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报告摘要
磷酸铁锂产业链系列报告(二):5G布局提速,基站电池有望全面铁锂化
核心内容
5G基站建设加速,推动磷酸铁锂电池需求增长
随着国家政策支持和三大运营商加大5G建设力度,预计2020年将新增68万个5G基站,对应备用电池需求容量14.4GWh,2025年累计备用电池需求容量将达到161GWh。5G基站功耗显著高于4G基站,单站满载功率接近3800W,是4G的3.5倍,考虑空调等设备能耗后,单站总能耗接近5KW。因此,备用电源容量需从11.2KWh提升至21.2KWh。
磷酸铁锂电池替代铅酸电池趋势明确
铅酸电池因成本低、维护简单曾是通信基站备用电源的主流,但随着磷酸铁锂电池成本下降至0.68元/Wh,且其循环寿命是铅酸的4倍,倍率性能优异,支持快充和宽温工作范围,更适应5G基站频繁调峰调频需求。预计到2025年,铅酸电池将逐步退出市场,磷酸铁锂电池将成为基站备用电源的主力。
铁锂电池经济性优势显著
磷酸铁锂电池在全生命周期成本上优于铅酸电池,尤其在削峰填谷模式下,其电费节省效果显著。以单个基站为例,采用全新铁锂电池可每年节省电费1.04万元,较铅酸电池多节省2554元。若全国760万个5G基站全部采用铁锂电池,每年可节约电费194亿元。
主要观点
- 5G建设提速:国家政策推动下,5G基站建设进度超预期,带动备用电源需求增长。
- 铅酸电池将被淘汰:磷酸铁锂电池在性能和成本上全面优于铅酸电池,替代趋势明确。
- 铁锂电池经济性突出:在削峰填谷模式下,铁锂电池的电费节省效果显著,推动其在基站储能领域的应用。
- 铁锂电池应用前景广阔:从动力电池到基站储能,铁锂电池将在大储能领域广泛应用,具有广阔的发展空间。
关键信息
基站储能需求预测
- 2020年:14.4GWh
- 2021年:21.2GWh
- 2022年:27.56GWh
- 2025年:161GWh
铁锂电池与铅酸电池性能对比
| 电池性能指标 | 铅酸电池 | 磷酸铁锂电池 | 梯次利用电池 |
|---|---|---|---|
| 循环寿命(次) | 500 | 3000 | 2000 |
| 质量比能量(Wh/Kg) | 30~45 | 120~190 | 90-120 |
| 体积比能量(Wh/L) | 70 | 400 | 125-250 |
| 工作温度范围(°C) | 25-28 | -5-55 | -5-55 |
| 单体标称电压(V) | 2 | 3.2 | 3.2 |
削峰填谷对电费的影响测算
- 情景1(不削峰填谷):全新铁锂电池较铅酸电池少节省电费1500元/年,梯次利用电池少节省600元/年。
- 情景2(日均充放电1次):全新铁锂电池节省电费9048元/年,铅酸电池节省7843元/年,梯次利用电池节省8970元/年。
- 情景3(日均充放电2次):全新铁锂电池节省电费1.04万元/年,较铅酸电池多节省2554元/年。
5G基站对电费的影响
- 单个5G基站每日电费约125元,若进行削峰填谷,可大幅降低电费支出。
投资建议
建议关注的标的
- 宁德时代:磷酸铁锂电池绝对龙头,大规模布局储能电池。
- 湘潭电化:铁锂正极产品质量优,压实密度高。
- 德方纳米:宁德时代铁锂正极最大供应商。
- 中国宝安:子公司贝特瑞铁锂正极产能达3万吨。
风险提示
- 铅酸替代速度不达预期:铅酸电池因成本低廉仍具一定市场竞争力。
- 储能成本下降低于预期:原材料价格波动可能影响整体成本下降预期。
- 市场竞争加剧风险:新能源汽车和储能行业竞争加剧,可能影响市场份额。
附录
图表目录
- 图1:5G通信场景
- 图2:基站供电系统示意图
- 图3:5G基站耗电单元
- 图4:2019-2025年5G基站对备用电池需求量
- 图5:宏基站磷酸铁锂电池全寿命成本比较(TCO分析)
- 图6:北京市一般工商业用电时间段划分
- 图7:2019-2025年5G基站铁锂电池需求量测算
- 图8:中国铁塔2018年至今磷酸铁锂电池招标公告
- 图9:电化学储能整体处于示范和部署阶段
- 图10:抽水蓄能占全球储能装机的主导地位
表格目录
- 表1:2020年以来各方加大5G建设力度
- 表2:4G、5G基站单站能耗对比
- 表3:不同时代基站典型功耗对比
- 表4:5G基站储能电池需求量测算
- 表5:铅酸电池与磷酸铁锂电池性能对比
- 表6:通信基站备用电源铅酸 VS 铁锂使用成本比较
- 表7:单个5G基站备用电源铁锂和铅酸削峰填谷对电费消耗的影响测算
- 表8:中国移动2020年磷酸铁锂电池集中采购招标份额分布
- 表9:三大运营商及铁塔铁锂电池招标情况统计
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