电化学储能行业专题叙述:千亿赛道冉冉起飞

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电化学储能行业专题叙述:千亿赛道冉冉起飞系列,动力充足,自放电率低;适应高低温工作环境;性能稳定,安全性高;该系列电池广泛应用于各种家居家电用品、美容医疗器材、电动工具等

  概览:电化学储能家产链由修筑供给商、储能体例集成商和储能体例安设商构成,正在电力体例中行使场景平凡。电化学储能家产链寻常是由体例集成 商对统统储能体例的修筑举办选型,表购或自行分娩储能电池体例、储能变 流器及其他电气修筑后,成家集成给下游的安设商,安设商正在安设施工后最终交付终端用户。电化学储能正在电力体例中的行使场景平凡,可分为发电侧、 输配电侧和用电侧三大场景。个中,发电侧囊括电力调峰、辅帮动态运转、 体例调频、可再生能源并网等;输配电偏重要用于缓解电网停滞、延缓输配电修筑扩容升级等;用电偏重要用于电力自愿自用、峰谷价差套利、容量电 费执掌和擢升供电牢靠性等。

  发展空间:发、用两头齐头并进,千亿级别市集冉冉升起。正在归纳商讨了 发电侧(滑润纠集式光伏、风电服从)以及用电侧(散布式光伏自愿自用、 峰谷价差套利)等范畴后,按照咱们测算, 2021-2025 年电力体例用储能装 机需求辞别为 117、190、274、367和 507GWh,需求年均匀增速约为 83.34%。 正在商讨储能体例本钱降低后,咱们测算 2021-2025 年储能体例的市集空间将 辞别到达 2,016、2,946、3,824、4,617 和 5,,748 亿元,年均增速希望到达 46.28%。个中,磷酸铁锂型储能和三元型储能的市集空间正在 2025 年希望分 别到达 2,765 亿元和 2,257 亿元,年均增速辞别到达 65.13%和 30.59%;储 能逆变器和 EMS 市集空间正在 2021-2025 年希望到达 234、349、463、571 和 726 亿元,年均增速约 52.56%。

  竞赛格式:目前行业内企业以锂电大厂为主,国表里本领旅途存正在区别, 国内企业市占率存正在擢升空间。目前电力体例用电化学储能行业竞赛格式较 为涣散且行业内企业仍以锂电大厂为主。从本领道途看,目前海表企业如特 斯拉、LG 化学重要采用三元道途,而国内企业如宁德时期、比亚迪则以磷 酸铁锂道途为主,这与各企业动力电池本领道途分别不大。电力体例用储能 体例的中心需求正在于高安定、长命命和低本钱,其次才是能量密度,以是国 内储能产物正在本领道途上要优于海表企业。形成国内企业环球市占率较低的 重要来由是方今储能需求仍重要来自境表市集,海表企业正在境表储能市集起 步较早且自身行动海表品牌正在海表就具备较强的品牌上风,而国内企业目前 仍处于品牌和渠道培养期,以是处于相对劣势。咱们以为后续跟着国内企业 正在海表品牌和渠道拓展的继续推动,国内磷酸铁锂储能产物将来希望依赖较 高的性价比继续擢升市占率。

  储能即能量的存储。按照能量存储时势的差异,广义储能囊括电储能、热储能和氢储能三类。 电储能是最重要的储能形式,服从存储道理的差异又分为电化学储能和机器储能两种本领类 型。个中,电化学储能是指各式二次电池储能,重要囊括锂离子电池、铅蓄电池和钠硫电池 等;机器储能重要囊括抽水蓄能、压缩气氛储能和飞轮储能等。

  电化学储能是方今行使限度最广、兴盛潜力最大的电力储能本领。比拟抽水蓄能,电化学储 能受地舆条目影响较幼,装备周期短,可天真操纵于电力体例各闭键及其他各样场景中。同 时,跟着本钱继续降低、贸易化行使日益成熟,电化学储能本领上风愈发清楚,慢慢成为储 能新增装机的主流。将来跟着锂电池家产范围效应进一步大白,本钱仍有较大降低空间,发 展远景开阔。

  电化学储能中最重要的是锂离子电池储能,目前占比约 88.75%。到 2019 岁终,环球已投运 储能项目累计装机范围 184.6GW,个中电化学储能项目约 9.52GW,占比约 5.4%。正在电化 学储能中,锂离子电池的累计装机范围最大。按照 CNESA 统计数据,2010-2019 年累计的 9.52GW 电化学储能项目中,锂离子电池储能项目为 8.45GW,占比 88.75%。钠硫电池和 铅蓄电池的行使范围相对较幼,占比辞别为 5.4%和 4.5%。

  电化学储能家产链寻常由修筑供给商、储能体例集成商和储能体例安设商构成。储能家产链 上游重要囊括电池原资料及分娩修筑供应商等;中游重要为电池、电池执掌体例、能量执掌 体例以及储能变流器供应商;下游重要为储能体例集成商、安设商以及终端用户等。个中, 因为体例集成涉及的电气修筑较多、专业性较强且存正在相应的体例策画、集成及安设等闭键, 以是寻常由体例集成商对统统储能体例的修筑举办选型,表购或自行分娩储能电池体例、储 能变流器及其他电气修筑后,成家集成给下游的安设商,安设商正在安设施工后最终交付终端 用户。

  完全的电化学储能体例重要由电池组、电池执掌体例(BMS)、能量执掌体例(EMS)、储能 变流器(PCS)以及其他电气修筑组成。个中,电池组是储能体例最重要的组成部门;电池 执掌体例(BMS)重要卖力电池的监测、评估、珍惜以及平衡等;能量执掌体例(EMS)负 责数据收集、汇集监控和能量安排等;储能变流器可能掌管储能电池组的充电和放电历程, 举办交直流的变换。

  储能电池体例由电芯和电池执掌体例构成。储能电池体例的分娩工艺流程寻常分为两个工段。正在电池模组分娩工段,经检查及格的电芯进程极耳裁切、电芯插装、极耳整形、激光焊接、 模组封装等工序拼装为电池模组;正在体例拼装工段,经检查及格的电池模组与 BMS 电途板等拼装成体例造品,然后经一次检测、高温老化和二次检测等工序落伍入造品包装闭键。

  目前电力体例用储能电芯以磷酸铁锂和三元道途 年我国电力体例储能锂电池出 货量中磷酸铁锂电池占比达 95.5%。2019 年环球家用储能产物出货量中磷酸铁锂电池占比 41%,较 2018 年升高约 7 个百分点;镍钴锰三元锂电池占比 55%(重要来自特斯拉和 LG 化学等),其他锂电池占比 4%。

  储能本领可平凡行使于电力体例,是保证明净能源大范围兴盛和电网安定经济运转的要害。电力的发、输、配、用正在统一倏得竣工的特质决心了电力分娩和消费务必保留及时平均。储 能本领可能填充电力体例中缺失的“储放”成效,革新电能分娩、输送和操纵同步竣工的模 式,使得及时平均的“刚性”电力体例变得加倍“柔性”,奇特是正在平抑大范围明净能源发 电接入电网带来的动摇性,升高电网运转的安定性、经济性和天真性等方面。

  从统统电力体例的角度看,储能的行使场景可分为发电侧储能、输配电侧储能和用电侧储能 三大场景。个中,发电侧对储能的需求场景类型较多,囊括电力调峰、辅帮动态运转、体例 调频、可再生能源并网等;输配电侧储能重要用于缓解电网停滞、延缓输配电修筑扩容升级 等;用电侧储能重要用于电力自愿自用、峰谷价差套利、容量电费执掌和擢升供电牢靠性等。

  从环球已投运电化学储能项目累计装机看,按照 CNESA 的统计数据,2013-2017 年,全 球电化学储能项目正在电力体例的新增装机范围由 0.1GW 添补至 0.9GW,年均复合增速达 78%,但总体范围较幼。2018 年,环球电化学储能项目正在电力体例的新增装机范围达 3.7GW, 同比增进 305%,竣工超出式增进。截至 2019 年,环球电力体例中已投运电化学储能项目 的累计装机范围到达 9.52GW,同比增进 43.7%。个中,锂离子电池的累计装机范围最大, 到达了 8.45GW,占电化学总装机范围的 88.8%。

  从环球已投运电化学储能项目正在电力体例中的行使散布看,按照 CNESA 的统计,截至 2018 年,用户侧范畴的累计装机范围最大,为 2.2GW,占比 32.6%;辅帮任职、纠集式 可再生能源并网、电网侧和电源侧陈列二至五位。从 2018 年环球新增投运项目标行使散布 看,同样是用户侧范畴的新增装机范围最大,为 1.6GW,占比 43.8%;纠集式可再生能源 并网、辅帮任职、电网侧和电源侧陈列二至五位,所占比重辞别为 25.2%、15.8%、13.8% 和 1.3%。

  中国已投运电化学储能环球占比约 17%。按照 CNESA 的统计,2013-2017 年,中国电化 学储能项目正在电力体例的新增装机范围由 0.03GW 添补至 0.1GW,年均复合增速为 45%; 2018 年,中国电化学储能项目正在电力体例的新增装机范围为 0.7GW,同比增进 465%。截 至 2019 岁终,中国电力体例中已投运电化学储能项目标累计装机范围到达 1.71GW,同比 增进 59.4%,正在国内的储能项目中占比约 4.9%,占环球电化学储能市集总范围的 17%。

  从行使散布来看,用户侧电化学储能是重要行使范畴,占比约 46.5%。截至 2018 年,从中 国累计投运的电化学储能项目标行使散布上看,用户侧范畴的装机范围最大,为 470.4MW, 占比 46.5%; 电网侧和纠集式可再生能源并网陈列二、三位,辞别占比 21.4%和 17.8%。 2018 年,从中国新增投运的电化学储能项目标行使散布上看,已经是用户侧范畴的装机规 模最大,为 293.3MW,占比 42.9%,同比增进 312.5%,电网侧、辅帮任职和纠集式可再 生能源并网陈列二至四位。

  储能正在该范畴重要与散布式电源配套或行动独立储能电站行使,餍足用户电力自愿自用、峰 谷价差套利、减省容量电费、擢升电能质料和供电牢靠性等需求。从地区散布上看,目前全 球用户侧储能装机量排名前线的国度囊括韩国、日本、中国、德国、美国和澳大利亚,驱动 身分囊括特地电价优惠战略、分时电价战略、振奋零售电价、FIT 逐年下降等。其它,西班 牙和南非正成为新兴市集,重要来由为西班牙于 2018 年解除“太阳能税”以及南非家庭正在 间歇性断电时刻对备用电源的需求。从目前的行使场景看,用电侧储能以散布式光伏自愿自 用配套和峰谷价差套利两种场景为主。个中:

  散布式光伏自愿自用:1)光伏有自然的散布式属性,咱们以为将来散布式光伏电站装机量 占比会渐渐擢升。方今来看,对户用及幼型贸易范畴的储能需求重要美国、德国、日本、澳 大利亚和韩国等国,但咱们以为除中表洋的大部门区域市集住户端电价都远高于工贸易侧电 价,自愿自用发作的储能需求会因储能体例本钱降低而急速开释。以是,咱们以环球的启用 散布式电站装机题目来测算该范畴的储能需求;2)方今散布式电站年均发电幼时数约 1,050 幼时,将来希望擢升到 1,150 幼时;3)储能配比重要商讨自愿自用电量,同时两全负荷跟 踪、电能质料优化、参加调频调峰等多种需求;4)方今按 7%储能配比估算,长远应到达 20%以上;5)假设一概采用电化学储能本领。按照上述假设,2021-2025 年环球散布式光 伏自愿自用对电化学储能的累计需求将到达 350GWh,2025 年环球散布式光伏自愿自用对 电化学储能的需求将到达 130GWh。

  峰谷价差套利:1)用电量数据重要囊括中国、美国、德国、日本、澳大利亚和韩国,2019 年度上述 6 国的用电量约 12.4 万亿度电,约占环球用电量的 47.98%;2)储能配比假设远 期方向可能到达 1%以上;按照上述假设,2021-2025 年上述峰谷价差套利对电化学储能的 累计需求将到达 338GWh,2025 年环球峰谷价差套利对电化学储能的需求将到达 98GWh。 当然,将来跟着储能体例的进一步普及,咱们以为上述 5 国以表的其他市集也会发作可观的 峰谷价差套利的储能需求。服从用电量增速和用电量占比境况估值,咱们推断彼时该范畴的 环球需求希望正在上述测算的本原上翻倍。

  储能正在该范畴重要与风电、光伏发电等纠集式可再生能源电源勾结行使,用于滑润可再生能 源服从、煽动可再生能源消纳、竣工电力的可安排、保证电力持续太平地输出,同时还可参 与电力市集获取分表收益。服从派能科技招股仿单,目前来看,环球纠集式可再生能源并 网储能需求重要纠集正在可再生能源分泌率较高的中国、美国、澳大利亚以及战略支撑力度较 大的韩国等国度。但咱们以为,跟着可再生能源发电本钱和储能体例本钱的进一步降低,以 及可再生能源正在世界各国的电力体例中占比擢升,咱们以为到 2025 年前后,储能应当正在全 球限度内都邑成为可再生能源的标配。接下来,咱们辞别对风电和光伏两种最重要的可再生 能源并网举办储能需求测算。

  风电:1)风电累计装机量为环球风电装机量总和。商讨到中国“十四五”时刻上调非化石 能源占譬喻向以及欧美等国度和地域的可再生能源战略,假设 2021-2025 年环球新增风电装 机辞别为 75、80、85、90 和 100GW;2)2018 年风电发电幼时数约 2,095 幼时,将来有 望徐行擢升;3)方今按 4%储能配比估算,长远应到达表面程度 10%;4)储能正在风电并网 接入的行使中商讨擢升电网消纳材干、负荷跟踪、电能质料优化、参加调频调峰等多种需求; 5)假设一概采用电化学储能本领。按照上述假设,2021-2025 年环球电源侧风电并网接入 对电化学储能的累计需求将到达 372GWh,2025 年环球电源侧风电并网接入对电化学储能 的需求将到达 124GWh。

  光伏:1)光伏累计装机量为环球光伏装机量总和。商讨到中国“十四五”时刻上调非化石 能源占譬喻向以及欧美等国度和地域的可再生能源战略,假设 2021-2025 年环球新增光伏装 机辞别为 160、210、269、350 和 500GW;2)方今地面电站年均发电幼时数约 1200 幼时, 将来希望擢升到 1300 幼时;3)方今按 5%储能配比估算,长远应到达表面程度 15-20%;4)储能正在光伏并网接入的行使中商讨擢升电网消纳材干、负荷跟踪、电能质料优化、参加调频 调峰等多种需求;5)假设一概采用电化学储能本领。按照上述假设,2021-2025 年环球电 源侧光伏并网接入对电化学储能的累计需求将到达 394GWh,2025 年环球电源侧光伏并网 接入对电化学储能的需求将到达 156GWh。

  电化学储能本领拥有以电化学为中心、多学科交叉的特征,必要企业举办多量的研发加入。 同时,锂离子电池的分娩工艺杂乱,历程掌管端庄,原资料的拔取、辅帮资料的行使以及生 产流程的策画等均需多年的本领体会积攒;加之近年来储能锂电池不时向高安定性、长命命 偏向兴盛,本领和工艺壁垒不时升高。其它,电池执掌体例是储能体例的中心部件,平凡涉 及电池执掌本领、主动掌管本领、电力电子本领和通讯总线本领等,拥有较高本领壁垒。因 此,新进入者短期内无法冲破要害本领,难以酿成竞赛力,行业内操纵中心本领和优秀工艺 的企业修树起较高的本领和工艺壁垒。

  储能产物供给商正在客户开采历程中往往必要进程潜正在客户识别、本领相易、产物开采、样机 测试、客户实地视察等一系列流程,历时较长。以是,储能产物供给商正在与客户创修互帮闭 系后,寻常不会方便被改换。其它,产物的安定牢靠性程度是客户选择及格供应商的厉重考 虑身分。目前,环球重要储能市集对锂电池和储能电池体例均有端庄的安定认证模范,干系 产物通过相应的安定认证才略得到市集认同及客户资源。上述身分使得行业内具有优质客户 的企业修树起较高的客户资源和认证壁垒。

  从品牌方面看,低质或劣质电池产物不光产物功能不达标,操纵历程中也会发作较大的安定 隐患,以是企业优越的产物德料涌现、较低的返修率、较高的安定评判是影响消费者拔取的厉重身分,以上联合组成了消费者的品牌认知。而品牌认知的装备必要较长时刻的积攒和持 续的庇护,组成行业品牌壁垒。从渠道方面看,储能体例集成商直面下游终端,而户用储能 具备较强的 2C 属性,以是储能体例集成闭键具备较强的渠道壁垒。

  行业竞赛格式相对涣散,以锂电大厂为主,细分赛道存正在独立第三方企业。从目前电力体例 用电化学储能出货量占比数据看,行业竞赛格式显得较为涣散且行业内仍以锂电大厂为主。 个中,环球限度重假使特斯拉、LG 化学以及三星 SDI 等锂电大厂,2019 年环球家用储能产 品出货前三名辞别为特斯拉、LG 化学和派能科技,占比辞别为 15%、11%和 8.5%,CR3 仅为 34.5%;2019 年国内电力体例储能锂电池出货量前三名辞别为比亚迪、宁德时期和派能科技,占比辞别为 23.7%、18.4%和 15%,CR3 为 57.1%。

  从本领道途上来看,目前海表企业如特斯拉、LG 化学的储能产物重要采用三元道途,而国 内企业如宁德时期、比亚迪的储能产物则以磷酸铁锂道途为主,这与各企业动力电池的本领 道途分别不大。

  电力体例用储能体例的中心需求正在于高安定、长命命和低本钱,其次才是能量密度。磷酸铁 锂电池热太平性强,正极资料构造太平性高,不含贵金属,故其安定牢靠性、轮回寿命及综 合本钱优于三元锂电池。固然磷酸铁锂电池能量密度低于三元锂电池,但储能体例相对天真 的尺寸和重量策画、相对固定的行使场景可能较好地回避这一误差,以是国内储能产物正在技 术道途上表面上要优于海表企业。

  方今国内企业市占率较低的重要来由正在于品牌和渠道,将来希望继续擢升。形成方今国内企 业储能产物正在环球市占率较低的重要来由是方今储能需求仍重要来自境表市集,特斯拉、LG 化学等厂商正在境表储能市集起步较早,且自身行动海表品牌正在海表就具备较强的品牌上风, 而国内企业目前仍处于品牌和渠道培养期,以是处于相对劣势。咱们以为后续跟着国内企业 正在海表品牌和渠道拓展的继续推动,国内磷酸铁锂储能产物将来希望依赖较高的性价比继续 擢升市占率。

  概览:电化学储能家产链由修筑供给商、储能体例集成商和储能体例安设商构成,正在电力体例中行使场景平凡。电化学储能家产链寻常是由体例集成商对统统储能体例的修筑举办选型, 表购或自行分娩储能电池体例、储能变流器及其他电气修筑后,成家集成给下游的安设商, 安设商正在安设施工后最终交付终端用户。电化学储能正在电力体例中的行使场景平凡,可分为 发电侧、输配电侧和用电侧三大场景。个中,发电侧囊括电力调峰、辅帮动态运转、体例调 频、可再生能源并网等;输配电偏重要用于缓解电网停滞、延缓输配电修筑扩容升级等;用 电偏重要用于电力自愿自用、峰谷价差套利、容量电费执掌和擢升供电牢靠性等。

  发展空间:发、用两头齐头并进,千亿级别市集冉冉升起。正在归纳商讨了发电侧(滑润纠集 式光伏、风电服从)以及用电侧(散布式光伏自愿自用、峰谷价差套利)等范畴后,按照我 们测算, 2021-2025 年电力体例用储能装机需求辞别为 117、190、274、367 和 507GWh, 需求年均匀增速约为 83.34%。商讨储能体例本钱降低后,咱们测算 2021-2025 年储能体例 的市集空间将辞别到达 2,016、2,946、3,824、4,617 和 5,748 亿元,年均增速希望到达 46.28%。 个中,磷酸铁锂型储能和三元型储能的市集空间正在 2025 年希望辞别到达 2,765 亿元和 2,257 亿元,年均增速辞别到达 65.13%和 30.59%;储能逆变器和 EMS 市集空间辞别为 234、349、 463、571 和 726 亿元,年均增速约 52.56%。

  竞赛格式:目前行业内企业以锂电大厂为主,国表里本领旅途存正在区别,国内企业市占率存正在擢升空间。目前电力体例用电化学储能行业竞赛格式较为涣散且行业内企业仍以锂电大厂 为主。从本领道途看,目前海表企业如特斯拉、LG 化学重要采用三元道途,而国内企业如 宁德时期、比亚迪则以磷酸铁锂道途为主,这与各企业动力电池本领道途分别不大。电力系 统用储能体例的中心需求正在于高安定、长命命和低本钱,其次才是能量密度,以是国内储能 产物正在本领道途上要优于海表企业。形成国内企业环球市占率较低的重要来由是方今储能需 求仍重要来自境表市集,海表企业正在境表储能市集起步较早且自身行动海表品牌正在海表就具 备较强的品牌上风,而国内企业目前仍处于品牌和渠道培养期,以是处于相对劣势。咱们认 为后续跟着国内企业正在海表品牌和渠道拓展的继续推动,国内磷酸铁锂储能产物将来希望凭 借较高的性价比继续擢升市占率。

  1)用户侧峰谷电价差缩幼危急:目前储能的贸易形式还正在继续搜索中,较为真切的用户侧 储能依赖于峰谷电价差,假设峰谷电价差缩幼或者业主谋划浮现特地,则或许导致贸易 形式无法平常推动;

  2)电网公司投资愿望降低危急:电网侧的储能项目既商讨裁汰扩容擢升输配电修筑诈欺率 身分,也商讨电网安定、调峰、擢升输配电质料等,很难直观从经济性角度做测算。过 往电网侧储能项目重要由电网公司投资,新版的输配电价核算机造将储能列为竞赛性业 务,无法计入输配电价,电网公司的投资愿望有待查察;

  3)国际生意战略改观危急:海表市集较为真切的贸易形式重要为电网调频和户用光储一体, 国内企业近年也正在纷纷走向海表市集。汇率、生意珍惜、相闭营销等或许会导致谋划风 险;

  4)新能源兴盛不足预期危急:储能方今范围尚幼,干系公司的经业务绩重要来历于光伏或 者新能源车等营业,假设这些营业所内行业团体浮现景心胸下滑等,或许会使得干系企 业的谋划浮现题目。