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全球储能行业发展现状及趋势展望抱火哥

全球储能行业发展现状及趋势展望

储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统、能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术。随着各国政府对储能产业的相关支持政策陆续出台,储能市场投资规模不断加大,产业链布局不断完善,商业模式日趋多元,应用场景加速延伸。在国内,系列政策的出台加速为储能产业大发展蓄势,行业到了爆发的临界点,储能的春天正在到来。本报告对全球储能市场基本情况、储能产业相关政策、储能应用及商业模式三个方面进行梳理和研究,并在此基础上分析储能市场的发展趋势。一、全球储能市场基本情况(一)储能市场总体情况来自美国能源部全球储能数据库(DOE Global Energy Storage Database)的数据显示,截至今年6月底,全球累计运行的储能项目装机规模195.74吉瓦(共1747个在运项目)。其中,抽水蓄能184.20吉瓦(353个在运项目);储热4.03吉瓦(225个在运项目);其他机械储能2.65吉瓦(78个在运项目);电化学储能4.83吉瓦(1077个在运项目);储氢0.02吉瓦(14个在运项目),相应类型规模占比如图1所示。资料来源:DOE Global Energy Storage Database图1 全球累计运行储能项目类型分布根据美国能源部全球储能数据库的数据,1997~2017年,全世界储能系统装机增长了70%,到170吉瓦左右(见图2)。如今储能市场在各国政府的政策鼓励下得到了积极的发展,最近几年间新建储能项目及其装机总规模有望增加数倍。资料来源:DOE Global Energy Storage Database图2 1992~2017年全球储能装机增长情况(二)地区分布从地域来看,全球储能项目装机主要分布在亚洲的中国、日本、印度和韩国,欧洲的西班牙、德国、意大利、法国、奥地利和北美的美国(见图3),这10个国家储能项目累计装机容量占全球的近五分之四。资料来源:DOE Global Energy Storage Database图3 2018年全球累计运行储能装机TOP10国家(单位:吉瓦)1.美、中、日领跑全球市场从累计运行的储能规模来看,2017年,美中日依旧占据储能项目装机的领先地位,其中美国仍是全球最大的储能市场。根据GTM Research发布的全球储能报告,2017年全球新增储能电量2.3吉瓦时,其中,美国新增431兆瓦时,居全球首位。截至2017年末,美国储能累积部署达到1.08吉瓦时,预计2018年的部署将超过1.2吉瓦时。根据矢野经济研究所的预测,日本储能市场也将保持快速增长,2020年市场规模有望达到3.307吉瓦时。中国的储能产业虽然起步较晚,但近几年发展速度令人瞩目。目前,国内储能侧重示范应用,积极探索不同场景、技术、规模和技术路线下的储能商业应用,同时规范相关标准和检测体系。根据中关村储能产业技术联盟(CNESA)全球储能项目库的不完全统计,2016~2017年间,我国规划和在建的储能规模近1.6吉瓦,占全球规划和在建规模的34%,我国储能投运规模迎来加速增长。截至2017年底,我国已投运储能项目累计装机规模28.9吉瓦,同比增长19%。与全球储能市场类似,我国抽水蓄能的累计装机规模所占比重最大,接近99%,但与上一年同期相比略有下降。电化学储能的累计装机规模位列第二,为389.8兆瓦,同比增长45%,所占比重为1.3%,较上一年增长0.2个百分点。在各类电化学储能技术中,锂离子电池的累计装机占比最大,比重为58%。2.澳大利亚、印度等新兴市场涌现2017年,新兴市场表现突出,特别是澳大利亚。根据GTM Research发布的全球储能报告,2017年全球新增储能容量1.4吉瓦,其中,澳大利亚新增246兆瓦,领先于美国和其他国家,居全球首位。这是由于特斯拉公司在澳大利亚部署的创纪录的Hornsdale储能项目发挥了关键作用,一次性提供了100兆瓦的储能容量。诸多海外电池厂商在印度建厂,为印度本地或整个亚洲提供产品的兴趣增加,并落地了一批动力电池和储能产品生产基地。未来3~5年内,印度有望依托不断提升的电池产品制造能力,陆续启动储能技术在电动汽车、柴油替代、可再生能源并网、无电地区供电等领域的应用。韩国部署的储能项目朝着规模大型化的方向演进,其中就包括了世界上最大的用户侧储能项目——现代电气蔚山规划的150兆瓦储能项目。预计这些项目将为2018年韩国储能市场提供增量支撑。韩国国内LG Chem、三星SDI和Kokam等实力雄厚且已经深度渗透海外市场的储能技术供应商,将为其国内储能市场的规模化开发提供强有力的技术支撑和经验基础。3.欧洲市场多元化发展德国是欧洲储能装机比重最大的国家。2017年,德国家庭光伏储能市场的增长已趋于缓慢,光伏设备中安装储能系统的比例由73%增至77%,增幅不大。尽管如此,德国依然是欧洲范围内最成熟的分布式光伏储能市场,也是用户侧储能商业模式最先进的国家。2017年,英国储能市场规模迎来爆发式增长,其累计投运储能项目规模达到2016年同期规模的10倍。除了德国、英国市场之外,荷兰、法国、芬兰、丹麦、西班牙、捷克、比利时、俄罗斯、奥地利等在内的9个国家均部署了储能项目。以Vestas、KK Wind等为首的欧洲风电开发商积极探索风储联合运行的商业模式,带动风储项目在全球快速部署。总体上看,欧洲储能市场呈现出全新的、多元化的发展态势。(三)技术分类根据能量存储方式的不同,储能技术主要分为机械储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)、电磁储能(如超导储能、超级电容等)、电化学储能(如锂离子电池、钠硫电池、铅酸电池、镍镉电池、锌溴电池、液流电池等)等三大类(见图4),此外还有储热、储冷、储氢等。不同储能技术,在寿命、成本、效率、规模、安全等方面优劣不同。同时,由于具体条件不同,储能目的各有差异,储能方式的选择还取决于对发电装机、储能时长、充电频率、占地面积、环境影响等诸多方面的要求。资料来源:根据公开资料整理图4 储能主要技术分类近年来储能技术不断发展,许多技术已进入商业示范阶段,并在一些领域展现出一定的经济性。以锂电、铅酸、液流为代表的电化学储能技术不断发展走向成熟,成本进一步降低;以飞轮、压缩空气为代表的机械储能技术也攻克了材料等方面的难关,产业化速度正在加快;而以锂硫、锂空气、全固态电池、钠离子为代表的新型储能技术也在不断发展,取得了技术上的进步。总体来看,机械储能是目前最为成熟、成本最低、使用规模最大的储能技术,电化学储能是应用范围最为广泛、发展潜力最大的储能技术。目前,全球储能技术的开发主要集中在电化学储能领域。1.抽水蓄能仍占绝对优势抽水蓄能是全球装机规模最大的储能技术,也是目前发展最为成熟的储能技术。大部分抽水蓄能电站和水电站、核电站一起结合应用,在很多国家都有推广,尤其是发达国家,在核电的开发、水能、风能的利用和蓄能配套方面已有一定成功经验,其中日本、美国和欧洲等国的抽水蓄能电站装机容量占全世界抽水蓄能电站总和的80%以上。国际可再生能源署(IRENA)2017年发布的报告《电力储存与可再生能源——2030年的成本与市场》指出,到2017年中全球储能装机容量为176吉瓦,抽水蓄能装机169吉瓦,占比96%。尽管抽水蓄能仍占绝对优势,但是未来其成本下降空间有限,而各类电池储能成本可望下降50%~60%。预计2030年抽水蓄能装机将小幅增至235吉瓦,而电池储能将快速攀升至175吉瓦。我国已先后建成潘家口、广州、十三陵、天荒坪、山东泰山、江苏宜兴、河南宝泉等一批大型抽水蓄能电站,根据水电水利规划设计总院发布的《中国可再生能源发展报告2017》,截至2017年底,中国抽水蓄能在建规模为38.51吉瓦,已建总装机容量为28.69吉瓦,是世界上抽水蓄能装机容量最大的国家。2.电化学储能保持快速增长根据中关村储能产业技术联盟项目库的不完全统计,2000~2017年间全球电化学储能项目累计装机投运规模为2.6吉瓦,容量为4.1吉瓦时,年增长率分别为30%和52%。图5为2013~2017年间全球投运电化学储能项目装机规模。资料来源:CNESA图5 2013~2017年全球投运电化学储能项目装机情况(单位:兆瓦)截至2017年底,全球电化学储能项目累计装机规模为2926.6兆瓦,占比1.7%,较上一年增长0.5个百分点。在各类电化学储能技术中,锂离子电池累计装机占比最大,超过75%。2017年,全年新增投运电化学储能项目装机规模为914.1兆瓦,同比增长23%。新增规划、在建的电化学储能项目装机规模为3063.7兆瓦,预计短期内全球电化学储能装机规模还将保持高速增长。2018年上半年,全球新增投运电化学储能项目装机规模697.1兆瓦,同比增长133%,相比2017年底增长24%。其中,英国的新增投运项目装机规模最大,为307.2兆瓦,占比为44%(见图6),同比增长441%;中国新增投运电化学储能项目装机规模100.4兆瓦,占全球新增规模的近15%,同比增长127%,相比2017年底增长26%。资料来源:CNESA图6 2018年上半年全球投运电化学储能项目分布情况二、储能产业相关政策近期各国储能产业相关政策主要集中在以下几个方面:在储能尚未推广或刚刚起步的国家或地区,发展储能逐渐被纳入国家战略规划,政府开始制定储能的发展路线图;在储能已具备一定规模或产业相对发达的国家或地区,政府多采用税收优惠或补贴的方式,以促进储能成本下降和规模应用(尤其是用户侧的应用);在储能逐步深入参与辅助服务市场的国家或地区,政府通过开放区域电力市场,为储能应用实现多重价值、提供高品质服务创造平台。(一)国外1.美国2016年6月,美国在“建设智能电力市场扩大可再生能源和储能规模会议”上承诺,加快可再生能源和储能电源并网,未来5年储能采购或安装规模增加1.3吉瓦。2017年,在多年储能市场发展经验基础上,美国加州从加速部署公共事业级项目应对储气库泄漏带来的高峰电力运行压力,到批准一系列市场规则提升储能在电力市场中的参与度,全方位推动并调整储能发展。在加州的带动下,俄勒冈州、马萨诸塞州和纽约州均通过设立储能采购目标或提出采购需求,启动公用事业规模的储能项目部署,并依据各自能源结构及供需特点调整储能的应用重点。税收方面,投资税收减免(ITC)是政府为了鼓励绿色能源投资而出台的税收减免政策,光伏项目可按照投资额的30%抵扣应纳税。2016年,美国储能协会向美国参议院提交了ITC法案,明确先进储能技术都可以申请投资税收减免,并可以以独立方式或者并入微网和可再生能源发电系统等形式运行。补贴方面,自发电激励计划(SGIP)是美国历时最长且最成功的分布式发电激励政策之一,用于鼓励用户侧分布式发电,随后储能被纳入SGIP的支持范围,储能系统可获得2美元/瓦的补贴支持。从将储能纳入补贴范围至今,SGIP经历了多次调整和修改,对促成分布式储能发展发挥了重要作用。得益于各州持续的税收优惠和补贴鼓励,以及开放的电力市场准入政策,美国的储能项目一直可以在电力市场进行良性互动的参与,为电网及用户提供各种服务。2.欧洲2016年以来,英国大幅推进储能相关政策及电力市场规则的修订工作。政府将储能定义为其工业战略的一个重要组成部分,并制定了推动储能发展的一系列行动方案,包括明确储能资产的定义、属性、所有权、减少市场进入障碍等,为储能市场的大规模发展注入强心剂。同时,英国光伏发电补贴政策的取消,客观上刺激了户用储能的发展。德国政府高度重视能源转型,近10年来一直致力于推动本国能源系统的转型变革。在储能方面,德国政府部署了大量的电化学储能、储热、制氢与燃料电池研发和应用示范项目,使储能技术的发展和应用成为本国能源转型的支柱之一。推动德国储能市场发展的措施包括逐年下降的上网电价补贴、高额的零售电价、高比例的可再生能源发电以及德国复兴信贷银行提供的户用储能补贴等。另外,继2016年大量调频储能项目上马以及一次调频辅助服务市场逐渐饱和之后,2017年,为了鼓励储能等新市场主体参与二次调频和分钟级备用市场,德国市场监管者简化了新市场参与者参与两个市场的申报程序,为电网级储能的应用由一次调频转向上述两个市场做准备。为了给可再生能源渗透率日益增高的欧洲电网做支撑,继德国之后,2017年,荷兰、奥地利和瑞士等国开始尝试推动储能系统参与辅助服务市场,为区域电力市场提供高价值的服务。随着分布式光伏的推广,奥地利、捷克等国家发布光储系统补贴计划,扶持本地用户侧储能市场。在意大利,包含了光伏和储能的户用系统,不仅能够享受补贴,还有减税政策。可以说,补贴和光伏是欧洲储能产业发展的最大推手。3.亚洲为鼓励新能源走进住户,同时又要缓解大量涌入的分布式太阳能带来的电网管理挑战,日本政府主要采用激励措施鼓励住宅采用储能系统,对实施零能耗房屋改造的家庭提供一定的补贴,补贴来自中央政府和地方政府两个渠道。除了财政上的大力支持,日本政府在新能源市场的政策导向也十分积极:要求公用事业太阳能独立发电厂装备一定比例的电池以稳定电力输出;要求电网公司在输电网上安装电池以稳定频率,或向供应商购买辅助服务;对配电网或者微电网使用电池进行奖励等。2016年4月,日本政府发布《能源环境技术创新战略2050》,也对储能作出部署。要研究低成本、安全可靠的快速充放电先进蓄电池技术,使其能量密度达到现有锂离子电池的7倍,成本降至十分之一,应用于小型电动汽车后,电动汽车续航里程达到700千米以上。该技术还将用于可再生能源,实现更大规模的可再生能源并网。在印度2022年的智能城市规划中,印度可再生能源部门将可再生能源的装机目标增加到175吉瓦,其中太阳能100吉瓦、风能60吉瓦、生物质能10吉瓦、小水电5吉瓦。为了实现可再生能源175吉瓦的发展目标,政府积极发布光储计划、电动汽车发展目标、无电地区的供电方案等,多方面应用储能,但同时,由于光伏上网电价急剧下滑,2017年印度国内两次电网级光储项目招标最终被迫取消。2017年,在强制性的RPS配额制政策、10座老燃煤电厂计划关停以及能源转型等因素的驱动下,韩国持续推动储能在大规模可再生能源领域的应用,政府主要通过激励措施,例如为商业和工业客户提供电费折扣优惠等方式,来支持储能系统的部署。同时,为化解电力供需主要矛盾,韩国政府势必寻找替代解决方案,支持储能技术应用纳入政策规划,未来储能将在能源可靠供应和绿色供应的驱动下发展和应用。4.其他地区2017年,澳大利亚以南澳、首领地、维多利亚州和新南威尔士等为代表的州或市政府从储能招标采购计划、区域储能安装补贴等方面入手,推动当地大规模储能项目的落地,带动了Tesla、AES等一批海外储能系统开发商在可再生能源场站侧布局与规划电网级储能项目的热潮。另外,澳大利亚电力市场监管者制定的“五分钟结算机制”,不仅能够促进储能在澳大利亚电力市场中实现更有效的应用并获得合理补偿,还将推动基于快速响应技术的更多市场主体以及合同形式的出现,对储能在电力市场中的多元化应用产生重要影响。最近几年间,在俄罗斯国内一系列规划战略文件中都写入了发展储能的计划。《2035年俄罗斯燃料能源综合体领域科技发展展望》(2016年版)指出,储能是发展可再生能源和分布式电源所需的极其重要的技术。国家技术倡议路线图“EnergyNet”(2016年版)将储能作为智能分布式能源和天然气混合发电技术的优先发展方向,提出2019年前要在偏远村镇应用智能分布式能源技术,启动能源系统自动控制试验项目,其中就包括发展可再生能源和储能技术。《俄罗斯联邦电力储能系统市场发展纲要》(2017年版)确定了俄储能市场发展的长期目标。(二)国内1.储能纳入国家级政策规划2015年以来,国内对储能产业的扶持政策密集出台。储能列入“十三五”规划百大工程项目,首次正式进入国家发展规划。《能源发展“十三五”规划》中提出,“积极开展储能示范工程建设,推动储能系统与新能源、电力系统协调优化运行。”“以智能电网、能源微网、电动汽车和储能等技术为支撑,大力发展分布式能源网络,增强用户参与能源供应和平衡调节的灵活性和适应能力。”2016年6月,国家发展改革委、国家能源局印发《能源技术革命创新行动计划(2016~2030年)》,并同时发布《能源技术革命重点创新行动路线图》,提出包括先进储能技术创新在内的15项重点创新任务,并指出,要研究太阳能光热高效利用高温储热技术、分布式能源系统大容量储热(冷)技术,研究面向电网调峰提效、区域供能应用的物理储能技术,研究面向可再生能源并网、分布式及微电网、电动汽车应用的储能技术。掌握储能技术各环节的关键核心技术,完成示范验证,整体技术达到国际领先水平,引领国际储能技术与产业发展。此外,新一轮电力体制改革相关配套文件,促进大规模可再生能源消纳利用、能源互联网和电动汽车推广发展的多项政策文件亦都将发展和利用储能作为重要的工作内容,为提高储能的认知度、确立储能发展的重要性作出了贡献。2.首份行业政策性指导文件出台2017年9月22日,国家发展改革委、国家能源局等五部门联合印发《关于促进储能技术与产业发展指导意见》(以下简称《意见》),这是我国储能行业第一个指导性政策,《意见》提出未来10年中国储能产业的发展目标,以及推进储能技术装备研发示范、推进储能提升可再生能源利用水平应用示范、推进储能提升电力系统灵活性稳定性应用示范、推进储能提升用能智能化水平应用示范、推进储能多元化应用支撑能源互联网应用示范等五大重点任务,从技术创新、应用示范、市场发展、行业管理等方面对我国储能产业发展进行了明确部署,同时对于此前业界争论较多的补贴问题给予了明确答案。表1 我国储能产业发展目标3.辅助服务等政策加速储能发展在电力辅助服务方面,市场机制建设工作进入加速期。2016年6月,国家能源局下发《关于促进电储能参与“三北”地区电力辅助服务补偿(市场)机制试点工作的通知》,明确在发电侧建设的电储能设施,“可与机组联合参与调峰调频,或作为独立主体参与辅助服务市场交易”;用户侧建设的电储能设施,“可作为独立市场主体或与发电企业联合参与调频、深度调峰和启停调峰等辅助服务”。这意味着,无论是发电侧还是用户侧,储能都获得了独立市场地位。2017年11月,国家能源局下发《完善电力辅助服务补偿(市场)机制工作方案》,提出鼓励采用竞争方式确定电力辅助服务承担机组,按需扩大电力辅助服务提供主体,鼓励储能设备、需求侧资源参与提供电力辅助服务,允许第三方参与提供电力辅助服务,确立在2019~2020年,配合现货交易试点,开展电力辅助服务市场建设。这意味着未来的辅助服务交易将逐渐实现市场化运作。在地方层面,截至今年5月底,国家已批复东北、福建、山东、山西、新疆、宁夏、广东、甘肃等8个地区开展辅助服务市场建设试点工作。各地均对储能给予与发电企业、售电企业、电力用户平等的市场主体身份。电储能既可在火电厂或集中式间歇性能源发电基地等发电侧,也可在负荷侧,或以独立市场主体身份为系统提供调峰等辅助服务。一系列政策从确认储能参与辅助服务的市场主体身份、制定体现储能优势的价格机制,到逐步建立完善公平竞争的市场机制,都为储能服务于电力辅助服务、实现价值和商业化发展奠定了基础。在电力需求侧管理(需求响应)方面,2017年9月,国家发展改革委、国家能源局等六部委联合发布《电力需求侧管理办法(修订版)》(以下简称《办法》),为储能在需求侧管理(需求响应)的应用增加了新的内涵。《办法》指出,“通过深化推进电力需求侧管理,积极发展储能和电能替代等关键技术。鼓励电力用户采用电蓄热、电蓄冷、储能等成熟的电能替代技术”。储能已经被定义为通过参与需求响应,在电力需求侧管理中实现重要作用的资源。在电力市场化交易和配售电改革方面,2017年《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》发布,从短期看分布式发电交易对储能的需求有限,但就中长期而言,对于发展储能的灵活性调节价值具有重要的推动作用。三、储能应用及商业模式储能在电力领域主要应用于可再生能源并网(专指在集中式风电场和光伏电站的应用)、电力输配、辅助服务、分布式发电及微电网等领域。在国内实践中,新型储能的主要盈利模式较为单一,目前正在探索多种商业化应用模式。(一)应用据中关村储能产业技术联盟项目库统计,从全球新增投运电化学储能项目的应用分布上看,2017年,集中式可再生能源并网领域的新增装机规模所占比重最大,为33%,其次是辅助服务领域,所占比重为26%。从我国新增投运的电化学储能项目的应用分布上看,2017年,用户侧领域的新增装机规模所占比重最大,为59%,其次是集中式可再生能源并网领域,所占比重接近25%,排在第三位的是辅助服务领域,占比16%(见图7)。资料来源:CNESA图7 2017年中国新增投运电化学储能项目的应用分布资料来源:CNESA图8 2017年底中国累计投运电化学储能项目的应用分布目前,储能在我国电力市场主要有4个应用领域:可再生能源并网、辅助服务、电网侧和用户侧。截至2017年底,我国电化学储能在上述4个领域的安装比例分别为29%、9%、3%和59%(见图8)。其中,辅助服务和用户侧是储能应用最具盈利潜力,有望率先实现商业化的领域。2018年,电网侧储能发力。1.电源侧在传统发电领域,储能主要应用于辅助动态运行、取代或延缓新建机组。辅助动态运行。为了保持负荷和发电之间的实时平衡,火电机组的输出需要根据调度的要求进行动态调整。动态运行会使机组部分组件产生蠕变,造成这些设备受损,提高了发生故障的可能,即降低了机组的可靠性,同时还增加了更换设备的可能和检修的费用,最终降低了整个机组的使用寿命。储能技术具备快速响应速度,将储能装置与火电机组联合作业,用于辅助动态运行,可以提高火电机组的效率,避免对机组的损害,减少设备维护和更换设备的费用。取代或延缓新建机组。随着电力负荷的增长和老旧发电机组的淘汰,为了满足电力客户的需要和应对尖峰负荷,需要建设新的发电机组。应用储能系统可以取代或延建新机组,即在负荷低的时候,通过原有的高效机组给储能系统充电,在尖峰负荷时储能系统向负荷放电。我国起调峰作用的往往是煤电机组,而这些调峰煤电机组要为负荷尖峰留出余量,经常不能满发,这就影响了经济性。利用储能技术则可以取代或者延缓发电侧对新建发电机组的需求。2.集中式可再生能源并网在集中式可再生能源并网领域,储能主要应用于解决弃风、弃光,跟踪计划出力,平滑输出。解决弃风、弃光。风力发电和光伏发电的发电功率波动性较大,特别在一些比较偏远的地区,电网常常会出现无法把风电和光电完全消纳的情况。应用储能技术可以减小或避免弃风、弃光。在可再生能源发电场站侧安装储能系统,在电网调峰能力不足或输电通道阻塞的时段,可再生能源发电场站的出力受限,储能系统存储电能,缓解输电阻塞和电网调峰能力限制,在可再生能源出力水平低或不受限的时段,释放电能提高可再生能源场站的上网电量。跟踪计划出力,平滑输出。大规模可再生能源并入电网时,出力情况具有随机性、波动性,使得电网的功率平衡受到影响,因此需要发电功率进行预测,以便电网公司合理安排发电计划、缓解电网调峰压力、降低系统备用容量、提高电网对可再生能源的接纳能力。通过在集中式可再生能源发电场站配置较大容量的储能,基于场站出力预测和储能充放电调度,实现场站与储能联合出力对出力计划的跟踪,平滑出力,满足并网要求,提高可再生能源发电的并网友好性。就全球储能市场而言,集中式可再生能源并网是最主要的应用领域。在国外,日本是典型的将储能主要应用于集中式可再生能源并网的国家之一。集中式可再生能源并网是日本推动储能参与能源清洁利用的主要方式,北海道等解决弃光需求较强烈的地区,以及福岛等需要灾后重建的地区成为储能应用的重点区域。在国内,集中式可再生能源并网中应用储能,以青海和吉林较具代表性,前者积极探索光储商业化,后者则是将电储能与储热综合应用试点。3.电网侧储能系统在输电网中的应用主要包括以下两方面:作为输电网投资升级的替代方案(延缓输电网的升级与增容),提高关键输电通道、断面的输送容量或提高电网运行的稳定水平。在输电网中,负荷的增长和电源的接入(特别是大容量可再生能源发电的接入)都需要新增输变电设备、提高电网的输电能力。然而,受用地、环境等问题的制约,输电走廊日趋紧张,输变电设备的投资大、建设周期长,难以满足可再生能源发电快速发展和负荷增长的需求。大规模储能系统可以作为新的手段,安装在输电网中以提升电网的输送能力,降低对输变电设备的投资。储能系统在配电网中的作用更加多样化。与在输电网的应用类似,储能接入配电网可以减少或延缓配电网升级投资。分布在配网中的储能也可以在相关政策和市场规则允许的条件下为大电网提供调频、备用等辅助服务。除此之外,储能的配置还可提高配电网运行的安全性、经济性、可靠性和接纳分布式电源的能力等。2018年以来电网公司规划安装应用储能的力度不断加大。在以江苏、河南等为代表的省网区域,许继集团、山东电工、江苏省综合能源服务公司、平高集团等国家电网下属公司作为投资建设主体,在输配电站批量化建设百兆瓦级储能电站,缓解高峰负荷对电网的冲击,同时探索平滑新能源和调频辅助服务等应用模式。据中关村储能产业技术联盟项目库统计,2018年以来公布的电网侧储能项目(含规划、在建、投运)总规模已经超过230兆瓦。4.辅助服务在电力辅助服务领域,储能主要应用于调频、调峰和备用容量等方面。调频。电力系统频率是电能质量的主要指标之一。实际运行中,当电力系统中原动机的功率和负荷功率发生变化时,必然会引起电力系统频率的变化。频率的偏差不利于用电和发电设备的安全、高效运行,有时甚至会损害设备。因此,在系统频率偏差超出允许范围后,必须进行频率调节。调频辅助服务主要分为一次调频和二次调频(AGC辅助服务)。储能设备非常适合提供调频服务。与传统发电机组相比,储能设备提供调频服务的最大优点是响应速度快,调节速率大,动作正确率高。调峰。电力系统在实际运行过程中,总的用电负荷有高峰低谷之分。由于高峰负荷仅在一天的某个时段出现,因此,需要配备一定的发电机组在高峰负荷时发电,满足电力需求,实现电力系统中电力生产和电力消费间的平衡。当电力负荷供需紧张时,储能可向电网输送电能,协助解决局部缺电问题。抽水蓄能是目前完全实现商业化的储能技术,调峰是抽水蓄能电站一个主要的应用领域。备用容量。备用容量指的是电力系统除满足预计负荷需求外,在发生事故时,为保障电能质量和系统安全稳定运行而预留的有功功率储备。备用容量可以随时被调用,并且输出负荷可调。储能设备可以为电网提供备用辅助服务,通过对储能设备进行充放电操作,可实现调节电网有功功率平衡的目的。和发电机组提供备用辅助服务一样,储能设备提供备用辅助服务,也必须随时可被调用,但储能设备不需要一直保持运行,即放电或充电状态,只需在需要使用时能够被立即调用提供服务即可,因此经济性较好。此外,在提供备用容量辅助服务时,储能还可以提供其他的服务,如削峰填谷、调频、延迟输配线路升级等。从全球来看,调频是储能的主要应用之一。根据彭博新能源财经统计,2016年、2017年,兆瓦级储能项目累计装机中,调频应用占比分别为41%、50%。在国外,依托自由化的电力市场,储能在美国辅助服务市场的应用一直引领着全球储能辅助服务市场的发展。在美国的区域电力市场中,储能系统参与二次调频的容量已占相当的份额。但2017年美国辅助服务领域新增储能项目装机数量和规模都不及往年,一定程度上也体现了美国部分区域调频储能市场趋于平稳甚至接近饱和。在中国,得益于政策推动,储能在我国辅助服务市场的应用比例已经从2015年的2%提升到2017年的9%。2017年四季度,全国辅助服务补偿费用共35.18亿元,占上网电费总额的0.81%;备用、调峰和AGC补偿费用合计占比超过90%。联合火电机组参与调频业务,在京津唐、山西地区应用较广泛。5.用户侧在用户侧,储能主要应用于分时电价管理、容量费用管理、提高供电质量和可靠性、提高分布式能源就地消纳等方面。分时电价管理。电力系统中随着时间的变化用电量会出现高峰、平段、低谷等现象,电力部门对各时段制定不同电价,即分时电价。在实施分时电价的电力市场中,储能是帮助电力用户实现分时电价管理的理想手段。低电价时给储能系统充电,高电价时储能系统放电,通过低存高放降低用户的整体用电成本。容量费用管理。在电力市场中,存在电量电价和容量电价。电量电价指的是按照实际发生的交易电量计费的电价,具体到用户侧,则指的是按用户所用电度数计费的电价。容量电价则主要取决于用户用电功率的最高值,与在该功率下使用的时间长短以及用户用电总量都无关。使用储能设备为用户最高负荷供电,还可以降低输变电设备容量,减少容量费用,节约总用电费用,主要面向工业用户。提升用户的电能质量和可靠性。传统的供电体系网络复杂,设备负荷性质多变,用户获得的电能质量(电压、电流和频率等)具有一定的波动性。用户侧安装的储能系统服务对象明确,其相对简单和可靠的组成结构保证输出更高质量的电能。当电网异常发生电压暂降或中断时,可改善电能质量,解决闪断现象;当供电线路发生故障时,可确保重要用电负荷不间断供电,从而提高供电的可靠性和电能质量。提高分布式能源就地消纳。对于工商业用户,在其安装有可再生能源发电装置的厂房、办公楼屋顶或园区内投资储能系统,能够平抑可再生能源发电出力的波动性、提高电能质量,并利用峰谷电价差套利。对于安装光伏发电的居民用户,考虑到光伏在白天发电,而居民用户一般在夜间负荷较高,配置家庭储能可更好地利用光伏发电,甚至实现电能自给自足。此外,在配电网故障时,家庭储能还可继续供电,降低电网停电影响,提高供电可靠性。在国外,德国是用户侧储能商业模式发展最为先进的国家之一。在区块链技术、云技术以及多元化商业模式的带动下,预计短期内德国用户侧储能市场仍将引领欧洲储能市场的发展。在国内,用户侧是储能应用的最大市场,也是持续保持高增长的一个领域。安装于工商业用户端的储能系统是我国用户侧储能的主要形式,可以与光伏系统联合使用,又可以独立存在,主要应用于电价管理,帮助用户降低电量电价和容量电价。2018年5月,全国最大规模用户侧分布式储能项目正式落户江苏镇江,项目合计容量超过500兆瓦时。(二)商业模式从国内来看,比较成熟的商业模式包括峰谷电价差套利、辅助调频服务收费、配合可再生能源建设大型储能电站、分布式储能应用等。1.峰谷电价差套利所谓峰谷套利,就是利用大工业与一般工商业的峰谷电价差,在电价较低的谷期利用储能装置存储电能,在用电高峰期使用存储好的电能,避免直接大规模使用高价的电网电能,从而降低用户的电力使用成本,从降低的用电单价中获得收益。峰谷电价差套利是用户侧储能的主要盈利来源和基本商业模式。目前我国大部分省市工业大户均使用峰谷电价机制,利用峰谷价差实现套利吸引了许多投资者的目光。江苏和广东由于峰谷电价差价大,成为了国内储能项目规划建设集中地。以0.75~0.8元/千瓦时的峰谷价差计算,假定利用峰谷电价套利是唯一的盈利点,安装铅炭电池系统,每天两次充放,储能电站项目静态投资回收期在7~9年左右。这些项目普遍采用合同能源管理形式,储能业主单位和用户单位签订合同,按年节省的电费进行分成。靠峰谷电价差套利是目前项目唯一的盈利来源,由于峰谷电价差额的不确定性和盈利模式的单一性,项目投资方面临不小的压力和风险。随着电力市场进一步放开,峰谷价差有望继续拉大,届时投资回收期将会进一步缩短,峰谷套利投资的效益也会进一步提升。此外,未来投资方还可以通过参与需求响应、提供电力辅助服务等方式,发挥储能更多的价值,提升项目的经济性。2.管理容量费用对于大的工业企业,因现行的两部制电价,供电部门会以其变压器容量或最大需用量为依据,每月固定收取一定的容量电价。这些企业可以根据自身的用电负荷曲线和用电最大负荷需求,本着“充得满,放得完”的经济原则确定储能系统的最大储能容量和最大输出功率,同时通过引入分布式储能系统,减少用户配变容量的建设,在用电低谷时储能,在高峰时释放,实现在不影响正常生产的情况下,降低最高用电功率,减少两部制电价中的按容量收取的容量电价。3.需求侧响应补贴参与电力需求响应可以给电力用户带来效益。储能用户可以根据不同的地方政策,相应削减负荷从而获取补贴。储能系统直接接入电网,峰谷双向调控,增加电网安全性和稳定性。这种模式中的储能电站并网条件较严。2018年1月,江苏无锡新加坡工业园区20兆瓦储能电站经国家电网公司批准,全容量并网运行。今年春节期间,该储能电站参与电网需求侧响应,在用电低谷期“填入”约9万千瓦负荷,累计消纳电量57.6万千瓦时。此为全国大规模储能电站首次参与电网需求侧响应并收费。4.调频辅助服务收费在国内,该商业模式正随着电力辅助市场建设而完善。目前发电侧尚不具备独立的辅助服务提供商身份。储能现有的主要商业运营方式是与发电机组联合,从系统来看是作为发电企业的一部分,利用快速充放电特性优化发电机组的AGC性能,获得系统辅助服务补偿,或者是存储、释放新能源弃风弃光电量,增加新能源上网电量获益,相比国外发电侧储能设施主要以独立身份参与市场的情况,这些模式都不是作为独立市场主体运营的。目前,南方电网区域已制定辅助服务补偿表,对并网发电机组提供的AGC服务实施补偿;储能电站根据电力调度机构指令进入充电状态的,按其提供充电调峰服务统计,对充电电量进行补偿,具体补偿标准为0.05万元/兆瓦时。但是,当储能参与辅助服务市场接受AGC调度令后,需要响应进行充放电,这样一来就无法利用原来的峰谷差价套利方式来获得储能电站的收益,增加了辅助服务的收益是否比峰谷差价套利的收益多还有待比较。5.配套可再生能源建设大型储能电站与大规模可再生能源结合的大型储能电站,主要是发挥储能在增加可再生能源上网电量上的放大效应,使可再生能源的输出更加平稳,电能质量得到提升,增加上网电量,从而获得收益。如陕西定边10兆瓦锂电池储能项目即是通过联合当地150万千瓦光伏电站运行,吸纳未并网电力,按照光伏上网电价上网,削峰填谷,促进就地消纳。6.分布式储能应用随着售电侧放开和市场化交易放宽,储能有条件与分布式发电结合,形成售电主体。该商业模式下储能配合分布式能源建设,作为售电主体主要以卖电获益。四、储能市场发展趋势从市场规模来看,全球储能市场发展潜力巨大。面对巨大市场空间,我国储能产业将迎来风口。从技术来看,电池系统的性能和成本决定了储能的规模化推广和应用,是影响行业快速发展的瓶颈问题。面向未来10年,储能电池的技术发展路线将逐渐清晰。从政策来看,通过各项配套政策建立开放、规范、完善的电力市场,才能为储能真正发挥优势提供平台。从商业模式来看,储能厂商、用户单位和投融资机构联手拓展储能应用市扬,探索储能多种应用模式,大力推动储能的商业化应用。从企业发展来看,一方面,传统电力企业新业务布局储能,另一方面,储能企业结合市场需求以更加经济有效的形式开展经营业务。(一)储能市场空间广阔全球各大机构对未来全球及中国的储能市场规模预测显示,储能市场发展潜力巨大。综合各方预测,到2030年,全世界储能装机有望增至现在的3倍。储能增长的动力主要来自于可再生能源的推广和对电力系统要求的提升。预计可再生能源发电、分布式电源、智能电网和电动汽车市场的发展将带动全球储能市场进一步增长。同时预测认为,虽然现在还有很多大型抽水蓄能电站项目还在规划中,但长期来看,在储能装机结构中,抽蓄电站占比将呈现减小的趋势。国际可再生能源署(IRENA)在其展望报告《电力储存与可再生能源:2030年的成本与市场(Electricity Storage and Renewables: Costs and Markets to 2030)》的基本预测情景中提出,到2030年,全球储能装机将在2017年基础上增长42%~68%,如果可再生能源增长强劲,那么储能装机增长幅度将达到155%~227%。届时,可再生能源(不含大型水电站)在全球终端能源消费中的占比将提高一倍,达到21%。根据所有不同的预测情景,抽水蓄能装机增长幅度约为40%~50%,至于其在全球储能装机结构中的占比,还取决于其他类型储能技术的发展情况,预计将处于45%~83%的范围区间。美国市场分析机构Navigant Research的预测显示,到2025年,全世界储能系统总装机将增至22吉瓦(不含抽蓄电站),年均增速38.7%。如果将电力交通工具的储能系统也计算在内的话,届时全球储能市场将达到750亿美元。市场调研机构IHS认为,到2025年,印度和中国有望成为储能装机增长最快的国家;日本和澳大利亚有望成为储能装机占比最大的国家。根据《可再生能源“十三五”规划》的目标,“十三五”期间我国新开工抽水蓄能电站约60吉瓦,2020年抽水蓄能电站装机达到40吉瓦。到2020年,我国光伏发电装机将达到105吉瓦(目前已远远超过这一目标),风电达到210吉瓦。根据预测,按照平均10%左右的储能配套来估计,在“十三五”期间我国仅风光电站配套储能的市场空间就有30吉瓦以上;加上更大规模的用户侧及调频市场,储能市场规模有望超过60吉瓦。面对巨大市场空间,我国储能产业将迎来风口。(二)储能技术期待突破储能的迅速发展有赖于储能技术的革新带动成本大幅度下降。随着储能规模化的推广和应用,电池系统的性能和成本逐渐成为影响行业快速发展的瓶颈问题。围绕高能量密度、低成本、高安全性、长寿命的目标,各国都在制定研发计划提升本国的电池研发和制造能力。IRENA预计,到2030年,储能电池成本将降低50%~70%,同时无严重损耗下的使用期限和充电次数将明显提升。虽然无论是IRENA还是IEA都认为电池储能不会在短时间内大规模地取代电力系统现有的调峰力量,尤其是天然气发电站,但是电池在电力系统调频方面具有优势,并且各种规模的电池都可以实现相对较为快速的生产和建设。面向未来10年,储能电池的技术发展路线将逐渐清晰。此外,电池技术的发展还直接决定了电动汽车的前景。随着电动汽车的应用普及和动力电池的大规模退役,会加速退役电池储能市场的兴起。目前新电池成本比较高,是限制储能大规模推广应用的重要原因,而梯次利用能降低储能的工程造价、降低项目的投资成本、减少回本周期,同时比较环保,有良好的经济社会价值。虽然梯次利用技术现阶段尚不成熟,但可以预见,梯次利用将为储能系统带来新的发展方向,也将成为储能技术新的研发方向。预计“十三五”期间储能将成为我国相关科技计划重点支持的方向之一,科技经费将持续支持储能的前沿技术、示范应用及对商业模式的探索。(三)配套政策打开市场长远来看,开放、规范、完善的电力市场是储能真正发挥优势的舞台。目前,我国辅助服务市场依然在探索期,有利于储能发挥技术优势的电力市场机制尚未形成,各个地方政策关于电力辅助服务定价、交易机制尚未完善,电力市场需要突破原有辅助服务补偿和分摊的局限性,构建公平交易平台,这样势必会有更多元、更先进的辅助服务技术进入市场,进而在提升市场运行效率的同时,有效保障电网的安全运行。未来电储能行业的发展,还要看各项配套政策的出台,以及落地情况。国家层面的配套政策应加快推进电力现货市场、辅助服务市场等市场建设进度,通过市场机制体现电能量和各类辅助服务的合理价值,给储能技术提供发挥优势的平台。(四)催生新型商业模式如今,微电网、增量配网、能源互联网与多能互补相继试点。在政策支持逐步明朗的背景下,基于对产业前景的稳定预期,光伏企业、分布式能源企业、电力设备企业、动力电池企业、电动汽车企业等纷纷进入,加大力度布局,开拓储能市场,进一步探索具有盈利性的商业模式。目前,储能产业几乎遍布全国所有省份,分布式可再生能源迅猛发展,储能项目规划量大增,应用领域多元创新。在“十三五”规划政策的支持下,储能应用领域更加明晰,商业模式更加丰富,储能厂商、用户单位和投融资机构联手积极拓展储能的应用市扬,探索储能的多种应用模式,大力推动储能的商业化应用。(五)加速能源企业转型在全球能源转型的背景之下,一方面,电力企业针对日渐式微的传统供电方式,积极调整现有运营业务,将来自终端用户侧的不同储能需求作为新的增长点,向整合分布式能源、推动分布式能源服务市场的方向发展,并提供电力交易、市场运营、配网优化等综合能源服务。储能已在电力企业新业务中居于很高的地位。另一方面,储能企业结合市场需求调整自身业务,以更加经济有效的形式开展经营业务,最大化发挥自身优势。例如S&C不再生产PCS,将专注于微网和电网级储能系统集成业务领域;梅赛德斯-奔驰,停止家用储能电池生产,将专注电网级储能应用;Younicos推出“储能即服务”模式,满足用户的即时储能需求等。原文首发于《能源情报研究》2018年09月(来源:能源研究俱乐部 作者:杨永明)

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「行业报告」储能行业研究报告

【能源人都在看,点击右上角加'关注'】报告摘要一发展规模二市场趋势三应用场景报告正文免责声明:以上内容转载自EnergyTrend储能,所发内容不代表本平台立场。全国能源信息平台联系电话:010-65367702,邮箱:hz@people-energy.com.cn,地址:北京市朝阳区金台西路2号人民日报社

汪宽

储能行业研究报告

储能技术可链接能源系统多个环节,可广泛应用于电网侧、电源侧、用户侧等多个场景,在能源革命中将发挥重要作用。自2017 年10 月,五部委联合发布《关于促进我国储能技术与产业发展的指导意见》以来,国家和地方各类储能相关支持性政策密集出台。目前已形成包括针对现货、辅助服务、光储充、商业楼宇、梯次利用、需求侧响应、可再生能源并网等在内的储能政策体系。根据国家能源局发布的《关于做好可再生能源发展“十四五”规划编制有关事项》,储能纳入国家和地方“十四五”规划已成定局。但与此同时,储能的外部性特征明显,储能服务所产生的利益广泛地散布在不同的主体身上,不是储能所有的潜在好处都可以被套利。因而,国家部委和相关地方政府有必要继续完善相关政策,形成更易落地的政策机制,进一步推动电力体制改革,切实激发市场活力,形成多情景下的清晰的商业模式。一、发展规模2019 年,全球电化学储能累计装机规模为9520.5MW,新增装机为2895.1MW,与2018 年的高增长相比,2019 年全球市场有所回落,但仍维持了平衡发展的态势。2019 年中国电化学储能累计装机1709.6MW,新增投运规模为636.9MW,同比下滑6.7%,但仍位居全球榜首。在全球电化学储能累计装机中,锂离子电池占比88.8%,同比2018 年提升2.5 个百分点。中国市场这一数据为80.6%,同比提升近10 个百分点。二、市场趋势2019 年国内储能市场呈现出以下趋势:一是从电网端、用户端转向发电端。随着政策机制的改变,与2018 年电网侧和用户侧储能快速发展相比,2019 年储能技术在发电端,尤其是可再生能源+储能领域得到了更快的发展。二是储能成为企业实施综合能源服务转型的重要抓手。多家大型能源企业通过股权投资、战略合作等不同方式加强与储能设备提供商的合作,大力发展综合能源服务业务。储能技术提供商也在积极拓展转型成为解决方案提供商和项目开发商,提供多元化的能源服务。三是开展多场景应用模式探索。光储充、5G 基站、船舶岸电、共享储能等领域成为储能应用新热点。三、应用场景截至2019 年底,中国电池储能市场中,集中式新能源、电源侧辅助服务、电网侧储能、分布式及微网、工商业削峰填谷装机规模分别为342.0MW(20.2%)、471.9MW (28.3%)、391.7MW (23.1%)、179.6MW (10.6%)、331.1MW (19.5%)。1.集中式新能源+储能主流投资方:大型能源集团主要储能系统供应商:宁德时代、阳光三星、科陆电子、比亚迪等。商业模式:新能源发电场站业主投资运营模式、合同能源管理。关键要素:一是经济性仍有待提升:近年来以锂离子电池为代表的电化学储能价格已经降到了每千瓦时0.5 元/次,但与平价上网的新能源发电项目相比,通过配置储能以电量置换的方式并不具备经济性。二是建设模式有待完善:储能对电网侧、电源侧、用户侧均有重要意义。单纯要求可再生能源电站配套储能,在效率上不一定是最有效的。三是政策保障存在不确定性:增加可再生能源发电的调度保障难以落实,辅助服务补偿缺少长效机制。2.电源侧调频主流投资方:大型发电公司主要储能系统供应商:科陆电子、北京瑞能、阳光三星等。商业模式:储能企业与发电企业双方以合同能源管理的模式进行利益分成,赢利点即辅助服务补偿收益。关键要素:一是调频市场竞争加剧:随着越来越多的储能企业开始进入这一市场,竞争也变得相对激烈,储能企业与火电厂的议价能力不断降低,分成比例不断下跌。二是相关机制有待进一步理顺:在向“辅助服务市场”过渡的过程中,调频补偿价格不断下降,储能调频项目的投资风险日趋加大。而储能参与调峰、备用等服务的机制尚未理顺。3.电网侧储能主流投资方:大型能源集团主要储能系统供应商:宁德时代、阳光三星、科陆电子、比亚迪等。商业模式:一是电网公司辅业单位投资建设,主业单位租赁经营;二是电网公司辅业单位投资建设,通过合同能源管理模式运营,电站收益按照一定比例分成。关键要素:一是电价机制:2018 年,在电网公司的快速推动下,电网侧储能实现了快速发展。然而,随着《输配电定价成本监审办法》的发布,包含储能设施在内的与电网企业输配电业务无关的费用,不得计入输配电定价成本,电网侧储能投资在2019 年踩了急刹车。二是公司战略:目前,国家电网和南方电网均将电化学储能纳入了各自的战略规划。储能成为电网公司大力发展综合能源服务的重要抓手。4.分布式及微网主流投资方:政府、大型能源集团或储能系统供应商主要储能系统供应商:阳光三星、圣阳电源、科陆电子、南都电源、深圳欣旺达等。商业模式:短期内,受成本制约,仍以示范为主,政府配套支持。关键要素:政府配套支持政策;当地上网电价。5.用户侧(工商业削峰填谷等)主流投资方:储能系统供应商主要储能系统供应商:南都电源等商业模式:用户自行建设运营、合同能源管理。关键要素:一是峰谷价差:近年来,国内用户侧储能增长迅猛,主要有赖于峰谷价差这一清晰可见的商业套利。然而,由于连续两轮一般工商业电价大幅下降20%,导致峰谷价差套利空间进一步缩小,用户侧项目已经到了利润边缘化的境地。二是储能补贴:国外所有储能的补贴,实际都跟分布式用户侧、分布式发电相关的场合,才会有补贴。在规模单体小造价很高,包括用户侧没有实现像电网侧的规模效益,这需要更多政策。三是安全风险:同时,由于业主或相关消防机构对商业楼宇,尤其是地下停车场安装储能设备带来的安全风险的担忧,以及相关消防安全标准的缺失,导致一批商业储能项目无限期延迟。虽然2019 年中国储能装机的规模速度有所降低,但仍稳步增长。中国储能行业快速发展的趋势仍然没有变。随着国家2060 年碳中和发展目标的确立,我国将进一步加快转变能源结构,大力发展可再生能源,实施深度减排,推动相关行业的深刻变革。储能技术在能源革命中将发挥极为重要的作用。与此同时,随着储能技术的快速发展和成本降低,以及电力体制改革的进一步推进,储能行业的爆发式增长指日可待。

天而生也

2020年中国储能行业市场发展前景分析 万亿市场未来可期「组图」

电化学储能增长最快,中国新增电化学储能装机规模位列世界第一根据CNESA的数据显示,2018年全球电化学储能累计装机容量6.63GW,同比增长126.39%;2013-2018年的年复合增长率高达113.86%。截止2019年,全球电化学储能累计装机容量8.2GW,同比增长24.02%,受中国市场影响,新增装机规模下降,为1.59GW。虽然2019年中国储能市场遇冷,但仍在世界上占据比较大的市场份额,数据显示,2019年中国新增电化学能装机规模位居世界第一,未来市场依然具有很大的发展空间。锂电池为主流技术路线 价格不断下降锂电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环保等突出优势。因此,自索尼公司于1990年首次开发出锂离子电池后,由于其具有电压高、体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、寿命长等优点,已经取得了飞速的发展,其应用已经渗透到民用以及军事应用的多个领域,相较之下,在包括移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等强调轻薄短小、多功能的便携式电子产品应用上迅速普及。目前已经商用化的电化学储能技术主要为铅蓄电池和锂离子电池,其中锂离子电池累计规模最大,根据CNESA的数据显示,2019年锂离子电池累计装机规模达8453.9MW,占电化学储能总规模的88%,可见锂离子电池已经成为电化学储能的主流技术路线,且锂离子电池的成本在不断下降。根据BNEF的数据显示,2010年锂离子电池的成本为1200美元/kwh,随着成本的逐渐下降,BNEF预测2020-2023年间锂离子电池的价格可以下降为约150美元/kwh,将达到储能系统性应用的经济性拐点,成本和价格的下降将推动储能装机规模的爆发。我国储能电池占比较小 国内市场空间大根据高工产研锂电究所(GGII)的统计数据,2019年,我国储能锂电池出货量总额为3.8GWh,与2018年相比,同比增长26.7%;虽然从整体出货量来看,实现了一定的增长预期,但从出货的市场类别来看,国内市场出货量有了较大幅度的下降,2019年国内市场出货量仅为0.7 GWh,同比下降75%;而国外市场出货量相比来说比较稳定,且有了一定的增长。根据GGII的数据,2019年,我国动力电池累计装机量为62.38 GWh,同比增长9%;而储能锂电池出货量仅为3.8 GWh,其中国内市场出货量0.7 GWh,占比18%;国外市场出货量3.1 GWh,占比82%;与动力电池相比,我国储能电池占比依然较小,未来有较大的市场空间。国内未来储能市场发展空间巨大 万亿市场未来可期随着储能成本的下降,根据国防证券的数据,预计2025年当储能成本下降为1500元/KWh时,我国用户侧储能大部分地区基本可实现平价。这意味着在存量市场渗透率为30%的情况下,储能装机规模有望达到435GWh,市场规模可达6256亿元。2030年左右预计市场储能成本下降为1000元/KWh时,我国的光储结合储能大部分地区可实现平价,这意味着在存量市场渗透率为60%的情况下,储能装机规模有望达到1186GWh,市场规模可达12070亿元。以上数据来源于前瞻产业研究院《中国储能行业市场前瞻与投资预测分析报告》,同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。

红孩儿

2019年储能电站行业市场现状与发展趋势分析

近年来,随着“光伏+储能”成本的持续下降,使得越来越多的公用事业公司开始将电池储能系统添加到他们的发电组合中。据相关研究报告分析指出,自2012年以来,电池储能成本已下降76%,这使得“可再生能源+储能”,特别是“光伏+储能”成为一个经济上可行的方案。2018年的531新政更是将“光储结合”推向新的高潮。光伏行业发展迅速2007年以前,我国光伏市场处于示范阶段,行业整体发展程度低;2012年,欧美对中国光伏行业启动双反政策,国务院于2013年发布《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》,正式开启我国光伏补贴时代,2013年实现累计装机16GW;在补贴政策的支持下,我国光伏产业技术快速发展,光伏电站标杆上网电价不断下调,,实现累计装机130GW,当年新增装机53GW。2018年开始,由于光伏发电成本不断下降以及光伏补贴缺口的出现,度电补贴开始下调,531新政的到来加速了行业洗牌和技术降本进程,2018年我国光伏累计装机容量174GW,新增装机44GW,在全球110GW的新增装机中占比40%,冠居全球。能源消纳亟待解决然而,一方面我国新能源装机容量不断提升;另一方面,市场化机制的缺失使得新能源消纳成为新的问题。2018年12月,国家发改委、能源局发布的《清洁能源消纳行动计划(2018-2020年)》提出,到2020年基本解决清洁能源消纳问题,并对风电、光伏、水电、核电提出对应的消纳目标。为缓解清洁能源消纳问题,本次通知提出重点考虑核电、水电、风电、太阳能发电等清洁能源的保障性收购,保障工作视电源类型、区域差异而定。“531”新政发布,光储结合成为新的热点2018年5月31日,国家发展改革委下发了《关于2018年光伏发电有关事项的通知》。该通知不仅收紧了光伏的补贴标准和指标,还明确了未来光伏产业发展的两大基调,即评价上网和无补贴。该项通知的出台,是环节光伏产业当前面临的补贴缺口和弃光限电等突出矛盾的重要举措,有利于推动光伏产业从规模增长向高质量发展转变,但无疑也给光伏产业带来了不小的冲击和重创。在这样的大背景下,光伏企业纷纷把目光投向储能,并将光储结合作为未来光伏走向市场化的出路之一。2018年光储累计装机规模达259.6MV光储结合是光伏走向市场化的出路之一,目前,协鑫新能源、华能集团、鲁能集团、黄河水电等不少市场参与者已经在积极部署光储项目。截至2018年底,中国已投运的、与光伏相配套的储能项目的累计装机规模达到了259.6MW,占中国储能投运项目总规模的25.7%。2018年的光储项目规模相比2017年增长了41.4%,其原因在于黄河水电、鲁能集团、协合新能源等新能源企业对储能的理解和认识逐步加深,同时对储能为光伏电站带来的价值进一步认同,进而在集中式光伏电站中部署储能项目的力度增大。弃光现象得到改善政府一系列政策相继出台,弃光现象得到有效改善。根据国家能源局数据显示,自2015年以来,我国弃光率呈波动下降的趋势。弃光率从2016第一季度的13.84%高位,波动下降,至2018年第三季度,弃光率已经降至的2.87%。以上数据来源参考前瞻产业研究院发布的《中国储能电站行业市场前瞻与投资规划分析报告》。来源: 前瞻网

反舍于鲁

2020年中国储能行业市场发展前景分析万亿市场未来可期「组图」

电化学储能增长最快,中国新增电化学储能装机规模位列世界第一根据CNESA的数据显示,2018年全球电化学储能累计装机容量6.63GW,同比增长126.39%;2013-2018年的年复合增长率高达113.86%。截止2019年,全球电化学储能累计装机容量8.2GW,同比增长24.02%,受中国市场影响,新增装机规模下降,为1.59GW。虽然2019年中国储能市场遇冷,但仍在世界上占据比较大的市场份额,数据显示,2019年中国新增电化学能装机规模位居世界第一,未来市场依然具有很大的发展空间。锂电池为主流技术路线价格不断下降锂电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环保等突出优势。因此,自索尼公司于1990年首次开发出锂离子电池后,由于其具有电压高、体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、寿命长等优点,已经取得了飞速的发展,其应用已经渗透到民用以及军事应用的多个领域,相较之下,在包括移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等强调轻薄短小、多功能的便携式电子产品应用上迅速普及。目前已经商用化的电化学储能技术主要为铅蓄电池和锂离子电池,其中锂离子电池累计规模最大,根据CNESA的数据显示,2019年锂离子电池累计装机规模达8453.9MW,占电化学储能总规模的88%,可见锂离子电池已经成为电化学储能的主流技术路线,且锂离子电池的成本在不断下降。根据BNEF的数据显示,2010年锂离子电池的成本为1200美元/kwh,随着成本的逐渐下降,BNEF预测2020-2023年间锂离子电池的价格可以下降为约150美元/kwh,将达到储能系统性应用的经济性拐点,成本和价格的下降将推动储能装机规模的爆发。我国储能电池占比较小国内市场空间大根据高工产研锂电究所(GGII)的统计数据,2019年,我国储能锂电池出货量总额为3.8GWh,与2018年相比,同比增长26.7%;虽然从整体出货量来看,实现了一定的增长预期,但从出货的市场类别来看,国内市场出货量有了较大幅度的下降,2019年国内市场出货量仅为0.7 GWh,同比下降75%;而国外市场出货量相比来说比较稳定,且有了一定的增长。根据GGII的数据,2019年,我国动力电池累计装机量为62.38 GWh,同比增长9%;而储能锂电池出货量仅为3.8 GWh,其中国内市场出货量0.7 GWh,占比18%;国外市场出货量3.1 GWh,占比82%;与动力电池相比,我国储能电池占比依然较小,未来有较大的市场空间。国内未来储能市场发展空间巨大万亿市场未来可期随着储能成本的下降,根据国防证券的数据,预计2025年当储能成本下降为1500元/KWh时,我国用户侧储能大部分地区基本可实现平价。这意味着在存量市场渗透率为30%的情况下,储能装机规模有望达到435GWh,市场规模可达6256亿元。2030年左右预计市场储能成本下降为1000元/KWh时,我国的光储结合储能大部分地区可实现平价,这意味着在存量市场渗透率为60%的情况下,储能装机规模有望达到1186GWh,市场规模可达12070亿元。以上数据来源于前瞻产业研究院《中国储能行业市场前瞻与投资预测分析报告》,同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。(文章来源:前瞻产业研究院)

性善

报告:中国储能市场规模2020年将达45GW

新京报讯(记者 朱玥怡)储能国际峰会暨展览会(ESIE)2019于5月18日-20日召开,会上中关村储能产业技术联盟(CNESA)发布《储能产业研究白皮书2019》,预计到2020年底,中国储能市场的累计投运容量将达到45.16GW。中关村储能产业技术联盟官网介绍称,其是中国第一个专注储能领域的非营利性国际行业组织,致力于通过影响政府政策的制定和储能应用的推广促进储能产业的健康有序可持续发展。《储能产业研究白皮书2019》(下称“白皮书”)提出,在政策和市场的双重促动下,中国储能市场开启向规模化应用发展的新阶段。此前于2017年10月,国家能源局等五部门联合印发《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》(下称“指导意见”),明确了促进我国储能技术与产业发展的重要意义、总体要求、重点任务和保障措施。上述文件指出,近年来,我国储能呈现多元发展的良好态势,我国储能技术总体上已经初步具备了产业化的基础。指导意见提出,未来10年内分两个阶段推进相关工作,第一阶段实现储能由研发示范向商业化初期过渡;第二阶段实现商业化初期向规模化发展转变。在指导意见之后,《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》配套文件出台和落实,储能市场实现又一轮高度增长。白皮书显示,根据CNESA全球储能项目库的不完全统计,截至2018年底,中国已投运储能项目累计装机规模31.3GW,占全球市场总规模的17.3%。其中,抽水蓄能的累计装机规模最大,为29.99GW;电化学储能的累计装机规模位列第二,为1072.7MV,是2017年累计投运总规模的2.8倍,新增投运规模682.9MV,同比增长464.4%。中国电化学储能市场规模的快速增长主要来源于电网侧储能项目。CNESA常务副理事长俞振华表示,这得益于国内电改所释放的政策红利和储能行业数年的积累。在《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》的推动下,多批储能项目落户地方。白皮书对2019年至2023年中国储能市场规模和发展趋势做出的预测显示,截止到2020年底,中国储能市场的累计投运容量预测为45.16GW,多类储能技术将在不同的应用场景中发挥各自优势,其中物理储能方面,抽水蓄能的装机规模仍占绝对优势;电化学储能规模预计将在2022年突破10GW,2023年接近20GW。与储能产业密切相关的光伏产业去年经历了“5·31”新政,并在2018年下半年形成产业调整。储能产业亦相应迎来拐点后的发展。白皮书分析称,2018年全年,中国储能产业发展呈现出六大特点,分别为:电化学储能累计装机突破GW,迈进规模化发展阶段;电网侧储能“强势出击”;火储联合参与调频正向多地渗透;可再生能源站配置储能有望成为未来储能新的增长点;非补贴类政策重推储能市场化发展;多项储能标准出台,标准规范体系建设中。据白皮书综合归纳的中国储能市场厂商排名,2018年,中国新增投运的电化学储能项目中,装机规模排名前十位的储能技术提供商依次为:南都电源、宁德时代、中天科技、力信能源、双登集团、海博思创、科陆电子、信义电源、圣阳电源和中航锂电。其中南都电源为新增投运规模最大的储能技术提供商,宁德时代为新增投运规模最大的锂电池储能技术提供商。新京报记者 朱玥怡 编辑 徐超 校对 李立军

使太子先

储能行业深度报告:开启下一个万亿大市场

如需报告请登录【未来智库】。关键结论与投资建议在海外储能市场中,国内储能领先企业已出海航洋,尤以欧美发达国家为代表 海外储能市场在过去几年得到了蓬勃发展。国内储能市场初探,在他山之石指 引下,未来国内储能将何去何从?此篇报告主要观点是勾画国内储能市场发展 蓝图,根据国内 32 个电力区电价族,以各电力度电成本及 IRR 为锚,测算国 内未来在用户侧、发电侧的储能市场空间,并梳理储能相关产业链,给出相应 投资建议。我们认为:国内在第一阶段,到 2025 年我国大部分地区用户侧储能可实现平 价,储能市场空间可达 6500 亿。在存量市场渗透率为 30%情况下,我国储能 装机规模可达 435.1GWh,市场规模达 6526.5 亿元。其中,存量市场储能装机 394.6GWh,市场规模可达 5919.0 亿元。假设此阶段电池:光伏配置比例为 15%, 在放电时长 4h,年新增集中式光伏 8.1GW,渗透率为 30%,则所需储能 8.1GWh, 年新增市场规模达 121.5 亿元。在第二阶段,到 2030 年我国大部分地区光储结合可实现平价,储能市场空间可 达 1.2 万亿以上。在存量市场渗透率为 60%情况下,我国储能装机规模可达 1186.8GWh,市场规模达 12070.8 亿元。其中,存量市场储能装机 930.3GW, 市场规模可达 9303.3 亿元,假设此阶段电池:光伏配置比例为 30%,放电时长 4h,年新增集中式光伏 50GW,渗透率为 60%,则所需储能 36.0GWh,年新 增市场规模达 360.0 亿元。建议关注在光储结合、储能系统及锂电池出货龙头。建议重点关注阳光电源、 宁德时代、天奈科技、国轩高科、亿纬锂能。 与市场预期不同之处 我们认为,虽 2019 年国内储能产业链遇冷,但海外储能市场却出现几近翻倍增 长,究其原因主要系电力市场交易规则及政策补贴两方面的异同所致。使得国 内储能市场有“天然的平价压力”,而随着国内电芯产能持续释放,储能系统集成 进一步优化,国内储能系统度电成本及 IRR 测算都将迎来拐点。面对国内未来 十年万亿储能市场,我们梳理了储能相关产业链及投资逻辑,建议在光储行业 寻找中国的特斯拉,布局光储相关优势标的。建议关注在光储结合、储能系统 及锂电池出货龙头。建议重点关注阳光电源、宁德时代、天奈科技、国轩高科、 亿纬锂能。“为什么要发展储能?”≈吃饭为啥需要碗可再生能源发展刚需下,电化学储能将登上历史舞台 储能本质是平抑电力供需矛盾,新能源发展创造新的储能需求。电能自身不能 储存,而任何时刻其生产量和需求量需严格相等,因此传统电源生产连续性和 用电需求间断性的不平衡持续存在。此外,全球范围内可再生能源装机量和发 电量占比不断提升(尤其是风能和太阳能),2019 年上半年,德国风光发电量 占比已超过 30%。但可再生能源发电存在固有的间歇性和波动性,导致弃风弃 光现象,增加供需不匹配程度且影响电网的稳定性,储能技术可平抑电能供需 矛盾,提高风光消纳维持电网稳定。抽水蓄能(PHS)是迄今为止部署最多的储能方式,电化学储能紧随其后。根 据 CNESA 全球储能项目库的不完全统计,截至 2019 年底,全球已投运储能项 目累计装机规模 183.1GW。其中,抽水蓄能的累计装机规模最大为 171.0GW 占比高达 93.4%,同比下降 0.9 个百分点,但仍处于主导地位;电化学储能的 累计装机规模紧随其后为 8216.5MW,占比为 4.5%,同比增长 0.9 个百分点。技术特性决定电化学储能应用场景最为广泛。储能技术是利用化学或者物理的 方法将一次能源产生的电能存储起来,并在需要时释放。根据技术类型的不同, 以电能释放的储能方式主要分为机械储能、电磁储能和电化学储能。不同储能 技术具有不同的内在特性(如功率密度和能力密度),电化学储能同时具有较高 的能量密度和功率密度,决定了其广泛的技术适用性。电化学储能是发展最快,美国储能规模位列全球第一。根据 CPIA 统计数据, 截至 2018 年底,电化学储能累计装机 6.63GW,同比增长 126.4%;2013-2018 年新增装机年均复合增长率高达 113.86%。截至 2019 年全球累计电化学装机 达 8.22GW,同比增长 24.02%,受中国市场影响,新增装机 1.59GW,同比下 降 56.98%。从应用端来看,用户侧应用占比最高为 28%,其他应用领域趋于 均衡。尽管 2019 年中国储能遇冷,但仍是全球份额较大的市场。根据美国能源部 DOE 数据库统计,截至 2020 年 1 月 10 日,全球电化学项目数量高达 991 个,美国 储能装机规模和项目数量再次均位列全球第一,中国位列全球第二。2019 年为国内储能减速调整期,储能将向更加市场化方向发展。根据 CPIA 统 计数据,截至 2019年底,我国电化学储能累计装机 1592.3MW,同比增长 48.4%; 新增装机 591.6MW,同比下降 23.7%。忽略 2018 年相对激增,储能行业仍然 是维持稳步增长的状态。就应用端来看,用户侧仍是储能最大的应用市场,占 比为 51%。此外,2019 年广东、湖南等地电网侧火储联合投运装机较多,但 《输配电定价成本监审办法》的出台,明确了“电网企业投资的电储能设施明确 不计入输配电定价成本”。意味着短期内电网侧项目建设缺乏盈利渠道支撑,电 网侧储能的发展受到制约,长期来看,储能将向更加市场化的方向发展。国内储能电池占比较小,海外市场稳定。国内储能电池出货大幅下降,海外市 场稳定。根据高工产研锂电研究所(GGII)数据统计,2019 年中国储能锂电池 出货量为 3.8GWh,同比增长 26.7%。从整体出货量来看,符合年初预期的 2030%的增长,但从出货的市场类别来看,储能锂电池应用于国内市场的出货量 急剧下降,2019 年国内出货量为 0.7GWh,同比下降 75%,而出口海外市场的 出货量增长较为突出。根据 GGII 统计数据,2019 年,我国动力电池累计装机量约 62.38GWh,同比 增长 9%。而储能锂电池出货量仅为 3.8GWh,同比增长 26.7%,其中国内出货量为 0.7GWh,出口总量为 3.1GWh,与动力电池相比,我国储能电池占比依然 较小,空间较大。储能核心逻辑:成本下降驱动储能应用 储能系统成本大幅下降。电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、 储能变流器(PCS)、能量管理系统(EMS)及其他电气设备构成。根据 GTM 数据统计显示,2012 至 2017 年电化学储能电站成本大幅下降 78%,单位 KWh 成本由 2100 美元下降至 587 美元。其中电池成本占比约为 40%,是储能电站 建设的主要成本来源。锂电成为主流技术路线,存在成本下降通道。目前已商业化应用的电化学储能 技术主要为铅蓄电池和锂离子电池。根据 CNESA 数据,近五年全球已投运储 能项目中,锂电储能系统占比均超过 80%,成为主流电化学储能技术路线。根 据 BNEF,2020 年至 2023 年的锂电价格可能达到 150 美元/KWh,将达到储 能系统应用的经济性拐点。成本下降驱动储能装机规模爆发。根据 GTM 预测,到 2025 年,单位 KWh 储 能电池成本预计降至 110 美元,BOS 部分将降至 85 美元。储能系统成本的不 断下降,将驱动装机规模迎来爆发。根据 BNEF 的预测,到 2040 年,全球储 能累计装机(不含抽水蓄能)将达到近 1095GW/2850GWh,对应投资 6620 亿 美元。国内储能未来空间究竟有多大?——可期万亿市场国内储能未来空间究竟有多大?根据我们测算结论: 第一阶段:到 2025 年,储能成本降至 1500 元/KWh 时,我国大部分地区用户 侧储能可实现平价。在存量市场渗透率为 30%情况下,我国储能装机规模可达 435.1GWh,市场规模达 6526.5 亿元。其中,存量市场储能装机 394.6GWh, 市场规模可达 5919.0 亿元。假设此阶段电池:光伏配置比例为 15%,在放电时 长 4h,年新增集中式光伏 8.1GW,渗透率为 30%,则所需储能 8.1GWh,年 新增市场规模达 121.5 亿元。第二阶段:到 2030 年,储能成本降至 1000 元/KWh 时,我国大部分地区光储 结合可实现平价。在存量市场渗透率为 60%情况下,我国储能装机规模可达 1186.8GWh,市场规模达 12070.8 亿元。其中,存量市场储能装机 930.3GW, 市场规模可达 9303.3 亿元,假设此阶段电池:光伏配置比例为 30%,放电时长 4h,年新增集中式光伏 50GW,渗透率为 60%,则所需储能 36.0GWh,年新 增市场规模达 360.0 亿元。发电侧:风、光+储能模式为新能源大未来 分布式光储:拆解“特斯拉户用光伏”实例,看国内市场空间几何 政策强制规定,美国户用光伏市场驶入快车道。根据加州能源委员会颁布的 《2019 建筑能效标准》要求,从 2020 年 1 月 1 日开始,所有在加利福尼亚州 新建的三层及三层以下的低层住宅(包括独栋)都将被要求强制安装住宅光伏 系统,并对装机规模也做出了规定:如果同时安装了储能系统,则光伏装机规 模可在上述方程计算结果的基础上减少 25%,且单户住宅的储能系统容量至少 为 7.5 KWh,多户住宅的存储系统容量至少为住宅户数*7.5 KWh。对于加州户用光伏需求的测算:未来 10 年,每年至少有 750MW-1.25GW 户用 装机规模。其中新增市场:2020 年新政实施后,美国加州新增住宅将为户用光 伏市场带来 300-500MW/年装机增量。2018 年美国居民用户平均用电量 10972KWh,加州光照资源充沛,光伏有效年利用小时数 1800-2200h,则 100% 光伏发电对应户均装机量约 5-6KW。加州户用光伏存量市场中:每年有 450-720MW 规模。根据 1995-2018 年加州 独栋住宅建筑许可发放数量估算加州目前独栋住宅数量约 180 万套。若在 2030 年,这些存量独栋能有合计 80%装户用光伏,5-8KW 每户算,每年有 450720MW 的户用光伏规模。美国政策及经济性助力下,户用光储系统得到快速发展。以特斯拉为例,2018 年,特斯拉安装了 1GWh 的储能系统,2019 年目标是将装机容量翻倍到 2GWh 以上。特斯拉的 Powerwall(针对住宅用户)基于 NMC 锂电池产品。针对居民用 户的储能系统,与屋顶光伏系统同时应用。它可以存储光伏电站在白天发的电 量,并在夜间释放使用。据特斯拉表示,Powerwall 的单位装机容量为 13.5KWh; 其峰值功率/持续功率分别为 7KW/5KW,而电力转换效率达 90%,且保证使用 生命周期为 10 年。在不考虑特斯拉屋顶光伏的“屋顶价值”的情况下,特斯拉光储方案已经初具经 济性。截至 2020 年 2 月,加利福尼亚州的太阳能电池板平均成本为 3.06 美元 /W。考虑到太阳能电池板系统的大小为 3-10KW,加利福尼亚州的光伏系统平 均安装成本在6.41-21.36万元之间,光伏系统平均价格为10.68万元。扣除26% 的联邦投资税收抵免(ITC)以及其他州和地方太阳能激励措施后,系统成本降 至 4.74-15.81万元,假设光伏系统工作寿命为 25年,年有效利用小时为 1900h, 实际用电量为有效发电量的 75%,考虑未来运维费用和发电量时间价值,光伏 屋顶全生命周期内的度电成本为 1.07 元/KWh。根据特斯拉提供的 4 种不同规模的屋顶光储系统,分别为小型(光伏装机 3.8KW)、中型(光伏装机 7.6KW)、大型(光伏装机 11.4KW)和超大型(光伏 装机 15.2KW),同时匹配 1、2、3 和 4 套储能系统,光储系统价格在 15.2742.77 万元之间,扣除 26%的联邦投资税收抵免(ITC)以及其他州和地方太阳 能激励措施后,系统成本降至 10.71-29.94 万元。由于配置储能系统,有理由假 设实际用电量为有效发电量的 100%,其他条件与加州户用光伏相同,测算出小 型、中型、大型和超大型的特斯拉屋顶光储系统全生命周期内的度电成本分别 为 1.52、1.20、11.1 和 1.07 元/KWh,储能溢价分别为 0.45、0.13、0.04 和 0 元/KWh。说明含有储能系统的大型特斯拉屋顶光伏,可以与当前普通户用光伏 在 LCOE 相竞争。如测算得,在不考虑特斯拉屋顶光伏的“屋顶价值”的情况下,特斯拉 11.4KW 光储系统度电成本仅为 1.11 人民币/KWh,较单纯户用光伏系统的度电成本仅相差 3.6%,户用光储结合系统方案经济性在美国已得到显现。特斯拉 2019 年储能装机容量达到 1.65GWh。前三季度分别为 229MWh、 415MWh、477MWh,全年装机 1.65GWh,同比增长接近 60%,超过 2017、 2018 年装机总量之和。2019 年全球电化学储能新增装机为 15.9GWh,意味着 特斯拉占据全球储能的市场份额达到 10.4%。我国国家层面政策为储能发展提供方向。2017 年五部委联合发布《关于促进储 能技术与产业发展的指导意见》,明确了十三五和十四五时期储能发展“两步走” 的战略。2019 年针对该指导意见,进一步提出了细化的 2019-2020 行动计划, 从而进一步推进“十三五”期间实现储能由研发示范向商业化初期过渡的目标,同时为“十四五”期间实现储能由商业化初期向规模化发展转变的目标奠定基础。部分省市开始出台用户侧补贴政策和新能源发电侧技术要求。目前针对储能出 台补贴政策的有合肥和苏州。2018 年合肥政策针对符合政策的光伏储能系统, 按储能实际充电量给予 1 元/KWh 的补贴。2019 年苏州针对工业园区的储能项 目,按放电量补贴 3 年,补贴标准 0.3 元/KWh。2019 年 6 月新疆针对光伏储 能试点项目,储能系统原则上按照不低于光伏电站装机容量的 15%、且储能时 长不低于 2 小时来配置,总装机规模不超过 350MW。基于我国提供储能补贴的省市较少,我们通过搭建“光储发电+网电套利”模型, 进行工商业光储项目经济性测算。工商业配置光伏+储能替代部分网电,满足自 身用电需求,综合考虑峰谷电价差与时段划分复杂度,以江苏省为例进行建模, 各电价时段和电流流向如表所示。通过计算配置光储系统前后支付电费差额, 作为光储系统运营效益,对未来工商业光储系统经济性进行测算,基本假设如 下:1、 江苏省年利用小时数为 1063h,配置 150KW 光伏系统,预计平均每天可以 发 500~600 度电,单位成本为 4000 元/KW;蓄电池采用磷酸铁锂电池, 总容量 600KWh,单位成本为 1500 元/KWh。2、 放电深度 95%,容量衰减 20%,循环寿命 5000 次,日运行 2 次,运行时 间为 8 年,残值按照光伏系统剩余价值计算。3、 折现率 7.5%,贷款利率 6%,自有资金比例为 0.3。测算结论:在上述假设条件下,江苏省工商业用户应用光储系统可实现经济性, 生命周期内项目内含报酬率 9.92%,自有资金内含报酬率为 18.17%,投资回 收期为 6 年。 进一步我们将模型应用于其他地区进行测算,可以发现,第一阶段:当用户侧 光伏成本在 4000 元/KW,储能系统成本为 1500 元/KWh 时,北京、浙江、江 苏和广东(部分地区)内的工商业用户配置储能系统可达到 8%收益率,假设市 场渗透率为 30%,储能装机规模为 140.70GW,市场规模合计为 2215.49亿元。进一步测算可得:第二阶段,当光伏成本降至 3000 元/KWh,储能系统成本降 至 1000 元/KWh 时,除青海、云南和宁夏外样本地区储能系统均可实现 8%内 含报酬率。在市场渗透率为 60%的条件下,储能装机规模为 302.94GW,市场 规模合计为 3029.43 亿元。集中式光储:光伏平价大时代的必经之路西北地区弃风弃光率仍高于全国平均水平,储能有望加速渗透。风能和太阳能 等新能源发电具具有不规律变化的特点,为维持电力供需平衡和电网的稳定性 需限制部分新能源的出力。据国家能源局统计,近年来全国弃风弃光率呈下降 趋势,2019 年 1-9 月,全国弃风率 4.2%,同比下降 3.5 个百分点;弃光率 1.9%, 同比下降 1 个百分点。2019 年上半年,弃风仍较为严重的地区是新疆、甘肃和 内蒙古,弃风率分别为 17.0%、10.1%和 8.2%;弃光主要集中在西藏、新疆、 甘肃和青海,弃光率分别为 25.7%、10.6%、6.9%和 6.3%。随着可再生能源占比的增加,其波动性与地理位置上的限制凸显,减少弃风弃 电最直接的方式是配置相应的储能系统,根据电网调度要求和实际发电负荷合 理实时改变运行模式,将可再生能源发电从非高峰时段转向高峰时段,调配电 能供应与需求之间的平衡。例如 CAISO“鸭曲线”,将多余电能存储于电池储能 系统中按需放出,减少发电损失,起到削峰填谷的作用。传统平滑新能源不稳定性的方案中,新能源机组分摊费用远高于补偿费用。从 能源类型的角度来看,参与辅助服务的能源类型主要包括火电、水电、风电、光 伏、核电,其中火电机组补偿费用最高为 62.65 亿元,但同时分摊费用也最高。 我们构造分摊费用/补偿费用指标来进行对比,风电分摊费用/补偿费用值高达 34.26,核电和光伏发电也远高于传统火电。即新能源场站通过配置相应的储能 系统,可满足自身辅助服务需求,有效降低分摊费用。储能若替代传统备用,将有效提高容量价值。国内新能源(风电、光伏发电)通过保留有功备用或者配置储能设备,并利用相应的有功控制系统实现一次调 频功能。光伏电站若要参与低频响应,在不考虑限电情况下需预留 10%的容量, 按每天备用 8h 计算,则 100MW 光伏电站每天少发 8 万 KWh,每年少发电 2800 万 KWh。通过配置储能设备替代备用容量也可提高系统容量价值。目前国内已经有大量风、光储电站示范项目投入使用。我国首个风光储输示范 工程位于河北省张家口市北部,于 2011 年底并网,综合运用了磷酸铁锂、液流、 钛酸锂、阀控铅酸等多种技术路线,每年可以提升 200 小时的利用小时数,有 效解决了新能源的消纳问题。近年来,青海共和光伏发电储能项目、鲁能集团 海西州多能互补集成优化示范工程等大量新能源配套储能项目投入使用。我们针对国内集中式光伏+储能系统进行经济性测算,基本假设如下: 1、 投资主体为三类资源区光伏新能源场站,应用场景包括削峰填谷和替代一 次调频备用余量;2、 根据不同地区利用小时数和限电比例不同,100MW 光伏容量分别配置43、 30 和 19MWh 储能系统用于削峰填谷,同时配置 9MWh 储能系统用于替代 一次调频备用余量。储能系统单位成本为 1500 元/KWh,电芯选用磷酸铁 锂,放电深度 95%,容量衰减 20%,循环寿命 5000 次,日循环 1 次,运 行时间为 15 年;3、 贷款利率 6%,自有资金比例为 0.3,所得税率为 25%,折现率 7.5%。集中式光储结合经济性测算: 当仅用于削峰填谷时,三类资源区的储能系统装机量分别为43、30和19MWh, 上网电价分别为 0.4/0.45 和 0.55 元,度电成本均为 0.63 元/KWh,但均未达预 期收益。当要求的 irr=8%时,三类资源区储能系统成本需分别降至 851、957 和 1170 元/KWh。当用于削峰填谷和替代有功备用时,三类资源区的储能系统装机量分别为 51、 38 和 27MWh,其他条件相同。可以发现三类资源区储能项目的投资回收期分 别为 9、8 和 6 年,Ⅱ类资源区和Ⅲ类资源区项目内含报酬率均达到 8%,Ⅲ类 资源区项目内含报酬率为 11.9%。第一阶段:当储能系统成本为 1500 元/KWh 时,在市场渗透率为 30%的条件 下,现有光伏存量市场储能装机规模为 33.41GW,市场规模合计为 501.09 亿 元。假设储能成本降至 1500 元/KWh 之前,光伏市场年新增量为 45GW,在相 同渗透率条件下,年新增储能装机 8.10GWh,年新增市场规模为 121.50 亿元。第二阶段:当系统成本降至 1000 元/KWh 时,在市场渗透率为 60%的条件下, 储能装机规模为 109.75GW,市场规模合计为 1097.49 亿元。假设储能成本降 至 1000 元/KWh 之前,光伏市场年新增量为 50GW,在相同渗透率条件下,年 新增储能装机 36.00GWh,年新增市场规模为 360.00 亿元。用户侧:经济性凸显进行时,万亿市场空间值得期待 储能能量时移,峰谷价差套利。一般情况下,由于白天用电侧负荷曲线比晚上 高,部分地区实施分时电价机制,将一天 24h 分为峰时段、平时段和谷时段, 电价依次降低,从而形成峰谷电价差。储能出现之前,电力用户降低电费的传 统方式主要为:减少消费或被动改变消费时段;储能通过能量时移,在低谷电 价时间段充电,在高峰电价时间段放电,满足用电需求,同时利用峰谷价差进 行套利。高价差刺激储能部署,国内价格激励较弱。用户应用储能须有足够的价差激励, 即峰谷电价差可覆盖储能度电成本。部分发达国家(如美国、德国和澳大利亚) 峰谷价差较高,为用户侧储能装机提供机会。以美国为例,居民用户的峰谷价 差平均为 0.15 美元/KWh,高于当前 0.10 美元/KWh 的储能度电成本。但在国 内大部分地区,峰谷电价差仍远不足以覆盖储能度电成本。用电类别说明:深圳(大量需求)指深圳市大量工商业及其他用电(101 至 3000kVA);深圳(高需求)指高需求工商业及其他用电(3001kVA 及以上); 广东(广州 5 市)指广州、珠海、佛山、中山和东莞五市;广东(8 市)指汕 头、潮州、揭阳、汕尾、阳江、湛江、茂名和肇庆 8 市;广东(5 市)指云浮、 河源、梅州、韶关和清远 5 市。储能需量管理,降低基本电费。理论上仅通过削峰填谷套利,储能在国内用电 侧难以实现经济性。大工业用户普遍采用两部制电价计费,电费分为基本电费 和电度电费。其中,基本电费与耗电量无关,仅与变压器容量或最大需量相关; 电度电费与耗电量呈正比。当储能应用于大工业用户侧时,除实现一般削峰填 谷套利降低电量电费外,同时也可进行需量管理,降低基本电费,带来双重收 益。峰谷-峰平价差平均值修正。考虑到用电侧储能系统工作模式为一日 2 充 2 放, 仅存在一次谷时段充电、峰时段放电的机会,另一次则为平时段充电、峰时段 放电(即夜晚谷时段充电,早上峰时段放电,午间平时段充电,傍晚峰时段放 电),因此取峰谷价差与峰平价差平均值建模更为合理。以上海市电价为例,我们针对国内大工业用电侧储能经济性进行测算,基本假 设如下: 1、 配置1 MW / 4 MWh储能系统,电芯为磷酸铁锂,单位成本为1800元/KWh;2、 充放电深度 95%,容量衰减 20%,循环寿命 5000 次,无残值;3、 折现率 7.5%,贷款利率 6%,自有资金比例为 0.3;测算结论:对于价差和基本电价均较高的上海市大工业用户,储能用于削峰填 谷和需量管理可实现经济性。项目投资回收期为 4年,内含报酬率高达 16.44%, 生命周内度电成本为 0.64 元/Wh。 进一步我们将模型应用于其他地区进行测算,可以发现,目前在广东(部分地 区)、上海、江苏、海南和山东地区,大工业用户配置储能系统的 irr 可以达到 8%。 未来核心驱动因素在于成本下降。电价差影响项目收益,储能系统价格影响项 目成本。在当前储能系统成本下,各地区经济性差异在于不同的价差水平,说 明当前价格激励是用户安装储能系统关键因素。但未来多数国家将尝试降低整 个电力系统成本,以刺激经济增长,终端价差将进一步缩小。因此降低储能成 本则是推进未来储能部署唯一可行的方法。我们预计未来储能部署将分为两个阶段,第一阶段:当用户侧储能系统成本降 至 1500 元/KWh 时,除宁夏、青海甘肃、陕西和河北外,其他样本地区储能项 目可达到 8%的内含报酬率,对应度电成本降低 0.10 元/KWh 至 0.54 元/KWh, 降幅达到 15.63%;第二阶段:当成储能系统成本降至 1000 元/KWh 时,所有 样本地区均可实现8%内含报酬率,除宁夏外其他地区可实现10%内含报酬率, 对应度电成本降低 0.26 元/KWh 至 0.38 元/KWh,降幅达 40.63%。对应装机规模与市场规模预测: 第一阶段:当用户侧储能系统成本降至 1500 元/KWh 时,市场渗透率为 30%的 条件下,储能装机规模为 213.49GW,市场规模合计为 3202.38 亿元。第二阶段:当系统成本降至 1000 元/KWh 时,市场渗透率为 60%的条件下,所 有样本地区 irr 超过 8%,储能装机规模为 517.64 GW,市场规模合计为 5176.40 亿元。储能市场具体到 32 个电力区:以 1800 元/kWh 为起点,当目标 irr=8%时,各 省市大工业储能系统价格(元/kWh 横轴)、装机规模(GWh 纵轴)和市场规模 (亿元)出现明显分化。假设市场渗透率为 30%,在目标 irr 下,当储能系统成 本为 1800 元/kWh 时,在可实现目标 irr 的地区中,广东省、江苏省和山东省市 场规模排名前三,分别对应 670、662 和 757 亿元。当目标 irr=10%时,各省市大工业储能系统价格(元/kWh 横轴)、装机规模(GWh 纵轴)和市场规模(亿元)分化更为明显。假设市场渗透率为 60%,在目标 irr 下,当储能系统成本为 1800 元/kWh 时,在可实现目标 irr 的地区中,江苏省、 广东省和山东省市场规模依然排名前三,分别对应 1324、1309 和 1263 亿元。天然的平价要求,储能产业链如何应对?储能系统产业链梳理 在保证安全的前提下,持续的降成本是行业面临的长期挑战。从产业链来看, 储能系统集成位于产业链中游,成本下降一方面依托于上游原材料的降本增效, 另一方面则通过系统结构的设计优化。从储能系统成本构成来看,目前电池成本约占 60%,PCS 占比 20%,BMS 占 比 5%,EMS 占比 5%-10%,其它配件 5%。根据 BNEF 预计,2018 年储能系 统成本为 364 美元/KWh,到 2025 年,储能系统成本有望降至 203 美元/KWh; 到 2030 年,储能系统成本有望降至 165 美元/KWh,相较于 2018 年降幅达 54.7%。目前电池成本占系统成本比重最高,系统成本下降的关键是电池环节的降本增效,预计 2025 年电池成本将降至 95 美元/KWh,与 2018 年成本相比降 幅在 54%左右。同时随着市场规模的扩大和技术创新,储能 PCS、BES、EMS 和 EPC 成本同样具有下降空间。储能生产商二分类:行业已现 PCS 派与电池派。基于储能系统构成,电池、 PCS、系统集成领域均有涉足储能的企业,在此我们通过对比几类企业,可以 发现储能仍处于商业化前夜的培育阶段,虽然储能业务目前占各上市公司业务 比例仍然较低,但母公司的盈利情况及核心技术水平在一定程度上决定了未来 其在储能板块的拓展力度和发展方向。其中,PCS 以阳光电源为代表,核心发力以行业领先 PCS 为抓手,布局下游 储能系统及储能工程;电池则以比亚迪为代表,基于电芯成本发力储能。储能系统核心竞争力:系统优化能力+电芯成本下降 储能发展面临天然的平价要求,“提效降本”不仅适用光伏,也适用储能。在国 内,与光伏早期有国家补贴助力不同,储能的发展天然就面临“平价”的要求,储 能系统的提效降本主要落实在电池的性价比与系统集成的效率双提升,一方面 是对电芯厂商的降本要求,一方面是对集成厂商优化储能系统的强诉求,二者 缺一不可。一方面,锂电电进入行业产能扩张期,成本降幅可期: 下游需求带动锂电市场规模扩大,电池价格降幅高于预期。根据 GGII 统计, 2019 年全年行业累计装机量约 62.38GWh,同比增长 9%。根据 Marklines 预 测,未来 5 年全球动力电池行业将持续高速增长,2025 年全球装机量可达 850GWh。同时锂电池成本不断下降,截至 2019 年 2 月 3 日,方形动力电芯 (磷酸铁锂)平均报价为 0.575 元/Wh,方形动力电芯(三元)报价为 0.725 元/Wh,其中磷酸铁锂报价已达到 BNEF 预测 2027 年储能电池价格水平。磷酸铁锂电池是储能系统最为适配的选择。商用锂离子动力电池正极材料主要 有锰酸锂、磷酸铁锂、三元体系,其中三元体系又可细分为镍钴锰 NCM 和镍钴 铝 NCA。在空间充裕的条件下,储能电池相比消费电池和动力电池,对能量密 度要求不高,对安全性和实用寿命的要求较高。从电池内在特性角度来看,相 较于其他体系电池,磷酸铁锂具有高安全性、长循环寿命和低成本的优势,更 符合储能电池需求。长循环寿命和高转换效率可直接降低储能度电成本。在其他条件相同的情况下, 电池循环寿命越长,则生命周期内储能系统可以存储或释放的电量越多,可直 接降低度电成本。此外,电池转换效率越高,则充放电过程中能量损耗越少,也 可增加系统总充放电量。能量密度提升可间接降低储能投资成本。能量密度的单位可以用Wh/kg或Wh/L 来表示。这意味着能量密越高,则电池质量或体积越小,从而减少建设过程中 所使用的土地面积或厂房空间,通过摊薄固定成本来间接降低单位储能成本。梯次电池性能指标优于铅酸电池。退役动力锂电池能否用于梯次利用以及应用 领域,主要依据电池的剩余容量,当电池剩余容量在 20%80%时,则可以进 行梯次利用;如若电池容量低于 20%时,则已不满足梯次利用的标准,应进行 电池拆解厂进行材料的回收。梯次电池相比铅酸电池在循环寿命、能量密度、 高温性能等方面具备明显优势,从性价比角度来看,梯次电池是铅酸电池的 1.23-4.44 倍。另一方面,光储结合可降低进一步储能成本,光电转化是光储系统核心竞争力: 加速光储融合深度降低项目投资成本。在同一地点安装的光伏和储能系统可以 共享硬件组件,例如升压器、检测器和控制器,同时用于共享硬件而降低安装 工程的人工成本;此外,相较于独立的光伏+储能,光储结合部署还可以减少场 地准备次数,降低土地成本和 EPC 成本进而降低光储项目的投资成本。光储结合耦合方案难度高,优化空间的天花板高的,考验储能系统的电气化水 平。当光伏和电池存储共用时,子系统可以通过直流耦合或交流耦合配置连接。 直流耦合系统只需要一个双向逆变器,直接将电池存储连接到光伏阵列,并使 电池从电网中充电和放电。另一方面,交流耦合系统需要光伏逆变器和双向逆 变器,电池的充放电需要通过直流和交流多次转换步骤。直流耦合系统只使用 一个双向逆变器,从而降低了逆变器、逆变器布线和逆变器外壳的成本。加强光储深度融合,降低投资成本。以阳光电源为例,2020 年 2 月,阳光电源 推出集中式逆变器 SG3125HV,中国效率突破 98.55%,100MW 电站 25 年可 提高发电量 180 万 KWh;支持 1.8 倍以上超配及最大 12.5MW 子阵设计,据 测算,100MW 电站,初始投资可以减少 1000 万元以上。系统数字化融合集成能量管理,降低 3%以上 LCOE。通过逆变器集成智能管理 单元,对核心部件进行全生命周期管理和寿命预测,做到“早发现、早维护”,降 低发电量损失和运维成本,进一步可降低电站 LCOE 达 3%以上。他山之石:欧美市场储能爆发启示为什么说“当前储能看海外”? 美国投资税抵免(ITC)政策激励非公共事业规模储能发展。2016 年,美国储 能协会向美国参议院提交了 ITC 法案,明确私人机构或个体投资的先进储能技 术可以申请投资税收减免:对于居民用户储能,要求 100%的电力来自于光伏发 电,享受系统投资额 30%的税收减免和 5 年加速折旧(其本质为补贴替代套利); 对于工商业储能,要求至少 75%的电力来自于光伏发电,当储能电力 75%-99.9% 来自于光伏发电时,税收减免额为该比例与 30%的乘积。美国 ITC 自 2020 年开始下降,税抵退坡为一致预期。2016—2019 年,ITC 仍 维持在系统成本的 30%;2020 年起,ITC 开始下降至系统成本的 26%;2021 年,税收抵免进一步降至系统的成本 22%;2022 年以后,新的商业太阳能系统 的所有者可以从其税收中扣除系统成本的 10%,住宅 ITC 将取消。一定程度说 明 2022 年后,储能系统成本降低至可接受水平,实现无 ITC 平价应用。加州用户侧储能的发展受三大政策影响明显,包括自发电激励计划(SGIP)、投 资税收减免政策(ITC)和净电量结算制度(NEM): 2001 年启动的自发电激励计划(Self-GenerationIncentiveProgram,SGIP) 是美国历时最长且最成功的分布式发电激励政策之一。SGIP 鼓励用户侧分布 式发电,不对纳入补贴范围的技术类型进行限制,但通过限制技术指标要求确 保项目运行的稳定性。按容量和效果补贴,提高投资积极性。自 2011 年起,SGIP 将储能纳入支持范 围,并给予 2 美元/W 的补贴支持。在 2016 年 5 月修订的 SGIP 中,补贴不再 采用以系统功率(“W”)为标准、按照每年固定金额的方式支付。而是依据规划 容量的完成情况,同时考虑储能成本的下降以及项目经济性核算,对项目的容 量(“Wh”)进行补贴,采用 50%初投资补贴+50%按效果补贴的非一次性支付 方式予以支持,避免“后补贴”方式影响投资积极性。在 2017 年 12 月发布的第六版 SGIP 手册中,激励计划针对储能增加预算,为 储能分配了整个计划 80%的资金量,并将 13%的储能资金用于支持 10KW 及 以下的居民储能项目。储能补贴的总资金分为五轮发放,第一轮补贴的标准为 50 美分/Wh,第二轮补贴标准降低 10 美分/Wh,之后的补贴标准逐步降低 5 美 分/Wh。储能系统可获得的补贴等于系统容量(Wh)与所在轮数的补贴标准的 乘积。2018 年 8 月,加利福尼亚州议会通过 SB700 法案,将 SGIP 计划的截 止日期延长至 2026 年,用于持续激励更多分布式储能项目的建设。净电量结算制度(NEM)用以支持用户侧的光伏发电,用户表计会记录用户从电 网购电和用户光伏向电网注入电力情况,在向用户收取电费时,只需要收取净 值部分。目前加州 PG&E 公司制定了一系列的 NEM 机制,其中适用于储能的 有 Non-Export 和 NEM2-MT。其中,Non-Export 适用于所有类型及容量的电 源,要求机组安装逆功率保护装置、低功率保护装置等。NEM2-MT 要求机组 与不向电网反送电的设备或 NEM 燃料电池发电设备配合使用。SGIP 补贴收益占用户侧总收益比重较高。根据 CNESA 全球储能项目数据库, 将分布式储能纳入补贴范围开始至 2019 年 7 月期间,SGIP 处于补贴流程中以 及已经获得全额补贴的储能项目数(不包含取消的)达到了 13156 个。其中, 近 6281 个储能项目已经获得了 SGIP 的全额补贴支付。在用户侧储能项目的头 五年收益中,SGIP 补贴收益占到总收益的 40%~50%。补贴政策为储能设备厂商带来发展机遇。从申请 SGIP 补贴的储能设备厂商来 看,特斯拉、LG 化学、Stem Inc、CODAEnergy 等企业获得补贴的项目数量、 能量规模和金额位居前列。特斯拉自 2015 年开始进入储能领域,储能业务包括 太阳能系统和储能产品的销售,通过经营租赁和 PPA 从太阳能系统中租赁的收 入以及太阳能系统激励措施的销售。与美国 SolarcityInc 等合作方开展的 6348 个储能项目,获得的补贴资金额(包括预留补贴资金、正处于补贴流程中以及 补贴完成)达到 2.2 亿美元。从执行效果来看,分布式光伏+电池存储渗透率不断提高。根据 NREL 数据, 2018 年美国各州的配置电池储能系统的光伏项目比例在 1%到 5%不等,加利 福尼亚州渗透率最高。2016 年-2018 年,受益于政策补贴,加州居民分布式光 伏项目和非居民分布式光伏项目储能渗透率由不到 2%提升至接近 5%。美国户用市场大幅增长。2019 年第二季度,美国储能市场的装机容量为 75.9MW,同比增长 20%,环比下降近 50%。主要由于计划在 2019Q2 实施的 FTM(Front of the Meter 供电侧)项目较少,同时非户用市场也出现了类似的 回调环比下降 49%。但是,受市场情绪和政策激励影响,户用市场环比大幅上 涨 41%,并继续在各个地区扩展。预计 2019-2024 年美国储能市场将迎来爆发式增长。根据 Wood Mackenize Power 数据,21 世纪 20 年代初,美国存储市场将出现大幅增长。储能年新增 装机规模将由 2018 年的 311MW 增长到 2024 年的 4834MW。2019 年至 2024 年期间,储能市场年新增装机规模将增长约 10 倍,储能年市场规模将增长约 7 倍。2024年,BTM (Behind-the-Meter用户侧包括Residencial和Non-residential) 装机规模占比达 40%;FTM 市场规模约占 53%。德国分布式储能补贴政策发挥重要影响。2013 年 5 月,德国联邦政府和国有 KfW 银行集团发布了一项家庭存储系统市场激励计划,补贴的形式主要是低息 贷款和现金补助,补贴总额约 3000 万欧元。目前允许用户最高将光伏系统峰值 功率的 50%回馈给电网,以鼓励用户最大限度的自发自用,电网运营商承担核 查功率限值的职责。另外,对于不同时间提出的申请,可申请的补贴率(补助资 金相对于储能设备价格的比例)逐渐递减。从政策执行效果来看,分布式光储补贴已经推动德国成为全球最大的户用储能 市场之一。2013 年,德国家用和商业用储能系统还不足 1 万套,到 2018 年底, 这一数字已经增长至 12 万套,其中,绝大部分来自户用储能。根据德国贸易促 进署的研究,随着光伏系统与电池的成本下降,光储应用的步伐加快,截止到 2020 年底,德国还将以每年超过 5 万套的速度持续安装用户侧储能系统,并在 2020 年突破 20 万套储能系统的安装量。欧盟其他国家均在高速发展。根据 Wood Mackenzie 预计,到 2024 年,欧洲 住宅储能市场的部署将增长五倍达到 6.6 GWh。德国年度部署量将增加一倍以 上,达到 0.5 GW/1.2 GWh。同时,意大利和西班牙的光储市场也正在朝着平价 方向迈进。未来几年内,澳大利亚分布式光储将保持快速增长趋势。根据 AEMO-CSIRO 预测,包括澳大利亚在内的亚太地区的分布式发电(太阳能光伏发电、热电联 产和柴油发电)已占集中发电(煤炭和核电站)的一半以上。而到 2028 年,分布式发电源的容量将是集中发电容量的两倍多。分国别来看,近年来德国和意 大利分布式能源比率保持相对高位,而澳大利亚则是增长最快的国家。预计澳 大利亚将在未来几年内仍保持快速增长的趋势,并在 2030 年后继续发挥主要 领导作用。澳大利亚住宅市场储能部署规模的不断扩展。澳大利亚的太阳能光伏安装成本 约为美国的一半,主要原因是有较少的管制和更低的劳动力成本。同时零售电 价较美国更高,叠加政府财政支持,激励屋顶太阳能光伏发电系统正与分布式 储能设备相结合,使消费者能够降低电费,同时提供一定程度的弹性。为什么说“未来储能看中国”? 欧美储能发展,离不开各国电力市场化改革。从 80 年代末起,以英国为首,国际 上许多国家进行了电力工业管理体制的改革,其目标都是开放电力市场,引入竞 争机制,降低发电成本,合理利用资源,并最终使用户获利目前将电力行业主要划 分为发电侧、输电侧、配电侧和售电侧四个环节,输电侧和配电侧因具有规模 化要求,存在自然垄断特征,而电力行业两头的发电侧和售电侧,则具备引入 竞争,降低产业集中度的空间。以美国为例看国际上电力市场化改革的成果。1978 年美国出台了公用事业管制 政策法(较中国早 24 年),允许企业建立电厂并出售电力给地方公用事业公司。 1992 年能源政策法案出台,同意开放电力输送领域。1996 年,为推进电力市场 化改革,美国政府颁布法令规定无歧视开放输电网络,鼓励构建 RTO(区域电 网运行中心)或 ISO(独立系统运行中心)来管理整个输电系统运行。此后,美国形成了联邦政府、州政府两级监管体系框架,并逐步形成了 PJM、加州、得 州、纽约、东南、南方、西南、西北、中土、新英格兰等 10 个区域电力市场。尽管电改的最终目的是降低终端用户电价,美国目前的零售电价并未出现明显 的降低。在电力市场化改革较为成功的加州,也没有取消峰谷价差,而是随着 可再生能源的发展,峰时段减少且后移,谷时段增加。以 PG&E(太平洋燃气 和电力公司)中小企业的 Time-of-use rate plans 为例,自 2020 年 11 月将开 始执行新的峰谷时段,相较于现在,新的高峰时间由12PM-6PM变为4PM-9PM, 由下午转移到晚上且减少一个小时。新增一个春季的超低峰时间段 9AM-2PM, 价格将处于最低水平。可以说明在电改的背景下,随着可再生能源发电占比提 高,峰谷价差将会持续存在,且有可能出现新的谷时段电价,从而为储能带来 更多套利空间。 反观我国电力市场改革,我国电改大体分为三个阶段: 第一阶段:(1996-2002 年)市场化改革探索期。1996 年出台的《电力法》赋 予电力企业作为商业实体的法律地位。从 1998 年开始,我国尝试在电力行业实 行“厂网分开、竞价上网”的改革,并确定山东、上海、浙江及东北的辽宁、吉林、 黑龙江 6 个电网为首批“厂网分开”的试点单位。2000 年 1 月山东、上海、浙江 发电侧电力市场正式投入商业化运行。通过各试点单位的市场化运作,以期在发 电侧引入市场机制,竞价上网,并积累经验,逐步向完善的电力市场靠近。第二阶段:(2002-2015 年)开放发电侧竞争,打破垄断格局。2002 年,国务 院印发《电力体制改革方案》(5 号文),标志着我国电力市场改革的正式开始。 国家电力公司被拆分为两大电网公司,五大发电集团和四家辅业集团(后整合 为 2 个),发电环节产业集中度大幅下降,国家电力公司独家垄断的电力市场格 局被初步打破。同时通过在发电侧引入多元投资主体,建立了发电侧企业竞价 上网的竞争机制。从根本上改变了长期以来电力市场供给不足的矛盾,但也造 成了发电行业整体产能过剩。第三阶段:(2015 年-至今)管住中间,放开两头。2015 年,中共中央办公厅发 布《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(中发[2015]9 号),标志着我国 新一轮电力体制改革的开始。电改的基本原则和重点是区分竞争性和垄断性环 节,按照“管住中间、放开两头”的体制架构,在发电侧和售电侧开展有效竞争, 培育独立的市场主体,着力构建主体多元、有序向社会资本开放配售电业务, 形成适应市场要求的电价机制,竞争有序的电力交易格局。现阶段的电力市场 化改革工作处于起步阶段,距离一个成熟运行的电力市场还有很大差距。伴随着我国电力市场的不断发展,我国电价政策也随之调整。2015 年新一 轮电改放开电价、配售电和发电计划,强化输配电环节管理,有序放开上网 电价和销售电价。电力用户参与电力市场后按终端电价缴纳电费。终端电价 由交易价格、输配电价(含线损和交叉补贴)、政府性基金及附加等三个部 分组成,其表达式为:P=PGen+PTran+PGov。P 为电力用户参与电力市场后的 终端电价;PGen为交易价格,指发电企业或售电公司向其出售的电能价格; PTran 为输配电价,由政府物价部门按照“准许成本+合理收益”的原则进行核 定;PGov为政府性基金及附加,其收费标准与销售电价相同,电力用户无论 是否参与电力市场都需缴纳。我们认为,伴随着电力市场化改革的进一步深入,国内储能市场将进一步迎 来发展黄金机会。2015 年中国重启新一轮电力体制改革,并在价格机制调整、 售电市场放开、直接交易和辅助服务市场试点建设方面取得了突破性进展, 这正在为储能技术规模化应用和新增价值收益点铺平道路。输配电价改革是价格机制调整的第一步,由此所带来的未来整个价格机制的形成将决定储能 产业的走向,售电市场放开为储能技术应用提供了平台,而辅助服务市场建 设为储能创造了价值增值的机会,仅通过峰谷差价获取收益的商业模式将随 着市场化程度的深入而发生本质改变。开放的电力市场是储能商业化的重要 前提,储能系统也将在市场应用中会获得更高的基础价值。投资建议:寻找中国的特斯拉阳光电源——布局光储结合,光储大时代核心标的 公司传统逆变器优势成功拓展至储能新领域。2015 年公司牵手三星 SDI 成立 两家合资公司:三星阳光储能电池有限公司和阳光三星储能电源有限公司,公 司依托在该逆变器领域的技术优势和先发优势,迅速扩张至储能逆变器和储能 锂电系统等领域。目前可提供单机功率 5~2500KW 的储能逆变器、锂电池、能 量管理系统等储能核心设备产品,覆盖 0.5C 到 4C 的能量型、功率型等各类储 能应用场景需求。2018 年公司储能业务营业收入实现同比近 5 倍增长达 3.83 亿元,毛利率为 29%;2019 年上半年,储能业务营业收入大幅增长 40.25%至 1.67 亿元。储能系统龙头厂商,业务覆盖全球。阳光电源储能业务依托在海外的长期深耕 和市场布局,全球重大系统集成项目已突破 900 个,在国内电网侧、电源侧、 用户侧等场景均有大型标杆示范项目落地,覆盖所有储能应用场景,且均安全 高效运行。携手三星 SDI,三元铁锂齐发展。2018 年,SDI 储能电池全球市场份额高达 51%,2019 年,阳光电源采用本土合资的 SDI 电芯在国内储能出货量排名第 三。未来公司储能业务将在全球范围内全面推出磷酸铁锂和三元锂两种专用储 能电池技术路线,其中公司三元锂电池 6000 次循环后仍然具备 80%充放电能 力,优于普通磷酸铁锂产品。依托逆变器升级,降低投资成本,加强光储深度融合。2020 年 2 月,阳光电源 推出集中式逆变器 SG3125HV,中国效率突破 98.55%,100MW 电站 25 年可 提高发电量 180 万 KWh;支持 1.8 倍以上超配及最大 12.5MW 子阵设计,据 测算,100MW 电站,初始投资可以减少 1000 万元以上。系统数字化融合集成能量管理,降低 3%以上 LCOE。结合分布在全球、覆盖各 国所有应用场景的 900 多个已投运储能项目的运行数据,公司不断提升系统集 成设计对各类技术路线电池的兼容性,实现不同设备统一管理和调度的数字化 融合。通过逆变器集成智能管理单元,对核心部件进行全生命周期管理和寿命 预测,做到“早发现、早维护”,降低发电量损失和运维成本,进一步可降低电站 LCOE 达 3%以上。综合来看,得益于公司在储能领域的提前布局,国内和国外的储能业务发展均 大幅领先同行,先发优势明显。随着海内外千亿级储能市场的陆续爆发,储能 系统业务将驱动公司进入快速发展的新阶段,公司将是在储能爆发中率先受益 的标的。锂电池及新型导电剂环节——宁德时代、天奈科技、国轩高科、亿纬锂能 有别于以三元电池为主的海外户用储能市场,我国目前储能应用场景集中于基 站储能、备用电源、电网侧以及用户侧等应用场景,磷酸铁锂电池在安全性、使 用寿命、单体容量、能量密度以及环保性上较传统铅酸电池均具有优势,而其 与三元电池相比具有的使用寿命及成本优势使其更适合我国目前电网、基站储 能为主的市场环境。目前磷酸铁锂电池平均价格已降至 0.85 元/Wh,伴随着 CTP、 刀片技术等技术迭代,锂电池成本在未来有望实现较大幅度下降,经济性的改 善将显著加速锂电池在储能领域的应用。动力电池领域,优质锂电池生产企业已率先布局储能板块,如动力电池龙头企 业宁德时代在 18 年 6 月就与福建省投资集团签约大型锂电池储能项目,计划 总投资 24 亿元,拟分三期实施,项目一期拟建设规模为 100MWh 级锂电池储 能电站,二期将扩建 500MWh 级锂电池储能设备,三期将扩建 1000MWh 级锂 电池储能设备,同时还将配套建设移动储能设备,以及移动充电设施;行业优 质企业国轩高科 2017 年 10 月在南京签署储能系统基地项目投资协议,该项目 总投资 30 亿元,利用上海电气在电力领域的资源优势,拓展分布式储能、电网 储能业务,并于 18 年 5 月中标 8MW/16MWh 扬中长旺储能电站;亿纬锂能等 优质企业也纷纷在电网储能以及基站储能领域发力。动力电池生产企业布局储 能板块,一方面有利于拓宽下游渠道,改善较为单一的业务结构,保障盈利能 力;另一方面在动力电池竞争日渐激烈局面下,储能板块未来巨大的潜在成长 空间也为动力电池企业消化产能提供了可能。优先推荐在磷酸铁锂技术路径上 积累深厚、且在储能板块具有领先优势的行业龙头企业:宁德时代、国轩高科、 亿纬锂能等。此外,由于储能应用场景收益率对于电池的单次冲放成本有较大的敏感性,而 电池循环寿命将极大程度上影响储能电池实际的单次冲放成本,因此提升电池 循环寿命也将成为未来储能电池的方向所在。新型碳纳米管导电剂相较于传统 导电剂具有导电性能好、用量少的特点,能够显著改善电池的倍率性能、循环 寿命、容量发挥等,目前已在动力电池和 3C 数码电池领域逐步得到应用,预计 其在储能领域的渗透率也将逐步得到提升。拥有核心研发能力、产品性能领先、 客户结构优异且获得资本助力的导电剂龙头公司将优先受益,重点推荐天奈科 技、道氏技术等。……(报告来源:国信证券)如需报告原文档请登录【未来智库】。

孰主张是

2020年中国电化学储能市场规模与发展前景分析 产业步入发展快车道

电化学储能电站通过化学反应进行电池正负极的充电和放电,实现能量转换。传统电池技术以铅酸电池为代表,由于其对环境危害较大,已逐渐被锂离子、钠硫等性能更高、更安全环保的电池所替代。电化学储能的响应速度较快,基本不受外部条件干扰,但投资成本高、使用寿命有限,且单体容量有限。随着技术手段的不断发展,电化学储能正越来越广泛地应用到各个领域,尤其是电动汽车和电力系统中。近年电化学储能装机规模快速发展 主要以锂电池为主2018年是中国电化学储能发展史的分水岭。一方面是因为电化学储能累积装机功率规模首次突破GW,另一方面是因为电化学储能呈现爆发式增长,新增电化学储能装机功率规模高达612.8MW,对比2017年新增功率规模147.3MW,同比增长316%。截至2019年底,中国电化学储能市场累积装机功率规模为1709.60MW,同比增长59.4%。根据CNESA于2020年6月3日发布的《储能产业研究白皮书2020》数据,截至2019年底,中国已投运储能项目累计装机规模32.4GW,其中电化学储能的累计装机规模位列第二,为1709.6MW,同比增长59.4%。在各类电化学储能技术中,锂离子电池的累计装机规模最大,为1378.3MW。区域竞争-广东领先2019年,我国新增投运的电化学储能项目主要分布在28个省市区中(含港、澳、台地区),装机规模排名前十位的省市区分别是:广东、江苏、湖南、新疆、青海、北京、安徽、山西、浙江和河南,这十个省市区的新增规模合计占2019年我国新增总规模的88.9%。企业竞争-宁德时代突出根据CNESA于2020年6月3日发布的《储能产业研究白皮书2020》数据,2019年,宁德时代独家供应电池的鲁能海西州多能互补集成优化示范工程储能电站正式投运;与星云股份、石正平、福建合志谊岑成立福建时代星云科技有限公司;与Powin Energy签订电芯供货合同和科士达共同出资2亿元成立储能业务公司。2019年全年,宁德时代储能装机排名从2018年的第二名升至第一名,装机量较第二名多出2倍。电化学储能有望保持50%的增速发展据前瞻保守估计,2020年国内电化学储能市场将继续稳步发展,预计累计装机规模可达到2726.7MW。“十四五”期间,随着更多利好政策的发布,电化学储能应用的支持力度将逐步加大,市场规模不断增加,年复合增长率(2020-2025)将保持在55%左右,到预计到2025年年底,电化学储能的市场装机规模将超过24GW。据前瞻乐观估计,2020年电化学储能在保持稳步发展的同时,还将落地一些2019年规划的、受政策影响而未建设的项目,累计装机规模将达到3092MW。“十四五”期间,充分考虑各类直接或间接政策的支持,年复合增长率(2020-2025)有望超过65%,预计到2025年年底,电化学储能的市场装机规模将接近38GW。以上数据来源于前瞻产业研究院《中国储能电站行业市场前瞻与投资规划分析报告》,同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。

夫子有乎

2020年全球及中国储能行业市场规模及发展趋势分析 国内市场规模增速放缓

全球储能行业发展现状抽水蓄能仍占绝对优势根据CNESA不完全统计,截至2019年底,全球已投运储能项目累计装机规模达到184.6GW,同比增长1.9%。在全球储能市场中,抽水蓄能的累计装机规模最大,占比为92.6%;电化学储能的装机规模紧随其后,占比为5.2%;熔融盐储热装机规模占比为1.7%;压缩空气储能和飞轮储能装机规模占比均小于1%。2014-2018年,全球抽水蓄能的累计装机规模呈增长趋势。截至2019年底,全球抽水学能累计装机规模为171GW,同比增长0.2%。在全球储能市场上占据绝对领先地位。电化学储能保持快速增长电化学储能是应用范围最为广泛、发展潜力最大的储能技术。所以目前全球储能技术的开发主要集中在电化学储能领域。截至2019年底,电化学储能的累计装机规模达到9520.5MW,同比增长43.7%。其中,锂离子电池的累计装机规模最大,达到了8453.9MW,占电化学总装机规模的88.8%。2019年,全球新增投运的电化学储能项目分布在49个国家个地区。其中装机规模排在第一位的是中国,由2018年的第二位上升到一以为。排在2-10名的国家分别是美国、英国、德国、澳大利亚、日本、阿联酋、加拿大、意大利和约旦。排名前十位的国家合计新增装机规模占全球新增总规模的91.6%。中国储能行业发展现状抽水蓄能装机规模占比近94%根据CNESA不完全统计,截至2019年底,中国已投运储能项目累计装机规模为32.4GW,占全球市场总规模的17.6%,同比增长3.6%。截至2019年底,在中国储能市场中,抽水蓄能的累计装机规模最大,占比达到了93.4%;其次是电化学储能,装机规模占比为5.3%。熔融盐储热装机规模占比为1.3%;压缩空气储能和飞轮储能装机规模占比都小于0.1%。2003年以前,我国抽水蓄能领域相关技术研究还处于一片空白,抽水蓄能电站的设备都依靠进口。2003年3月,我国正式提出“技术引进-掌握优化-自主创新”的“三步走”发展战略,通过产、学、研、用的戮力同心“总体战”,逐步实现我国抽水蓄能电站机组及成套设备制造自主化。同时,技术转让标”谈判后,设备制造商承诺无条件、无保留转让其核心技术。这种将设备与技术“打捆招标”的模式,为我国抽水蓄能技术的快速发展开辟了道路。截至2019年底,我国抽水蓄能的累计装机规模达到30.3GW,同比增长1.0%。因抽水蓄能相对其他储能方式成本较低,短期看来,其在储能应用中的主导地位不会被动摇。电化学储能增长势头趋缓电化学储能累计装机规模为1709.6MW,同比增长59.4%。与2018年175.2%的增速相比,高速发展的电化学储能装机规模增长势头有所下降。但是2019年636.9MW的新增装机规模,仍然保持了平稳的发展趋势。CNES按照在中国市场中新增投运项目的装机规模对储能技术提供商、储能逆变器提供商和储能系统集成商进行了排名。2019年,中国新增投运的电化学储能项目中,装机规模排名前十位的储能技术提供商,依次为:宁德时代、海基新能源、国轩高科、亿纬锂能、猛狮科技、南都电源、中天科技、力神、圣阳电源和比克。装机规模排在前十位的逆变器提供商依次为:阳光电源、科华恒盛、南瑞继保、盛弘股份、科陆电子、索英电气、昆兰新能源、上能电器、许继、智光储能。功率规模排名前十位的储能系统集成商依次为:阳光电源、科陆电子、海博思创、库博能源、猛狮科技、南都电源、上海电气国轩、睿能世纪、智光储能、南瑞继保。以上数据来源于前瞻产业研究院《中国储能行业市场前瞻与投资预测分析报告》,同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。