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儲(chǔ)能行業(yè)深度報(bào)告:聚勢(shì)前行,如日方升,開(kāi)啟萬(wàn)億藍(lán)海新篇章

2021-08-12 09:42:54 東吳證券   作者: 曾朵紅  

一、全球儲(chǔ)能市場(chǎng)快速增長(zhǎng),中國(guó)新增裝機(jī)躍居第一

背景:可再生能源發(fā)電占比提升,輸配、波動(dòng)等問(wèn)題顯現(xiàn)

可再生能源發(fā)電量占比提升,電網(wǎng)在輸配、波動(dòng)性調(diào)控等方面的難度增大。碳排放趨嚴(yán)+全球平價(jià)到來(lái),光 伏風(fēng)電、水電等可再生能源發(fā)電占比快速提升,2020年光伏風(fēng)電發(fā)電量達(dá)7270億千瓦時(shí),發(fā)電占比9.5%, 但可再生能源發(fā)電具有不穩(wěn)定性、間歇性的問(wèn)題,提高了電網(wǎng)在輸配容量、電頻波動(dòng)控制等方面的要求, 需要依賴(lài)儲(chǔ)能形成可控制、可調(diào)度的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)模式。

裝機(jī):全球儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)量191GW,穩(wěn)步提升

截至2020年底全球儲(chǔ)能裝機(jī)量191.1GW,同增3.5%;中國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)量35.6GW,同增9.9%。根據(jù) CNESA,截至2020年底全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目的累計(jì)裝機(jī)量達(dá)191.1GW,同比增長(zhǎng)3.5%,其中,中國(guó)的累 計(jì)裝機(jī)量達(dá)到35.6GW,占全球的18.6%,同比增長(zhǎng)9.9%,漲幅同比提升6.4pct,回歸高速增長(zhǎng) 。

應(yīng)用:儲(chǔ)能全面應(yīng)用于電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)

儲(chǔ)能是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵一環(huán),可以應(yīng)用在“發(fā)、 輸、配、用”任意一個(gè)環(huán)節(jié)。電力即發(fā)即用,無(wú)法直接 存儲(chǔ),配儲(chǔ)則可以平滑電力波動(dòng)性,減少資源浪費(fèi)。按應(yīng)用場(chǎng)景可分為用戶(hù)側(cè)(自發(fā)自用、峰谷價(jià)差套 利),發(fā)電側(cè)(可再生能源并網(wǎng)、減少棄光棄風(fēng))、電網(wǎng)側(cè)(電力調(diào)峰、調(diào)頻)、輸配側(cè)以及輔助服務(wù) (5G基站備用電源)等多種用途。不同用途的電力系統(tǒng)對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能的應(yīng)用類(lèi)型和放電需求也存在差異。

二、儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)到來(lái),萬(wàn)億市場(chǎng)潛力龐大

儲(chǔ)能盈利模式及空間測(cè)算

并網(wǎng)側(cè):分應(yīng)用裝機(jī)占比48%,主要為大電站配儲(chǔ)

并網(wǎng)側(cè)主要是指大電站配儲(chǔ),2020年全球分應(yīng)用裝機(jī)占比48%,是截至2021年最大的應(yīng)用方向。通過(guò)在 風(fēng)光電站配置儲(chǔ)能,將可再生能源的棄風(fēng)棄光電量存儲(chǔ)后再移至其他時(shí)段進(jìn)行并網(wǎng),一方面,可以提高可 再生能源利用率;另一方面,可以對(duì)隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性的可再生能源發(fā)電出力進(jìn)行平滑控制,滿(mǎn)足 并網(wǎng)要求。2020年全球并網(wǎng)側(cè)新增儲(chǔ)能裝機(jī)2.6GW/5.5GWh,同比+156%,得益于儲(chǔ)能成本下降+配儲(chǔ) 政策規(guī)定,大電站配儲(chǔ)規(guī)模提升迅速。

用戶(hù)側(cè):分應(yīng)用裝機(jī)占比29%,主要為自發(fā)自用+峰谷價(jià)差套利

儲(chǔ)能在用戶(hù)側(cè)主要是指與工商 業(yè)、戶(hù)用等分布式電源配套或作為獨(dú)立儲(chǔ)能電站應(yīng)用,2020年全球戶(hù)用、工商業(yè)新增裝機(jī)1.1GW/2.5GWh、 0.4GW /1.0GWh,合計(jì)1.5GW/3.5GWh,分應(yīng)用裝機(jī)占比約29%,主要用于滿(mǎn)足電力自發(fā)自用、峰谷價(jià) 差套利、節(jié)約容量電費(fèi)、提升電能質(zhì)量,以及在新能源車(chē)充電時(shí)平滑負(fù)荷、保障供電可靠性等。

電網(wǎng)側(cè):分應(yīng)用裝機(jī)占比15%,主要為調(diào)峰調(diào)頻

隨可再生能源發(fā)電占比提升,電網(wǎng)發(fā)電頻 率、波動(dòng)穩(wěn)定的要求提高。儲(chǔ)能連接電網(wǎng)后可直接接收電網(wǎng)下發(fā)的調(diào)峰調(diào)頻指令,按照調(diào)度指令充放電。 由于全球和國(guó)內(nèi)的應(yīng)用分類(lèi)不同,此處將調(diào)峰調(diào)頻和其他一起列入。2020年全球電網(wǎng)側(cè)新增儲(chǔ)能裝機(jī) 806MW,同比+58%,分應(yīng)用裝機(jī)占比15%,其中國(guó)內(nèi)電網(wǎng)側(cè)分應(yīng)用裝機(jī)占比更高,為27%,2020年新 增裝機(jī)446MW,同比+46%。

輔助服務(wù):分應(yīng)用裝機(jī)占比10%,主要是5G基站配儲(chǔ)

輔助服務(wù)指除正常電能生產(chǎn)、輸送、使用外, 由發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè)和電力用戶(hù)提供的服務(wù),其中5G基站的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)迅速,將帶來(lái)基站備用電源 端的增量?jī)?chǔ)能需求。2020年全球在輔助服務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景新增儲(chǔ)能429MW,分應(yīng)用裝機(jī)占比由2019年的20% 下滑至8%,主要是因?yàn)椴⒕W(wǎng)側(cè)增長(zhǎng)迅速,稀釋了輔助服務(wù)的全球裝機(jī)份額,其中國(guó)內(nèi)新增271MW,全球 裝機(jī)占比11%。

儲(chǔ)能空間:到2025年國(guó)內(nèi)新增儲(chǔ)能需求達(dá)34GW/86GWh

2021年7月底至今國(guó)內(nèi)政策頻繁落地,用戶(hù)側(cè)拉大峰谷價(jià)差,最大系統(tǒng)峰谷差率超過(guò)40%的地方,峰谷價(jià) 差超過(guò)4:1;并網(wǎng)側(cè)超過(guò)電網(wǎng)保障性規(guī)模的按照20%*4h的掛鉤比例進(jìn)行配建的優(yōu)先并網(wǎng)。我們預(yù)計(jì)到2025 年國(guó)內(nèi)新增儲(chǔ)能裝機(jī)達(dá)到34.4GW/86.2GWh,2021-2025年復(fù)合增速為84%;到2030年國(guó)內(nèi)新增儲(chǔ)能裝 機(jī)達(dá)到175.6GW/534.4GWh, 2021-2030年復(fù)合增速為61%,國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)占全球市場(chǎng)的1/3左右。

三、海外市場(chǎng)率先迸發(fā),公共項(xiàng)目與戶(hù)用需求共振

美國(guó):2020年儲(chǔ)能市場(chǎng)迸發(fā),成為全球第三大儲(chǔ)能市場(chǎng)

美國(guó)2020年新增儲(chǔ)能市場(chǎng)迸發(fā),首次突破1GW。根據(jù)BNEF統(tǒng)計(jì),2020年美國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī) 1.1GW/ 2.6GWh,同比增加207%,首次突破單年新增1GW,2020年儲(chǔ)能市場(chǎng)迸發(fā)主要得益于美國(guó)公用 事業(yè)端的大規(guī)模儲(chǔ)能部署以及極端天氣下戶(hù)用儲(chǔ)能需求的大幅提升。到2020年美國(guó)累計(jì)儲(chǔ)能裝機(jī)為 2.7GW/5.8GWh,同比增加84%,已成為僅次于歐洲、韓國(guó)的全球第三大儲(chǔ)能市場(chǎng)。

歐洲:2020年躍居全球累計(jì)電化學(xué)儲(chǔ)能的最大市場(chǎng)

歐洲2019年開(kāi)啟儲(chǔ)能元年,2020年再創(chuàng)新高,累計(jì)裝機(jī)4.1GW/6.2GWh。根據(jù)BNEF統(tǒng)計(jì),2019年歐洲 儲(chǔ)能市場(chǎng)迎來(lái)迸發(fā),英國(guó)德國(guó)引領(lǐng)增長(zhǎng),儲(chǔ)能元年到來(lái)。2020年歐洲儲(chǔ)能裝機(jī)再創(chuàng)新高,實(shí)現(xiàn)電化學(xué)儲(chǔ)能 新增裝機(jī)1.2GW/1.9GWh,同增19%,新增裝機(jī)居全球第二,截至2020年底歐洲累計(jì)儲(chǔ)能裝機(jī)為 4.1GW/6.2GWh,同增43%,累計(jì)全球分地區(qū)裝機(jī)占比19%,超越韓國(guó)成為全球最大儲(chǔ)能市場(chǎng)。

韓國(guó):儲(chǔ)能電池安全性影響,新增裝機(jī)量下滑

截至2020年底韓國(guó)累計(jì)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)達(dá)3.8GW/9.2GWh,是全球第二大市場(chǎng)。新增電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī) 0.8GW/2.2GWh,同增30%,截至2020年底韓國(guó)累計(jì)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)達(dá)3.8GW/9.2GWh。韓國(guó)2019- 2020年新增裝機(jī)量較2018年明顯下降,主要原因是2018-2019年韓國(guó)發(fā)生27起儲(chǔ)能電池起火事故,給行 業(yè)帶來(lái)龐大負(fù)面影響。2021年韓國(guó)逐步取消可再生能源權(quán)重REC補(bǔ)貼以及工商業(yè)儲(chǔ)能電價(jià)折扣,我們預(yù)計(jì) 2021年儲(chǔ)能新增裝機(jī)將繼續(xù)面臨下滑。國(guó)有電力公司Kepco計(jì)劃2021-2025年安裝1.8GWh儲(chǔ)能系統(tǒng),主 要用于延期輸電投資,這將是到2023年韓國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)最大驅(qū)動(dòng)力。

四、儲(chǔ)能技術(shù)多元化發(fā)展,鋰電池為業(yè)界主流方向

抽水蓄能-應(yīng)用廣泛,十四五期間我國(guó)仍有一定規(guī)模建設(shè)

抽水蓄能應(yīng)用廣泛,十四五期間抽水蓄能投產(chǎn)超20GW,到2030年運(yùn)行裝機(jī)將超70GW。抽水蓄能電站被 稱(chēng)為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定器、調(diào)節(jié)器,應(yīng)用廣泛,2020年全球儲(chǔ)能裝機(jī)占比90%以上,我國(guó)是全球抽水蓄能電 站在運(yùn)、在建規(guī)模最大的國(guó)家,我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)在運(yùn)抽水蓄能電站22座,在建抽水蓄能電站30座,并規(guī)劃十 四五期間抽水蓄能投產(chǎn)超20GW,到2030年運(yùn)行裝機(jī)將超70GW。抽水蓄能規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大能夠促進(jìn)新能 源快速發(fā)展,配備足夠容量的抽水蓄能可有效提升大電網(wǎng)綜合防御能力,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

電化學(xué)儲(chǔ)能-性?xún)r(jià)比凸顯,商業(yè)化前景大

電化學(xué)儲(chǔ)能已經(jīng)入商業(yè)化,或成未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)。因成本低、壽命長(zhǎng)、技術(shù)成熟,物理機(jī)械儲(chǔ)能,尤其是抽 水蓄能應(yīng)用廣泛,但受地理環(huán)境制約、投資高、建設(shè)周期長(zhǎng)等影響發(fā)展?jié)u緩;電磁儲(chǔ)能和光熱儲(chǔ)能綜合效 率高,但尚處于技術(shù)開(kāi)發(fā)階段,電化學(xué)儲(chǔ)能性?xún)r(jià)比高,已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化階段,隨成本的逐漸降低,我們認(rèn) 為電化學(xué)儲(chǔ)能-鋰離子電池將是儲(chǔ)能主要的應(yīng)用類(lèi)型。

飛輪儲(chǔ)能-新型儲(chǔ)能技術(shù)

飛輪儲(chǔ)能是新型儲(chǔ)能技術(shù)之一,處于商業(yè)化早期。通過(guò)電動(dòng)/發(fā)電互逆式雙向電機(jī),電能與高速運(yùn)轉(zhuǎn)飛輪的 機(jī)械動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存。飛輪儲(chǔ)能具有使用壽命長(zhǎng)、儲(chǔ)能密度高、不受充放電次數(shù)限制、安裝維 護(hù)方便、對(duì)環(huán)境危害小等優(yōu)點(diǎn),可用于不間斷電源、應(yīng)急電源、電網(wǎng)調(diào)峰和頻率控制。但截至2021年飛輪 儲(chǔ)能還具有很大的局限性,相對(duì)能量密度低、靜態(tài)損失較大,現(xiàn)僅處于商業(yè)化早期。

五、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)方興未艾,競(jìng)爭(zhēng)格局逐漸優(yōu)化

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈:電芯+PCS+BMS+EMS+其他

儲(chǔ)能系統(tǒng)是以電池為核心的綜合能源控制系統(tǒng)。主要包括電芯、EMS(能量管理系統(tǒng))、 BMS(電池管理 系統(tǒng))、 PCS(雙向變流器)等多個(gè)部分,其中電芯是儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心,成本占比約67%,2021年鋰電池 主要包括磷酸鐵鋰和三元電池兩類(lèi)。BMS主要負(fù)責(zé)電池的監(jiān)測(cè)、評(píng)估、保護(hù)及均衡等;能量管理系統(tǒng) (EMS)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和能量調(diào)度等;儲(chǔ)能變流器(PCS)可以控制儲(chǔ)能電池組的充電和放電 過(guò)程,進(jìn)行交直流的變換。

儲(chǔ)能電站成本2021-2030年內(nèi)降幅達(dá)71%

從儲(chǔ)能電站來(lái)看,根據(jù)BNEF預(yù)計(jì),目前全球儲(chǔ)能電站成本在 300美元/kwh左右,到30年將下降到165美元/kwh,降幅達(dá)46%。隨儲(chǔ)能應(yīng)用逐漸起量,2021-2030年儲(chǔ) 能項(xiàng)目成本將快速下降,技術(shù)進(jìn)步下,電芯成本下降+循環(huán)壽命提升帶來(lái)電池PACK成本下降,2021-2030 年降幅58%,儲(chǔ)能逆變器成本下降36%,其他土建、安裝、維護(hù)等其他成本的下降46%。

電池:競(jìng)爭(zhēng)格局逐漸集中,寧德龍頭地位顯現(xiàn)

國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能電池競(jìng)爭(zhēng)格局正逐漸集中,國(guó)內(nèi)出貨量CR5為54%,寧德2019-2020年位居首位。因儲(chǔ)能電池與 動(dòng)力電池同源,但對(duì)能量密度和循環(huán)次數(shù)的要求不同,所有生產(chǎn)動(dòng)力電池的企業(yè)均可做儲(chǔ)能電池。國(guó)內(nèi)來(lái) 看,隨磷酸鋰鐵電芯的成本下降和循環(huán)次數(shù)的增加,鉛蓄電池(南都電源)國(guó)內(nèi)出貨量份額下降,寧德、 力神、海基、億緯、上氣國(guó)軒等依靠磷酸鋰鐵開(kāi)始崛起,前期因技術(shù)路線(xiàn)不同帶來(lái)的差異化競(jìng)爭(zhēng)逐漸減弱, 占領(lǐng)2020年中國(guó)市場(chǎng)儲(chǔ)能電池的前五名,國(guó)內(nèi)出貨量CR5為54%,其中寧德2019-2020年位居首位, 2020年國(guó)內(nèi)出貨量市占率17%。國(guó)內(nèi)企業(yè)中2020年比亞迪海外出貨量領(lǐng)先,但海外份額僅6%,海外市場(chǎng) 仍有龐大替代空間。我們預(yù)計(jì)后續(xù)在動(dòng)力電池具備較強(qiáng)積累的寧德、億緯等海外出貨份額將繼續(xù)提升。

逆變器:陽(yáng)光龍頭地位穩(wěn)定,國(guó)內(nèi)海外出貨加速滲透

陽(yáng)光龍頭地位穩(wěn)定,錦浪、固德威、德業(yè)等戶(hù)用儲(chǔ)能龍頭受益戶(hù)用儲(chǔ)能迸發(fā)。2020年中國(guó)儲(chǔ)能電池國(guó)內(nèi)市 場(chǎng)中陽(yáng)光、科華、索英位列前三甲,國(guó)內(nèi)出貨量CR3為59%,國(guó)內(nèi)出貨量CR5為78%,且從2018-2020年 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來(lái)看,前十廠(chǎng)商變化不大,格局比較集中穩(wěn)定。其中陽(yáng)光憑借在并網(wǎng)逆變器的技術(shù)及渠道積累, 2019-2020年國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能逆變器出貨首位,2020年國(guó)內(nèi)出貨量市占率17%,較2019年提升6pct。作為并網(wǎng) 逆變器戶(hù)用龍頭的錦浪、固德威、德業(yè)在儲(chǔ)能逆變器方面強(qiáng)化研發(fā)和出貨,受益于戶(hù)用儲(chǔ)能迸發(fā),我們預(yù) 計(jì)后續(xù)出貨和國(guó)內(nèi)出貨量市占率將有所提升。




責(zé)任編輯: 李穎

標(biāo)簽:儲(chǔ)能行業(yè),藍(lán)海