01 儲(chǔ)能解決的是什么問題,空間有多大?
定義儲(chǔ)能:靈活性電源,應(yīng)作為“發(fā)電廠”看待
按裝機(jī)的場(chǎng)景劃分,儲(chǔ)能可以分為電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)(工商業(yè)和戶用);按照儲(chǔ)能解決的問題劃分,包括,1)可再生能源的發(fā)電波動(dòng):光伏發(fā)電曲線與需求不匹配,午間發(fā)電功率極大但夜間陡然下降;同時(shí)難 以預(yù)測(cè),實(shí)際出力與預(yù)測(cè)曲線存在偏差;2)電力供需不匹配帶來的電價(jià)差套利:夜間電力需求可能小于最低電力產(chǎn)能,電價(jià)較低;日間 峰值需求可能大于電力產(chǎn)能,電價(jià)較高;3)輔助服務(wù)市場(chǎng):包括調(diào)頻、備電、黑啟動(dòng)等。
市場(chǎng)空間-中:新能源轉(zhuǎn)型驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),2025年全球儲(chǔ)能沖擊300GWh
解決可再生能源波動(dòng),需要依賴儲(chǔ)能裝置,值得一提的是,可再生能源 發(fā)電占比越高,儲(chǔ)能的配置比例也越高(還需要結(jié)合地方電力條件);目前國(guó)內(nèi)多按15-20%的功率比×2h進(jìn)行配置,美國(guó)儲(chǔ)能配比則達(dá)到30- 40%*4h,部分項(xiàng)目甚至達(dá)到60-70%的功率配比。
全球光伏、風(fēng)電裝機(jī)持續(xù)增長(zhǎng),預(yù)計(jì)2025年分別達(dá)到450、140GW,復(fù)合增速分別達(dá)到30%、18%;目前新增新能源項(xiàng)目的儲(chǔ)能滲透率 在10%左右,在假設(shè)2025年達(dá)到45%的背景下,測(cè)算得儲(chǔ)能在2025年的裝機(jī)功率、容量有望分別達(dá)到70GW、210GWh;2020年全球儲(chǔ)能裝機(jī)、出貨分別為11、20GWh,則未來五年行業(yè)有望實(shí)現(xiàn)70%以上的復(fù)合增長(zhǎng),2025年儲(chǔ)能出貨量沖擊300GWh。
市場(chǎng)空間-長(zhǎng)期:100%可再生,需要多少儲(chǔ)能
由于不同地區(qū)的資源稟賦、電源結(jié)構(gòu)不盡相同,要準(zhǔn)確計(jì)算儲(chǔ)能的需求空間難度較大,我們選擇以加州當(dāng)前是實(shí)際數(shù)據(jù)為例,來進(jìn)行大致 的估算:1)加州目前日內(nèi)需求峰值功率為43GW,低谷為26GW,全天電力需求合計(jì)810GWh;2)當(dāng)前加州可再生能源發(fā)電量占比約 20%,假設(shè)未來達(dá)到100%;3)可再生能源午間發(fā)電功率高于需求功率,其余低于需求,對(duì)于儲(chǔ)能即A1=A2+A3,同時(shí)滿足功率=max (B1,B2),由此計(jì)算需配套26GW,183GWh的儲(chǔ)能,即儲(chǔ)能需求=可再生能源功率40%*7h=總用電量*23%。(報(bào)告來源:未來智庫(kù))
以加州的數(shù)據(jù)為例可知,當(dāng)所有電力都由新能源提供的條件下,大約需要配置一天25%左右的儲(chǔ)能裝置,考慮到季節(jié)性波動(dòng),可能更大。預(yù)計(jì)2050年全球一天的電力需求在166TWh,假設(shè)其中70%由光伏、風(fēng)電提供,其中儲(chǔ)能的配置比例為30%,則累計(jì)需要3.5萬GWh儲(chǔ)能, 按20年的更換周期計(jì)算,對(duì)應(yīng)穩(wěn)態(tài)需求1800GWh(增量階段有望超過2000GWh),對(duì)應(yīng)2萬億的市場(chǎng)空間,相當(dāng)于新能源車的30-40%。
技術(shù)路線
鋰電主流方案,儲(chǔ)氫未來可期。對(duì)比不同技術(shù)路線的儲(chǔ)能,抽水蓄能、壓縮空氣、飛輪儲(chǔ)能、液流電池、鉛炭電池均存在明顯且難以解決的短板;鋰電/鈉電儲(chǔ)能有望成為主流方案,因協(xié)同新能源車發(fā)展;儲(chǔ)氫未來可期;鋰電適用于高頻調(diào)節(jié)、儲(chǔ)能適用于跨時(shí)段調(diào)節(jié),有所互補(bǔ)。
鋰電快速降本,逐步成主流增量方案。從儲(chǔ)能裝機(jī)的存量上看,抽水蓄能占據(jù)主流,存量達(dá)到170GW左右,電化學(xué)儲(chǔ)能存量8.2GW,為第二大體量的技術(shù)路線;不過從增量上看,2019年電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)占比達(dá)到接近80%,發(fā)展趨勢(shì)向好;在電化學(xué)儲(chǔ)能中,鋰電池占據(jù)優(yōu)勢(shì),一方面是鋰電池性能最好(倍率變化時(shí)容量穩(wěn)定,鉛酸不穩(wěn)定);另一方面是在動(dòng)力電池快速產(chǎn)業(yè)化 的背景下,鋰電池成本快速下降、循環(huán)壽命提升,進(jìn)而在經(jīng)濟(jì)性上也逐步具備優(yōu)勢(shì)。
CCTC®0 2
02 儲(chǔ)能發(fā)展處于什么階段,何時(shí)爆發(fā)?
儲(chǔ)能爆發(fā)驅(qū)動(dòng)力:IRR “可預(yù)見性”+“高收益”
儲(chǔ)能商業(yè)模式眾多,對(duì)于驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能行業(yè)增長(zhǎng)的核心要素排序,我們認(rèn)為,好的商業(yè)模式比系統(tǒng)價(jià)格下降更為重要。從儲(chǔ)能項(xiàng)目的現(xiàn)金流模型出發(fā),會(huì)發(fā)現(xiàn)其與光伏、風(fēng)電項(xiàng)目的高度相似性,一是初始投資大、運(yùn)維成本低,二是回報(bào)周期長(zhǎng),且投資屬性 下對(duì)IRR的敏感度高。對(duì)于此類投資,最為重要的是在相對(duì)清晰的現(xiàn)金流預(yù)期下,具備投資的經(jīng)濟(jì)性。 儲(chǔ)能的成本,是充放電一次的成本;儲(chǔ)能的收益,取決于商業(yè)模式。
美國(guó)
2020H2邁入爆發(fā)期,2021年延續(xù)高增。美國(guó)市場(chǎng)在2020H1前比較平淡,住宅需求占比較高,2020H2以來進(jìn)入爆發(fā)式增長(zhǎng)階段,拉動(dòng)2020年增速超過200%,2021年增速有望 保持在200%左右,裝機(jī)容量從2020年的3.5GWh,增長(zhǎng)至2021年的10GWh以上,且將呈現(xiàn)電源側(cè)、住宅需求共振的狀態(tài)。
電源側(cè)PPA模式,實(shí)現(xiàn)“可預(yù)見+高收益”。PPA模式是指電力用戶(通常是企業(yè))與發(fā)電廠直接簽署電力采購(gòu)合同,通常會(huì)約定期限、電量、電價(jià)(含綠證價(jià)格)等細(xì)則,成為電力 買賣與銀行融資的基礎(chǔ),PPA模式的核心特征,一是電價(jià)確定(固定/跟隨通脹/上下限),二是有電力消納的保障機(jī)制。以前期招標(biāo)的加州Eland項(xiàng)目為例,該項(xiàng)目光伏裝機(jī)400MW,配套300MW*4h的儲(chǔ)能,簽訂PPA為40美元/MWh,其中光伏PPA為20美 元/kwh,該項(xiàng)目計(jì)劃在2023年并網(wǎng),目前美國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目投資額為310美元/kwh,考慮近些年的價(jià)格下降,預(yù)計(jì)該項(xiàng)目IRR比較可觀。
歐洲
住宅儲(chǔ)能需求占據(jù)主導(dǎo),電源側(cè)有望發(fā)力。歐洲儲(chǔ)能市場(chǎng)近兩年保持穩(wěn)定增長(zhǎng),2019年增速較低與英國(guó)市場(chǎng)2018年的搶裝有關(guān),核心驅(qū)動(dòng)歐洲儲(chǔ)能放量的戶用市場(chǎng)增長(zhǎng)持續(xù)性較強(qiáng), 德國(guó)是歐洲戶用儲(chǔ)能市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者,近些年保持50%以上的復(fù)合增長(zhǎng);此外意大利、英國(guó)、奧地利、瑞士等國(guó)家的增速也較快。過去幾年歐洲電源側(cè)市場(chǎng)的占比較低,未來有望成為重要的增量貢獻(xiàn)。
高居民電價(jià)與FIT退坡,驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能需求。儲(chǔ)能市場(chǎng)增長(zhǎng)的核心驅(qū)動(dòng)邏輯在于“可行的商業(yè)模式+可觀的投資回報(bào)率”,對(duì)于戶用儲(chǔ)能而言,多數(shù)情況下所賺取的是“自用電價(jià)”與 “補(bǔ)貼電價(jià)”的價(jià)差;因而從全球來看,1)戶用儲(chǔ)能發(fā)展較好的地區(qū)往往是家庭電價(jià)較高的地區(qū),例如德國(guó)、日本、意大利、英國(guó)等;2) 伴隨光伏補(bǔ)貼政策的退出,“自用電價(jià)”與“補(bǔ)貼電價(jià)”價(jià)差拉大,進(jìn)而會(huì)催生戶用儲(chǔ)能需求的持續(xù)增長(zhǎng)。
中國(guó)
用戶側(cè)先行,向電網(wǎng)、電源側(cè)過渡。國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)在2017年以前較為平淡,2018年在電網(wǎng)側(cè)大規(guī)模投資帶動(dòng)下,呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng),裝機(jī)功率突破600MW,對(duì)應(yīng)容量接近 900MWh;2019年5月,《輸配電定價(jià)成本監(jiān)審辦法》出臺(tái),不允許儲(chǔ)能設(shè)施成本納入輸配電價(jià),進(jìn)而導(dǎo)致電網(wǎng)側(cè)投資熱情下降,2019 年國(guó)內(nèi)亦出現(xiàn)下滑。2020年,多地出臺(tái)可再生能源項(xiàng)目在電源側(cè)配套儲(chǔ)能的政策文件,推動(dòng)國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)二度向上。(報(bào)告來源:未來智庫(kù))
拐點(diǎn)是商業(yè)模式,首要依賴于電力改革。發(fā)改委發(fā)布《加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》:1)允許儲(chǔ)能同時(shí)參與各類電力市場(chǎng),因地制宜建立完善“按效果付費(fèi)”的電力輔助 服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制;2)包括電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能電站容量電價(jià)機(jī)制,探索將電網(wǎng)替代性儲(chǔ)能設(shè)施成本收益納入輸配電價(jià)回收,完善峰谷電價(jià)政策;3)在競(jìng)爭(zhēng)性配置、項(xiàng)目核準(zhǔn)(備案)、并網(wǎng)時(shí)序、系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行安排、保障利用小時(shí)數(shù)、電力輔助服務(wù)補(bǔ)償考核等方面給予適當(dāng)傾斜。
分時(shí)電價(jià)改革,用戶側(cè)發(fā)力,象征意義更強(qiáng)。電源側(cè)也是儲(chǔ)能應(yīng)用的重要場(chǎng)景,且具備內(nèi)生的偏消費(fèi)屬性,用戶側(cè)峰谷價(jià)差需求空間,本質(zhì)上取決于各地峰谷負(fù)荷錯(cuò)峰幅度,錯(cuò)峰幅度 越大,削峰填谷的空間也越大;根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)的數(shù)據(jù),2019年日間功率波動(dòng)超過10GW的地區(qū)包括山東、江蘇、浙江、廣東、四川等地, 全國(guó)33個(gè)省市合計(jì)接近200GW。由此估算錯(cuò)峰需求所對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能潛在裝機(jī)容量在240-480GWh。
CCTC®0 3
03 儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈有哪些標(biāo)的,彈性幾何?
產(chǎn)業(yè)鏈:聚焦能源革命,看好儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈
儲(chǔ)能系統(tǒng)包括容量器件(電芯、PACK、BMS)、功率器件(PCS)以及其他配套設(shè)施(電纜、消防、空調(diào)、升壓變)等;以目前常規(guī)儲(chǔ)能系統(tǒng)1.7-1.8元/Wh的價(jià)格組成來看,電芯成本在0.9-1.0元/Wh,占比近6成,PACK、BMS、PCS價(jià)值量占比在10%左右, 此外為其他配套設(shè)施及場(chǎng)地設(shè)計(jì)費(fèi)用等?春冒ㄔO(shè)備供應(yīng)、工程項(xiàng)目、運(yùn)營(yíng)維護(hù)為代表的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈。
儲(chǔ)能變流器:格局與光伏接近,具備全球競(jìng)爭(zhēng)力
儲(chǔ)能變流器主要有兩類參與主體:1)光伏逆 變器企業(yè),例如陽光電源,具備渠道和客戶優(yōu) 勢(shì);2)光伏涉及較少,主要發(fā)力儲(chǔ)能的企業(yè), 例如科華恒盛、索英電氣、盛弘股份等。從競(jìng)爭(zhēng)格局來看,儲(chǔ)能逆變器的集中度接近光 伏逆變器,陽光電源、科華恒盛占比分別為 23%、18%,行業(yè)CR5為72%,比較集中;國(guó)內(nèi)逆變器企業(yè)在海外仍保持競(jìng)爭(zhēng)力,例如陽 光電源在美國(guó)工商業(yè)、澳洲戶用;固德威在歐 洲戶用;德業(yè)股份在美國(guó)戶用都占據(jù)較高份額
儲(chǔ)能電池:依然是寡頭壟斷格局,亦有新興企業(yè)
儲(chǔ)能電池依舊是動(dòng)力電池巨頭統(tǒng)治,海外市場(chǎng)在2020年前基 本采用三星、LG化學(xué)的電池方案,2021年起加速寧德時(shí)代等 國(guó)內(nèi)方案的導(dǎo)入。國(guó)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)格局代表意義不強(qiáng),因電源側(cè) 商業(yè)模式較差,寧德時(shí)代主要做電網(wǎng)側(cè)示范項(xiàng)目。
CCTC®0 4
報(bào)告節(jié)選
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