吳憨子：儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)與溫度采集方案

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一、

儲(chǔ)能貫穿新型輸電系統(tǒng)，市場(chǎng)騰飛

1、電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型在即，儲(chǔ)能行業(yè)迎來發(fā)展。

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，從傳統(tǒng)的“源-網(wǎng)-荷”模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸?網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”模式，儲(chǔ)能技術(shù)有望成為新型電力系統(tǒng)的第四大基本要素。這種變化意味著電力系統(tǒng)將更加注重可再生能源的應(yīng)用，尤其是在用電側(cè)，將以光伏和風(fēng)電等可再生能源為主導(dǎo)。同時(shí)，輸配電側(cè)也將由單向送電轉(zhuǎn)變?yōu)樘?a href="http://wenjunhu.com/v/tag/873/" target="_blank">高壓直流和雙向輸配電系統(tǒng)。此外，用電側(cè)也將由單一用電轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)合和多層次用電。儲(chǔ)能設(shè)備作為新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的核心環(huán)節(jié)，貫穿于發(fā)電、輸配電和用電三個(gè)環(huán)節(jié)，將迎來快速發(fā)展的機(jī)遇。

隨著風(fēng)電和光伏裝機(jī)規(guī)模的持續(xù)增長，可再生能源的發(fā)展前景顯得格外廣闊。在“十四五”規(guī)劃的政策保障下，光伏和風(fēng)電的發(fā)展將進(jìn)一步加速。預(yù)計(jì)到2025年，國內(nèi)非化石能源消費(fèi)占比有望達(dá)到約21%，到2030年將進(jìn)一步提高到約26%。此外，到2025年，全球可再生能源電力的比重也有望穩(wěn)步提升至約18.5%。根據(jù)風(fēng)電和光伏的電量比重估算，未來5年全球風(fēng)電和光伏的年均裝機(jī)需求有望超過100GW和230GW。這些數(shù)據(jù)充分表明了風(fēng)電和光伏在能源布局中的重要地位和未來的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)也為我們提供了更多的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)。

2.儲(chǔ)能發(fā)展空間廣闊，國內(nèi)新增裝機(jī)位居前列。

抽水儲(chǔ)能成本占優(yōu)，電化學(xué)儲(chǔ)能響應(yīng)迅速。目前的儲(chǔ)能技術(shù)方案主要可以分為物理機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能和光熱儲(chǔ)能。物理機(jī)械儲(chǔ)能包括抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能。（參考下圖：不同儲(chǔ)能類型圖）

抽水蓄能主體地位依舊，電化學(xué)儲(chǔ)能引流新潮。國內(nèi)儲(chǔ)能整體情況與全球相似，電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)稍少但增長潛力巨大。抽水蓄能享有成本優(yōu)勢(shì)，鋰電池儲(chǔ)能和壓縮空氣儲(chǔ)能緊隨其后。（參考下圖：抽水儲(chǔ)能圖）

電化學(xué)儲(chǔ)能開啟商業(yè)化，料將成為未來主流方向之一。（參考下圖：不同電池技術(shù)對(duì)比圖）

二、

儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景與空間測(cè)算

儲(chǔ)能是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵一環(huán)，可以應(yīng)用在“發(fā)、輸、配、用”任意一個(gè)環(huán)節(jié)。

1、發(fā)電側(cè)：提升新能源并網(wǎng)友好性，加速能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型（參考下圖：光伏與風(fēng)電儲(chǔ)能發(fā)展測(cè)算）

2、電網(wǎng)側(cè)及輔助服務(wù)：輔助調(diào)峰調(diào)頻，支撐平穩(wěn)運(yùn)行

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能以其獨(dú)特的輔助服務(wù)功能，如調(diào)峰、調(diào)頻和備用，為電網(wǎng)的穩(wěn)定和安全運(yùn)行保駕護(hù)航。展望未來，隨著輔助服務(wù)需求的增長，存量改造與新增配儲(chǔ)需求有望同步釋放，為市場(chǎng)帶來巨大的機(jī)遇。

預(yù)計(jì)在2021年至2025年期間，調(diào)峰調(diào)頻配儲(chǔ)的比例將持續(xù)上升。與此同時(shí)，新增發(fā)電能力和電力需求的增長也將推動(dòng)調(diào)峰調(diào)頻儲(chǔ)能容量需求的增長。預(yù)測(cè)在這段時(shí)間內(nèi)，調(diào)峰調(diào)頻儲(chǔ)能容量需求將達(dá)到7.5GWh、7.9GWh、11.0GWh、11.2GWh和14.2GWh，顯示出電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的巨大潛力和發(fā)展空間。

（參考下圖：電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能測(cè)算）

3、用戶側(cè)：新基建帶來新的穩(wěn)點(diǎn)耗能需求

負(fù)荷側(cè)儲(chǔ)能市場(chǎng)主要圍繞新基建帶來的新增高耗能場(chǎng)景展開， 其中最主要的高保電需求且高耗能場(chǎng)景分別為 5G 基站與數(shù)據(jù)中心(IDC)。

在2021年至2025年期間，隨著中國及全球5G基站的大規(guī)模建設(shè)周期逐步落地，我們預(yù)計(jì)將帶動(dòng)配套儲(chǔ)能需求的裝機(jī)規(guī)模分別為3.0、4.3、5.4、5.9和6.1GW。這意味著在相應(yīng)的備電時(shí)長下，所需的配儲(chǔ)容量將分別為11.9、17.3、21.5、23.7和24.3GWh。同時(shí)，根據(jù)IDC的建設(shè)預(yù)期，我們預(yù)測(cè)2021年至2025年期間，IDC數(shù)據(jù)中心建設(shè)將帶來年均約2.5-5GW的儲(chǔ)能建設(shè)需求，需求相對(duì)平穩(wěn)。綜合來看，預(yù)計(jì)2021年至2025年期間，我國的儲(chǔ)能建設(shè)需求將達(dá)到2.5、2.9、3.4、3.8和4.7GW，對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能容量需求將達(dá)到0.6、0.7、1.0、1.1和1.4GWh。這些數(shù)字表明，未來幾年我國儲(chǔ)能行業(yè)將迎來一個(gè)快速發(fā)展的階段，儲(chǔ)能建設(shè)需求將持續(xù)增長。

綜合以上環(huán)節(jié)的測(cè)算、預(yù)測(cè)結(jié)果，我們判斷 2021-2025 年全球儲(chǔ)能市場(chǎng)有望伴隨能源轉(zhuǎn)型與下游電力需求建設(shè)節(jié)奏，分別釋放 20. 1/32.7/52.5/65.3/93.2GW 儲(chǔ)能建設(shè)需求，綜合備電時(shí)長下的容量需求預(yù)計(jì)分別為 38.8/68.5/108. 1/158.8/235.7GWh ，有望帶動(dòng)主要儲(chǔ)能技術(shù)類型及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈采購需求迎來爆發(fā)式增長。

三、

產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂碇囯妰?chǔ)能行業(yè)

儲(chǔ)能系統(tǒng)是電池為核心的能源控制系統(tǒng)，包括電池組、PCS、EMS、BMS等部件。電池組是核心，主要有磷酸鐵鋰和三元電池。PCS控制充電和放電，進(jìn)行交直流變換。EMS負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和能量調(diào)度等。BMS負(fù)責(zé)電池監(jiān)測(cè)、評(píng)估、保護(hù)及均衡等。電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展?jié)摿薮?，各領(lǐng)域龍頭都紛紛提前布局儲(chǔ)能賽道不同環(huán)節(jié)。

儲(chǔ)能系統(tǒng)中，電池是成本降低重點(diǎn)環(huán)節(jié)。電芯成本占比達(dá)到 60%，PCS 、EMS 、BMS 成本分別占比 20%、10%、5%。

目前行業(yè)玩家包括電池企業(yè)、PCS 企業(yè)、 EMS 企業(yè)、系統(tǒng)基礎(chǔ)四類企業(yè)。國內(nèi)方面， 1)電池企業(yè)：一類是寧德時(shí)代、國軒高科、南都電源等動(dòng)力鋰電池企業(yè)；另一類是派能科技、圣陽能源等從鉛酸電池儲(chǔ)能切換到鋰電池儲(chǔ)能的企業(yè)。2) PCS 公司：一類是逆變器企業(yè)利用同源技術(shù)切入到儲(chǔ)能 PCS 環(huán)節(jié)，如陽光電源、固德威、上能電氣等；一類是 UPS 電源企業(yè)，如科華恒盛、科士達(dá)等。3) EMS 公司：主要以國網(wǎng)系等電力裝備提供商為主，例如許繼電氣等。4)系統(tǒng)公司：一類是全環(huán)節(jié)整合的企業(yè)，例如比亞迪，中天科技、派能科技；另一類是電池或 PCS 企業(yè)延伸到系統(tǒng)環(huán)節(jié)的時(shí)代星云(寧德時(shí)代與星云股份合資)、陽光電源等。海外市場(chǎng)，主要是 Fluence 、Tesla 、LG 等的系統(tǒng)企業(yè)。

1)儲(chǔ)能電池：頭部技術(shù)領(lǐng)先，動(dòng)力電池企業(yè)增多。鋰離子電池是商業(yè)化最快的技術(shù)之一，主流技術(shù)路線為磷酸鐵鋰電池。隨著磷酸鋰鐵電芯成本下降和循環(huán)次數(shù)增加，鉛蓄電池市場(chǎng)份額下降，寧德時(shí)代、力神電池、海基新能源、億緯鋰能、國軒高科等依靠磷酸鋰鐵崛起。（參考下圖：儲(chǔ)能電池TOP品牌）

2) PCS 環(huán)節(jié)：儲(chǔ)能行業(yè)早期，競(jìng)爭(zhēng)格局與光伏逆變器相似。PCS（儲(chǔ)能變流器）是儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要部件，影響電能質(zhì)量和電池壽命。PCS由功率、控制、保護(hù)、監(jiān)控等組成，功能包括平抑功率、信息交互、結(jié)合BMS實(shí)現(xiàn)充放電一體化、并/離網(wǎng)運(yùn)行。全球儲(chǔ)能逆變器市場(chǎng)需求快速增長，促進(jìn)企業(yè)業(yè)務(wù)增長。由于PCS技術(shù)與光伏逆變器技術(shù)同源，大多作為儲(chǔ)能系統(tǒng)或新能源業(yè)務(wù)的一部分，因此PCS業(yè)務(wù)占比不超過10%，較少企業(yè)將其作為獨(dú)立產(chǎn)品進(jìn)行財(cái)務(wù)披露。（參考下圖：儲(chǔ)能逆變器TOP品牌）

3) EMS 系統(tǒng)：EMS是儲(chǔ)能系統(tǒng)的“大腦”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、能量調(diào)度等功能，完成對(duì)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)等的智能化管理，實(shí)現(xiàn)資源與需求的匹配。EMS市場(chǎng)規(guī)模較小，尚未形成行業(yè)龍頭，從業(yè)者以電力裝備提供商為主。（參考下圖：EMS系統(tǒng)TOP客戶）

4)儲(chǔ)能溫控：液冷方案是未來趨勢(shì)，領(lǐng)先企業(yè)具備優(yōu)勢(shì)。風(fēng)冷方案成熟度高，初期投入較低，是當(dāng)前儲(chǔ)能溫控主力方案。英維克在風(fēng)冷領(lǐng)域占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。但液冷具備更高效的制冷能力，隨著儲(chǔ)能密度的提升和液冷產(chǎn)品成熟度的提高，液冷的占比預(yù)計(jì)將逐步提升。在液冷領(lǐng)域，英維克和奧特佳在出貨規(guī)模上領(lǐng)先，松芝股份、高瀾股份等預(yù)計(jì)今年將產(chǎn)生訂單銷售。內(nèi)部電池包液冷系統(tǒng)產(chǎn)品領(lǐng)域，科創(chuàng)新源、飛榮達(dá)等均表示有液冷板等產(chǎn)品布局。（參考下圖：儲(chǔ)能溫控產(chǎn)業(yè)鏈、TOP客戶）

5)儲(chǔ)能系統(tǒng)：集中度較低，頭部尚未形成。（參考下圖：儲(chǔ)能系統(tǒng)TOP客戶）

四、

產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂碇樗畠?chǔ)能行業(yè)

抽水蓄能產(chǎn)業(yè)涵蓋設(shè)備制造、工程建設(shè)、電站運(yùn)營等環(huán)節(jié)。上游主要是設(shè)備制造商，包括水輪機(jī)、水泵、發(fā)電機(jī)和變壓器等；中游涉及電站設(shè)計(jì)和建設(shè)以及運(yùn)營公司；下游主要是在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，如調(diào)峰和調(diào)頻等。主要企業(yè)包括東方電氣、哈爾濱電氣、凌霄泵業(yè)、大元泵業(yè)、保變電氣、新華都等。（參考下圖：抽水儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈、國家規(guī)劃、在建項(xiàng)目）

抽水蓄能電站主站設(shè)備環(huán)節(jié)主要為國內(nèi)“兩大一小”三家供應(yīng)商：“兩大”為東方電氣、哈爾濱電氣，“一小”為浙富控股。根據(jù)東方電氣 2018 年年報(bào)披露， 公司市場(chǎng)占有率 已提升至 47.2%。

根據(jù)國家能源局的中長期發(fā)展規(guī)劃，我們預(yù)計(jì)“十四五”期間抽水蓄能主站設(shè)備采購需求有望達(dá)到 140- 155 億元，“十五五”期間采購規(guī)模有望達(dá)到 260-290 億元，對(duì)應(yīng)東方 電氣公司的期望區(qū)間訂單規(guī)模分別為：70-80 億元、130- 150 億元。

作為行業(yè)龍頭企業(yè)，中國電建在抽水蓄能電站建設(shè)領(lǐng)域深耕多年，具有豐富的電站建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，近年來獲得多個(gè)項(xiàng)目的訂單。根據(jù)公司公告披露，2019 年至今公司累計(jì)新簽 10個(gè)抽水蓄能項(xiàng)目，合計(jì)金額 114.23 億元。

五、

特普生溫度采集方案

作者簡介

吳憨子：傳感器應(yīng)用營銷老師。投資及擔(dān)任森霸傳感、特普生傳感應(yīng)用營銷顧問，歡迎交流傳感器應(yīng)用與投融資

審核編輯 黃宇