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2026年6月4日 星期四
储能行业系列报告:政策促发 大幕开启(图)
所属分类:新闻资讯
来源:海通证券
作者:管理员
更新日期:2015-08-05

“储能”是电力的“硬盘”。第三次工业革命将信息技术和新能源完美结合,其中储能是第三次工业革命的支柱之一。储能是新能源发电的缓冲区,改善电能质量;是输电端的“蓄水池”,用于削峰填谷;是分布式能源的“仓库”,实现发电+储能的新型用电模式。储能是电力的“硬盘”。

短期铅酸成本最低,中长期锂电潜力最大。从应用领域来看,钠硫电池、锂电池领域最为广阔,包括新能源并网,削峰填谷、分布式应用。从成本比较来看,铅酸电池成本较低,但受益于规模效应和产业集群,锂电成本下降速度更快,未来潜力最大。

政策出台,市场开启。2009年开始,美国陆续出台储能扶持政策,2013年,德国出台新版的光伏储能政策,2014年日本出台锂电池储能补贴政策,2015年国家能源局下发关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见,中国的微电网储能补贴政策也在酝酿出台,十三五的储能规划也在研究论证中。储能大时代的帷幕即将拉开。

投资策略:把握储能大时代的脉搏。重点推荐系统解决方案提供商欣旺达、科陆电子、阳光电源。铅酸电池整合告一段落,推荐A股南都电源、圣阳股份、雄韬股份,重点关注港股的超威动力、天能动力。

风险提示:储能补贴低于预期,业务发展低预期,能源互联网推进低于预期,竞争风险加剧。

美国、德国、日本储能补贴的落实,“十三五”储能补贴规划酝酿出台,微电网电价及补贴方案将会引爆国内储能产业。

一、储能是电力的“硬盘”

第三次工业革命是指信息技术和可再生能源结合的新经济模式。杰里米。里夫金(JeremyRifkin)发现,历史上数次重大的经济革命都是在新的通信技术和新的能源系统结合发生的,互联网技术和可再生能源结合起来,将成为第三次工业革命的基础。第三次工业革命将在未来改变世界。

第三次工业革命的支柱包括以下五个:可再生能源、分布式发电、储能技术、电动车和能源互联网。其中储能是第三次工业革命的支柱之一。

15年为储能元年,随着锂电池储能成本的不断下降以及美国、德国、日本储能补贴政策的落实,分布式发电+储能综合成本已低于欧洲主要国家的居民用电价格。能源互联网时代的到来,储能作为必不可少的一环引起全球各大行业巨头纷纷布局,15年随着中国储能政策的落实将会引爆国内储能产业的上升空间。储能与可再生能源结合极为紧密,在可再生能源的发电、输电、用电环节都起了极为关键的作用。

1、发电:新能源并网的“缓冲区”

据美国能源信息部(EIA)预测:全球范围内包含水力、风力、太阳能等的可再生能源发电将维持年复合成长率2.7%至2035年,成长率高于其它发电方式,从而致使以风电、光伏为代表的可再生能源并网量在电力系统中的比例越来越高。而风电、太阳能发电因受气候条件影响,出力不稳,日波动较大,随着新能源占比的不断提高,已对电力系统的稳定性构成强大冲击。同时由于风电具有显著的“反调峰”特征,发电量主要集中在夜间的用电低谷,从而频繁出现弃风现象,导致无法有效利用,造成能源浪费。

储能电站可以作为新能源并网的“缓冲区”,从而大大提高能源利用率,提高电能质量,维护系统的稳定性。

2014年12月31日,世界上规模最大,集风电、光伏发电、储能、智能输电于一体的新能源综合利用平台——国家风光储输示范工程在河北省张北县全面建成投产。总投资约150亿元,包括风电500兆瓦、光伏100兆瓦、储能110兆瓦。这个项目除了普能2MW×4h液流以外,其他采用的技术路线都是锂电。示范工程风电场可利用率达到98%,储能电站已具备实现24小时不间断参与联合发电的条件,并能在“平滑波动”和“削峰填谷”运行模式间灵活切换。

2、输电:削峰填谷的“蓄水池”

电网运营昼夜用电峰谷差致使电厂发电机组夜间利用率低下,造成能源浪费。同时电网电能、频率等不稳定造成电能质量下降。通过储能技术可将夜间部分电量存储起来用以白天用电高峰从而达到削峰填谷的效果,可大幅度提高发电机组整体利用效率,增加总电能供应量,节省电站扩建成本。同时储能电站作为一个“蓄水池”,能够有效地提高系统调压、调频的能力,优化电网运营,提高供电可靠性。

3、用电:分布式电源的“仓库”

将储能电站用于用户侧,可以提高电能质量,增强系统的供电可靠性。从技术上来说,现在已经可以利用储能装臵为每一个用户(家用、商用或者工业用户)提供不间断的高质量供电电源,而且可以让用户自主选择何时通过配电回路从电网获取电能或向电网回馈电能。

储能电站工程通常都是由各自的投资企业全权负责运行管理。实际经验表明,这种电站的工程设计与制造、现场安装以及运行维护等费用都超过了预想值。因此,储能系统制造商转而寻求另外一种系统解决方案,即分布式储能(DES)系统。

分布式储能系统可以有三种方式帮助实现对用户可靠供电:

①在关键时刻辅助供电或者传输电能。

②将对供电负荷需求从峰值时刻转移到负荷低谷时刻。

③在强制停电或者供电中断的情况下向用户提供电能。

二、技术路线:短期铅酸具有竞争力,中长期锂电潜力最大

以储能方式解决能源利用问题为大势所趋,但储能技术百家争鸣,谁能引领风骚?储能电站从技术角度可分为三大类:机械储能、化学储能和电磁储能。其中应用较为广泛的包括机械储能中的抽水储能,化学储能中的铅酸电池,钠硫电池以及锂电池储能。

抽水储能电站是目前应用作为广泛的储能电站,也是技术最为成熟的大规模储能技术之一。但因抽水储能对水资源有较大的依赖性,对于火力发电削峰填谷的能力较弱,而对于风能,太阳能等的新能源并网应用也较难发挥功用。综合比较而言,短期来看纳硫电池因其较低的成本以及较为成熟的技术优势明显,而产期看受益于锂电储能成本的持续下降,在各项技术指标上没有短板,综合优势最佳。

1、应用领域比较:钠硫电池、锂电池领域最为广阔

我们将各应用领域所需技术通俗化,以电能存储规模表征比容量,以充放电频率表征比功率,并依此对各应用领域进行分类,从而间接判断各储能方式的应用范围。根据模型,削峰填谷为长周期,频繁充放电,大规模存储;分布式储能则为长周期,频繁充放电,小规模存储;而可再生能源并网属于短周期,频繁充放电,大规模储能,从而需要相应的储能电站的技术匹配。

对比研究发现,削峰填谷由于需要存储时间较长从而限制了飞轮、超导储能等的应用;非水能的可再生能源并网,电网调频等由于受环境情况较为复杂,从而也限制了抽水储能的发展,但蓄水储能依然可以用于水能发电的并网;而分布式储能由于存储容量不大,存储时间较长,环境条件等限制了抽水储能、压缩空气储能等的应用。

2、储电成本比较:铅酸当前较低,锂电潜力最大

为了定量地比较各种技术的优劣,我们参考美国、英国能源局以及SandiaNationalLaboratories的基础数据,建立如下经济模型,以各种技术路线的储能度电成本(利用均化能源成本LCOE,即储能系统的总成本与储能系统总能源输出量的比值)作为测算对象,比较各种储能技术路线的优劣势。

依照上述模型,根据削峰填谷、新能源并网与分布式储能系统三者的特点,我们分别模拟1MW×1h,1MW×1h与3kW×6h的储能电站。成本比较如下:

由此可见,目前情况下铅酸电池在分布式储能方面成本优势明显,短期内或首先受益,钠硫电池无论是在新能源并网、分布式储能还是在大型的削峰填谷储能方面都具有较强的竞争力。

锂电池在三个环节都可以使用,但是在削峰填谷(压缩空气优势大)和新能源并网(抽水储能优势大)优势并不明显,而在分布式储能有一定竞争力。

在分布式储能系统中,由于物理条件的限制,抽水储能需要建设一定规模的水电站,压缩空气需要较大的封闭空间(如矿井、山洞),钒电池由于环保问题(配制电解液用到的原料、正极沉淀以及泄漏的正极液经风干后形成的薄层都有五氧化二钒,是一种剧毒化学品),因此,这些技术路线在分布式储能中无法使用。

目前仅有钠硫电池在分布式储能领域是可以和锂电抗衡的。钠硫电池的成本比锂电便宜20%左右,然而,钠硫电池较为成熟,近十年技术进步不大,价格不降反升。而锂电的研究者众多,产业链完善,技术进步较快,尤其是中国企业参与到了产业分工中,近两年六氟磷酸锂和隔膜都不断国产化,锂电前景最为广阔。

我们梳理了近年来美、日、韩等发达国家对储能技术的产业政策以及科研的支持力度,发现这些国家大都选择2-3种储能技术作为研发对象,其中都包含锂电池储能,且将其臵于战略位臵。同时各国对锂电池的储能技术开发力度逐年增加并在国家性的战略文件中均有体现。

三、政策先行:美、德、日已经出台,中国正在酝酿

1、美国:2009年开始推广储能示范项目

美国于12年前,开始开展第一个储能项目建设,目前美国储能技术已经开始领先。美国从2009年开始,就出台了各类政策来支持储能的研发和示范应用。美国与储能相关的支持政策主要分为以下几类:

一是储能产业发展规划和方案:如2009~2011年发布了一系列《可再生与绿色能源存储技术方案》,通过这些法案,对美国储能产业的发展做出了一些规划与部署,主要针对美国储能系统的投资税收减免,给电网规模储能的投资提供了税收优惠。

二是储能示范项目的财政支持政策:2009年底,以1.85亿美元的投资资助16个示范项目,同时撬动了市场上约5.87亿美元对这些储能示范项目的投资。

三是储能在电力市场的价格支持政策:如“按效果付费”的实施。

四是储能系统应用补贴政策。

五是有关储能系统配臵目标的规定。

2009年美国政府相继拨款22亿美元用于支持包括大规模储能在内的电池技术研发。美国能源部在2011年发布的“战略计划”中,已明确将储能上升到战略层面,并通过政府直接投资、调整税收、支持技术创新等手段促进储能研发和应用。2013年6月,加州将储能纳入输配采购及规划体系中,推动输电、配电等环节配臵储能,解决电网管理问题。2013年下半年开始,美国和加拿大已开始小范围试水调峰储能市场。

2、德国:2013年出台光伏储能新政

2013年5月德国出台光伏储能新政,针对小于30kW的光伏设施,规定给予新安装光伏发电同步建设的储能设施最高不超过600欧元/kW的补贴,既有光伏发电加装储能设施给予每千瓦最高不超过660欧元的补贴;另外,2014年11月,德国针对屋顶设施的FIT补贴费率12.62-10.98欧分/kWh之间。

平价上网,加上对于屋顶分布式光伏和储能配套均有补贴,居民在自家屋顶安装独立式光伏发电系统,可满足自身用电需求,使用成本也低于网上购电,家庭分布式光伏已经具有经济性,具备了大面积推广的条件。

电网调峰是拉动储能需求另一动力。德国可再生能源使用比例较高,导致电力供应在时间上出现较大的波动。弗劳恩霍夫太阳能系统研究所最新数据显示,2014年上半年风力、太阳能、水力及生物质等可再生能源占德国总发电量的31%。以光照条件最好的2014年6月9日为例,当日光伏发电占德国总负荷比例最高时刻高达42.7%,白天平均比例也高于10%。但是无光照时间,德国电力出现紧缺。

目前德国解决电力供应不均衡问题的主要手段是与邻国法国、丹麦等国家电力资源输送。法国的核电比例较高、而丹麦的风电资源更为丰富,核电的发电效率受自然条件非常小,而风电的发电高峰时间在晚上,这样在一定程度上形成了电力互补的格局。德国在白天日照充分时间向邻国输电,而到了晚间至次日凌晨,则由法国、丹麦等国向德国输电。

可再生能源供给不均衡特性孕育了储能的新市场,电网配套储能电站,一方面可以缓解夜间无光照导致的电力供给不足,另一方面,也可以起到削峰平谷的作用,发达国家的峰谷电价比例一般在1:0.2-1:0.3左右,按此估算,德国居民端峰谷电价差基本可以覆盖储能成本。

3、日本:2014年出台锂电池储能补贴政策

日本自福岛事故后开始对储能行业进行重点扶持,开展了许多项目降低储能成本。包括风电项目、车载电池、固定式储能电池、电池材料技术评价等,涉及的储能技术有锂电池、镍氢电池和钒电池等。

2014年3月,日本经产省发起了新一轮针对锂离子电池储能系统的补贴计划,共划拨了100亿日元,给予购买者购买系统价格2/3的资金补贴。其中,家庭用户的补贴上限为100万日元,商业用户的补贴上限则为1亿日元,同时,只有满足系统容量≥1kWh,以及获得国家可持续开放创新计划的SII技术认证的锂离子电池储能系统,才能够申请这笔补贴。日本政府希望通过开展这项计划可以借助储能提高可再生能源的利用比例,有效地管理峰值负荷、提高电力稳定性,同时帮助政府衡量大规模生产对电池成本的影响。

4、中国:2015年酝酿出台储能补贴政策

中国储能市场近几年保持较快的增长,但因发展较晚基数较小导致整体市场规模不大。2014年的累计规模为81。3MW,同比增长55%,增量主要来自于用户侧的分布式发、微网项目以及可再生能源并网。

从储能技术来看,2014年中国储能市场中以锂离子电池占比最高,达66%,其次是铅蓄电池和液流电池,分别占20%和14%。

近年来,国内各行政单位都陆续出台了一系列支持储能市场发展的政策。

6月3日,从储能国际峰会2015上获悉,国家能源局下半年将出台微电网电价及补贴方案,目前处于征求意见稿讨论阶段。征求意见稿提出给予微网项目70%的系统补贴,原则上补贴业主,具体电价分微网、离网系统不同,细节还在探讨中。

7月22日,国家能源局下发关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见,指出新能源微电网是基于局部配电网建设的,风、光、天然气等各类分布式能源多能互补,可通过能量存储和优化配臵实现本地能源生产与用能负荷基本平衡,可根据需要与公共电网灵活互动且相对独立运行的智慧型能源综合利用局域网。鼓励在新能源微电网建设中,按照能源互联网的理念,采用先进的互联网及信息技术,实现能源生产和使用的智能化匹配及协同运行,以新业态方式参与电力市场,形成高效清洁的能源利用新载体。

目前我国微网还处于示范阶段,现有项目大多由政府100%投资,支持贫困乡村地区用电。微网扶持新政出台后,将有利于推动微网商业化,利好储能电池生产和微网投资运营商。

而就平价上网需补贴的缺口来看,我们以北京为例,2015年需0.71元/kWh。

国家能源局下半年将出台微电网电价及补贴方案,征求意见稿提出给予微网项目70%的系统补贴,目前储能成本在1.2元/kWh左右,70%的系统建设补贴额度相当于每度电补贴0。8元/kWh。若政策落实将会在经济性上激活储能产业,引发投资热点。

四、投资策略:把握储能大时代的脉搏

今年是储能元年,国外Tesla推出储能产品,国内政策酝酿出台。储能是新能源的“后市场”,受益于新能源的大量接入,也受益于电动车的快速普及后带来的电池规模化。下半年将出台微网补贴规划,储能到了风口上。能源互联网的真正爆发,储能充当电力仓库的功能,是环节中必不可少的环节。

重点推荐做系统解决方案的欣旺达、科陆电子、阳光电源。铅酸电池整合告一段落,天能、超威和解。重点关注港股的天威、超能,推荐A股南都电源,圣阳股份。

1、欣旺达:消费电子老兵攻占新能源高地

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风险提示:3C业务拓展不达预期;新能源汽车;储能业务进展缓慢。

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