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3.1 南都电源:通信、数据中心储能商龙头 3.2 阳光电源:国内

简介: 3.1 南都电源:通信、数据中心储能商龙头 3.2 阳光电源:国内电化学储能领导者3.3 上海电气:将储能和传统电力设备业务相结合,大力发展储能…

一、储能:能源革命刚需,多元化需求孕育储能多样性储能是电能存储的媒介。

当发电端和用电端出现不一致,则电能需要得到及时的储存,储能需求孕育而生。

狭义上来看,电力+储能是传统储能的主要形势;广义上来看,终端应用的多元化带来的各类高耗电技术也孕育出储能需求。

锂电的技术进步带动成本大幅下降,电化学储能产业趋势逐步确认。

锂电池是电化学储能的关键,随着这几年技术进步,锂电成本大幅下降带动储能系统成本持续下行。

根据彭博新能源统计,2019 年储能系统成本(20MW/80MWh 项目)在 331 美元/kwh。

随着后续技术进步、规模优势等方式,彭博新能源预计到 2030 年储能系统成本(20MW/80MWh 项目)有望下降到 165 美元/kwh,相比 2019 年下降 50%左右。

根据彭博新能源数据,2018 年全球已投运的储能中(除抽水蓄能),锂电储能占比达到 85%。

海外储能近年来受益于电价定价和能源结构的差异性得到不同程度发展,鼓励储能的各项积极政策一直在呵护着行业前行的每一步: 奥地利:2020 年启动了一项 3600 万欧元的退税计划,用于小型光伏+储能的发展; 美国能源部:宣布为 25 个州的 55 个先进制造业的研发项目约 1.87 亿美元的资助,其中约 6687 万美元用于 11 个电池储能创新制造工艺项目开发; 意大利:公布了新生态奖励政策,用于户用光伏+储能的发展; 日本:得益于户用光伏和储能的发展,2019 年储能依旧维持高速增长,新投运规模同比增长 89.5%;国内储能稳步发展,2018 年国内电网端加大储能项目投资,电网侧储能迎来爆发,根据中关村储能联盟(CNESA),2018 年中国累计投运电化学储能达到 1.02GW/2.91GWh,是 2017 年的 2.6 倍,2019 年国内储能稳步发展,累计电化学装机达到 1.71GW。

2019 年全球电化学累计装机达到 9.52GW,同比增长 46.2%,除抽水蓄能外,电化学储能规模最大。

根据 CNESA统计,截至 2019 年 12 月低,全球累计投运储能项目装机规模为 184.6GW,同比增长1.9%,其中抽水蓄能为 171.0GW,同比增长 0.2%,电化学储能为 9.5GW,同比增长46.2%,熔融盐储热为 3.1GW,同比增长 10.7%。

从全球来看,2019 年全球装机规模排名前十位的国家(中国、美国、英国、德国、澳大利亚、日本、阿联酋、加拿大、意大利和约旦)规模合计占 2019 年全球新增总规模的 91.6%。

2019 年国内电化学储能累计装机达到 1.71GW 同比增长 59.4%,国内电化学储能累计装机增速高于全球均值,近五年来电化学装机复合增速接近 80%。

根据 CNESA 统计,截至2019年底,中国已投运储能项目累计装机规模32.4GW,占全球市场总规模的17.6%,同比增长 3.6%。

其中,抽水蓄能的累计装机 30.3GW,同比增长 1.0%;电化学储能的累计装机规模位列第二,为 1.7096GW,同比增长 59.4%。

从趋势来看,近几年,电化学储能维持高速增长,2015 年至 2019 年电化学储能装机复合增长率为 79.7%。

储能是新能源发电和电网综合能源服务的重要功能模块,预计到 2024 年,国内电化学储能装机规模有望达到 15.5~24GW,短期增长确定,长期成长无忧。

长期去看,在新能源和国内电网综合能源服务需求提升的背景下,储能装机有望维持高增长态势。

2019~2024 年国内传统电力市场储能市场空间预计在 276~443 亿元,年均新增空间在 55~88 亿元。

根据上海申能新动力发布的储能电池系统 PCS 及配电集装箱储能设备招标公告,目前储能电池投标价在 1.2 元/wh 左右,预计后续还有继续下降空间。

以 2小时备电市场测算,预计 2019~2024 年累计新增电化学储能 27.64(保守)~44.25(乐观)GW,以 1 元/wh 进行测算,预计带来市场空间 276.4~442.5 亿元,年均市场空间在55.3~88.5 亿元。

1.1 狭义储能:储能用于电能储存,是能源互联网中能量流的中转站 传统理念来看,电力+储能是储能发展的主战场。

狭义来看,电力储能是储能应用中的关键环节之一,随着电力转型加速,后续市场有望逐步打开。

2018 年,IPCC 警告称要将全球气候变暖控制在 1.5 度,以便防止极端情况的发生,这意味着在 2030 年全球二氧化碳排放量需要比 2010 年的水平下降约 45%,到 2050 年左右达到“净零”排放。

随着新能源技术的进步,近十年来,风电光伏度电成本大幅降低,根据 Lazard 研究,2009~2019 年,风电度电成本下降 70%,光伏度电成本下降 89%,目前新能源的度电成本已低于化石能源发电成本,新能源平价时代已经到来。

可再生能源装机近年来占比提升,储能能最大程度解决新能源消纳的阵痛,电力行业发展开始从“发好电”向“用好电”转型。

同时随着可再生能源占比在一次能源的占比中逐步提升,风电、太阳能发电的随机性和波动性也在影响着整个电力系统。

新能源+储能可以从根本上解决新能源的波动性,改善新能源发电的可调节性,提高电能质量,解决电网消纳的诟病。

在新能源占比大幅提升的背景下,储能的加入让电力行业从“发好电”向“用好电”进行转型。

储能帮助电力网络从独立转向耦合,是能源互联网中能量流的中转站。

1.2 广义储能:电能需求的多元化带动储能形式的多样化 电能应用场景的多样化,对电力提出新的质量和服务标准。

5G、数据中心等新基建的应用对能源服务提出新的要求和新的标准,带动对稳定电能的需求。

随着电能使用需求的多样性上升,对电能质量的要求逐步提高,传统电能即发即用的能力无法满足终端客户常态稳定的需求,储能的应用场景逐步多元化。

发电侧:新能源+储能降低新能源发电的波动性,提高风光电能质量; 电网端:调峰调频能力,平滑用电端和发电端的波动; 用电端: 户用光伏+储能:削峰填谷,满足稳定电能需求; 5G 基站+储能:备用电源需求,保证基站稳定运行; IDC+储能:备用电源需求,保证数据中心稳定运行; 充电桩+储能:解决无序充电给电网带来的压力和高峰充电给成本带来的压力;二、传统储能需求逐步提升,通信 5G、IDC、充电桩+储能需求高速增长2.1 发电侧储能:新能源发展的必然趋势,度电成本大幅下降带动需求提升 新能源装机占比提升,部分区域非水可再生能源消纳比例突破 20%。

随着近年来风光成本的大幅下降,截止 2019 年我国光伏发电占总发电量的 3.1%,风力发电占总发电量的 5.5%。

从新增发电量的占比来看,2019 年新增的发电量中,光伏占比达到 14.2%,风电达到 12.1%。

若分省市来看,2019 年宁夏、、黑龙江等地的非水可再生能源消纳占比已经突破 20%。

新能源发展进入平价仅仅是完成能源革命的第一步,储能赋予新能源的可调节属性将进一步帮助新能源走上新的台阶。

从新能源的发展阶段来看,新能源实现平价后,还存在不稳定性问题,增配储能有望调节新能源的波动性,增加其可调节性,有望推动能源革命更进一步。

长期来看,风光发电技术和电化学存储技术还有很大的提升空间,后续新能源+储能实现平价也将成为历史的必然。

2020 年 5 月 19 日,国家能源局发布《关于建立健全清洁能源消纳长效机制的指导意见》的征求意见稿,明确提出“鼓励建设新一代电网友好型新能源电站,探索市场化商业模式,开展源、网、荷一体化运营示范,通过合理优化风电、光伏、电储能配比和系统设计,在保障新能源高效消纳利用的同时,为电力系统一定的容量支撑和调节能力”。

同时在国家能源局发布的《关于做好 2020 年能源安全保障工作的指导意见》中,能源局表示要“推动储能技术应用,鼓励电源侧、电网侧和用户侧储能应用,鼓励多元化的社会资源投资储能建设”。

今年以来,多省相继发布关于发电侧储能的支持文件,内蒙古、、辽宁、湖北、江西、山东均建议或鼓励新建设的风电光伏项目可以适配相应的储能电站来配合电网调度。

发电集团积极配置储能项目,33 个新能源+储能项目,发电侧储能项目建设开始加速。

在各地政策的推动下,央企发电集团积极配合,根据北极星储能网统计,截止 6 月底,国内已有 13 家发电集团发布了 33 项光伏、风电配储能的项目,其中包括 19 个光伏项目,装机规模为2.1GW,配置储能规模约为220MW;风电项目 14 个,装机规模 0.95GW,配置储能规模约为 162MW。

2.2 电网侧储能:能源互联网中关键模块,综合能源服务转型带动储能需求提升 调峰调频辅助服务需求增加,电网侧储能的双向调节能力是不可多得的调峰调频电源。

随着新能源装机规模的逐步提升,电网的调峰和调频辅助服务需求逐步提升,电网侧储能的配置也有助于保障电网供电安全,且在需要时进行调峰调频,满足发电和负荷平衡。

2020 年 6 月,国家电网举办“数字新基建”重点建设任务发布会,发布“数字新基建”十大重点建设任务,并与华为、阿里、腾讯、等合作伙伴签署战略合作协议。

此次数字化建设任务中,不止于电力物联网方向,还包括维度更为广泛的互联网层级应用(包括 5G/能源区块链/大数据等),同时牵手华为、阿里等国内互联网顶级巨头望加速相关应用落地。

三站合一或者多站合一是指将传统的变电站和数据中心、储能电站相融合,实现向能源综合体的转型。

将变电站和储能电站相结合,可以提高用户的用能可靠性、进行削峰填谷、参与电力市场化交易。

虚拟电厂则是将大规模分布式发电电源、可控负荷和储能系统相融合,协调分布式电源和电网、用户之间的关系,解决电网系统中的能源浪费和安全问题。

4 月 3 日,国家电网旗下国网综合能源服务集团与宁德时代等 4 家企业共同出资设立国网时代(福建)储能发展有限公司。

随着国内分布式能源和微网的建设,用户侧储能需求在逐步提升。

总体来看,用户侧储能的应用场景包括:1)用户负荷管理;2)辅助服务;3)储能+模式。

从盈利模式来看,对于工商业用户来说,用户侧储能的盈利模式在峰谷套利和需求侧响应;对于大工业用户来说,用户侧储能的盈利模式为峰谷套利、需量管理和需求侧响应。

2019 年特斯拉发布第三代 SolarRoof,缩短了安装时间,降低 40%成本,产品经济性显著增强,迎合市场对 BIPV 的需求。

与此同时,特斯拉的 Powerwall 家用电池可以为屋顶光伏所产生电量进行存储,通过光伏+储能的方式让家庭随时都可以使用太阳能,并在停电期间电力。

海外用户侧储能逐步成熟,国内 BIPV 市场正在兴起,或将带动用户侧储能需求提升。

从美国来看,美国加州推出了自发电激励计划(SGIP),从 2011 年开始,SGIP 将储能纳入补贴范围,鼓励用户侧储能发展。

根据 Wood Mackenzie 的《美国储能监测》报告,预计 2020 年美国用户侧储能装机将达到 212MW,比 2019 年的 133MW 增加 59%。

今年以来,各大光伏厂商均开始布局 BIPV 市场,后续有望打开用户侧需求,随着用户侧光伏的高速发展,用户侧储能也有望迅速提升。

2.4 通信储能:5G 建设带来需求放量,磷酸铁锂成为主流选择 需求井喷,2020 年 5G 将步入大规模商用化阶段。

2019 年 6 月 6 日,工信部正式向中国移动、中国联通、中国电信和中国广电四家企业发放 5G 牌照,标志着我国正式进入5G 元年。

2019 年下半年以来,各大手机厂商陆续发布 5G 手机,覆盖从 2000 元到 10000元的价格区间,推升 5G 用户数迅速增长。

根据公司公告数据,截止 2020 年 5 月底,中国移动入网 5G 用户数达到 5560.9 万,同期 4G 用户数为 7.57 亿,渗透率将持续快速提升。

5G 网络建设提速,2020 年新建基站数量有望突破 60 万站。

2020 年 3 月,常务会会议强调,要加快新型基础设施建设进度,而其中 5G 被认为是“新基建”之首。

我国已有超过 20 个省市正式发布 5G 产业规划,计划 2020 年在各省市的重点区域和主要活动场所完成 5G 网络全覆盖。

由于运营商数据公布一般偏保守,以及部分基站存在先建设后采购的情形,预计 2020 年国内 5G 基站建设数量将超过工信部的计划值 60 万站。

考虑到 2019 年底/2020 年 5 月底 5G 基站数量分别为 13万/25 万站,下半年建设需求将有望持续爆发。

2020-2022 年 5G 基站建设持续高增长,三年建设规模将达 270 万站。

据前瞻产业研究院推算,我国 5G 基站建设与投资将在 2022 年达到顶峰,年新建数量约为 110 万站,当年度投资额超过 1500 亿元。

2020-2022 年基站新建数量与投资额将保持快速增长,三年内新建基站总和有望达到 270 万站。

5G 基站相比 4G 功耗更高,单站后备电源需求将翻倍。

目前 4G 的天线阵列单元一般不超过 8 个,5G 采用大规模天线阵列技术,阵列单元将达到 128 或者更多;4G 基站天线一般 3 根,每根 80 片板,5G则会用到 6-12 根天线,每根 150 片左右;5G 信道更多,每片 PCB 的面积和层数也会增加,尺寸从 15 平方厘米增加至 35 平方厘米。

华为、中兴 5G 基站典型功耗约 3000W,最大功耗超过 4000W,相较 4G 基站有超过一倍的提升。

单站备用电源需求在 6~15kwh,预计 2021~2023 年基站备用电源需求在12~15GWh 左右,单年新增市场空间在 100 亿元左右。

另外 5G 单站覆盖范围更小,对小基站需求大幅提升。

总体来看,预计 2021~2023 年单年的后备电源需求在 12~15GWh,以当前招标价格 0.7 元/w 进行测算,单年新增市场空间在 100 亿元左右。

通信备用电源领域主要需求方之一中国铁塔从 2018 年开始已经停止采购铅酸电池,三大运营商也在加大对于磷酸铁锂电池的采购比例。

高工锂电统计数据显示,2019 年中国基站锂电池出货量达 5.5GWh,同比增长 71.9%。

2020 年通信储能电池招标启动,招标数量近 4GWh。

2020 年 3 月,中国移动、中国铁塔相继招标采购 1.95GWh、2GWh 磷酸铁锂电池组。

行业格局较为集中,南都电源、双登集团为通信 5G 蓄电池主要参与者。

2.5 IDC 储能:为数据中心稳定运行保驾护航 5G+云计算共振背景下,IDC 建设开始加速。

随着 5G 技术的发展,流量数据有望迎来高速增长,2020 年 3 月我国移动互联网当月户均移动互联网接入流量(DOU)值达到9.5GW/户,同比增长达到 30.6%。

与此同时,云计算需求趋势迅猛,自 2006 年亚马逊首次推出云服务以来,根据思科预测,到 2021 年全球数据中心流量将增长到每年 20.5ZB,而且 95%的数据中心是云流量。

在云计算和 5G 共振背景下,IDC 需求有望迎来爆发式增长。

根据中国产业信息网预测,到 2022 年,中国 IDC 市场规模有望达到 3200 亿元,同比增长 29%。

IDC 属于高耗能产业,行业用电量有望随需求增长大幅提升。

IDC 托管的服务器需要每年不间断运行以向互联网用户服务,同时需要空调等辅助制冷设备实时冷能以维持其可靠运行,因此电能消耗量巨大。

随着 IDC 的大量建设,IDC 将面临日益增长的资源和电力需求。

根据 IDC 圈的统计,从 2011 年到 2016 年,数据中心耗电量以每年10%速度快速增长,2017 年国内数据中心总耗电量达到 1300 亿千瓦时,超过了当年三峡大坝 976 亿千瓦时的全年发电量。

到 2018 年,全国数据中心总耗电量为 1500 亿千瓦时,达到社会总用电量的 2%。

预计到 2025 年,占比将翻倍至 4%。

宕机成本高,稳定的电能是 IDC 安全运营的重要指标。

IDC 的稳定运行对于金融、互联网等行业的大客户至关重要,拥有可靠技术、良好口碑的 IDC 服务商将成未来首选。

2017 年 7 月,全球知名 IDC 服务商 OVH 发生冷却液泄漏事故,引发超过 5000 个网站24 小时无法正常访问;2016 年 7 月,Equinix 子公司 Telecity 出现 UPS 电源故障导致其10%的伦敦客户网络连接受到影响;2016 年 4 月,北京亦庄数据中心供电中断,某银行和多家金融机构托管在该机房的所有设备宕机,服务全部中断。

对于依靠 IDC 为客户 IT 和网络服务以获取收入的企业而言,单个宕机故障将造成巨额损失,影响企业声誉。

当前配电的解决方案包括 UPS 解决配电、HVDC 配电和巴拿马电源配电方案,无论哪一种配电方案均使用蓄电池作为能源单元。

储能+备电服务的运行方案可以实现 IDC 机柜高效稳定运行和削峰填谷的作用。

从传统来看,铅酸电池是数据中心 UPS 蓄电池的主流选择。

今年华为推出了 FusionPower供配电解决方案,将输入输出柜以及 ups 融合于一体,同时还采用了华为自研的 SmartLi锂电池储能系统解决方案,采用磷酸铁锂电芯、模块化设计。

随着锂电池 UPS 逐步得到客户认可,后续锂电池 UPS 有望取代传统的铅酸电池 UPS,锂电池需求有望提升。

2.6 充电桩+储能:缓解新能源车渗透率提升后带来的集中充电风险 2030 年新能源汽车销量有望达到 1520 万辆。

2019 年 12 月 3 日,工信部发布了《新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)》(征求意见稿),指出 2025 年新能源汽车销量占比将达到 25%。

按 2025/2030 年汽车总销量3500/3800 万辆计算,对应新能源汽车销量为 875/1520 万辆。

充电桩 2025 年新增需求有望在 656 万个,2030 年新增需求在 1520 万个。

随着新能源汽车渗透率的逐步提升,公共充电桩与私人充电桩的车桩比将逐渐上升,假设 2025年分别为 4:1 与 2:1,2030 年分别为 3:1 与 1.5:1。

由于公共充电桩需满足快速补电需求,直流占比有望从 42%提升至 70%,对应 2025/2030 公共直流桩新增需求分别为 131/355 万个。

Tesla 提出 2020 年在中国布局 4000 个超级充电桩,数量是过去5 年建设总量的两倍。

同时各厂商推出自研的快充方案,提升充电效率,如 Tesla、Porsche分别推出 250kW、270kW 快充方案,极大地缩短了充电时间。

充电桩+储能,降低集中充电所带来的电网风险。

储能电池的使用有望大幅降低集中充电对电网的冲击:1.配备储能的充电桩可以用自己的带电量来弥补电网电力容量的不足,减轻电网负担;2. 通过削峰填谷、需求响应,提升运营收益;2019 年上海电网曾与蔚来的换电站有过两次需求响应合作,在高峰时电网向蔚来买电削峰,在低谷时要求蔚来满负荷充电,满足电网最低负荷需求。

风光分布式发电储存入储能电池当中,再通过充电桩为新能源车进行充电,有望形成一个独立的多能互补发电微网系统。

2025/2030 年在渗透率中性假设下,“充储”带动储能装机需求约 5.95/15.4GWh,从价值量来看,2025 年至 2030 年,单年充电所需储能电池的价值量从 30~40 亿元提升到 80~100 亿元左右。

假设公共直流充电桩平均功率为 50KW,公共交流充电桩功率为 10KW,假定充电桩与储能的容配比为 40%,储能时间 1 小时,到 2025 年和 2030 年,储能电池售价在 0.5 元/kwh。

在悲观、中性、乐观三种情形下,“充储”对应的渗透率分别为10%/20%/30%,对应 2025 年储能装机需求为 2.98/5.95/8.93 GWh,2030 年对应需求为 7.70/15.40/23.11 GWh,从价值量来看,假设未来电池售价在 0.5 元/kwh,2025 年至 2030 年,单年充电所需储能电池的价值量从 30~40 亿元提升到 80~100 亿元左右。

三、投资建议及重点企业分析(详见报告原文)风光平价之际,传统电网储能需求上升;5G、IDC、充电桩行业的发展背景下,新兴储能需求有望迎来爆发,关注储能产业链投资机会。

长期来看,风光发电技术和电化学存储技术还有很大的提升空间,后续新能源+储能实现平价也将成为历史的必然。

随着电能使用需求的上升,储能的应用场景逐步多元化,电网端传统的调峰调频需求、新能源车和充电桩对储能的需求、IDC、通信基站对储能的需求均在孕育而生。

今年以来 5G 基站建设进入高峰,在5G+云计算共振背景下,流量数据和云计算需求有望迎来高速增长,IDC 建设开始加速。

随着新能源车的高速发展,充电桩需求也在高速提升。

3.1 南都电源:通信、数据中心储能商龙头 3.2 阳光电源:国内电化学储能领导者3.3 上海电气:将储能和传统电力设备业务相结合,大力发展储能…


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