儲能行業(yè)專題報告長時儲能千帆競-借海揚帆奮者先

儲能行業(yè)專題報告長時儲能千帆競_借海揚帆奮者先（報告出品方/作者：華安證券，尹沿技）1短時儲能定義及功能短時儲能定義及標準定義：短時儲能就是在普通儲能系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)橫貫天、橫貫月，乃至橫貫季節(jié)充放電循環(huán)的儲能系統(tǒng)。根據(jù)充放電時長長短，通常將儲能分為短時儲能和長時儲能兩大類。短時儲能具備為電力系統(tǒng)提供更多更多均衡的電力大力支持，同時提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性的能力。目前，國內(nèi)外對于短時儲能的充放電時長暫未達成一致一致統(tǒng)一標準。1）國外：2021年美國桑迪亞國家實驗室發(fā)布《短時儲能會議記錄》，把短時儲能定義為持續(xù)振動時間不低于4小時的儲能技術(shù)。同年，美國能源部發(fā)布有關(guān)報告，將其定義為額定功率下至少持續(xù)運轉(zhuǎn)（振動）10小時的儲能系統(tǒng)。2）國內(nèi)：為了區(qū)分大規(guī)模建設(shè)的2小時儲能系統(tǒng)，通常把短時儲能定義為4小時以上的儲能技術(shù)。短時儲能優(yōu)勢（一）：提升新能源發(fā)電能力可以再生能源發(fā)電滲透率越高，所仍須儲能時長愈長。可以再生能源發(fā)電具有間歇性的特點，主要發(fā)電時段和高峰用電時段錯位，存供需高差。美國加州單一制系統(tǒng)運營商（CAISO）評估加州的電力生產(chǎn)和市場需求時推斷出，隨著光伏裝機容量的逐年上升，一日天量負荷的彎曲程度越明顯，天量負荷的大幅波動可以侵犯電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。因此隨著可以再生能源的滲透率逐年上升，對平衡電力系統(tǒng)的負荷建議增加，而長時儲能會在更長時間維度上調(diào)節(jié)新能源發(fā)電波動，避免電網(wǎng)交通堵塞，增加清潔能源發(fā)電能力。根據(jù)《Long-DurationElectricityStorageApplications,Economics,andTechnologies》，當風(fēng)光發(fā)電占到至比達至50%-80%時，儲能時長仍須達致10h以上。短時儲能優(yōu)勢（二）：為電網(wǎng)提供更多更多靈活性短時儲能存具備調(diào)頻優(yōu)勢。隨著新能源比例的逐步提高，用戶負荷、風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等不確定性并使電力系統(tǒng)天量負荷波動加劇。傳統(tǒng)火電機組因爬坡約束和機組怠速管制難以快速并長期跟蹤負荷市場需求，而長時儲能兼有儲能系統(tǒng)快速積極響應(yīng)特點及長期輸出能力料變成調(diào)頻主力。儲能系統(tǒng)靈活性在時間尺度上與電力系統(tǒng)安全性和容量充裕度存耦合關(guān)系。針對相同的功能，所需的儲能系統(tǒng)持續(xù)時長存存有顯著差異，因此通常仍須在分鐘級、小時級、日級、季度級乃至年度級等多時間尺度上規(guī)劃電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。通常，短時儲能側(cè)重于保證電力系統(tǒng)在瞬時擾動下保持平衡等電網(wǎng)安全性問題；短時儲能側(cè)重于同時同時實現(xiàn)峰谷時期供需相匹配等經(jīng)濟性問題。且長時儲能技術(shù)也具備短時儲能的功能；反之則不成立。因此短時儲能的提供更多更多靈活性的綜合性能更優(yōu)。短時儲能優(yōu)勢（三）：峰谷套利空間更大峰谷套利就是工商業(yè)儲能的兩大盈利模式。在負荷低谷時，以較高昂的谷電價對儲能電池進行電池；在負荷高峰時，由儲能電池向負荷供電，同時同時實現(xiàn)峰值負荷的搬遷，從峰谷電價中以以獲取收益。根據(jù)現(xiàn)行的各省區(qū)的峰谷電價機制，峰時持續(xù)時間基本多于4小時。比如說上海大工業(yè)兩部制夏季（7-9月）高峰時段為8：00-15：00及18：00-21：00，其中7-8月的12：00-14：00為尖峰時段。相較于短時儲能，短時儲能系統(tǒng)可以更好地同時同時實現(xiàn)電力加速度，將可以再生能源發(fā)電系統(tǒng)的電力搬遷至電力市場需求高峰時段，功不可沒平衡電力系統(tǒng)、規(guī)模化儲存電力的促進作用。2短時儲能發(fā)展現(xiàn)狀一覽短時儲能就是市場主力，儲能規(guī)?？焖僭鲩L短時儲能就是儲能市場主力軍。根據(jù)《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2023》，2022年全球已投運電力儲能項目總計裝機規(guī)模237.2GW，其中，抽水機蓄能總計裝機同比大幅大幅下滑6.8%，占到至總裝機規(guī)模下降至79.3%。中國已投運電力儲能項目總計裝機規(guī)模59.4GW，占到至全球市場總規(guī)模的25%，年增長率38%，抽水機蓄能總計裝機占比77.1%。以抽水機蓄能、熔融鹽儲熱、鋰電儲能為代表的短時儲能技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)地位。中國儲能規(guī)模持續(xù)增長。2022年中國電力儲能總計裝機規(guī)模少于59.4GW，相較于2018年快速增長51.1%，預(yù)計2025年裝機規(guī)模將超過至64.06GW，總體保持穩(wěn)定快速增長態(tài)勢。發(fā)展歷程：循序漸進，正逐步向產(chǎn)業(yè)化降本過渡階段以我國為基準，將風(fēng)光發(fā)電量作為劃分點，短時儲能發(fā)展主要分為三個階段。（1）2021年以前：即為為短時儲能技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略窗口期。該階段的儲能主力仍為舊有的存量機組，而抽水機儲能等項目還在規(guī)劃建設(shè)中，此時短時儲能出現(xiàn)，彌補主流技術(shù)的嚴重不足；（2）2025-2030年：即為為短時儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的降本時期。該階段除了已經(jīng)均衡使用的存量機組以外，還逐步資金投入運營大量的抽水機蓄能，同時對未來的新型儲能時長也明確提出了更高建議；（3）2030年以后：傳統(tǒng)儲能方式受到限制，不再符合新型電力系統(tǒng)的建議，短時儲能等新技術(shù)將替代傳統(tǒng)儲能方式變成時代主流。海外現(xiàn)狀：政府轉(zhuǎn)化成資金大力支持，開發(fā)商熱情高漲投資國外加碼短時儲能政策大力支持，全球短時儲能市場火熱。比如說：1）美國能源部從2018年至就不斷地資金投入資金，大力支持短時儲能的技術(shù)研發(fā)，其目標就是在2030年把儲能成本增加至5美分/度電以內(nèi)；加州作為短時儲能最活躍地區(qū)之一，在2020年就接到了標書訂貨50MW/4GWh的8小時短時儲能系統(tǒng)，在2022年至2023年財政預(yù)算中計劃提供更多更多3.8億美元進一步大力支持短時儲能部署。2）英國政府為24個相同技術(shù)類型的短時儲能技術(shù)提供更多更多了6800萬英鎊的競爭性融資資金大力支持，并于2021年初啟動了總投資1億美元的短時儲能示范點競賽；歐洲投資銀行管理的歐盟技術(shù)創(chuàng)新基金項目發(fā)展援助(PDA)從15個被定義為大規(guī)模清潔能源項目中挑選出了重力儲能和冷儲兩個短時儲能項目進行大力支持，每個項目投資多于750萬歐元。國內(nèi)現(xiàn)狀：政策大力支持，打下長期發(fā)展趨勢國內(nèi)中國政府已施行多項有關(guān)政策和法規(guī)以促進短時儲能技術(shù)的發(fā)展。在針對新能源發(fā)電和系統(tǒng)調(diào)峰問題，我國將推動大容量、中長時間尺度儲能技術(shù)示范點，同時部署了全系列釩液流電池、鐵鉻液流電池、壓縮空氣儲能、熔鹽儲熱、氫儲能等多種類別短時儲能技術(shù)的研發(fā)科技攻關(guān)。國家科技部發(fā)布的《“十四五”國家的重點研發(fā)計劃》明確提出為代表各種長時間儲能多種儲能技術(shù)提供更多更多了研發(fā)的資金大力支持，重點涵蓋極長時間尺度儲能技術(shù)3項：100MW級一流壓縮空氣儲能技術(shù)、新一代液流電池儲能技術(shù)、寬液體溫域高溫熔鹽儲熱技術(shù)；中長時間尺度儲能技術(shù)4項：低成本長壽命錳基儲能鋰離子電池、有機儲能電池、水系金屬離子儲能電池、百兆瓦時級鈉離子電池儲能技術(shù)。3短時儲能主要技術(shù)分類及市場分析短時儲能技術(shù)分類短時儲能技術(shù)可以分為機械儲能、化學(xué)儲能、熱儲能以及氫儲能四大主線。機械儲能涵蓋壓縮空氣、抽水機儲能、重力儲能；電化學(xué)儲能根據(jù)材料相同分為鋰離子電池、鈉電池、鉛蓄（碳）電池和液流電池儲能；熱儲能主要為熔鹽儲能。其中，抽水機儲能和鋰離子電池儲能發(fā)展較為領(lǐng)先。各儲能技術(shù)路線對照：抽水機蓄能和壓縮空氣儲能具備大規(guī)模運轉(zhuǎn)的能力；氫能前景寬闊，存非常大降本空間；電池儲能的設(shè)備協(xié)同能力較強，因此存非常大的耦合潛力。抽水機儲能：發(fā)展前景較好，仍為最主要短時儲能模式2022年我國抽水機蓄能總裝機規(guī)模少于4579萬千瓦，就是2012年底的2.2倍以上，規(guī)模名列世界首位。中國抽水機蓄能行業(yè)市場規(guī)模不斷擴大，2021年超過至263億元，預(yù)計2026年將超過至499.8億元。2022年我國投產(chǎn)28臺抽水機蓄能機組，合計880萬千瓦。根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)中心預(yù)測，2023年抽水機蓄能總裝機規(guī)模將多于5000萬千瓦。從“十四五”規(guī)劃推行至2023年2月16日，國內(nèi)已核準抽水機蓄能電站總計67個項目，裝機規(guī)模合計為9219.1萬千瓦，項目投資金額合計約為6116億元。根據(jù)《抽水機蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃》，至2030年我國必須投產(chǎn)抽水機蓄能總規(guī)模1.2億千瓦左右，至2035年我國抽水機蓄能總裝機規(guī)模將超過至3億千瓦，儲能資源充足。壓縮空氣儲能：儲能裝機規(guī)模快速膨脹，產(chǎn)業(yè)化速度已經(jīng)已經(jīng)開始大力大力推進中國壓縮空氣儲能行業(yè)目前處于高速快速增長階段。2021年全國總計裝機規(guī)模182.5MW，市場規(guī)模少于12.8億元，2022年市場規(guī)模少于18.4億元。據(jù)無法完全統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2022年未有20個壓縮空氣儲能示范點項目簽約，已官方的儲能規(guī)模僅約7.98GW。未來壓縮空氣儲能市場料保持高速快速增長態(tài)勢。壓縮空氣儲能當前在儲能市場中的滲透率較低，仍在1%以下。壓縮空氣儲能具有規(guī)模大、壽命長、建設(shè)周期短、站址布局相對有效率等優(yōu)點，料變成抽水機蓄能在大規(guī)模儲能電站領(lǐng)域的關(guān)鍵補齊，滲透率有所提高，行業(yè)規(guī)模也將受益于儲能市場整體規(guī)模的膨脹而水漲船高。重力儲能：高行業(yè)壁壘，部分龍頭率先步入商用階段中游儲能系統(tǒng)集成商未來是產(chǎn)業(yè)鏈主角。產(chǎn)業(yè)鏈上游以建設(shè)原材料（水泥、金屬、鋼鐵等）和裝備為主，中游為儲能系統(tǒng)集成商，下游應(yīng)用分布在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)以及用戶側(cè)。重力儲能行業(yè)尚未進入全面商業(yè)化階段，資本壁壘與技術(shù)壁壘較高。目前國內(nèi)外的重點企業(yè)主要有EnergyVault、Gravitricity和中國天楹等。鈉離子電池：快速產(chǎn)業(yè)化，成本增加后將迎快速發(fā)展目前鈉離子電池市場存量有限，但未來有望持續(xù)增長。根據(jù)EVTank數(shù)據(jù)，2022年我國現(xiàn)有鈉離子電池的市場裝機量約2GWh。但一方面，未來隨著寧德時代、湖南立方、海四達等企業(yè)的鈉離子項目逐步落地，我國鈉離子電池的合計規(guī)劃產(chǎn)能將在2025年底達到275.8GWh；另一方面，從全球范圍來看，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)正在向商用化領(lǐng)域轉(zhuǎn)變，規(guī)?；潭炔粩鄶U大，市場份額不斷擴大。實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化仍然需要產(chǎn)業(yè)鏈完善與成本下降。由于鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)鏈培養(yǎng)和理論低成本水平達成仍然需要較長的時間，其大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用需等到2025年后。氫儲能：發(fā)電優(yōu)勢與規(guī)模經(jīng)濟顯著，系統(tǒng)效率及成本有待增加氫儲能與其他儲能方式較之，在能量維度、時間維度和空間維度上具有著重優(yōu)勢，可以在短時儲能中充分發(fā)揮關(guān)鍵促進作用。在用電低谷期時，可以通過利用低谷期短缺的新能源電能進行電解水制氫，儲存起來或者可以可供下游產(chǎn)業(yè)使用；在用電高峰期時，儲存起來的氫能可以利用燃料電池進行發(fā)電劃歸公共電網(wǎng)。熔鹽儲熱：安全長久但經(jīng)濟性與能量轉(zhuǎn)換效率受到限制熔鹽儲熱屬熱儲能，裝機規(guī)模非常大，且安全環(huán)保，使用壽命通常在25年以上;作為儲熱介質(zhì)的熔融鹽使用溫度范圍廣，熱傳導(dǎo)性能不好、飽和狀態(tài)蒸汽壓低、化學(xué)性質(zhì)均衡，適用于于于光熱電站中。但與電化學(xué)儲能較之，熔鹽儲能能量轉(zhuǎn)型效率較低，且初始投資成本高。4重點公司分析抽水儲能—浙富控股：國內(nèi)水電設(shè)備制造龍頭水電板塊是浙富控股集團的主營業(yè)務(wù)之一，公司已經(jīng)成為中國最大的民營水電設(shè)備制造商及水電開發(fā)一體化服務(wù)供應(yīng)商，也是中國三大水電設(shè)備制造企業(yè)之一。2022年公司營業(yè)收入達到167.8億元，同比增長18.56%，歸母凈利潤達到14.7億元，相較于上一年度有所下降。浙富水電公司全資子公司浙富水電主要專門從事大中型機械設(shè)備水輪發(fā)電機組的研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)與服務(wù)，產(chǎn)品涵蓋貫流式水輪發(fā)電機組、軸流式水輪發(fā)電機組和混流式水輪發(fā)電機組三大機型，以及抽水機蓄能發(fā)電機組、水電工程機電總承包以及電站機電設(shè)備總承包項目等。2022年公司嶄新簽下上岸電業(yè)務(wù)訂單總計8.12億元。壓縮空氣儲能—開山股份：中上游壓縮機設(shè)備提供商開山股份圍繞壓縮機業(yè)務(wù)，涉足了工業(yè)用空壓機、礦山用空壓機、螺桿膨脹發(fā)電機、工藝氣體壓縮機等多個領(lǐng)域。2022年公司營業(yè)收入達到37.54億元，同比增長7.73%，歸母凈利潤達到4.09億元，同比增長34.58%。設(shè)備開發(fā)設(shè)計技術(shù)成熟。公司是國內(nèi)唯一可以做到每個功率段（5.5-630kW）的螺桿空壓機都達到一級能效的制造商。2022年開始，公司開始陸續(xù)推出擁有發(fā)明專利保護的第四代螺桿主機。該系列產(chǎn)品的能效將比一級能效標準還要高出5-10%。除具備螺桿機主機自主設(shè)計能力外，公司還具備螺桿膨脹發(fā)電機、工藝氣體壓縮機等的設(shè)計能力。壓縮機與膨脹機在壓縮空氣儲能成本中占相當比重。空氣壓縮機和膨脹機是壓縮空氣儲能核心設(shè)備，兩者各占比20%左右，壓縮空氣儲能需求上升利好中上游設(shè)備提供商。鋰電儲能—比亞迪：儲能產(chǎn)品全棧自研，實現(xiàn)儲能全產(chǎn)業(yè)鏈布局公司實現(xiàn)全部件自研。2008年進入儲能領(lǐng)域。2021年，比亞迪儲能電池（不含基站、數(shù)據(jù)中心備電電池）全球出貨量名列中國企業(yè)第三，僅次于寧德時代和鵬輝能源。在儲能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了電池、PCS、BMS和EMS等全業(yè)務(wù)制造領(lǐng)域覆蓋，且從電芯到PCS、BMS等核心部件基本為自主研發(fā)生產(chǎn)。打通了能源從獲取、存儲到應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈。比亞迪主要從事磷酸鐵鋰電池的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，與磷酸鐵鋰電池上游材料廠商共同建廠，穩(wěn)定上游原材料。在中游研發(fā)與生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池，不斷進行技術(shù)創(chuàng)新。下游具備儲能系統(tǒng)集成實力，比亞迪汽車換下來的電芯可以用作儲能電池，并通過比亞迪儲能電