新能源大势已定,储能产业迎风起
新能源发电具有不稳定性,储能需求应运而生
电能即发即用,电力系统中需要保持动态平衡,当发电量过高时需要将电能转化为化学能或者势能等其他形式的能量才能储存。传统能源时代,煤电具有可控性,可以实现对电网的稳定调节,因此储能的重要性未曾显现;而随着能源革命时代的来临,风光发电等新能源的不断普及,电力供给受到气候、地理位置等不确定因素影响,在原有电网体系下难以随时保持供求平衡,储能因此成为新能源电网体系中不可或缺的一环。
图1:储能技术推动能源转型
抽水蓄能目前为储能主题,新型储能快速发展
从储能结构上来看,全球储能和我国储能结构都是以抽水蓄能为主,占比分别为 86.2%和86.3%。然而抽水蓄能受到地理位置限制,抽水蓄能将势能转为机械能再转为电能,响应时间长,因此响应时间快而且局限性小的新型储能正在逐步发展。
电化学储能为主流新型储能,中国供应商引领市场
电化学储能技术具有能量密度高、工作电压大、循环寿命长、充电速度快等特点,因此占据了主流地位,而锂电池凭借领先的安全性、高效率、长循环等优势,应用占比逐年攀升,近五年稳定在 80%-95%之间。坐拥国际领先的锂电池产业,中国供应商在储能市场占比有所提高,2020 年已赶超韩国成为全球第一大供应国,占比达到 69%,领先优势不断深化。
图2:电化学储能为主流新型储能,中国供应商引领市场
户储需求趋稳,一体机趋势出现
应用场景多样,户用需求稳定
从整个电力系统的角度看,储能的应用场景可分为发电侧储能、输配电侧储能和用电侧储能三大场景,发电与输配电侧应用主要围绕电网展开,储能常用于电力调峰、系统调频、可再生能源并网以及缓解电网阻塞、延缓输配电设备扩容升级等。
用电侧场景的需求用户一般为家庭、工商业及公共机构,储能系统主要用于电力自发自用、峰谷价差套利、容量电费管理等经济性需求和提升供电可靠性。据 BNEF 统计,全球储能应用中,户用需求基本稳定在 20%-30%之间,远高于工商业。
户用储能盈利模式:配合光伏,提高光伏自用比例,峰谷价差套利
户用储能一般与屋顶光伏搭配使用,目前主要有三种盈利模式:
自发自用,余量上网:政策前期FIT电价高于户用电力价格,以“标杆电价,全额上网”推动屋顶光伏装机。随着户用电力上涨及FIT补贴退坡趋势渐定,电价差值拉大,海外屋顶光伏用户转向配置储能以实现更高的自发自用比例。
峰谷套利:美国加州、澳大利亚、欧洲主要国家、中国等均设有分时电价机制,该机制下,储能系统通过晚上电网低谷时期为储能充电,白天用电高峰时放电,通过利用峰谷价差来达到节约用电成本的目的。
虚拟电厂:该模式是分布式储能系统集成商基于能源软件管理平台,集成分散在用户侧的分布式储能系统,分析、控制并优化储能系统运行,参与电网服务获取应用收益。
新能源汽车环比增长,关注相关车企带来的半导体增量机会。12月我国新能源车大部分实现销量环比改善:比亚迪23.5万,保持连续增长;造车新势力除哪吒外均保持环比增长:埃安3.0万辆,环比回正,理想2.1万辆,蔚来1.6万辆,极氪 1.1万辆,AITO 1.0万辆。
图3:户用储能盈利模式主流分为三种
光储一体机多采取直流耦合,综合效率更高
目前市场上针对不同的户用需求,根据集成度化程度的不同,户用储能系统主要可分为光储一体机与储能分体机。光储一体机,顾名思义,就是通过将光伏逆变器和双向变流器整合在一起,置于内部形成集成一体系统。一体化模式内部多采用直流耦合模式,即装即用,实现“光+储能”的一体化解决方案,适用于同步安装户用光伏与储能系统的增量市场。而储能分体机则适用于已安装户用光伏的存量市场,内部通常采用交流耦合模式,便于与原有光伏系统的光伏逆变器进行衔接。直流耦合模式在白天发电、夜晚用电的模式下效率显著高于交流耦合模式,且该模式符合当代大多数家庭的用电习惯,两者效率分别约为 95%与 90%。
光储一体机高度集成化,有效减少软性成本
NREL数据显示,硬件成本仅占户用储能系统总成本不到 50%,而光储一体机由于其高集成化的特性,无需另外安装光伏逆变器,一方面减少了硬件成本,另一方面可节约一次性设备投资、简化安装、节约安装费用,同时便于售后维修,有效减少后续软性成本。据我们测算,光储一体机较之分体式方案可节省约155美元/kwh 的成本,而据 BNEF 预测,未来软性成本的降本幅度将远低于锂电池与逆变器,在与分体机硬件设备成本相仿的情况下,一体机的软性成本优势将在未来进一步得到凸显。
图4:光储一体机高度集成化可有效减少软性成本
全球户储爆发,欧洲领跑美国紧随
户储装机持续高增,欧美日澳主导市场。全球户用储能装机量近年稳步增长,5年CAGR为 62.62%,2021 年新增装机量约为 6.4GWh,同比增长 116.23%。据 Statista 统计,欧洲市场领跑户储装机,20年新增装机约占全球 40.38%,其中德国占比达 25.16%;美国与日本紧随其后,占比分别达到 23.65%与 17.88%,欧美日澳合计占比约 90%。