《2022年储能市场发展推动因素分析及应用场景研究报告(27页).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年储能市场发展推动因素分析及应用场景研究报告(27页).pdf(27页珍藏版)》请在三个皮匠报告上搜索。
1、2022 年深度行业分析研究报告 目录目录 储能市场发展分析储能市场发展分析 . 1 多因素共同推动,储能行业爆发在即 . 1 储能发展空间广阔,国内新增装机位居前列 . 4 抽水蓄能占比最高,电化学储能前景广阔 . 7 储能应用场景与空间测算储能应用场景与空间测算 . 11 发电侧:提升新能源并网友好性,加速能源结构转型 . 11 电网侧及辅助服务:辅助调峰调频,支撑平稳运行 . 12 用户侧:新基建带来新的稳点耗能需求 . 12 产业链梳理产业链梳理 . 14 锂电储能行业 . 14 抽水蓄能行业 . 19 插图目录插图目录 图 1:储能贯穿于整个新型电力系统 . 1 图 2:风光发电占比
2、情况 . 2 图 3:2016-2021Q3 新增风光装机情况 . 2 图 4:风光发电波动性尼斯曲线 . 2 图 5:锂电池成本推动降价趋势明确 . 4 图 6:峰谷价差拉大有利于提升储能性价比 . 4 图 7:全球储能累计装机规模 . 5 图 8:中国储能累计装机规模 . 5 图 9:2016-2020 年全球储能累积装机结构变化 . 6 图 10:2016-2020 年全球储能新增装机结构变化 . 6 图 11:2017-2020 年中国储能累积装机结构变化 . 6 图 12:2018-2020 年中国储能新增装机结构变化 . 6 图 13:主流储能技术度电成本随发电时间变化 . 7 图
3、 14:主流储能技术年发电量随发电时间变化 . 7 图 15:抽水蓄能模式示意图 . 8 图 16:抽水蓄能装机占比最高. 8 图 17:国内抽水蓄能历史装机量与未来规划 . 8 图 18:全球及国内电化学储能累积装机规模 . 10 图 19:电化学储能中锂电池储能占比 . 10 图 20:储能系统产业链 . 14 图 21:储能系统各部件相互关系 . 15 图 22:2020 年储能系统成本拆分 . 15 图 23:2020 年中国市场储能电池出货量竞争格局 . 16 图 24:2020 年中国储能电池海外市场销量 . 16 图 25:储能逆变器市场需求持续快速增长 . 17 图 26:20
4、20 年中国储能逆变器市场销量 . 17 图 27:抽水蓄能产业链 . 20 表格目录表格目录 表 1:2021 年全国部分新能源强制配储政策 . 3 表 2:储能主要技术方案及特点 . 5 表 3:磷酸铁锂电池、三元电池与钠离子电池性能对比 . 10 表 4:2021-2025 年新能源发电配套空间测算 . 11 表 5:2021-2025 年调峰调频配储需求预测 . 12 表 6:2021-2025 年 5G 基站配储需求预测 . 13 表 7:2021-2025 年 IDC 配套储能空间预测 . 13 表 8:储能系统产业链相关公司 . 15 表 9:2020 年中国储能行业电池企业业务
5、情况 . 16 表 10:2020 年中国储能行业 EMS 企业业务情况 . 17 表 11:国内储能温控方案提供商 . 18 表 12:截至 2021 年 3 月国家电网、南方电网抽水蓄能电站在建、在运规模 . 21 表 13:截至 2021 年 10 月中国电建新签抽水蓄能项目一览 . 23 表 14:储能板块重点跟踪公司盈利预测 . 25 1 储能市场发展分析储能市场发展分析 多因素共同推动,储能行业爆发在即多因素共同推动,储能行业爆发在即 电力系统转型在即,储能行业迎来发展。电力系统转型在即,储能行业迎来发展。碳中和目标的实现需要风电、光伏等新能源大规模的建设,而新能源发电具有不稳定性
6、、间歇性的问题,提高了电网在输配容量、电频波动控制等方面的要求,有效的运营需要新型电力系统的支持,新型电力系统正在经历从“源-网-荷”到“源-网-荷-储”的变化,储能有望成为新型电力系统的第四大基本要素。新型电力系统在用电侧,将由同步发电机转变为光伏、风电等可再生能源为主;在输配电侧,由单向送电转变为特高压直流、双向输配电系统;在用电侧,由单一用电转变为复合多层次用电。而储能设备贯穿于新型电力系统转型的发电、输配电、用电三个环节,将迎来快速发展的机遇。 图 1:储能贯穿于整个新型电力系统 资料来源:中信证券研究部 风电和光伏装机规模持续增长,风电和光伏装机规模持续增长,发展前景广阔发展前景广阔
7、。在政策鼓励和成本下降趋势下,过去5 年风电和光伏的装机量和发电量持续增长。装机规模上,2016-2020 年风电和光伏装机均呈现良好增长态势, 其中风电装机年增长保持在18GW, 光伏装机年增长保持在25GW,2021 前三季度光伏和风电新增装机为 16.4GW 和 25.6GW。发电量上,2016-2020 年光伏与风电发电量保持了较快的增长,五年间 CAGR 分别为 37.84%和 18.35%,2021 前三季度光伏和风电发电量分别为 1362.2 亿千瓦时和 4025.0 亿千瓦时,同比增长 27.24%和35.44%。能源布局上, “十四五”规划对光伏和风电发展提供了政策保障,在风
8、电光伏竞争力持续强化的情况下, 我们预计: 国内非化石能源消费占比有望于 2025 年达 21%左右,于 2030 年达 26%左右;2025 年全球可再生能源电力在总发电量中比重有望稳步提升至18.5%左右; 若按照风电/光伏电量比重分别约 8.5%/7%估算, 未来 5 年全球风电光伏年均装机需求有望超 100/230GW。 2 图 2:风光发电占比情况(亿千瓦时) 资料来源:Wind,中信证券研究部 图 3:2016-2021Q3 新增风光装机情况(万千瓦) 资料来源:Wind,中信证券研究部 可再生能源发电规模激增,加大储能需求。可再生能源发电规模激增,加大储能需求。可再生能源大规模接
9、入,增加发电端出力的波动性,也对电网的承受能力提出挑战,新能源稳定并网需要配备调峰、调频装置,而储能是其中最重要的装置。 “鸭子曲线”说明了使用可再生能源的商业发电模式中,受发电时段所限,用电负载和发电量之间存在的落差,随着风电、光伏的快速发展,用电需求和发电产出的时间错位波动性加剧。通过对电池储能系统充放电操作的合理控制,能解决“鸭子曲线”的问题。 图 4:风光发电波动性尼斯曲线 资料来源:中国储能网,北极星太阳能光伏网 0%2%4%6%8%02000040000600008000020162017201820192020 2021Q3发电量光伏发电量风电发电量光电占比风电占比0200040
10、0060008000201620172018201920202021Q3新增风电装机新增光伏装机 3 国内政策积极推动,多地陆续公布储能规划。国内政策积极推动,多地陆续公布储能规划。各地政府对“双碳”目标响应积极,风电、光伏政策及配套储能规划已陆续出台,截至 2021 年 11 月,国内多个省市明确了配套储能设备的规格要求,并明确规定配储比例和时长要求。随着“十四五”风光装机容量的扩大,各地的储能保障政策会进一步扩容,推动储能规模的扩张和行业发展。 表 1:2021 年全国部分新能源强制配储政策 地区地区 发布时间发布时间 发文机构发文机构 文件名称文件名称 配储比例配储比例 配储配储时时长长
11、 风电风电 光伏光伏 山东淄博 2021/11/4 淄 博 市 委 办 公室、政府办公室 淄博市实施减碳降碳十大行动工作方案 10% 湖南 2021/10/13 湖南省发改委 关于加快推动湖南省电化学储能发展的实施意见 15% 5% 2 广西 2021/10/9 广西能源局 2021 年市场化并网陆上风电 、光伏发电及多能互补一体化项目建设方案的通知 20% 15% 2 内蒙古 2021/10/8 内蒙古发改委 关于自治区 2021 年保障性并网集中式风电、光伏发电项目优选结果 20%-30% 15%-30% 2 江苏 2021/9/29 江苏省发改委 省发改委关于我省 2021 年光伏发电项
12、目市场化并网有关事项的通知 10% 2 山西 2021/9/25 山西省能源局 2021 年竞争性配置风电、光伏项目评审结果的公示 10% 10%-15% 浙江义乌 2021/9/23 浙江义乌发改局 关于推动源网荷储协调发展和加快区域光伏产业发展的实施细则(征求意见稿) 10% 2 天津 2021/8/9 天津市发改委 关于天津市 2021-2022 年风电、光伏发电项目开发建设方案 15% 10% 1 安徽 2021/8/2 安徽省能源局 关于 2021 年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知(征求意见稿) 1 湖北 2021/7/26 湖北省能源局 湖北省能源局关于 2021 年平价新能
13、源项目开发建设有关事项的通知 10% 10% 2 辽宁 2021/8/5 辽宁省发改委 辽宁省新增风电项目建设方案(征求意见稿) 10% 河北 2021/7/2 河北省发改委 关于做好2021年风电、 光伏发电开发建设有关事项的通知 15% 15% 2 河南 2021/6/21 河南省发改委 关于 2021 年风电、光伏发电项目有关事项的通知 10%-20% 10%-20% 2 甘肃 2021/5/28 甘肃发改委 关于十四五 第一批风电、 光伏发电项目开发建设有关事项的通知 5%-10% 5%-10% 2 福建 2021/5/24 福建省发改委 关于因地制宜开展集中式光伏试点工作的通知 10
14、% 江西 2021/3/19 江西省能源局 关于做好 2021 年新增光伏发电项目竞争优选有关工作的通知 8%-10% 1 海南 2021/3/15 海南省发改委 关于开展 2021 年度海南省集中式光伏发电平价上网项目工作的通知 10% 陕西 2021/3/10 陕西省能源局 关于促进陕西省可再生能源高质量发展的意见(征求意见稿) 10%-20% 10%-20% 2 山东 2021/2/19 山东省能源局 2021 年全省能源工作指导意见 10% 10% 青海 2021/1/18 青海省发改委 、科技厅、能源局等 关于印发支持储能产业发展若干措施(试行)的通知 10% 10% 2 山西大同
15、2021/1/13 大同市人民政府 大同市关于支持和推动储能产业高质量发展的实施意见 5% 5% 宁夏 2021/1/11 宁夏发改委 关于加快促进自治区储能健康有序发展的指导意见(征求意见稿) 10% 10% 2 资料来源:各地方发改委官网,中信证券研究部 4 成本下降推动储能行业发展,电价体系促使储能盈利能力改善。成本下降推动储能行业发展,电价体系促使储能盈利能力改善。近些年来,储能电池成本不断下降,叠加电价机制逐渐灵活,商业模式逐渐成型。2010-2020 年,锂电池组价格稳定下降,10 年间 CAGR 为-19.4%,有效扩大了储能电池的市场应用,推动储能行业发展。此外,近年来电价改革
16、引起峰谷价差拉大,为储能电池创造了套利空间。用户侧峰谷电价差拉大,最大系统峰谷差率超过 40%的地方,峰谷电价价差原则上不低于 4:1,其他地方原则上不低于 3:1。 电价改革推动了制度的建设, 进一步刺激了对储能电池的需求,改善了储能系统的盈利能力。 图 5:锂电池成本推动降价趋势明确($/kWh) 资料来源:BNEF,中信证券研究部 图 6:峰谷价差拉大有利于提升储能性价比(元/KWh) 资料来源:Wind,中信证券研究部 储能发展空间广阔,国内新增装机位居前列储能发展空间广阔,国内新增装机位居前列 全球储能装机稳定增长,国内储能装机高速增长。全球储能装机稳定增长,国内储能装机高速增长。2
17、016-2020 年全球储能装机增长稳定,增长率维持在 2-3.5%区间,2020 年装机量达到 191.1GW,增长趋势有望长期延续。全球储能保持持续增长主要得益于不同国家政策支持,其中欧美等发达国家或地区都出台了支持储能发展的政策;海外较高的电价水平,尤其是在风电和光伏渗透率不断提升的情况下海外的电价也保持了一定程度的上涨,叠加市场化机制,为储能商业模式的丰富提供了支持。 国内储能装机呈现高速增长状态,2016-2020 年 CAGR 达 10.02%,其中,除 2019年受行业景气度略微下行影响外,其余年份储能装机增长率均维持在 8%以上。根据CNESA 数据,截至 2020 年,国内储
18、能装机规模也已达到 35.6GW。在“双碳”目标指引下,在风电和光伏装机较快增长的情况下,在政策的鼓励下,在成本不断下降的推动下,储能行业和储能装机有望迎来一个黄金发展期。 0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%40.00%0200400600800100012001400锂电池组价格同比降幅00.40.81.2工商业大工业工商业大工业工商业大工业工商业大工业工商业大工业工商业大工业北京市区北京郊区河北山东山西上海谷峰 5 图 7:全球储能累计装机规模(GW) 资料来源:CNESA,中信证券研究部 图 8:中国储能累计装机规模(GW) 资料
19、来源:CNESA,中信证券研究部 抽水储能成本占优,电化学储能响应迅速。抽水储能成本占优,电化学储能响应迅速。目前的储能技术方案主要可以分为物理机械储能、电化学储能、电磁储能和光热储能。物理机械储能包括抽水储能、压缩空气储能和飞轮储能, 其中抽水储能是应用最广泛的储能技术, 具备最优越的成本优势, 且寿命长,能兼容大规模储能,缺点是启动速度慢;压缩空气储能也是较成熟的技术,但效率较低。电化学储能在近些年发展尤为迅速,其具备启动迅速的优点,但缺点是部分技术成本高,且面临时长的挑战,目前不少电化学储能技术基本成功商业化。光热储能以熔融盐储能为代表,综合效率高,平均成本低,产品质量不稳定,且存在自然
20、损耗等特点。 表 2:储能主要技术方案及特点 储能类型储能类型 响应响应 时间时间 放电放电 时间时间 综合效率综合效率 优势优势 缺点缺点 技术技术 物理机械储能 抽水储能 数分钟 数小时-数天 70-85% 高效; 技术成熟; 大规模储能;成本低;寿命长 启动速度慢;受地理环境、土木工程技术制约;建设周期长 成熟 压缩空气储能 数分钟 数小时 40-50% 占地面积小;容量大;成本低 效率较低;响应慢;选址受限 成熟 飞轮储能 数秒 数秒-数分钟 80-90% 结构化程度高;场地要求低;运维成本低;能量密度大 能量释放时间短;成本高;自放电率高;噪声污染 商业化早期 电化学储能 铅蓄电池
21、数秒 数小时 60-70% 性价比高;可靠性强;技术成熟 寿命短;比能量和比功率低;污染严重 商业化 全钒液流电池 数毫秒 数小时 65-70% 安全性高;循环寿命长;能量与功率分开控制 能量密度低;运维成本高;系统效率低 商业化早期 钠硫电池 数毫秒 数小时 65-75% 响应速度快;储能秘密度高;规模化应用 需要维持 300高温条件;价格高;存在安全隐患;运维成本高 商业化 锂离子电池 数秒 数小时 70-80% 比功率和比能量高;自放电小;污染小;单体电压高 成本较高;一致性差;循环寿命较低 商业化 电磁储能 超级电容 数毫秒 数秒 90-95% 极其稳定;超快充放电 比能量和比密度低
22、开发期 超导储能 数毫秒 数秒 95%以上 瞬间响应;极低能量损耗 储能时间短;条件苛刻 开发期 光热储能 熔融盐储热 数小时 90-99% 清洁;平均成本低;寿命长 高腐蚀性;质量鱼龙混杂;自然损耗 商业化 资料来源:CNESA,中信证券研究部 0.00%0.50%1.00%1.50%2.00%2.50%3.00%3.50%4.00%16016517017518018519019520162017201820192020全球累计装机量同比0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%14.00%16.00%18.00%20.00%05101520253035402
23、0162017201820192020国内累计装机规模同比 6 抽水蓄能主体地位依旧,电化学储能引流新潮。抽水蓄能主体地位依旧,电化学储能引流新潮。2016-2020 年,从全球储能装机结构看,抽水蓄能占比逐渐下降,但其主体地位不减,仍作为储能技术的绝对主流。即使在占比逐渐下降的情况下,2020 年全球储能装机中抽水蓄能仍占比高达 90.9%。从新增装机结构看,2018 年起电化学储能装机力压抽水蓄能成为新增装机最多的储能技术,随着钠离子电池、锂电池-空气电池等电化学储能技术的深入发展,成本下降、形式灵活多样的特点,意味着电化学储能有更大的市场空间和发展潜力。熔融盐储能在装机中也占据着一定的份
24、额。 图 9:2016-2020 年全球储能累积装机结构变化 资料来源:CNESA,中信证券研究部 图 10:2016-2020 年全球储能新增装机结构变化 资料来源:CNESA,中信证券研究部 国内储能整体情况与全球相似国内储能整体情况与全球相似,电化学储能新增装机稍少,电化学储能新增装机稍少但增长潜力巨大但增长潜力巨大。从累计装机结构看,抽水蓄能也占据着主体地位,在占比逐渐下降的情况下,2020 年占比也高达90.5%。从新增装机结构看,2018 年后,虽然电化学储能电池同样占据较大的比例,但不同于全球趋势那般极端,国内新增储能装机中呈现抽水蓄能和电化学储能均势增长的局面。从技术迭代上,国
25、内电化学储能对抽水蓄能份额的占领发生地更为滞后。除此之外,国内其他储能技术,如压缩空气储能、熔融盐储能,其结构占比明显相对国际较少,技术表现上更为单一。 图 11:2017-2020 年中国储能累积装机结构变化 资料来源:CNESA,中信证券研究部 图 12:2018-2020 年中国储能新增装机结构变化 资料来源:CNESA,中信证券研究部 80%85%90%95%100%2017201820192020抽水蓄能电化学储能熔融盐储能飞轮储能压缩空气储能0%20%40%60%80%100%2017201820192020抽水蓄能电化学储能熔融盐储能飞轮储能压缩空气储能80%85%90%95%1
26、00%2017201820192020抽水蓄能电化学储能熔融盐储能飞轮储能压缩空气储能0%20%40%60%80%100%2017201820192020抽水蓄能电化学储能熔融盐储能飞轮储能压缩空气储能 7 抽水蓄能享有成本优势,抽水蓄能享有成本优势,锂电池储能锂电池储能和压缩空气储能和压缩空气储能紧随其后。紧随其后。随发电时间的延长,单位度电成本会显著下降,这使得厂商通常不会采用复合的储能技术。抽水蓄能最为大规模应用的原因之一即为其成本优势,在主流储能技术中,抽水蓄能成本最低。成本接近抽水蓄能的有压缩空气储能和锂离子电池储能,在发电规模足够大时,这两种技术成本能贴合抽水蓄能。其余主流技术成本
27、,无论在小规模储能还是大规模储能,与此三者均有较大差异,他们的成本由低到高依次是液流电池、钠硫电池和铅酸电池,均属于市场占有相对较小的电化学储能形式。 图 13:主流储能技术度电成本(元/kWh)随发电时间变化 资料来源: 基于全寿命周期成本的储能成本分析 (傅旭等) ,中信证券研究部 图 14:主流储能技术年发电量(103 kWh)随发电时间变化 资料来源: 基于全寿命周期成本的储能成本分析 (傅旭等) ,中信证券研究部 抽水蓄能占比最高,电化学储能前景广阔抽水蓄能占比最高,电化学储能前景广阔 抽水蓄能抽水蓄能原理简易,安全可靠。原理简易,安全可靠。抽水蓄能原理简单,利用生产的电力将水提升至
28、高处蓄水存贮,待到需用电时释放所蓄水,以水力发电的形式重新将势能转化为势能,从而实现电能在不同时间的存储和分配,并具有存储后能量几乎不流失的优点。我国抽水蓄能电站起步较晚,但起点较高,目前已有相当数量电站处于世界先进水平,如高水头的长龙山抽水蓄能机组等业已投运。 0102030405060200400600800 1000 1200 1400 1600 1800 2000抽水蓄能压缩空气铅酸电池钠硫电池液流电池锂离子电池0510152025200400600800 1000 1200 1400 1600 1800 2000抽水蓄能压缩空气铅酸电池钠硫电池液流电池锂离子电池 8 图 15:抽水蓄
29、能模式示意图 资料来源:Hydro Tasmania 抽水蓄能占比遥遥领先, 未来趋于稳步发展态势抽水蓄能占比遥遥领先, 未来趋于稳步发展态势。 凭借着低成本、 易于实施、 寿命长、高效等优势,抽水蓄能目前全球和国内装机量遥遥领先,截至 2020 年,抽水蓄能在全球和国内装机中分别占比 90.9%和 90.5%,在未来相当长的时间内其领先地位不会动摇。国家能源局印发的抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035 年) 指出: “到 2025 年,抽水蓄能投产总规模较“十三五”翻一番,达到 6200 万千瓦以上;到 2030 年,抽水蓄能投产总规模较“十四五”再翻一番, 达到 1.2 亿千瓦左右”
30、 。 将抽水蓄能作为主力储能技术推广发展,更能保障抽水蓄能技术的稳固优势。 图 16:抽水蓄能装机占比最高 资料来源:CNESA,中信证券研究部 图 17:国内抽水蓄能历史装机量与未来规划(GW) 资料来源:CNESA,国家能源局,中信证券研究部 90.9%6.9%1.7%0.2%0.2%抽水蓄能电化学储能熔融盐储能飞轮储能压缩空气储能0.020.040.060.080.0100.0120.0140.020172018201920202025E2030E 9 电化学储能开启商业化,料将成为未来主流方向电化学储能开启商业化,料将成为未来主流方向之一之一。不同于抽水蓄能技术的简洁单一,电化学储能新
31、兴技术路线在不断涌现,多元化发展趋势明确。凭借低成本、便捷性优势,电化学储能技术如锂离子电池和钠硫电池,已经成功商业化应用。虽然存在功率上限和安全性问题, 但凭借能量密度、 成本等方面, 性价比最高的磷酸铁锂成为主要应用技术,而钠电池成本低,循环寿命有待提高,或成为未来技术方向。 表 1:各类电化学储能电池性能对比 性能指标性能指标/ /电池类型电池类型 铅酸电池铅酸电池 锂离子电池(磷酸铁锂)锂离子电池(磷酸铁锂) 全钒液流电池全钒液流电池 锌镍液流电池锌镍液流电池 钠硫电池钠硫电池 功率上限 十兆瓦级 兆瓦级 百兆瓦级 百兆瓦级 十兆瓦级 能量密度(Wh/kg) 3060 130200 1
32、550 7585 100250 循环寿命(次) 5003000 25005000 16000 25005000 20004500 服役寿命(年) 5 5 15 15 5 倍率性能 0.11C 0.52C 功率的 1.5 倍 功率的 1.5 倍 5-10C 充放电效率 80-90% 90-95% 65-80% 65-80% 90% 储能系统效率(%) 75-85% 85-90% 60-70% 60-70% 80% 自放电(%/月) 25 01 无自放电 无自放电 - 工作温度() 充电:0-45 放电:-20-55 充电:0-45 放电:-20-55 5-40 20-50 300-350 深度充
33、放电能力 不能深度充放电 适宜 15-85%SOC,深度充放电影响寿命 0-100%SOC,深度充放电对寿命无影响 0-100%SOC, 深度充放电对寿命无影响 适宜 15-85%SOC,深度充放电严重影响寿命,对安全性有影响 容量 衰减后不可恢复 衰减后不可恢复 可在线再生 可在线再生 衰减后不可恢复 电池一致性 良好 较差 好 好 好 安全性 好, 但环境污染严重 一般, 存在过热爆炸风险,安全性能已有较大突破 好 比较好,存在溴蒸气泄漏风险 中,不可过充电,钠、硫泄露存在安全隐患 系统成本(元/kWh) 1200-1800 1500-2500 4500-6000 2000-3500 20
34、00-3000 度电成本(元/kWh) 0.45-0.7 0.5-0.9 0.7-1.0 0.8-1.2 0.9-1.2 MV 级占地(平米/MV) 150-200 100-150 800-1500 800-1500 150-200 资料来源:BNEF,中信证券研究部 电化学储能装机高速发展,电化学储能装机高速发展,锂电池占比锂电池占比近近 90%。2016-2020 年电化学储能迎来高速发展,全球装机由 1.8GW 提升至 13.1GW,CAGR 高达 64.93%;国内装机由 0.2GW 提升至 2.8GW,CAGR 高达 84.37%。在近几年的新增装机中,电化学储能装机占比稳固,其高速
35、发展的趋势仍在延续。电化学储能中,又以锂电池储能占比最高。2017-2020 年,全球/国内电化学储能中锂电池占比分别由 75.6%/58.3%提升至 90.0%/87%,进一步稳固了电化学储能电池中的领先技术地位。 10 图 18:全球及国内电化学储能累积装机规模(GW) 资料来源:CNESA,中信证券研究部 图 19:电化学储能中锂电池储能占比 资料来源:CNESA,中信证券研究部 钠电池有望与锂电池形成优势互补。钠电池有望与锂电池形成优势互补。7 月 29 日,宁德时代宣布新一代钠离子电池发布,该款技术有望与锂电池形成优势互补。钠离子电池在原料上并不受限,而锂产量 75%在美洲,且近期价
36、格显上行趋势,钠离子电池的使用在成本上具备优势。此外,钠离子电池具备快充性能好、低温性能强等优势,且制作设备与锂离子电池兼容,有利于形成规模量产。预计 2023 年形成基本产业链,综合降本 30-40%,或能成为储能需求的核心驱动。 表 3:磷酸铁锂电池、三元电池与钠离子电池性能对比 钠离子电池(宁德时代)钠离子电池(宁德时代) 磷酸铁锂电池磷酸铁锂电池 三元电池三元电池 能量密度 单体能量密度达 160Wh/kg,二代提升至 200Wh/kg 150-220 Wh/kg 200-300Wh/kg 系统集成效率 80%,可使用 AB 系统解决方案 80% 70%左右 循环次数 3000+ 60
37、00+ 3000+ 安全性 好 好 一般 快充性能 常温下充电 15 分钟,电量可达 80%以上 低温性能 -20拥有 90%以上的放电保持率 60-70% 70%+ 正极材料 克容量较高的普鲁士白材料,对材料体相结构进行电荷重排 磷酸铁锂 NCM、NCA 负极材料 具有独特空隙结构的硬碳材料,具有克容量高、易脱嵌、优循环的特性,克容量 350mAh/g 石墨,克容量350-400mAh/g 石墨,克容量350-400mAh/g 电解液 开发适配电解液 六氟磷酸锂为主盐 六氟磷酸锂为主盐 产业布局 预计 2023 年形成基本产业链 成熟 成熟 制作工艺 设备兼容 资料来源:BNEF,中信证券研
38、究部 0%50%100%150%200%0369121520162017201820192020全球国内全球同比国内同比0%20%40%60%80%100%2017201820192020全球国内 11 储能应用场景与空间测算储能应用场景与空间测算 储能是电力系统中的关键一环,可以应用在储能是电力系统中的关键一环,可以应用在“发、发、 输、配、用输、配、用”任意一个环节。任意一个环节。电力即发即用, 以新能源为主体的新型电力系统中 “源网荷” 波动加剧, 以上各环节推进配储,则可以平滑电力波动性,储能可起到系统稳定器的效用。 按应用场景,我们可以将储能划分为发电侧(可再生能源并网、减少弃光弃风
39、) 、电网侧(电力调峰、调频) 、用户侧(自发自用、峰谷价差套利) 、辅助服务(5G 基站备用、IDC)等多种用途。根据适配电力系统各个环节的需求,相应储能的应用类型和放电需求亦各有不同。 发电侧:提升新能源并网友好性,加速能源结构转型发电侧:提升新能源并网友好性,加速能源结构转型 风电、光伏等新能源电源具备波动性和间歇性的发电特点,未来立足“双碳”目标的实现和打造以新能源为主体的新型电力系统,则必然面临新增发电能力和电源装机结构向不稳定的新能源持续切换的过程。在此过程中,新能源电源配套储能源建设,是可以有效解决弃风弃光和电源侧稳定可靠性的重要路径。在此基础上,以一定功率比例配套储能,并据相当
40、备电时长满足平滑新能源电源出力曲线的目的,可以有效提升新能源对下游负荷曲线变化的响应能力。 根据我们对 2021-2025 年全球光伏(分布式、集中式) 、风电的新增装机规模预测,在相应配储功率比例和储能渗透率假设下,我们预计 2021-2025 年,光伏发电装机的配套 储 能 需 求 为 7.7/15.5/25.0/36.0/51.5GW , 相 应 备 电 时 长 假 设 下 的 容 量 预 测 为15.4/35.3/62.4/102.6/163.6GWh;相应风电装机预测下,我们预计 2021-2025 年风电发电带来的配套储能需求为 1.7/3.6/6.1/9.2/13.0GW,相应备
41、电时长假设下的容量预测为3.5/7.3/12.2/20.2/32.5GWh。 表 4:2021-2025 年新能源发电配套空间测算 预测年份预测年份 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 光伏光伏 中国装机预测(GW) 50 80 100 120 140 全球装机预测(GW) 160 220 260 300 350 其中: 分布式规模预测(GW) 96 143 156 180 193 新增配储比例(%) 4.00% 6% 8% 10% 12% 备电时长(h) 2 2.5 3 3.5 4 分布式配储预测(GW) 4 9 12 18 23 分布式配储容量预测(GWh) 8 2
42、1 37 63 92 集中式规模预测(GW) 64 77 104 120 158 新增配储比例(%) 6% 9% 12% 15% 18% 备电时长(h) 2 2 2 2.2 2.5 集中式配储预测(GW) 3.8 6.9 12.5 18.0 28.4 集中式配储容量预测(GWh) 7.7 13.9 25.0 39.6 70.9 光伏配储预测(GW) 7.7 15.5 25.0 36.0 51.5 光伏配储容量预测(GWh) 15.4 35.3 62.4 102.6 163.3 风电风电 12 预测年份预测年份 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 中国装机预测(GW) 3
43、5 50 56 63 70 全球装机预测(GW) 87 91 102 115 130 新增配储比例(%) 2% 4% 6% 8% 10% 备电时长 2 2 2 2.2 2.5 风电配储预测(GW) 1.7 3.6 6.1 9.2 13.0 风电配储容量预测(GWh) 3.5 7.3 12.2 20.2 32.5 资料来源:CPIA,中信证券研究部预测 电网侧及辅助服务:辅助调峰调频,支撑平稳运行电网侧及辅助服务:辅助调峰调频,支撑平稳运行 电网侧储能主要提供调峰、调频、备用等辅助服务,以保障电网运行稳定与安全。国家能源局于 12 月 24 日正式发布 电力并网运行管理规定 和 电力辅助服务管理
44、办法 ,系 2006 年上述文件发布以来的首次修订,主要是为了适应新能源大规模接入和电力市场改革加快发展的需求,也将推动我国电力辅助服务市场加快发展,提高新能源的并网接入能力。 由辅助服务带来的配储需求来看,预测存量改造与新增配储需求将有望同步释放。预计 2021-2025 年,调峰调频配储比例将持续提升,伴随新增发电能力和电力需求的增长,预计调峰调频储能容量需求将有望达到 7.5/7.9/11.0/11.2/14.2GWh。 表 5:2021-2025 年调峰调频配储需求预测 预测年份预测年份 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 截至 2020 年全球化石能源(煤、油
45、、气)发电累计装机(GW) 4000 4000 4000 4000 4000 辅助服务配套功率比例 3% 3% 4% 4% 5% 辅助服务理论可配套功率(GW) 120 120 160 160 200 配储比例 4% 6% 9% 12% 15% 储能累计需求(GW) 4.8 7.2 14.4 19.2 30.0 1)存量新增配储需求预测(GW) 1.5 2.4 7.2 4.8 10.8 全球化石能源(煤、油、气)发电累计装机(GW) 4124 4256 4393 4532 4674 yoy 3% 3% 3% 3% 3% 全球化石能源(煤、油、气)发电新增装机(GW) 124 131 137 1
46、40 142 yoy 24% 5% 4% 2% 2% 新增配储比例(%) 3% 3% 4% 4% 5% 2)增量配储需求预测(GW) 3.7 3.9 5.5 5.6 7.1 备电时长(h) 2 2 2 2 2 调频储能需求预测(GWh) 7.5 7.9 11.0 11.2 14.2 资料来源:Wind,中信证券研究部预测 用户侧:新基建带来新的稳点耗能需求用户侧:新基建带来新的稳点耗能需求 负荷侧储能市场主要围绕新基建带来的新增高耗能场景展开,其中最主要的高保电需求且高耗能场景分别为 5G 基站与数据中心(IDC) 。 我们预计 2021-2025 年,伴随我国及全球 5G 基站的大规模建设周
47、期逐步落地,有望带动配套储能需求的装机规模为 3.0/4.3/5.4/5.9/6.1GW,对应备电时长下的配储容量为11.9/17.3/21.5/23.7/24.3GWh。相应的,根据 IDC 的建设预期,我们预计 2021-2025 年IDC 数据中心建设有望带来年均约 2.5-5GW 的储能建设需求, 需求较为平稳。 综合来看, 13 预计 2021-2025 年我国储能建设需求 2.5/2.9/3.4/3.8/4.7GW,对应储能容量需求0.6/0.7/1.0/1.1/1.4GWh。 表 6:2021-2025 年 5G 基站配储需求预测 预测年份预测年份 2021E 2022E 202
48、3E 2024E 2025E 全球 5G 基站预测(万座) 85 120 145 160 160 yoy -6% 41% 21% 10% 0% 中国 5G 基站(万座) 60 90 110 120 120 其他 5G 基站(万座) 25 30 35 40 40 单站功率(kW) 3.5 3.6 3.7 3.7 3.8 配储比例 100% 100% 100% 100% 100% 出力时长(h) 4 4 4 4 4 配储功率(GW) 3.0 4.3 5.4 5.9 6.1 配储容量(GWh) 11.9 17.3 21.5 23.7 24.3 资料来源:中信证券研究部预测 表 7:2021-2025
49、 年 IDC 配套储能空间预测 预测年份预测年份 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E IDC 机柜数量预测(千台) 5006 5032 5058 5084 5111 机柜平均功率(kW/台) 9 9 10 10 11 上架率 55% 55% 55% 55% 55% 配储比例 10% 11% 12% 13% 15% 备电时间(h) 0.25 0.25 0.3 0.3 0.3 配储功率(GW) 2.5 2.9 3.4 3.8 4.7 配储容量(GWh) 0.6 0.7 1.0 1.1 1.4 资料来源:中信证券研究部预测 成长空间巨大, 需求加速释放。成长空间巨大, 需求加
50、速释放。 综合以上环节的测算、 预测结果, 我们判断 2021-2025年 全 球 储 能 市 场 有 望 伴 随 能 源 转 型 与 下 游 电 力 需 求 建 设 节 奏 , 分 别 释 放20.1/32.7/52.5/65.3/93.2GW 储能建设需求,综合备电时长下的容量需求预计分别为38.8/68.5/108.1/158.8/235.7GWh,有望带动主要储能技术类型及相关产业链采购需求迎来爆发式增长。 14 产业链梳理产业链梳理 锂电储能行业锂电储能行业 储能系统是以电池为核心的综合能源控制系统。储能系统是以电池为核心的综合能源控制系统。储能系统主要包括电池组、双向变流器(PCS
51、) 、能量管理系统(EMS) 、电池管理系统(BMS)及其他电气设备等多个部件构成,其中电池组是储能系统的核心,主要包括磷酸铁锂和三元电池;PCS 可以控制储能电池组的充电和放电过程, 进行交直流的变换; EMS 负责数据采集、 网络监控和能量调度等;BMS 主要负责电池的监测、评估、保护及均衡等。电化学储能发展潜力巨大,各领域龙头都纷纷提前布局储能赛道不同环节。 图 20:储能系统产业链 资料来源:Wind,中信证券研究部 储能系统中电池是未来成本降低的重点关注环节。储能系统中电池是未来成本降低的重点关注环节。在储能系统中,电芯成本占比达到60%,PCS、EMS、BMS 成本分别占比 20%
52、、10%、5%。因此,电池的成本下降会带动整个储能系统的成本下降。2010-2020 年,锂电池组价格从 1191 美元/kWh 下降到 137美元/kWh,从而带动整个储能系统的成本下降约 80%。根据 BNEF 数据预计,未来十年储能系统成本有望下降 139 美元/kWh,其中有 93 美元/kWh 来自电池成本下降,占比达到 67%,表明电池环节的极强降本能力。 15 图 21:储能系统各部件相互关系 资料来源:派能科技招股说明书,中信证券研究部 图 22:2020 年储能系统成本拆分 资料来源:阳光电源,中信证券研究部 目前行业玩家包括电池企业、目前行业玩家包括电池企业、 PCS 企业
53、、企业、 EMS 企业、企业、 系统系统基础基础四四类类企业企业。 国内方面,1)电池企业:一类是宁德时代、国轩高科、南都电源等动力锂电池企业;另一类是派能科技、圣阳能源等从铅酸电池储能切换到锂电池储能的企业。2)PCS 公司:一类是逆变器企业利用同源技术切入到储能 PCS 环节,如阳光电源、固德威、上能电气等;一类是 UPS 电源企业,如科华恒盛、科士达等。3)EMS 公司:主要以国网系等电力装备提供商为主,例如许继电气等。4)系统公司:一类是全环节整合的企业,例如比亚迪,中天科技、 派能科技; 另一类是电池或 PCS 企业延伸到系统环节的时代星云(宁德时代与星云股份合资) 、阳光电源等。海
54、外市场,主要是 Fluence、Tesla、LG 等的系统企业。 表 8:储能系统产业链相关公司 公司公司 电电池池 BMS PCS EMS 系统系统集成集成 简介简介 比亚迪 储能系统全产业链覆盖,绑定金风科技开发国内市场 科陆电子 利用与 LG 化学合资企业无锡陆金实现储能产品交付,拥有完善的储能系统集成能力 宁德时代 电池成本技术全球领先,国内储能与电网开展深度合作 国轩高科 核心开发磷酸铁锂电池,规划将储能业务发展为占公司超 30%收入的支柱性产业 海博思创 致力于智能电网储能系统的开发应用,已投运储能项目40 余个,项目订单累计超过 300MWh 圣阳股份 专注铅酸蓄电池,以储能系统
55、解决方案及铅炭电池的综合优势,多元化满足客户需求 派能科技 全球家用储能电池系统的龙头企业, 深耕海外家庭储能,19 年全球出货量市占率第三 阳光电源 逆变器龙头,国内最大储能系统集成商 易事特 储能是公司战略板块业务之一,提出了光储一提化解决方案 科华恒盛 具有储能逆变器、锂电池系统、铅酸电池等产品,提供发电侧、家庭储能体系等方案 锦浪科技 连续四年中国储能产业最佳逆变器供应商 四方股份 最早开展大容量锂电池磁能相关业务,对锂电池充放电控制技术等方面有深入研究 中恒电气 公司注重储能电站业务,积累了用户侧、电网侧、发电侧等项目 库博能源 专注于分布式储能等项目,2021 年已合计构造超100
56、MWh 分布式储能系统 电池PCSBMSEMS其他 16 公司公司 电电池池 BMS PCS EMS 系统系统集成集成 简介简介 LG 凭借在动力电池的积累, 推出RESU系列家庭储能系统,是 2021 最大的家庭能源存储系统 Tesla Energy 2015 年进军 solar roof 和 powerwall 市场, 2020 年储能总装机超 3GW 资料来源:各公司公告,中信证券研究部 1) 储能电池储能电池:头部:头部技术技术领先,动力电池企业渐多。领先,动力电池企业渐多。 锂离子电池是商业化进程最快的技术之一,主流的技术路线为磷酸铁锂电池,国内来看,随着磷酸锂铁电芯的成本下降和循环
57、次数的增加,铅蓄电池(南都电源)国内出货量份额下降,宁德时代、力神电池、海基新能源、亿纬锂能、国轩高科等依靠磷酸锂铁开始崛起,前期因技术路线不同带来的差异化竞争逐渐减弱,国内企业中 2020 年比亚迪海外出货量领先,但海外份额仅 6%,海外市场仍有庞大替代空间。我们预计后续在动力电池具备较强积累的宁德、亿纬等海外出货份额将继续提升。储能电池竞争格局正逐渐集中,2020 年国内出货量 CR5 为 54%,宁德时代 2019-2020 年位居首位。因储能电池与动力电池同源,但对能量密度和循环次数的要求不同,所有生产动力电池的企业均可做储能电池。目前在储能电池领域,动力电池企业渐多,如比亚迪、宁德时
58、代、派能科技等龙头公司领先。 表 9:2020 年中国储能行业电池企业业务情况 公司简称公司简称 业务布局业务布局 储能业务营收储能业务营收/万元万元 储能业务营收储能业务营收 占比占比 宁德时代 材料、电芯、电池系统、电池回收 194345 3.86% 比亚迪 电子、汽车、轨道交通等新能源的获取、存储、应用全方位整体解决方案 - - 圣阳股份 电池、储能系统,一体化电源解决方案 111039 63.04% 派能科技 磷酸铁锂电芯及模组,储能电池系统的发输配用 104462 93.26% 南都电源 锂离子电池、铅电池及核心产品、系统集成及服务 39744 3.87% 亿纬锂能 消费电池、动力电
59、池的全面解决方案 - - 科陆电子 变频节能、风光并网、规模储能、合同能源管理 38378 11.50% 国轩高科 磷酸铁锂和三元材料及电芯、动力电池组、储能电池组 - - 资料来源:各公司公告,中信证券研究部 图 23:2020 年中国市场储能电池出货量竞争格局 资料来源:Wind,中信证券研究部 图 24:2020 年中国储能电池海外市场销量(MW) 资料来源:Wind,中信证券研究部 17%11%9%9%8%5%4%4%4%2%27%宁德时代力神海基新能源亿纬锂能国轩新能源南都电源赣锋电池比亚迪中航锂电国轩高科其他050100150200250300350400450500比亚迪南都电源
60、 海基新能源 圣阳电源力神 17 2) PCS 环节环节:行业整体处于发展早期,竞争格局与光伏逆变器类似:行业整体处于发展早期,竞争格局与光伏逆变器类似 PCS 是储能系统中的重要部件,决定着输出电能的质量和特征,从而很大程度上影响了电池的寿命。 PCS 由功率、 控制、 保护、 监控等软硬件组成, 其主要功能包括平抑功率、信息交互、结合 BMS 系统实现充放电一体化、并/离网运行等。储能逆变器全球市场需求从 2015 年到 2021 年持续快速增长,促进储能逆变器企业的业务增长。由于 PCS 技术与光伏逆变器技术同源,大多作为储能系统或新能源业务等其他业务的一部分,因此,PCS业务大多占比不
61、超过 10%,较少企业将其作为独立产品进行财务披露。 图 25:储能逆变器市场需求持续快速增长(GW) 资料来源:Wind,中信证券研究部预测 图 26:2020 年中国储能逆变器市场销量(MW) 资料来源:Wind,中信证券研究部 3) EMS 系统系统:规模规模较小,尚未形成行业龙头较小,尚未形成行业龙头 EMS 是储能系统决策的“大脑” ,实现数据采集分析、网络监控、能量调度等功能,从而完成对分布式电源、储能系统、光伏系统、负荷系统等的智能化管理,实现资源与需求的匹配。 EMS 相对其他储能系统部件市场规模较小, 目前行业尚未形成优势较大的龙头企业,从业者以国网系等电力装备提供商为主,例
62、如许继电气。 表 10:2020 年中国储能行业 EMS 企业业务情况 公司简称公司简称 业务布局业务布局 2020 年营收年营收/万元万元 国电南瑞 电网自动化及工业控制、继电保护及柔性输电、电力自动化信息通信、发电及水利环保 3850241.1 中天科技 海洋产业、新能源产业、光通信产业、电力建投产业、新型产业 4406572.7 中恒电气 (中恒云能源) 通信电源系统、数据中心电源、电力操作电源系统、软件开发销售及服务、电力管理服务及工程收入(服务收入)、储能项目、其他 143349.5 许继电气 (电科储能) 特高压、智能电网、新能源、电动汽车充换电、轨道交通及工业智能化五大核心业务、
63、综合能源服务、先进储能、智能运维、电力物联网等新型业务 1119120.2 长园集团 (长园深瑞) 消费类电子智能设备、智能电网设备与能源互联网技术服务、其他领域的智能设备 618769.0 派能科技 磷酸铁锂电芯及模组,储能电池系统的发输配用 112007.0 易事特 高端电源装备、数据中心、充电桩、5G 供电、轨道交通、储能系统 417081.3 华自科技 自动化及信息化产品与服务、新能源及智能装备、环保与水处理产品及服务 116228.6 资料来源:各公司公告,中信证券研究部 02468101214162015201620172018201920202021E05010015020025
64、0300350阳光电源科华恒盛素英电气上能电气南瑞继保盛宏电气科陆电子许继电气英博电气智光储能 18 4) 储能温控:液冷方案是大趋势,领先布局企业具备优势储能温控:液冷方案是大趋势,领先布局企业具备优势 行业需求当前处于爆发期,短期内由各厂商在渠道、产品、研发等方面的积累差异, 竞争格局初步形成。由于风冷方案成熟度更高、并且在初期投入来看,较液冷显著具备优势,风冷是当前储能温控主力方案,目前风冷领域,英维克、黑盾股份、申菱环境等均有成熟产品,英维克份额占据绝对优势。但是,液冷具备更加高效均匀的制冷能力,随着储能密度的提升、液冷产品成熟度的提升,未来液冷的占比预计将逐步提升。在液冷领域,外部制
65、冷供液系统环节目前来看,英维克、奥特佳目前在出货规模上领先,松芝股份、高澜股份等预计今年将产生订单销售,同飞股份、申菱环境等也在积极进行客户拓展;内部电池包液冷系统产品领域,科创新源、飞荣达等均明确表示有液冷板等产品布局。 图 33:储能温控产业链 资料来源:Wind,中信证券研究部 表 11:国内储能温控方案提供商 公司简称公司简称 业务布局业务布局 2020年营收年营收/万元万元 英维克 储能温控领域长期积累,产品涵盖风冷、液冷等解决方案,服务客户涵盖宁德时代、华为、比亚迪、南都、科陆、平高集团、阳光电源、海博思创等 170333.58 高澜股份 电力设备水冷系统集成,储能电池温控技术、大
66、型储能电站液冷系统、预制舱式储能液冷产品,服务客户主要是分布式电池集装箱集成厂家和电池厂家 122823.23 松芝股份 基于独立电池温控产品的技术积累和储能市场需求,公司开发储能电池温控相关产品,是宁德时代、远景能源等客户的供应商 372689.36 许继电气 (电科储能) 特高压、智能电网、新能源、电动汽车充换电、轨道交通及工业智能化五大核心业务、综合能源服务、先进储能、智能运维、电力物联网等新型业务 338383.48 同飞股份 布局涵盖风冷和液冷,主要产品涵盖液体恒温设备、应用于液冷和风冷场景的电气箱恒温装置,主要服务客户阳光储能 61228.56 申菱环境 储能解决方案包括液冷和风冷
67、,主要应用于抽水蓄能项目专用空调设备和电化学储能系统散热设备等 146725.51 科创新源 新能源汽车动力电池用钎焊式液冷板生产线和储能系统用吹胀式液冷板 30699.86 飞荣达 压铸壳体、注塑壳体、屏蔽密封胶条、散热模组等产品已经应用于光伏逆变器和风电行业的储能设备,其中 光伏逆变器行业公司客户涵盖华为、阳光电源、古瑞瓦特等 292933.86 资料来源:各公司公告,中信证券研究部 19 5) 储能系统储能系统:集中度较低,头部尚未形成:集中度较低,头部尚未形成 2020 年, 中国新增投运的电化学储能项目中, 功率规模排名前十的储能系统集成商,依次为:阳光电源、海博思创、平高电气、国轩
68、新能源、猛狮科技、科华恒盛、南都电源、科陆电子、南瑞继保和库博能源。 图 35:2020 年中国国内市场储能系统集成商排名(MW) 资料来源:各公司公告,中信证券研究部 抽水蓄能行业抽水蓄能行业 抽水蓄能产业主要包含设备制造、工程建设、电站运营等环节。抽水蓄能产业主要包含设备制造、工程建设、电站运营等环节。其中,抽水蓄能产业链上游主要为设备制造商,包括水轮机、水泵、发电机和主变压器等设备制造企业。水轮机主要供应商为东方电气、哈尔滨电气;水泵主要供应商为凌霄泵业、大元泵业等;变压器主要供应商包括保变电气、新华都等。抽水蓄能产业链中游主要为电站设计建设及电站资产的持有运营公司,具体包括电站设计、建
69、设(中国电建、中国能建、粤水电) 、电站运营(主要包括国家电网和南方电网,具体可能为旗下上市平台) 。抽水蓄能产业链下游主要为抽水蓄能电站在电网系统的辅助服务应用,具体包括调峰、调频等用途。 050100150200250300350阳光电源海博思创平高电气 国轩新能源 猛狮科技科华恒盛南都能源科陆电子南瑞继保库博能源 20 图 27:抽水蓄能产业链 资料来源:Wind,中信证券研究部 顶层政策设计确保投资顶层政策设计确保投资高高确定确定性及性及持续性,广阔市场空间即将爆发持续性,广阔市场空间即将爆发 在构建以新能源为主体的新型电力系统,保障电力系统安全稳定运行以及可再生能源大规模发展的“双碳
70、”发展大背景下,2021 年 9 月,国家能源局发布抽水蓄能中长期发展规划 (2021-2035 年) 提出, 到 2025 年, 抽水蓄能投产总规模较“十三五” 翻一番,达到 6200 万千瓦以上;到 2030 年,抽水蓄能投产总规模较“十四五”再翻一番,达到1.2 亿千瓦左右;到 2035 年,要形成满足新能源高比例大规模发展需求的,技术先进、管理优质、国际竞争力强的抽水蓄能现代化产业,培育形成一批抽水蓄能大型骨干企业。 同时,作为运营持有抽水蓄能电站主体的国家电网与南方电网亦相继有抽水蓄能相关规划不断提出2021 年 3 月,国家电网宣布将开放 1000 亿元股权投资,以吸引资本参与和支
71、持“十四五”期间计划新增的 2000 万千瓦抽水蓄能电站建设(总体规模约为国家电网现有在运电站规模的 95.4%) ;2021 年 11 月,南方电网发布南方电网“十四五”电网发展规划 ,据我们预测, “十四五”期间,南方五省区将新增抽水蓄能 600 万千瓦。 21 图 33:国家能源局抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035)年 重点重点任务任务12345(一)积极推进在建项目建设:(二)加快新建项目开工建设:(三)加强规划站点储备和管理:抽水蓄能项目247个,总装机规模约为3.05亿千瓦(四)因地制宜开展中小型抽水蓄能建设:发挥中小型抽水蓄能电站资源丰富、与分布式新能源紧密结合等优势(五
72、)探索推进水电梯级融合改造:鼓励增建混合式抽水蓄能规划总体目标规划总体目标2025年,抽水蓄能投产总规模6200万千瓦以上;到2030年,投产总规模1.2亿千瓦左右。 资料来源:国家能源局,中信证券研究部 “强者恒强”趋势在抽水蓄能各个环节较为突出“强者恒强”趋势在抽水蓄能各个环节较为突出 抽水蓄能电站的建设涉及到持有运营、施工承包以及设备制造三大主要方向。其中持有运营主要为国家电网、南方电网及旗下上市持股平台等;施工承包主要有中国电建、中国能建等;设备制造(主站设备)主要为东方电气、哈尔滨电气以及浙富控股等。 1) 持有运营持有运营: “双碳”背景下,电网公司投资力度持续加码: “双碳”背景
73、下,电网公司投资力度持续加码 目前我国抽水蓄能电站的主要投资运营商是国家电网和南方电网。 截至2021年3月,国家电网在运抽水蓄能电站 22 座,装机容量 2096 万千瓦,在建抽水蓄能电站 20 座,装机容量 4133 万千瓦,在市场中占据绝对的领导地位。 表 12:截至 2021 年 3 月国家电网、南方电网抽水蓄能电站在建、在运规模 指标指标 国家电网国家电网 南方电网南方电网 抽水蓄能电站数量 在运 22 座 5 座 在建 29 座 5 座 抽水蓄能电站装机规模 在运 2096 万千瓦 788 万千瓦 在建 4133 万千瓦 840 万千瓦 资料来源:国家电网、南方电网官网,中信证券研
74、究部 截至 2020 年末,我国已建成投产的抽水蓄能电站总规模达 3249 万千瓦;从地区分布上看,主要分布在华东、华北、华中和广东地区;在建抽水蓄能电站总规模达 5393 万千瓦,约 60%分布在华东和华北,已建和在建规模均居世界首位。 2021 年 3 月,国家电网宣布, “十四五”期间将力争在新能源集中开发地区和负荷中心新增开工 2000 万千瓦以上装机、1000 亿元以上投资规模的抽水蓄能电站(总体规模约为国家电网现有在运电站规模的 95.4%) 。2021 年 9 月,南方电网宣布,从“十四五”到 22 “十六五”期间,南方电网将持续加大投资力度,加快建设抽水蓄能和新型储能,到 20
75、35年,将新增抽水蓄能装机 3600 万千瓦。 图 36:截至 2020 年末我国已建抽水蓄能电站区域分布图 资料来源:国家能源局 图 37:各省份在建抽水蓄能规模情况(单位:万千瓦) 资料来源:国家能源局,中信证券研究部 2)施工施工承包:承包:技术复杂,技术复杂,壁垒突出,行业龙头为壁垒突出,行业龙头为参与参与的主力军的主力军 由于抽蓄电站的建设具有一定的技术复杂性,产业技术和项目壁垒突出,产业链主要参与者多为头部企业。2020 年,中国已建的 3249 万千瓦抽水蓄能装机容量中,中国电建承建占比 33.3%,在建 5393 万千瓦抽水蓄能装机容量中,中国电建承建占比 44.2%,处于绝对
76、的龙头地位。 图 36:截至 2020 年我国抽蓄电站已建项目市场份额图 资料来源:国家能源局,中信证券研究部 图 37:截至 2020 年我国抽蓄电站在建项目市场份额图 资料来源:国家能源局,中信证券研究部 当前, 国家“两新一重” 等利好政策频出, 行业景气度提振明显,中国电建营业收入、归母净利润稳步提升。2020 年公司营业收入 4020 亿元,同比增长 15.2%,近五年营收CAGR 达 13.8%。2020 年有效应对新冠肺炎疫情带来的不利影响,实现归母净利润 79.9亿元,同比增长 10.3%,近五年归母净利润 CAGR 达 8.8%。 0100200300400500600700
77、800河北浙江山东福建河南辽宁山西安徽广东新疆吉林湖南陕西江苏内蒙古黑龙江江西重庆在建抽蓄项目33.3%9.2%13.9%9.5%34.1%中国电建中国能建国家电网南方电网其他44.2%6.7%23.0%4.5%21.7%中国电建中国能建国家电网南方电网其他 23 作为行业龙头企业,中国电建在抽水蓄能电站建设领域深耕多年,具有丰富的电站建设经验,近年来获得多个项目的订单。根据公司公告披露,2019 年至今公司累计新签 10个抽水蓄能项目,合计金额 114.23 亿元。 表 13:截至 2021 年 10 月中国电建新签抽水蓄能项目一览 时间时间 类型类型 项目名称项目名称 金额(亿元)金额(亿
78、元) 2019/3 新签 湖南省平江抽水蓄能电站工程 7.6 2019/6 新签 河北省易县抽水蓄能电站筹建期洞室及道路工程施工 5.2 2019/10 新签 河南省洛宁抽水蓄能电站主体土建及金属结构安装工程 17.5 2020/3 新签 河北省抚宁抽水蓄能电站筹建洞室道路及业主营地工程 6.3 2020/12 新签 河南省五岳抽水蓄能电站上水库工程施工 7.8 2020/12 新签 新疆哈密抽水蓄能电站筹建洞室道路及房建工程 6.6 2021/2 新签 内蒙古芝瑞抽水蓄能电站主体土建及金属结构安装工程施工合同 21.7 2021/3 新签 河北易县抽水蓄能电站主体土建及金属结构安装工程施工合
79、同 19.6 2021/8 新签 河北抚宁抽水蓄能电站水库工程 8.5 2021/10 新签 山东省潍坊抽水蓄能电站水库工程 13.43 合计 114.23 资料来源:中国电建公告,中信证券研究部 3)设备)设备制造制造: “两大一小”的行业竞争格局长期稳定: “两大一小”的行业竞争格局长期稳定, “双寡头”拿单确定性高“双寡头”拿单确定性高 抽水蓄能电站主站设备环节主要为国内“两大一小”三家供应商: “两大”为东方电气、哈尔滨电气, “一小”为浙富控股。根据东方电气 2018 年年报披露,公司市场占有率已提升至 47.2%。 根据国家能源局的中长期发展规划,我们预计“十四五”期间抽水蓄能主站设备采购需求有望达到 140-155 亿元, “十五五”期间采购规模有望达到 260-290 亿元,对应东方电气公司的期望区间订单规模分别为:70-80 亿元、130-150 亿元。 图 38:“十四五”及“十五五”期间抽水蓄能新增装机及主站设备采购预期 资料来源:国家能源局,中信证券研究部预测 050100150200250300350010203040506070十四五十五五抽水蓄能新增装机(GW)主站设备采购规模(亿元)