儲(chǔ)能的主要應(yīng)用場景
儲(chǔ)能主要應(yīng)用于電網(wǎng)輸配與輔助服務(wù)、可再生能源并網(wǎng)、分布式及微網(wǎng)以及用戶側(cè)各部分。在電網(wǎng)輸配和輔助服務(wù)方面,儲(chǔ)能技術(shù)主要作用分別是電網(wǎng)調(diào)峰、加載以及啟動(dòng)和緩解輸電阻塞、延緩輸電網(wǎng)以及配電網(wǎng)的升級(jí);在可再生能源并網(wǎng)方面,儲(chǔ)能主要用于平滑可再生能源輸出、吸收過剩電力減少“棄風(fēng)棄光”以及即時(shí)并網(wǎng);在分布式及微網(wǎng)方面, 儲(chǔ)能主要用于穩(wěn)定系統(tǒng)輸出、作為備用電源并提高調(diào)度的靈活性;在用戶側(cè),儲(chǔ)能主要用于工商業(yè)削峰填谷、需求側(cè)響應(yīng)以及能源成本管理。
表1 儲(chǔ)能應(yīng)用場景廣泛,包括電網(wǎng)側(cè)、可再生能源并網(wǎng)、用戶側(cè)等方面
國內(nèi)儲(chǔ)能發(fā)展扶持政策
儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)政策持續(xù)出爐,目標(biāo)集中在可再生能源并網(wǎng)和電網(wǎng)側(cè),政策紅利明顯。自《十三五規(guī)劃綱要》出臺(tái),我國各地方政府部門針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)出臺(tái)的政策層出不窮,儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在密集政策的推動(dòng)下迅速發(fā)展。針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的政策主要集中在解決可再生能源并網(wǎng)出現(xiàn)的問題和電網(wǎng)側(cè)調(diào)峰調(diào)頻,電化學(xué)儲(chǔ)能作為快速發(fā)展的儲(chǔ)能方式,勢必將得到較大的政策助力。
表 2:2016 年以來儲(chǔ)能扶持政策頻繁出臺(tái)
2019-2020 年行動(dòng)計(jì)劃出臺(tái),各部門各司其職保障儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。2017年發(fā)改委等五部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,其中明確提到在十三五期間儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入商業(yè)化初期,十四五期間儲(chǔ)能儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展。2019 年 7 月為進(jìn)一步的貫徹落實(shí)該項(xiàng)指導(dǎo)意見,發(fā)改委等四部門發(fā)布 2019-2020 年行動(dòng)計(jì)劃,其中對(duì)發(fā)改委、科技部、工信部、能源局的工作任務(wù)都做了詳細(xì)部署,進(jìn)一步推進(jìn)我國儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
表 3:2019-2020 年行動(dòng)計(jì)劃出臺(tái)明確各部門職責(zé)
儲(chǔ)能的主要方式
儲(chǔ)能即是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量儲(chǔ)存起來。儲(chǔ)能的基本方法是先將電力轉(zhuǎn)化為其他形式的能量存放在儲(chǔ)能裝置中,并在需要時(shí)釋放;根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)可以將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能、勢能和化學(xué)能等。儲(chǔ)能的目的主要是實(shí)現(xiàn)電力在供應(yīng)端、輸送端以及用戶端的穩(wěn)定運(yùn)行,具體應(yīng)用場景包括:1)應(yīng)用于電網(wǎng)的削峰填谷、平滑負(fù)荷、快速調(diào)整電網(wǎng)頻率等領(lǐng)域,提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性;2)應(yīng)用于新能源發(fā)電領(lǐng)域降低光伏和風(fēng)力等發(fā)電系統(tǒng)瞬時(shí)變化大對(duì)電網(wǎng)的沖擊,減少“棄光、棄風(fēng)” 的現(xiàn)象;3)應(yīng)用于新能源汽車充電站,降低新能源汽車大規(guī)模瞬時(shí)充電對(duì)電網(wǎng)的沖擊,還可以享受波峰波谷的電價(jià)差。
圖 1:儲(chǔ)能系統(tǒng)通過儲(chǔ)能逆變器實(shí)現(xiàn)電能的充放電
目前市場上主要的儲(chǔ)能類型包括物理儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換方式的不同可以將儲(chǔ)能分為物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能和其他儲(chǔ)能方式:1)物理儲(chǔ)能包括抽水蓄能、壓縮空氣蓄能和飛輪儲(chǔ)能等,其中抽水蓄能容量大、度電成本低,是目前物理蓄能中應(yīng)用最多的儲(chǔ)能方式。2)電化學(xué)儲(chǔ)能是近年來發(fā)展迅速的儲(chǔ)能類型,主要包括鋰離子電池儲(chǔ)能、鉛蓄電池儲(chǔ)能和液流電池儲(chǔ)能;其中鋰離子電池具有循環(huán)特性好、響應(yīng)速度快的特點(diǎn),是目前電化學(xué)儲(chǔ)能中主要的儲(chǔ)能方式。3)其他儲(chǔ)能方式包括超導(dǎo)儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能等,目前因制造成本較高等原因應(yīng)用較少,僅建設(shè)有示范性工程。
表 1:物理儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能是目前主要的儲(chǔ)能方式
儲(chǔ)能主要應(yīng)用于電網(wǎng)輸配與輔助服務(wù)、可再生能源并網(wǎng)、分布式及微網(wǎng)以及用戶側(cè)各部分。在電網(wǎng)輸配和輔助服務(wù)方面,儲(chǔ)能技術(shù)主要作用分別是電網(wǎng)調(diào)峰、加載以及啟動(dòng)和緩解輸電阻塞、延緩輸電網(wǎng)以及配電網(wǎng)的升級(jí);在可再生能源并網(wǎng)方面,儲(chǔ)能主要用于平滑可再生能源輸出、吸收過剩電力減少“棄風(fēng)棄光”以及即時(shí)并網(wǎng);在分布式及微網(wǎng)方面, 儲(chǔ)能主要用于穩(wěn)定系統(tǒng)輸出、作為備用電源并提高調(diào)度的靈活性;在用戶側(cè),儲(chǔ)能主要用于工商業(yè)削峰填谷、需求側(cè)響應(yīng)以及能源成本管理。
表 4:儲(chǔ)能應(yīng)用場景廣泛,包括電網(wǎng)側(cè)、可再生能源并網(wǎng)、用戶側(cè)等方面
鋰電儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈,誰是核心競爭點(diǎn)?
答案是成本。
鋰電儲(chǔ)能由電池組、儲(chǔ)能變流器(PCS)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)構(gòu)成。
電池組是大頭,約占六成。
與動(dòng)力電池比,儲(chǔ)能電池對(duì)能量密度要求較低,材料性能要求略低。
2021年,儲(chǔ)能項(xiàng)目中標(biāo)價(jià)格均價(jià)在1.476 元/Wh,總體上價(jià)格向下走,但會(huì)隨著原材料價(jià)格出現(xiàn)波動(dòng)。
儲(chǔ)能系統(tǒng)的買家大多是電網(wǎng)、發(fā)電、通信開發(fā)商等大客戶。
換言之,議價(jià)能力強(qiáng)。
所以原材料,主要是鋰源價(jià)格上漲,儲(chǔ)能電芯廠家成本壓力會(huì)增大。
但頭部廠商話語權(quán)強(qiáng),到也能順利轉(zhuǎn)嫁上游漲價(jià)壓力。
比如寧德,由于規(guī)模效應(yīng)、上游布局帶來材料成本優(yōu)勢等原因,仍享受超30%的儲(chǔ)能產(chǎn)品毛利率。
自從政策層面開始要求風(fēng)光發(fā)電要配置一定比例的儲(chǔ)能以來。
儲(chǔ)能市場開始快速增長。
GGII 數(shù)據(jù)顯示,2021年中國鋰電池儲(chǔ)能總出貨量為 37GWh,增長達(dá)128.4%;
其中電力儲(chǔ)能47%、通信儲(chǔ)能33%、家庭儲(chǔ)能15%、便攜式儲(chǔ)能3%。
從毛利來看,便攜式儲(chǔ)能>家庭儲(chǔ)能>電力儲(chǔ)能>通信儲(chǔ)能。
可以看出,2C利潤豐厚,2B則不然。
過去,全球儲(chǔ)能電池市場由日韓主導(dǎo),但這幾年國內(nèi)企業(yè)快速成長。
2019年韓國SDI和LG在全球儲(chǔ)能電芯市場的市場份額一度超過60%。
2020年則跌到55%,寧德時(shí)代占到了14%。
寧德時(shí)代布局儲(chǔ)能時(shí)間是2011年,就參與了張北國家電網(wǎng)風(fēng)光儲(chǔ)輸示范項(xiàng)目。
2020年寧德儲(chǔ)能電池出貨量突破2.8GWh,排名世界第三,國內(nèi)第一。
2021年出貨量預(yù)計(jì)在15-20GWh之間。
從發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)到用戶側(cè),寧德時(shí)代已成功參與發(fā)、輸、配、用多項(xiàng)儲(chǔ)能項(xiàng)目。
寧王是King,名不虛傳。
第二強(qiáng)的選手是比亞迪,也是最早進(jìn)入電池儲(chǔ)能領(lǐng)域的龍頭企業(yè)。
Cube T28是BYD全新一代的儲(chǔ)能產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)對(duì)新型儲(chǔ)能核心技術(shù)的自主可控、引領(lǐng)中國新型儲(chǔ)能技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。
該產(chǎn)品占地16.66平方米,容量2.8MWh,面積能量密度較普通40尺風(fēng)冷儲(chǔ)能集裝箱提升了 90%。
接下來是兩個(gè)小老弟。
鵬輝能源也是積極投入儲(chǔ)能市場,而且儲(chǔ)能業(yè)務(wù)營收占比提升高達(dá)28%。
儲(chǔ)能對(duì)營收增長邊際貢獻(xiàn)很高。
值得是的是,鵬輝能源在海外家儲(chǔ)、便攜式儲(chǔ)能和光伏儲(chǔ)能等收入大幅增加。
這公司在大幅擴(kuò)張產(chǎn)能,擬投資60億建設(shè)儲(chǔ)能及動(dòng)力電池制造基地,布局鋰電池電芯、PACK 生產(chǎn)線。
項(xiàng)目規(guī)劃產(chǎn)能20GWh。
客戶方面,鵬輝能源拿下了陽光電源、天合光能、中國移動(dòng)通訊基站儲(chǔ)能電池項(xiàng)目和中國鐵塔2020年備電用磷酸鐵鋰蓄電池等單。
海外市場則拿到歐洲和澳洲的資格認(rèn)證,在家儲(chǔ)產(chǎn)品訂單方面變現(xiàn)突出。
派能科技定位鋰電池系統(tǒng)供應(yīng)商,除了電池包,還有能量管理系統(tǒng)。
其產(chǎn)品則集中在家儲(chǔ),主要供出口。
2021年底其產(chǎn)能突破3GWh。
接下來說下儲(chǔ)能變流器
其成本約占儲(chǔ)能系統(tǒng)的10%-20%。
簡單來說,儲(chǔ)能變流器是鏈接儲(chǔ)能系統(tǒng)和電網(wǎng)的轉(zhuǎn)換設(shè)備。
第一個(gè)作用是直流變交流。
第二是“充電+放電”帶來的雙向變流需求,具有對(duì)電池充電和放電功能,可用于光伏、風(fēng)力發(fā)電功率平滑、削峰填谷、微型電網(wǎng)等多種場合。
儲(chǔ)能變流器決定著輸出電能的質(zhì)量和特征,從而很大程度上影響了電池的壽命。
這個(gè)設(shè)備的關(guān)鍵在于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和IGBT。
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以理解為電路設(shè)計(jì),不同的廠家會(huì)根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域出不同的方案。
IGBT就是功率半導(dǎo)體,這一塊也是熱點(diǎn)領(lǐng)域,電車、光伏、風(fēng)電都廣泛使用。
英飛凌是絕對(duì)龍頭,這兩年國產(chǎn)的斯達(dá)半導(dǎo),時(shí)代電氣的產(chǎn)品力也在提高。
這一塊的市場空間也非??捎^。
而且相比電芯,儲(chǔ)能變流器毛利率較高,主要是技術(shù)方案技術(shù)含量高,而且具有差異化。
而且這東西和和光伏逆變器可以共線生產(chǎn)。
不難猜到,儲(chǔ)能變流器的龍頭就是逆變器龍頭,陽光電源。
作為國內(nèi)最早介入儲(chǔ)能領(lǐng)域的企業(yè),陽光電源是全球最有經(jīng)驗(yàn)的儲(chǔ)能設(shè)備 及系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商。
可提供儲(chǔ)能變流器、鋰電池模組、能量管理系統(tǒng)等儲(chǔ)能核心設(shè)備
連續(xù)五年,陽光電源登頂儲(chǔ)能變流器廠商、系統(tǒng)集成商榜首,出貨量國內(nèi)第一,同時(shí)也是儲(chǔ)能企業(yè)出海冠軍。
陽光電源是自主研發(fā)型企業(yè),已形成 PACK、PCS、EMS、BMS(均自主研發(fā))之間深度耦合性集成技術(shù)。
有5~10kW/9.6~102.4kWh家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)和50kW~1MW/2~5h分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)。
為多個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目提供整體解決方案。
固德威是全球戶用變流器龍頭。
其產(chǎn)品面向小型戶用市場,以降低用戶對(duì)電網(wǎng)和傳統(tǒng)能源的依賴,實(shí)現(xiàn)家庭電力的自給自足。
2020年固德威儲(chǔ)能變流器出貨量約為 2.23 萬臺(tái),營業(yè)收入1.59 億元,同比47%,業(yè)務(wù)收入占比約為10%。
在戶用儲(chǔ)能市場,固德威市場占比超15%,全球排名第一。
而且由于是面向C端用戶,毛利率也明顯高于同行。
同樣主攻戶用市場的還有錦浪科技。
2021年儲(chǔ)能業(yè)務(wù)上半年?duì)I收達(dá)0.66億元,同比640%,收入占比4.57%。
雖然目前占比較小,但增速相當(dāng)可觀。
錦浪科技在積極擴(kuò)產(chǎn),2020年定增3.5億投資“年產(chǎn) 40 萬臺(tái)組串式并網(wǎng)及儲(chǔ)能變流器新建項(xiàng)目”。
投產(chǎn)后可大幅提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,預(yù)計(jì)帶來超5.3 億的營業(yè)收入。
戶用變流器還有個(gè)新秀德業(yè)股份。
其主業(yè)是微型變流器,是這一細(xì)分賽道的龍頭。
近期也將高毛利的儲(chǔ)能變流器作為發(fā)展重點(diǎn)。
2021H1變流器業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營收 3.79 億元,其中儲(chǔ)能變流器銷售收入約 1.8 億元,同期285.62%,儲(chǔ)能收入占比已升至 47.5%。
還有一個(gè)華寶新能,主攻便攜式儲(chǔ)能產(chǎn)品這一細(xì)分領(lǐng)域。
其儲(chǔ)能產(chǎn)品可應(yīng)用于戶外旅行、應(yīng)急備災(zāi)等場景。
2021H1便攜儲(chǔ)能產(chǎn)品營收7.76 億元,年均復(fù)合增速約 273%,業(yè)務(wù)收入占比達(dá) 81.3%。
主要部件說完,下面說下儲(chǔ)能系統(tǒng)集成。
這一塊需要具有豐富的項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和多樣的技術(shù)儲(chǔ)備。
因?yàn)橐鶕?jù)不同的終端應(yīng)用場景、不同客戶需求設(shè)計(jì)出相應(yīng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)。
這一塊呢,市場很分散,總體上就是掙個(gè)辛苦錢。
主要有四類:
一類來自電池企業(yè),包括寧德時(shí)代、比亞迪、特斯拉等。
一類來自光伏行業(yè),包括陽光電源等
還有是傳統(tǒng)電力企業(yè)如南瑞、中天、許繼等
最后是專注儲(chǔ)能系統(tǒng)集成的企業(yè),如派能科技
由于生意模式一般,就不具體說了。
儲(chǔ)能系統(tǒng)還有更細(xì)分的領(lǐng)域,即產(chǎn)業(yè)鏈延伸部分。
寶光股份是真空滅弧室龍頭,市占率多年保持在 30%以上。
真空滅弧室是個(gè)安全設(shè)備,是中高壓電力開關(guān)的核心部件。
主要作用是,通過管內(nèi)真空優(yōu)良的絕緣性使中高壓電路切斷電源后能迅速熄弧并抑制電流,避免事故和意外的發(fā)生。
青鳥消防是消防安全系統(tǒng)產(chǎn)品龍頭。
在工業(yè)消防領(lǐng)域廣泛布局,近來也在在儲(chǔ)能消防領(lǐng)域有多個(gè)項(xiàng)目在加速落地。
儲(chǔ)能系統(tǒng)還有一個(gè)重要組成,就是溫控。
調(diào)節(jié)電池溫度,是安全的必須,也是延長電池壽命,充放電效率的關(guān)鍵組成。
這一塊的趨勢是從風(fēng)冷切換到液冷。
隨著電池容量、系統(tǒng)功率密度的擴(kuò)張需求增長,液冷散熱有望取代風(fēng)冷成為未來占比最高的技術(shù)路線。
這一塊的龍頭,要看英維克。
其布局儲(chǔ)能領(lǐng)域最早,2020年推出系列液冷機(jī)組并開始批量應(yīng)用于國內(nèi)外各種儲(chǔ)能應(yīng)用場景,在國內(nèi)市占率較高。
總體上,由于儲(chǔ)能行業(yè)得到政策全面支持,行業(yè)高速發(fā)展。
整個(gè)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢。
建議從如下幾個(gè)方面考慮具體投資對(duì)象:
一是從市場規(guī)???。電池和儲(chǔ)能變流器環(huán)節(jié)成本占比較高。
二是從業(yè)績?cè)鏊倏?。短期是海外家?chǔ)快速放量,業(yè)績?cè)鏊倏?,中長期要看電力儲(chǔ)能商業(yè),待模式完善、盈利性提升后,儲(chǔ)能增長還有第二輪。
三是從收入占比來看。各領(lǐng)域巨頭公司儲(chǔ)能收入占比相對(duì)較小,儲(chǔ)能收入占比高、彈性好的公司,如鵬輝能源、派能科技,德業(yè)股份
四是從行業(yè)壁壘看。儲(chǔ)能電池對(duì)循環(huán)壽命要求高,目前寧德時(shí)代的磷酸鐵鋰電芯可做到 8000-10000次,高于競爭對(duì)手,具備技術(shù)優(yōu)勢。
五是從行業(yè)集中度看。電池領(lǐng)域集中度高,寧德時(shí)代規(guī)模優(yōu)勢顯著。
鋰離子電池應(yīng)用廣泛,儲(chǔ)能應(yīng)用占比穩(wěn)步提升
鋰離子電池應(yīng)用廣泛。與傳統(tǒng)電池相比,鋰離子電池不含鉛、鎘等重金屬,無污染、不含毒性材料,同時(shí)具備能量密度高、工作電壓高、重量輕、體積小等特點(diǎn),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、新能源汽車動(dòng)力電池和儲(chǔ)能領(lǐng)域。鋰離子電池電芯主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜四大材料構(gòu)成,而從電芯到最后的完整的電池包主要經(jīng)過兩個(gè)環(huán)節(jié):1) 將一定數(shù)量的電芯進(jìn)行串并聯(lián)組裝成電池模組;2)電池模組加上熱管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)以及一些結(jié)構(gòu)件組成完整的電池包,又稱作電池PACK。
圖 22:鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈涉及上游有色金屬材料、中游電池材料和電池以及下游的動(dòng)力電池、消費(fèi)電池和儲(chǔ)能電池應(yīng)用
鋰電技術(shù)路線多,儲(chǔ)能更注重安全性和長期成本。與動(dòng)力鋰電池相比, 儲(chǔ)能用鋰電池對(duì)能量密度的要求較為寬松,但對(duì)安全性、循環(huán)壽命和成本要求較高。從這方面看,磷酸鐵鋰電池是現(xiàn)階段各類鋰離子電池中較為適合用于儲(chǔ)能的技術(shù)路線,目前已投建的鋰電儲(chǔ)能項(xiàng)目中大多也都采用這一技術(shù)。三元電池的主要優(yōu)勢在于高能量密度,其循環(huán)壽命和安全性較為局限,因而更適合用作動(dòng)力電池。
表 7:磷酸鐵鋰因其循環(huán)次數(shù)高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)更適用于儲(chǔ)能應(yīng)用
鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用主要集中在可再生能源并網(wǎng)和電網(wǎng)側(cè)。從全球范圍內(nèi)來看,鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用最多的為電網(wǎng)側(cè),占比達(dá)到 52.7%,主要用于電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻;可再生能源并網(wǎng)占比達(dá)到 28.9%,分布式及微網(wǎng)和用戶側(cè)占比分別為 13.2%及 5.2%。中國市場略微有所差別,可再生能源并網(wǎng)應(yīng)用占比最高,達(dá)到 37.7%;其次分別是電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用、用戶側(cè)和微網(wǎng)端,占比分別為 25%、22.1%和 13.2%。
圖 23:全球范圍來看鋰電池儲(chǔ)能主要用于電網(wǎng)側(cè)
圖 24:中國市場鋰電池儲(chǔ)能主要用于可再生能源并網(wǎng)
鋰電儲(chǔ)能技術(shù)在可再生能源并網(wǎng)和電網(wǎng)側(cè)裝機(jī)增長顯著。在 2012 年, 鋰電儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)光電并網(wǎng)和輔助服務(wù)的累計(jì)裝機(jī)量僅為 23.9MW、23.7MW。自 2016 年起,全國各地方儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)政策不斷出爐,推動(dòng)了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,鋰電儲(chǔ)能在風(fēng)光電并網(wǎng)和電力輔助服務(wù)上裝機(jī)量攀升,2018 年累計(jì)裝機(jī)同比增速高達(dá) 226.7%、115.1%,累計(jì)裝機(jī)量分別為285.9MW、184.3MW。目前仍有大量風(fēng)光發(fā)電站和熱電廠未裝備有調(diào)峰調(diào)頻儲(chǔ)能設(shè)備,鋰電儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)光電并網(wǎng)和輔助服務(wù)側(cè)存在廣闊的市場。
圖 25:鋰電儲(chǔ)能技術(shù)在可再生能源并網(wǎng)和電網(wǎng)側(cè)裝機(jī)增長顯著
注:以上來源國泰君安證券&華東儲(chǔ)能聯(lián)盟
抽水蓄能:儲(chǔ)能最成熟技術(shù)
提高可再生能源并網(wǎng)規(guī)模的重要性和緊迫性日益凸顯,儲(chǔ)能規(guī)模的提升是重中之重。
儲(chǔ)能行業(yè)仍處于多種儲(chǔ)能技術(shù)路線并存的階段,抽水蓄能仍然是當(dāng)前最成熟、裝機(jī)最多的主流儲(chǔ)能技術(shù)。
根據(jù)CNESA統(tǒng)計(jì),截至2020年底,中國已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模35.6GW,占全球市場總規(guī)模的18.6%,同比增長9.8%。其中,抽水蓄能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模最大,為31.8GW,同比增長4.9%,占我國儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)的89.3%。
抽水儲(chǔ)能是物理儲(chǔ)能的一種,是在電力負(fù)荷低谷期將水從下池水庫抽到上池水庫時(shí)將電能轉(zhuǎn)化成重力勢能儲(chǔ)存起來,在負(fù)荷高峰時(shí)利用反向水流發(fā)電的形式,綜合效率在70%到85%之間。
根據(jù)《儲(chǔ)能的度電成本和里程成本分析》中測算,抽水蓄能僅有0.21-0.25元/kWh的度電成本,在各種儲(chǔ)能技術(shù)中度電成本最低。
抽水蓄能電站是水電電源的重要組成部分,也是光伏及風(fēng)力發(fā)電重要的調(diào)峰手段,將在“十四五”將迎來新的發(fā)展窗口期。
抽水蓄能站工作原理:
從抽水蓄能裝機(jī)地域分布上來看,根據(jù)國際可再生能源機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù),截至2020年底,我國主要集中在華東、華南地區(qū)。
裝機(jī)規(guī)模超過4GW的有浙江、廣東;3-4GW的有安徽;2-3GW的有江蘇;1-2GW的有河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、福建、江西、山東、河南、湖北、湖南。
從單個(gè)電站規(guī)模來看,目前國內(nèi)最大的為惠州與廣州的抽水蓄能電站,規(guī)模均為2.4GW。
投資金額產(chǎn)業(yè)鏈方面,一般由甲方投資建設(shè)及運(yùn)營抽蓄電站,主要在輸電端進(jìn)行抽蓄電站建設(shè)。
投資方一般為國網(wǎng),南網(wǎng)等。國網(wǎng)委托第三方建設(shè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè),由于工程難度較高,有一定技術(shù)壁壘,一般為中國電建、中國能建、粵水電下屬設(shè)計(jì)院及部分省級(jí)電力設(shè)計(jì)院進(jìn)行勘察設(shè)計(jì)及建設(shè)工作。
2011-2020年抽水蓄能完成投資額整體呈增長趨勢,2020年抽水蓄能完成投資額已超過200億元,數(shù)據(jù)較詳細(xì)的有38個(gè),中國電建承建了其中36個(gè)項(xiàng)目,其余2個(gè)分別由中國能建和安能建設(shè)承建。
整體來看,中國能建與中國電建在抽水蓄能建設(shè)領(lǐng)域有競爭優(yōu)勢,中國能建吸收合并的葛洲壩于2020年中標(biāo)土耳其埃利迪爾抽水蓄能電站項(xiàng)目EPC (106.2億元)。
根據(jù)兩網(wǎng)規(guī)劃情況,南方電網(wǎng)未來十年將建成投產(chǎn)2100萬千瓦抽水蓄能,同時(shí)開工建設(shè)“十六五”投產(chǎn)的1500萬千瓦抽水蓄能,總投資約2000億元。
目前抽水蓄能的兩部制電價(jià)的定價(jià)機(jī)制和傳導(dǎo)機(jī)制已經(jīng)確定,即抽水蓄能實(shí)施兩部制電價(jià),以競爭性方式形成電量電價(jià),將抽水蓄能容量電價(jià)納入輸配電價(jià)回收,僅電量電價(jià)通過市場方式形成。
2021年5月發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制的意見》,明確提出以政府定價(jià)的方式核定容量電價(jià),經(jīng)營期定價(jià)法核定抽水蓄能容量電價(jià),抽蓄電站按照40年經(jīng)營期進(jìn)行核算,經(jīng)營期內(nèi)資本金內(nèi)部收益率按6.5%核定,并隨省級(jí)電網(wǎng)輸配電價(jià)監(jiān)管周期同步調(diào)整。
國家能源局發(fā)布《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》,提出到2025年,抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十三五”翻一番,達(dá)到6200萬千瓦以上;到2030年,抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十四五”再翻一番,達(dá)到1.2億千瓦左右;到2035年,形成滿足新能源高比例大規(guī)模發(fā)展需求的,技術(shù)先進(jìn)、管理優(yōu)質(zhì)、國際競爭力強(qiáng)的抽水蓄能現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)。
不可忽視的熱儲(chǔ)能
當(dāng)前,全球約有234GWh的儲(chǔ)熱系統(tǒng)正在發(fā)揮著重要的靈活性調(diào)節(jié)作用。但與火熱的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)相比,業(yè)界對(duì)熱儲(chǔ)能技術(shù)的關(guān)注熱度一直不高,在冷、熱、電、氣等多種能源形態(tài)綜合協(xié)同發(fā)展的趨勢下,熱儲(chǔ)能技術(shù)的關(guān)注熱度正在逐步提升。
當(dāng)前,儲(chǔ)熱技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)在民用供暖、工業(yè)蒸汽、火電靈活性改造等多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域得到充分體現(xiàn),在電力輔助服務(wù)、綜合能源服務(wù)的時(shí)代潮流下,新的市場正在打開,儲(chǔ)熱技術(shù)的市場空間將進(jìn)一步擴(kuò)大,在“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo)背景下,行業(yè)亟需加大對(duì)儲(chǔ)熱技術(shù)的宣傳推廣力度,清除市場對(duì)儲(chǔ)熱技術(shù)應(yīng)用的認(rèn)知誤區(qū),推動(dòng)儲(chǔ)熱技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用和發(fā)展。
儲(chǔ)熱技術(shù)的優(yōu)越性
儲(chǔ)熱技術(shù)是以儲(chǔ)熱材料為媒介將太陽能光熱、地?zé)?、工業(yè)余熱、低品位廢熱等熱能儲(chǔ)存起來,在需要的時(shí)候釋放,最大限度地提高整個(gè)系統(tǒng)的能源利用率而逐漸發(fā)展起來的一種技術(shù)。其最大的潛力就在于解決由于時(shí)間、空間或強(qiáng)度上的熱能供給與需求間不匹配所帶來的問題。
在解決棄風(fēng)棄光、促進(jìn)可再生能源消納,參與電網(wǎng)調(diào)峰、需求側(cè)響應(yīng)等電力輔助服務(wù)市場,以及綜合能源服務(wù)等市場,儲(chǔ)熱技術(shù)均有應(yīng)用價(jià)值和市場空間。除此之外,儲(chǔ)熱技術(shù)在電供暖、工業(yè)蒸汽、余熱回收等熱能利用市場,還擁有儲(chǔ)電技術(shù)無法參與的應(yīng)用場景。
此外,儲(chǔ)熱技術(shù)并不單指儲(chǔ)存和利用高于環(huán)境溫度的熱能,還包括儲(chǔ)存和利用低于環(huán)境溫度的熱能,即日常所說的儲(chǔ)冷。蓄冷技術(shù)在冷鏈相關(guān)領(lǐng)域已有成熟應(yīng)用,市場規(guī)模亦在持續(xù)擴(kuò)大。
儲(chǔ)熱的技術(shù)分類
儲(chǔ)熱技術(shù)主要分為顯熱儲(chǔ)熱、潛熱儲(chǔ)熱與熱化學(xué)儲(chǔ)熱三大類。其中,顯熱儲(chǔ)熱是利用材料物質(zhì)自身比熱容,通過溫度的變化來進(jìn)行熱量的存儲(chǔ)與釋放;潛熱儲(chǔ)熱是利用材料的自身相變過程吸/放熱來實(shí)現(xiàn)熱量的存儲(chǔ)與釋放,所以潛熱儲(chǔ)熱通常又稱為相變儲(chǔ)熱。熱化學(xué)儲(chǔ)熱是利用物質(zhì)間的可逆化學(xué)反應(yīng)或者化學(xué)吸/脫附反應(yīng)的吸/放熱進(jìn)行熱量的存儲(chǔ)與釋放。
顯熱和相變儲(chǔ)熱技術(shù)已廣泛應(yīng)用
顯熱儲(chǔ)熱方式原理簡單、技術(shù)較成熟、材料來源豐富且成本低廉,因此廣泛地應(yīng)用于化工、冶金、熱動(dòng)等熱能儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域,獲得充分發(fā)展。
顯熱儲(chǔ)熱目前主要應(yīng)用的儲(chǔ)熱材料有硅質(zhì)、鎂質(zhì)耐火磚,三氧化二鐵、鑄鋼鑄鐵、水、導(dǎo)熱油、沙石等熱容較大的物質(zhì)。其中,水的比熱大,成本低,主要用于低溫儲(chǔ)熱,目前已經(jīng)在清潔供熱和火電靈活性改造等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,鎂質(zhì)耐火磚等材料已成為市場上固體蓄熱式電暖器的主要選材,導(dǎo)熱油、硝酸鹽的沸點(diǎn)比較高,已應(yīng)用于太陽能中溫儲(chǔ)熱和高溫?zé)岚l(fā)電。
▲顯熱儲(chǔ)熱材料特點(diǎn)
相變儲(chǔ)熱技術(shù)亦整體趨于成熟,其中,低溫相變材料主要包括聚乙二醇、石蠟和脂肪酸等有機(jī)物及無機(jī)水合鹽,中高溫相變材料主要包括無機(jī)鹽、金屬和合金等。目前相變材料在清潔供熱、相變溫控、冷鏈運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域都已有了一些實(shí)踐。
熱化學(xué)儲(chǔ)熱技術(shù)的成熟度在三種技術(shù)路線中最低,其從實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證到商業(yè)推廣還有很長的一段路要走,在未來熱化學(xué)儲(chǔ)熱技術(shù)的循環(huán)原理、控制機(jī)制及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性仍然需要大量的研究。
▲各儲(chǔ)熱技術(shù)的主要特點(diǎn)對(duì)比
儲(chǔ)熱市場可期但短期障礙猶存
國際可再生能源署(IRENA)于2020年發(fā)布的儲(chǔ)熱專項(xiàng)報(bào)告《創(chuàng)新展望:熱能存儲(chǔ)》指出,到2030年,全球儲(chǔ)熱市場規(guī)模將擴(kuò)大三倍,在未來10年,儲(chǔ)熱裝機(jī)容量將增長到800GWh以上,儲(chǔ)熱市場發(fā)展的浪潮不可阻擋。
但當(dāng)前,經(jīng)濟(jì)性仍是制約儲(chǔ)熱技術(shù)大規(guī)模推廣的重要因素,需要繼續(xù)開展高性能、低成本儲(chǔ)熱技術(shù)研發(fā);現(xiàn)有儲(chǔ)熱技術(shù)偏重于居民供暖領(lǐng)域,在工業(yè)高品質(zhì)差異化供能方向需要進(jìn)一步研究;規(guī)模化儲(chǔ)熱裝置缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和測試手段,需要加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)以指導(dǎo)儲(chǔ)熱產(chǎn)品規(guī)范發(fā)展;需加強(qiáng)規(guī)?;瘍?chǔ)熱負(fù)荷入網(wǎng)檢測標(biāo)準(zhǔn)及檢測技術(shù)研究。
未來,儲(chǔ)熱材料將朝著低成本、高儲(chǔ)熱密度、高循環(huán)穩(wěn)定性、長周期存儲(chǔ)的方向發(fā)展;儲(chǔ)熱裝置從關(guān)注單體設(shè)備效率、成本向滿足高品質(zhì)供能、差異性需求、儲(chǔ)用協(xié)調(diào)方向發(fā)展;規(guī)模化分布式儲(chǔ)熱/冷技術(shù)從單純供能,向兼顧電網(wǎng)輔助服務(wù)和綜合能源服務(wù)的多元化用能方式發(fā)展。
另一個(gè)障礙是在政策方面。近段時(shí)間以來,關(guān)于儲(chǔ)能的利好政策頻出,但其中部分政策條文未涉及熱儲(chǔ)能技術(shù)。4月21日,國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》將新型儲(chǔ)能定義為除抽水蓄能外的新型電儲(chǔ)能技術(shù),引發(fā)儲(chǔ)熱業(yè)界的熱烈討論,CHPLAZA清潔供熱網(wǎng)等相關(guān)團(tuán)體對(duì)此專門提交了反饋意見,呼吁將熱儲(chǔ)能技術(shù)納入該文件。
再者,從行業(yè)自身來看,相較于火熱的電儲(chǔ)能行業(yè),熱儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈從業(yè)企業(yè)整體展現(xiàn)出的凝聚力較差,各個(gè)企業(yè)各自為戰(zhàn),企業(yè)間缺乏協(xié)同、溝通與合作。這很大程度上是由于儲(chǔ)熱領(lǐng)域一直欠缺一個(gè)牽頭的協(xié)會(huì)類的組織機(jī)構(gòu)去凝聚行業(yè)力量,向上傳達(dá)行業(yè)訴求。目前儲(chǔ)能領(lǐng)域的協(xié)會(huì)組織幾乎被電儲(chǔ)能所主導(dǎo),他們形成了一個(gè)強(qiáng)大的利益共同體,儲(chǔ)熱的發(fā)聲機(jī)會(huì)和空間幾乎沒有。
儲(chǔ)能商業(yè)模式及案例
電網(wǎng)側(cè):調(diào)峰調(diào)頻是儲(chǔ)能企業(yè)的主要收入來源
儲(chǔ)能電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用的補(bǔ)償費(fèi)用普遍由發(fā)電廠均攤,具體盈利機(jī)制各地方有所不同。發(fā)電企業(yè)因提供有償輔助服務(wù)產(chǎn)生的成本費(fèi)用所需的補(bǔ)償即為補(bǔ)償費(fèi)用,國家能源局南方監(jiān)管局在 2017 年出臺(tái)了《南方區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》及《南方區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》, 兩個(gè)細(xì)則制定了南方電力輔助服務(wù)的市場補(bǔ)償機(jī)制,規(guī)范了輔助服務(wù)的 收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),為電力輔助服務(wù)市場化開辟道路。以廣東地區(qū)為例,目前 AGC 服務(wù)調(diào)節(jié)電量的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到 80 元/MWh,電力輔助服務(wù)存在盈利空間。
表 5:南方地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制
儲(chǔ)能技術(shù)在并網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用主要是解決“棄光、棄風(fēng)”問題,改善電能質(zhì)量。我國能源供應(yīng)和能源需求呈逆向分布,風(fēng)能主要集中在華北、西北、東北地區(qū),太陽能主要集中在西部高原地區(qū),而絕大部分的能源需求集中在人口密集、工業(yè)集中的中、東部地區(qū);供求關(guān)系導(dǎo)致新能源消納上的矛盾,風(fēng)光電企業(yè)因?yàn)樯a(chǎn)的電力無法被納入輸電網(wǎng),而被迫停機(jī)或限產(chǎn)。據(jù)國家能源局統(tǒng)計(jì),我國棄光、棄風(fēng)率長期維持在 4%以上,僅2018 年棄風(fēng)棄光量合計(jì)超過 300 億千瓦時(shí)。鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)能有效幫助電網(wǎng)消納可再生能源,減少甚至避免棄光棄風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生。風(fēng)光發(fā)電受風(fēng)速、風(fēng)向、日照等自然條件影響,輸出功率具有波動(dòng)性、間歇性的特點(diǎn),將對(duì)局部電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量產(chǎn)生較大的負(fù)面影響, 鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)光電并網(wǎng)的應(yīng)用主要在于平滑風(fēng)電系統(tǒng)的有功波動(dòng),從而提高并網(wǎng)風(fēng)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性。
圖 5:2016 年至今中國棄光率、棄風(fēng)率逐年下降
在可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域,鋰電儲(chǔ)能收益主要依靠限電時(shí)段的棄電量存儲(chǔ)。
儲(chǔ)能電站在用電低谷期儲(chǔ)存剩余電量,在用電高峰期釋放電能,釋放電量與指導(dǎo)電價(jià)的乘積即為儲(chǔ)能電站的收益。目前在青海、遼寧等光照和風(fēng)電資源較豐富的地區(qū)已經(jīng)有對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能項(xiàng)目投運(yùn)。
表 6:可再生能源并網(wǎng)部分已投運(yùn)項(xiàng)目
用戶側(cè)峰谷套利
峰谷電價(jià)的大力推行為儲(chǔ)能套利提供可觀空間。我國目前絕大部分省市工業(yè)大戶均已實(shí)施峰谷電價(jià)制,通過降低夜間低谷期電價(jià),提高白天高峰期電價(jià),來鼓勵(lì)用戶分時(shí)計(jì)劃用電,從而有利于電力公司均衡供應(yīng)電力,降低生產(chǎn)成本,并避免部分發(fā)電機(jī)組頻繁啟停造成的巨大損耗等問題,保證電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。儲(chǔ)能用于峰谷電價(jià)套利,用戶可以在電價(jià)較低的谷期利用儲(chǔ)能裝置存儲(chǔ)電能,在電高峰期使用存儲(chǔ)好的電能,避免直接大規(guī)模使用高價(jià)的電網(wǎng)電能,如此可以降低用戶的電力使用成本,實(shí)現(xiàn)峰谷電價(jià)套利。
用戶側(cè)儲(chǔ)能主要應(yīng)用場景及案例
1充電站
光儲(chǔ)充一體化,目前也是比較普遍的應(yīng)用場景,一方面緩解了充電高峰時(shí)充電樁大電流充電對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的沖擊,另一方面通過峰谷差價(jià),給充電站帶來了非??捎^的收益。目前已經(jīng)覆蓋了大部分地區(qū),在全國江蘇、廣東、四川、云南、陜西、山東等等很多省份均有建設(shè)投運(yùn)。
2工業(yè)園區(qū)
目前大多數(shù)用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目都建設(shè)在工業(yè)園區(qū)內(nèi)。2018年1月報(bào)道,江蘇無錫星洲工業(yè)園內(nèi),新加坡工業(yè)園智能配網(wǎng)儲(chǔ)能電站儲(chǔ)能容量為20MW/160MWh,是當(dāng)時(shí)全球最大商用儲(chǔ)能電站。該項(xiàng)目是首個(gè)接入國網(wǎng)江蘇省電力公司客戶側(cè)儲(chǔ)能互動(dòng)調(diào)度平臺(tái)的大規(guī)模儲(chǔ)能電站,也是首個(gè)依照江蘇省電力公司《客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)管理規(guī)定》并網(wǎng)驗(yàn)收的項(xiàng)目。除此之外,還有江蘇啟東螺絲廠、食品工廠、污水處理廠、信義空調(diào)園區(qū)等也有安裝儲(chǔ)能設(shè)施。
3數(shù)據(jù)中心
為進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)中心供電的穩(wěn)定性和可靠性,萬克能源和阿里巴巴合作,在阿里巴巴上海數(shù)據(jù)中心建設(shè)了數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能系統(tǒng),在雙十一期間為數(shù)據(jù)中心提供了電力保障。儲(chǔ)能系統(tǒng)并聯(lián)接入數(shù)據(jù)中心,簡化了數(shù)據(jù)中心供電的串聯(lián)級(jí)數(shù),優(yōu)化改進(jìn)了電源結(jié)構(gòu),大幅改善了數(shù)據(jù)中心應(yīng)急電源的容量和備用時(shí)間,進(jìn)而進(jìn)一步增強(qiáng)了數(shù)據(jù)中心的供電可靠性。此外,儲(chǔ)能系統(tǒng)還可通過削峰填谷、容量調(diào)配等機(jī)制,提升數(shù)據(jù)中心電力運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性,節(jié)能降耗,低碳環(huán)保。
4通信基站
2018年1月4日,中國鐵塔公司在北京與重慶長安、比亞迪、銀隆新能源、沃特瑪、國軒高科、桑頓新能源等16家企業(yè),簽訂新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用戰(zhàn)略合作簽約儀式。據(jù)了解基站儲(chǔ)能電池需求巨大,中國鐵塔公司在全國范圍內(nèi)現(xiàn)有近200萬座基站,備電、削峰填谷、新能源站等合計(jì)需要電池約13600萬kWh,每年新增儲(chǔ)能電池需求約2500萬kWh。
5地鐵、有軌電車
2018年5月9日,德令哈現(xiàn)代有軌電車項(xiàng)目首列車,在中車四方股份公司下線,該車采用超級(jí)電容和鈦酸鋰電池混合儲(chǔ)能技術(shù),堪稱超級(jí)電容有軌電車的“升級(jí)版”。2018年已投入運(yùn)營,是首列開進(jìn)青藏高原的現(xiàn)代有軌電車,也是世界上運(yùn)營海拔最高的有軌電車。
6港口岸電
港口是用電大戶,隨著港口規(guī)模的不斷擴(kuò)大,其對(duì)電能的消耗也得到越來越多的關(guān)注。港口主要用電負(fù)荷集中在大功率、長時(shí)間工作的設(shè)備。江蘇連云港擬在港口岸電系統(tǒng)中建設(shè)5MW(1MW超級(jí)電容+4MW鋰電)儲(chǔ)能電站,滿足總量10MW以上以及單個(gè)泊位3MW以上岸電接入需求,岸電滿負(fù)荷運(yùn)行的情況下,留有足夠裕量,滿足多種隨機(jī)性電源和負(fù)荷的接入需求。
7島嶼
目前,在我國的一些偏遠(yuǎn)山區(qū)、海島等遠(yuǎn)離城市的地方,仍然存在著一些未通電或者供電不穩(wěn)定的“電力空白區(qū)”。2018年5月27日,我國首個(gè)遠(yuǎn)海島嶼智能微電網(wǎng)在三沙永興島建成,通過柴油發(fā)電、光伏、儲(chǔ)能等多種能源互補(bǔ),將永興島的供電能力提高8倍,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)光伏等清潔能源100%的優(yōu)先利用,未來還可以實(shí)現(xiàn)波浪能、可移動(dòng)電源等多種能源的靈活接入。
8醫(yī)院
2018年12月31日,由上海電建福建公司承建的福建瑪高愛紀(jì)念醫(yī)院750千瓦/1.8兆瓦時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目一期工程順利投運(yùn)。該工程為福建省首個(gè)醫(yī)院系統(tǒng)儲(chǔ)能項(xiàng)目,在電網(wǎng)正常供電時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的削峰填谷,在電網(wǎng)停電的情況下能夠快速斷開電網(wǎng),保證醫(yī)院重要負(fù)荷的供電,快速接入,充當(dāng)UPS(不間斷電源)的功能保證醫(yī)院重要負(fù)荷不斷電,為醫(yī)院平穩(wěn)運(yùn)營提供堅(jiān)實(shí)的電力保障。
9商場
南都電源的北京藍(lán)景麗家用戶側(cè)商業(yè)綜合體智慧能源儲(chǔ)能電站位于北京市海淀區(qū)北三環(huán),項(xiàng)目總規(guī)模1MW/5MWh,其中首期投運(yùn)規(guī)模為500KW/2.5MWh,項(xiàng)目總占地170平米。儲(chǔ)能系統(tǒng)在400V低壓側(cè)接入商場配電房母線,電站預(yù)期使用壽命為10年。該儲(chǔ)能電站于2017年5月22日,實(shí)現(xiàn)了家居商場容量電費(fèi)管理和電量電費(fèi)的管理,解決了家居商城線路無法擴(kuò)容改造,以及電動(dòng)汽車充電接入帶來的沖擊電網(wǎng)的痛點(diǎn),實(shí)現(xiàn)削峰填谷智慧儲(chǔ)能服務(wù),同時(shí)還可參與電力需求側(cè)響應(yīng)。此外,據(jù)北極星儲(chǔ)能網(wǎng)了解,北京昌平多樂港也在規(guī)劃建設(shè)儲(chǔ)能設(shè)施以削峰填谷節(jié)約電力費(fèi)用。
10軍區(qū)營地
新疆某戍邊高原營地,由電建集團(tuán)新能源公司投資建設(shè)的全軍首個(gè)軍民融合可再生能源局域網(wǎng)項(xiàng)目于2018年8月啟動(dòng),2018年12月26日正式并網(wǎng)。項(xiàng)目主要新建光伏、風(fēng)力和儲(chǔ)能電站,配套建設(shè)輸電線路、應(yīng)急柴油電站和智能微網(wǎng)管控系統(tǒng)等。建成后能源自給率超過90%,成為國內(nèi)最大的可再生能源局域網(wǎng),不僅能較好滿足軍地雙方照明、供暖、制氧、取水和裝備等綜合用能需求,而且還可大大減輕油料、煤炭等后勤保障負(fù)擔(dān),初步構(gòu)建綠色低碳、安全高效、可持續(xù)的高原現(xiàn)代能源體系。
11政務(wù)樓宇
2018年11月消息,陽光家庭光伏儲(chǔ)能電站落戶安徽廬江縣政府大樓,成為政務(wù)樓宇光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目的全國首例應(yīng)用.電站裝機(jī)容量約6千瓦,采用陽光家庭光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)獨(dú)立式發(fā)電供電。每年可發(fā)6000多度電,為大樓輸送源源不斷的清潔電力。
12田園生態(tài)園區(qū)
2018年12月5日,業(yè)主方上海玉海棠生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司正式移交鑒定書。至此,上海電氣電站集團(tuán)的崇明三星田園“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源示范項(xiàng)目系統(tǒng)全部完成調(diào)試。該示范項(xiàng)目是針對(duì)三星鎮(zhèn)新安村特有的生態(tài)環(huán)境、發(fā)展規(guī)劃和居民需求,量身打造的集“風(fēng)光儲(chǔ)充”于一體的智慧能源項(xiàng)目,是建設(shè)崇明世界級(jí)生態(tài)島的重要一環(huán)。白天CIGS薄膜光伏發(fā)電后存儲(chǔ)在梯次利用動(dòng)力電池中,晚上亮燈時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電釋放出來,草帽論壇、海棠左岸等富有當(dāng)?shù)靥厣慕ㄖ来吸c(diǎn)亮。至此,一場以可再生能源、儲(chǔ)能、能源管理系統(tǒng)為核心應(yīng)用的鄉(xiāng)村能源的升級(jí)和變革正在拉開序幕。
13銀行
2018年11月3日,上海招商銀行大廈1MW/2.56MWH儲(chǔ)能系統(tǒng)順利并網(wǎng)。該項(xiàng)目是上海市首個(gè)商業(yè)化應(yīng)用樓宇用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目,也是國內(nèi)金融企業(yè)利用自有物業(yè)建成的首個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目。該項(xiàng)目由中國廣核新能源控股有限公司(簡稱“中廣核新能源”)出資建設(shè),建筑物業(yè)主為上海招商銀行股份有限公司,廣州智光儲(chǔ)能科技有限公司(簡稱智光儲(chǔ)能)為該項(xiàng)目提供綜合解決方案。項(xiàng)目坐落于上海市浦東新區(qū)中心位置,建設(shè)地點(diǎn)為招商銀行上海大廈,占地103平米,利用“削峰填谷”模式為上海招商銀行大廈提供節(jié)能服務(wù)。
14 酒店
由科陸電子參與建設(shè)的北京拉斐特城堡酒店1MW/2MWh儲(chǔ)能項(xiàng)目,是削峰填谷應(yīng)用類儲(chǔ)能項(xiàng)目,是500MWh 儲(chǔ)能設(shè)施國際采購項(xiàng)目中首個(gè)建成并投運(yùn)的儲(chǔ)能電站,從確認(rèn)訂單到完成交付僅歷時(shí)45天。
抽水儲(chǔ)能占主導(dǎo)市場
中國市場與全球類似,抽水蓄能占據(jù)主導(dǎo)地位。在儲(chǔ)能裝機(jī)的類型分布中,我國呈現(xiàn)與全球類似的特點(diǎn),根據(jù) CNESA 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,截止 2018年底我國儲(chǔ)能整體裝機(jī)中抽水蓄能占比達(dá)到 95.8%,電化學(xué)儲(chǔ)能與其他儲(chǔ)能方式共存,其中電化學(xué)儲(chǔ)能市場占比為 3.4%,熔融鹽蓄熱儲(chǔ)能市場占比 0.7%,而飛輪儲(chǔ)能,壓縮空氣儲(chǔ)能市場占比均不足 0.1%。
圖 11:截止 2018 年底抽水蓄能占中國儲(chǔ)能裝機(jī)的主導(dǎo)地位
根據(jù)中國儲(chǔ)能分會(huì)數(shù)據(jù)顯示,我國儲(chǔ)能裝機(jī)主要分布在西北和華東地區(qū),兩者合計(jì)占裝機(jī)總規(guī)模的49%;其中西北地區(qū)主要集中在新疆、甘肅省,華東地區(qū)主要集中在江蘇、浙江等省份。此外西南、華南、華北地區(qū)儲(chǔ)能裝機(jī)估摸占比分別為 14%、12%及 15%;其中西南地區(qū)主要集中在云南省,華南地區(qū)集中在廣東省,華北地區(qū)則主要集中在山東、山西和內(nèi)蒙古等省份。華中及東北地區(qū)的儲(chǔ)能裝機(jī)量極少,占比均為 5%,其儲(chǔ)能裝機(jī)主要集中在湖南省、遼寧省。
圖 12:我國投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目在南方地區(qū)分布較多
圖 13:西北和華東地區(qū)占全國儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模的近 50%
5.3 儲(chǔ)能蓄能裝機(jī)增速下滑,電化學(xué)裝機(jī)規(guī)??焖偕仙?/p>
抽水蓄能的主導(dǎo)地位仍然不會(huì)改變。抽水蓄能屬于大規(guī)模、集中式能量儲(chǔ)存;其技術(shù)非常成熟,每瓦儲(chǔ)能運(yùn)行成本較低,可用于電網(wǎng)的能量管理和調(diào)峰;但其建設(shè)完全依賴于地理?xiàng)l件,即當(dāng)?shù)厮Y源的豐富程度, 并且一般與電力負(fù)荷中心有一定的距離,面臨長距離輸電的問題。2016 年以來全球抽水蓄能的裝機(jī)增速持續(xù)下降,2018 年裝機(jī)增速僅為 0.6%;而從我國的情況來看,2018 年我國抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模同比增速為 5.3%,高于全球水平。短期來看我們認(rèn)為抽水蓄能成本更加的便宜,并且隨著特高壓輸電的不斷建設(shè),電力損耗有望進(jìn)一步減少,抽水蓄能在儲(chǔ)能應(yīng)用中的主導(dǎo)地位短期內(nèi)仍然不會(huì)被動(dòng)搖。
圖 14:2016 年以來全球抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模增速逐年下滑
圖 15:2018 年我國抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模同比增長 5.3%
5.4電化學(xué)儲(chǔ)能是儲(chǔ)能市場發(fā)展的新動(dòng)力
電化學(xué)儲(chǔ)能是儲(chǔ)能市場保持增長的新動(dòng)力。無論是從全球還是中國的裝機(jī)情況來看,2018 年都可以說是電化學(xué)儲(chǔ)能的元年,亦或是集中爆發(fā)的一年。從全球角度來看,2018 年電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 6625MW,同比增長 126.4%;占儲(chǔ)能市場裝機(jī)規(guī)模比重從 2017 年 1.67%提升到 2018 年的 3.70%。從中國市場來看,2018 年我國電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1072.7MW,同比增長 175.2%;占我國儲(chǔ)能市場裝機(jī)估摸比重從 2017 年1.35%提升到 2018 年的 3.43%。我們認(rèn)為隨著電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的不斷改進(jìn),電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的制造成本和維護(hù)成本不斷下降、儲(chǔ)能設(shè)備容量及壽命不斷提高,電化學(xué)儲(chǔ)能將得到大規(guī)模的應(yīng)用,成為中國儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展趨勢。根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟數(shù)據(jù)預(yù)測,到 2020 年我國電化學(xué)儲(chǔ)能市場占比將進(jìn)一步從 2018 年的 3.43 提高到 7.3%。
圖 15:全球和中國電化學(xué)儲(chǔ)能規(guī)模占比逐年上升
圖 13:到 2020 年電化學(xué)儲(chǔ)能占我國儲(chǔ)能裝機(jī)比重有望達(dá)到 7.3%
國內(nèi)市場主要抽水儲(chǔ)能企業(yè)
在儲(chǔ)能類型中,一般可以分為機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能三種形式,而抽水蓄能是當(dāng)前最成熟、裝機(jī)最多的主流儲(chǔ)能技術(shù),去年底國內(nèi)抽水蓄能產(chǎn)能達(dá)30GW,綜合效率在70%到85%之間,且僅有0.21-0.25元/kwh的度電成本,在各種儲(chǔ)能技術(shù)中成本最低。
在過去,由于市場運(yùn)行向來以效益為首要目標(biāo),雖主基調(diào)一直支持抽水蓄能發(fā)展,國內(nèi)大部分水電站也都能改成混合式抽水蓄能;
但廠網(wǎng)分開機(jī)制下,前期投建所需的資金較大,更多也需要電網(wǎng)自己花錢建設(shè),疊加電能-勢能-電能的區(qū)間能量損耗問題(耗4度電抽水發(fā)3度電),不僅進(jìn)展緩慢,A股市場各路資金也對(duì)這一細(xì)分新能源賽道缺乏“興趣”。
自國內(nèi)開展第一輪抽水蓄能選點(diǎn)規(guī)劃及部分省規(guī)劃調(diào)整起,提出規(guī)劃推薦站點(diǎn)105個(gè),總裝機(jī)容量1.2億千瓦,并提出到去年實(shí)現(xiàn)1.1億千瓦裝機(jī)(裝機(jī)3149萬千瓦)。但截至到目前,抽水蓄能電站建成規(guī)模尚不足規(guī)劃目標(biāo)的1/3,嚴(yán)重滯后。
不過,隨著能源轉(zhuǎn)型的不斷推進(jìn)和碳中和遠(yuǎn)景目標(biāo)提出,以煤炭(僅單向調(diào)峰)為代表的傳統(tǒng)能源受到限制,而光伏、風(fēng)電等新能源的隨機(jī)性和反調(diào)峰的特點(diǎn),能夠起到削峰填谷調(diào)節(jié)和解決部分風(fēng)光發(fā)電的儲(chǔ)存調(diào)節(jié)問題的抽水蓄能(雙向調(diào)峰),也得以重新登臺(tái)亮相。
能源局發(fā)布新的《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》,內(nèi)容提出到2025年,抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較翻一番,達(dá)到6200萬千瓦以上,到2030年,抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十四五”再翻一番,達(dá)到1.2億千瓦左右。
在持續(xù)向清潔能源的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中,儲(chǔ)能將在未來發(fā)揮重要角色,而抽水蓄能作為當(dāng)前最成熟和裝機(jī)最多的儲(chǔ)能方式,相對(duì)化學(xué)儲(chǔ)能,也更環(huán)保更符合碳中和遠(yuǎn)景,在產(chǎn)業(yè)政策的不斷扶持催化下,仍不失為值得關(guān)注的賽道之一,最后附上相關(guān)概念名單,僅限交流探討之用。
中國電建:9月份以來浮動(dòng)39%,滾動(dòng)市盈率15
國內(nèi)抽水蓄能行業(yè)龍頭,市場占有率高達(dá)80%。公司主營從事水利水電建設(shè)、其他電力建設(shè)與基礎(chǔ)市政設(shè)施工程建筑及電站,擁有完整的水電、火電、風(fēng)電和光伏發(fā)電工程的勘察設(shè)計(jì)與施工、運(yùn)營核心技術(shù)體系。
近年累積的鋰電等儲(chǔ)能約51個(gè)訂單(抽水儲(chǔ)能38個(gè)、電化學(xué)約13個(gè)),包括國內(nèi)裝機(jī)容量最大的惠州抽水蓄能電站(總裝機(jī)容量244.8萬千瓦)和廣州抽水蓄能電站(總裝機(jī)容量240萬千瓦)均出自公司及子公司承建。
華能水電:9月份以來浮動(dòng)18%,滾動(dòng)市盈率20
區(qū)域性發(fā)電龍頭,國內(nèi)規(guī)模第二段水電公司,公司業(yè)務(wù)核心為水力發(fā)電業(yè)務(wù),占據(jù)營收的絕對(duì)核心,擁有瀾滄江全流域干流水電資源開發(fā)權(quán),糯扎渡水電站和小灣水電站是其核心的兩座主電站,在托巴水庫投產(chǎn)之前,公司依托瀾滄江沿線非常豐富的風(fēng)光資源進(jìn)行新能源業(yè)務(wù)開發(fā)。
國際化方面,穩(wěn)步推進(jìn)境外項(xiàng)目投資,已在海外多地布局水電站和儲(chǔ)能電站,已在緬甸太白江、羅馬尼亞等多地建有抽水蓄能電站。
國投電力:9月份以來浮動(dòng)17%,滾動(dòng)市盈率15
國內(nèi)“五大四小” 發(fā)電集團(tuán)之一,發(fā)電裝機(jī)容量位居國內(nèi)前列,長江電力連續(xù)增持。主營業(yè)務(wù)以水電、火電和新能源三大模塊為主,控股雅礱江水電和甘肅小三峽水電等多個(gè)能源主體,錦屏一、二級(jí)水電站投產(chǎn)后,清潔能源比重不斷提高。
在抽水蓄能電站建設(shè)方面,公司旗下控股的雅礱江流域抽水蓄能可開發(fā)規(guī)模約1000萬千瓦,也已設(shè)立雅礱江流域清潔能源基地。
豫能控股:9月份以來浮動(dòng)24%,滾動(dòng)市盈率391
火電企業(yè)代表之一,旗下所屬8臺(tái)機(jī)組為豫北、豫南地區(qū)的重要支撐電源。主要從事火電項(xiàng)目的投資管理,同時(shí)涉足新能源項(xiàng)目投資建設(shè),正處于能源轉(zhuǎn)型期,擁有8個(gè)風(fēng)電場大概年底并網(wǎng),參與屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)建設(shè)工作。
在抽水蓄能方面,公司設(shè)立魯山豫能抽水蓄能,擬在河南魯山投建電站總裝機(jī)容量120萬千瓦,安裝4臺(tái)30萬千瓦單級(jí)立軸混流可逆式水輪發(fā)電機(jī)組。
東方電氣:9月份以來浮動(dòng)13%,滾動(dòng)市盈率24
電力裝備制造行業(yè)龍頭,研制完成世界首臺(tái)百萬水電精品水輪機(jī),業(yè)務(wù)以發(fā)電設(shè)備的研產(chǎn)銷為主,產(chǎn)品覆蓋傳統(tǒng)能源和新能源的各個(gè)領(lǐng)域,擁有完整的電站改造與全生命周期服務(wù)能力。
東方電氣是抽水蓄能上游設(shè)備的核心供應(yīng)商,在抽水蓄能水電市場處于行業(yè)領(lǐng)先地位,水輪機(jī)市場占有率高達(dá)40%,旗下的白鶴灘1000MW混流式機(jī)組水輪機(jī)項(xiàng)目是代表著世界先進(jìn)水平的大型抽水蓄能機(jī)。
寧波能源:9月份以來浮動(dòng)27%,滾動(dòng)市盈率19
區(qū)域性熱電聯(lián)產(chǎn)龍頭,中報(bào)歸母凈利潤9300萬元,同比上升10%。主營業(yè)務(wù)涉及熱電聯(lián)產(chǎn)、生物質(zhì)發(fā)電、抽水蓄能和綜合能源服務(wù),以及能源類相關(guān)金融投資等業(yè)務(wù),在抽水蓄能方面,旗下控股子公司寧波溪口抽水蓄能電站有限公司經(jīng)營抽水蓄能業(yè)務(wù)。
浙富控股:9月份以來浮動(dòng)4%,滾動(dòng)市盈率16
國際化經(jīng)營的上市公司,多元化布局,近4個(gè)季度凈利潤持續(xù)高速增長。主業(yè)以以水電設(shè)備為核心,核電設(shè)備、特種電機(jī)為重點(diǎn),涉及水電、核電、油氣等諸多板塊,擁有應(yīng)用于華龍一號(hào)核電站的三代壓水堆核電控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)技術(shù),也是韓國SIHWA潮汐電站項(xiàng)目的供應(yīng)商。
旗下全資子公司浙富水電主要從事大中型成套水輪發(fā)電機(jī)組的研產(chǎn)銷,產(chǎn)品覆蓋貫發(fā)電機(jī)組,水電工程機(jī)電總承包、抽水蓄能發(fā)電機(jī)組以及電站機(jī)電設(shè)備總承包項(xiàng)目等。
湖北能源:9月份以來浮動(dòng)16%,滾動(dòng)市盈率12
地區(qū)電力龍頭,公司主營業(yè)務(wù)為能源投資、開發(fā)與管理,主營業(yè)務(wù)已形成水電、火電、核電、新能源、天然氣、煤炭和金融“6+1”的業(yè)務(wù)板塊。目前也正開展湖北省內(nèi)部分地區(qū)抽水蓄能電站項(xiàng)目前期工作,與三峽能源攜手簽約黃岡羅田平坦元抽水蓄能項(xiàng)目。
浙江新能:9月份以來浮動(dòng)5%,滾動(dòng)市盈率82
浙能集團(tuán)境內(nèi)水電、風(fēng)電及光電開發(fā)與投資的唯一平臺(tái),公司業(yè)務(wù)包括風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的投資、開發(fā)、建設(shè)和運(yùn)營管理,擁有自建 7 座水電站、13 座光伏電站和 4 座陸上風(fēng)電場,通過不斷的并購擴(kuò)張,旗下共有3家參股子公司主營方向?yàn)槌樗钅茈娬尽?/p>
三峽水利:9月份以來浮動(dòng)4%,滾動(dòng)市盈率24
國內(nèi)水利經(jīng)濟(jì)十強(qiáng)企業(yè),同比增長111%。作為水力發(fā)電為主業(yè)的電力公司,其所在西部地區(qū)水力資源豐富,同時(shí)水面落差更大,主營發(fā)電、供電、勘察設(shè)計(jì)安裝、節(jié)水安裝銷售以及蒸汽銷售,所投產(chǎn)的水電裝機(jī)容量共計(jì)26.98萬千瓦。
在抽水儲(chǔ)能方面,公司表示將加強(qiáng)儲(chǔ)能新技術(shù)儲(chǔ)備和研究,提升方案制定能力和項(xiàng)目實(shí)施能力,為用戶開展峰谷套利、分布式光儲(chǔ)、需求側(cè)響應(yīng)等服務(wù),探索充儲(chǔ)與市場化售電協(xié)同的商業(yè)模式。
通裕重工:9月份以來浮動(dòng)7%,滾動(dòng)市盈率37
新能源裝備綜合制造企業(yè),國內(nèi)僅有的能夠同時(shí)批量供應(yīng)風(fēng)電鍛件、風(fēng)電鑄件和風(fēng)電結(jié)構(gòu)件的企業(yè),球墨鑄鐵管管模及MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸是核心競爭力的產(chǎn)品,抽水蓄能產(chǎn)品主要集中在水輪機(jī)方面,有優(yōu)質(zhì)的合作客戶。
皖能電力:9月份以來浮動(dòng)12%,滾動(dòng)市盈率15
安徽省最大的發(fā)電集團(tuán),歸母凈利潤1.02億元,同比下降79%。公司電力業(yè)務(wù)以燃煤火力發(fā)電為主,控股火電裝機(jī)容量為708.58萬千瓦,發(fā)電量267.45億千瓦時(shí)(含核、風(fēng)),在抽水蓄能方面,參股的抽水蓄能項(xiàng)目桐城抽水蓄能電站已列入145綱要。
審核編輯:郭婷
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