中陸上風(fēng)電97.4GW，海上風(fēng)電31.4GW。然而由于新能源發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性，規(guī)模并網(wǎng)將對現(xiàn)有電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行造成沖擊。儲能系統(tǒng)可以發(fā)揮其電力消納能力實現(xiàn)削峰填谷功能，進(jìn)而改善電網(wǎng)穩(wěn)定性，實現(xiàn)平滑供電。因此可再生能源搭配電化學(xué)儲能是未來的發(fā)展趨勢，可再生能源的發(fā)展必將同步帶動電化學(xué)儲能行業(yè)的發(fā)展。圖表3：全球光伏年度新增裝機(jī)功率（單位：GW）圖表4：全球風(fēng)電年度新增裝機(jī)功率（單位：GW）二、中國電化學(xué)儲能行業(yè)未來發(fā)展趨勢1、新能源發(fā)電裝機(jī)量增長，發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)將會迎來進(jìn)一步發(fā)展光伏、風(fēng)電等新能源發(fā)電在“碳中和”的背景下得到快速發(fā)展，根據(jù)《中華人民共和國2021年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》，截至2021年末，中國累計并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)功率達(dá)到328.48GW，同比增長16.6%；累計并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機(jī)功率306.56GW，同比增長20.9%。在秉持貫徹“碳中和”新發(fā)展理念，以最大化消納新能源為主要任務(wù)的新型電力系統(tǒng)背景下，各地央企、國企將進(jìn)一步規(guī)劃落實新能源裝機(jī)計劃，未來發(fā)電側(cè)新能源發(fā)電裝機(jī)量將持續(xù)放量增長，但由于風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電技術(shù)存在波動性、間歇性和不可預(yù)測性等特征，因此，隨著新能源發(fā)電裝機(jī)量的提升，儲能的需求也將隨之提升。儲能技術(shù)可以起到削峰填谷的功效，減輕電網(wǎng)的波動，保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。電化學(xué)儲能裝機(jī)規(guī)模的不斷提升，能夠支撐國內(nèi)大規(guī)模發(fā)展新能源、并保障能源安全，預(yù)計未來發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)電化學(xué)儲能裝機(jī)規(guī)模會跟隨新能源裝機(jī)規(guī)模同步提升。圖表5：中國風(fēng)電及太陽能累計并網(wǎng)功率（單位：GW）2、分時電價機(jī)制完善打開電價浮動空間，有望為用戶側(cè)帶來發(fā)展機(jī)遇2021年7月26日，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善分時電價機(jī)制的通知》，旨在通過完善峰谷電價機(jī)制、建立尖峰電價機(jī)制、健全季節(jié)性電價機(jī)制對分時電價機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化，規(guī)定上年或當(dāng)年預(yù)計最大系統(tǒng)峰谷差率超過40%的地區(qū)，其峰谷電價價差原則上不低于4:1，其余地區(qū)原則上不低于3:1；同時建立尖峰電價機(jī)制，尖峰電價在峰段電價基礎(chǔ)上上浮比例原則上不低于20%。在用戶側(cè)，對于戶用儲能用戶，儲能系統(tǒng)獲取收益的方式主要取決于峰谷價差，峰谷價差越大，通過戶用儲能系統(tǒng)參與峰谷價差獲利的收益率越高；對于工商業(yè)用戶，在中國現(xiàn)行的兩部制電價下，除繳納與用電量正相關(guān)的電度電費(fèi)之外，還需繳納基于變壓器容量或最大需量的容量電費(fèi)。除參與峰谷價差獲利外，工商業(yè)用戶可以使用儲能系統(tǒng)在用電低谷時充電并在用電高峰時放電，降低變壓器容量或最大需量，進(jìn)而降低容量電費(fèi)部分的成本。隨著電價市場化改革進(jìn)程加速以及電力交易機(jī)制的完善，用戶側(cè)儲能系統(tǒng)參與峰谷價差獲利的可行性不斷增強(qiáng)，儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益日益顯現(xiàn)，有助于電化學(xué)儲能市場規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大。3、儲能技術(shù)研發(fā)不斷加快，儲能標(biāo)準(zhǔn)體系日益健全2019年6月25日，國家發(fā)改委、科技部、工信部、國家能源局共同印發(fā)《貫徹落實<關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見>2019-2020年行動計劃》，明確提出由科技部牽頭推動儲能技術(shù)研發(fā)，計劃在國家重點研發(fā)計劃中，著力加強(qiáng)對先進(jìn)儲能技術(shù)研發(fā)任務(wù)的部署，集中攻克制約儲能技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的規(guī)模、效率、成本、壽命、安全性等方面的瓶頸技術(shù)問題，使中國儲能技術(shù)在未來5-10年甚至更長時期內(nèi)處于國際領(lǐng)先水平，形成系統(tǒng)、完整的技術(shù)布局，以及具有核心競爭力的產(chǎn)業(yè)鏈。由國家能源局牽頭提升儲能運(yùn)行安全性，在電源側(cè)研究并采用響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性高、具備隨時啟動能力的儲能系統(tǒng)，提高機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性和故障快速恢復(fù)能力，在電廠全廠失電的情況下實現(xiàn)發(fā)電機(jī)組黑啟動。在電網(wǎng)側(cè)研究并采用大容量、響應(yīng)速度快的儲能技術(shù)，抑制因系統(tǒng)擾動導(dǎo)致的發(fā)電機(jī)組振蕩，在短時間內(nèi)提供足夠的有功功率動態(tài)支撐，降低系統(tǒng)崩潰的風(fēng)險。2020年1月9日，國家能源局、應(yīng)急管理部、國家市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)儲能標(biāo)準(zhǔn)化工