深度报告-20210310-光大证券-碳中和深度报告（三）_储能_碳中和下的新兴赛道_万亿市场冉冉开启_61页_5mb
报告摘要
储能：碳中和下的新兴赛道，万亿市场冉冉开启
核心内容
在“30-60碳达峰-碳中和”战略背景下，储能作为可再生能源发展的关键支撑，正迎来快速发展机遇。储能市场将经历三个阶段的发展：
- “十四五”期间：储能作为风光发展的标配，配置比例较低，光储接近平价。
- 新能源成为主力能源阶段：电网稳定性需求提升，储能配置比例和备电时长增加，光+储全面平价。
- 碳达峰后阶段：储能将在电网侧替代火电，承担主力电网调峰调频职责。
预计到2030年，全球储能需求空间将达1.25TWh，2020-2030年累计需求3.9TWh，CAGR约为30%。2060年，储能年需求空间将达10TWh，2020-2060年累计需求94TWh。
储能作为高确定性、高增长的赛道，将在电力系统中发挥调峰、调频、削峰填谷等作用，同时在通信基站、数据中心、UPS等其他领域也具有重要应用。
主要观点
- 储能是可再生能源发展的重要保障，能够提高电力系统的灵活性和稳定性。
- 储能技术多样，包括电化学储能（如锂离子电池、液流电池、钠硫电池等）、抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能和氢储能。
- 电化学储能技术由于其高能量密度、高效率和灵活性，正成为主流。
- 氢储能具备高能量密度和可长时间存储的优点，适合大规模应用。
- 随着国内储能补贴政策的陆续出台，储能经济性将逐步改善，推动市场发展。
关键信息
- 储能技术特点：不同技术适用于不同场景，如锂离子电池适合快速响应，液流电池适合大型储能项目。
- 政策支持：青海、新疆、江苏等地出台了储能配比和补贴政策，推动储能项目落地。
- 商业模式：储能可以通过调峰调频获得补偿，通过峰谷电价差套利，通过提高可再生能源消纳能力获得收益。
- 投资建议：重点推荐锂电池企业（派能科技、宁德时代）、储能变流器（阳光电源）、系统集成（盛弘股份）等。
储能系统产业链
- 电池：作为核心环节，成本占比约50%，主要厂商包括宁德时代、比亚迪、特斯拉等。
- 储能变流器（PCS）：是价值量和壁垒双高的环节，阳光电源、科华数据等公司具有竞争力。
- 系统集成：附加值高，有望通过数字化、智能化解决方案掌握产业链话语权。
- EPC：关注永福股份等企业。
- 电网相关：南网能源、国电南瑞等公司具备相关业务。
风险提示
- 光伏、风电及储能降本不及预期。
- 政策变更可能带来不利影响。
- 电力市场改革可能影响储能发展。
投资聚焦
- 储能作为又一万亿市场，未来发展前景广阔。
- 随着政策支持和市场需求增长，储能行业将迎来高速发展。
- 储能商业模式逐渐清晰，经济性得到改善。
重点公司推荐
| 证券代码 | 公司名称 | 投资评级 |
|---|---|---|
| 688063.SH | 派能科技 | 买入 |
| 300750.SZ | 宁德时代 | 买入 |
| 300274.SZ | 阳光电源 | 买入 |
| 300693.SZ | 盛弘股份 | 买入 |
储能技术对比
| 技术 | 备电时长 | 循环次数 | 市场情况 | 优势 | 挑战 | 主要厂家 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 锂离子电池 | 30min-7h | 500-10,000 | 当前主流技术 | 长寿命、高能量密度、高效率、响应速度快、环境适应性强 | 价格偏高，存在一定安全风险 | LG化学、三星SDI、宁德时代、比亚迪、特斯拉 |
| 液流电池 | 3-12h | 5,000-15,000 | 适用于大型储能 | 适用范围广泛，原材料资源丰富，寿命长，工作温度范围宽 | 能量密度偏低，充放电倍率低，效率较低 | Cellcube、Primus Power、住友、Lockheed Martin、Invinity Energy Systems、ESS, Inc. |
| 钠硫电池 | 4-8h | 1,500-6,500 | 约3%电网储能 | 高能量密度、长寿命、功率特性好、响应速度快 | 阳极金属钠易燃，高温运行，存在安全风险 | NGK Insulators Ltd. |
| 先进铅酸电池 | 1-4h | <6,000 | 适用于中小容量 | 技术成熟、结构简单、价格低廉、维护方便 | 能量密度低、寿命短，不适合深度充放电和大功率放电 | Exide Technologies、南都电源、Enersys、Ecoult energy storage solutions |
储能应用与经济性
- 电力系统储能：包括发电侧、电网侧和用户侧，分别用于调峰、调频和峰谷电价套利。
- 通信基站、数据中心和UPS：储能可作为备用电源，提升系统可靠性，同时利用峰谷电价差进行套利。
- 补贴与成本内部化：青海和新疆等地的补贴政策有助于弥补储能经济性缺口，绿证和CCER机制有助于内部化碳成本，提升储能项目的经济性。
储能市场测算
- 2020-2030年：预计新增储能需求约3.9TWh，累计投资市场空间约6万亿元。
- 2020-2060年：预计新增储能需求约94TWh，累计投资市场空间约122万亿元。
- 2030年：储能投资市场空间预计达1.3万亿元，2060年预计达5万亿元。
储能发展趋势
- 随着碳中和目标的推进，储能将成为电力系统不可或缺的一部分。
- 电化学储能技术因其灵活性和高效率，将成为未来储能发展的主要方向。
- 氢储能作为新型大规模储能技术，具有广阔前景，但需解决技术稳定性问题。
- 储能系统集成环节将成为产业链中的关键，附加值有望提升。
图表目录
- 图1：储能系统在电网中起到调节负荷曲线的作用
- 图2：储能的潜在位置和应用场景
- 图3：碳中和背景下储能的三个发展阶段
- 图4：光伏、储能度电成本与功率配比、备电时长的示意图
- 图5：储能技术分类
- 图6：全球已投运储能项目累计装机规模
- 图7：各储能技术的系统额定功率与放电时间
- 图8：各储能技术的能量密度与功率密度
- 图9：抽水蓄能站工作原理
- 图10：液流电池原理
- 图11：氢能储能系统原理
- 图12：氢燃料电池储能循环效率较低
- 图13：2014-2024年全球公用事业规模储能系统技术成本趋势
- 图14：2019年中国已投运电化学储能项目结构
- 图15：储能的应用场景
- 图16：2018年全球已投运电化学储能项目应用分布
- 图17：储能主要应用场景及连续时间
- 图18：2019年通信储能占国内储能锂电池出货量大部分
- 图19：2020年起5G基站进入建设高峰期
- 图20：中国碳市场结构示意
- 图21：全球主要国家和地区家庭用电价格
- 图22：欧洲居民电价、光伏、储能度电成本预测
- 图23：全球各地区家用储能出货量
- 图24：欧洲家用储能市场累计装机
- 图25：欧洲前五大家用储能市场
- 图26：美国储能系统激励政策
- 图27：V2G概念图
- 图28：加州KettlemanCity的光充储站点
- 图29：2020-2030E全球储能新增装机量
- 图30：2020-2060E全球储能新增装机量
- 图31：储能投资市场空间
- 图32：风光新增装机量
- 图33：国内风光储新增装机预测
- 图34：国内风光发电侧储能市场空间
- 图35：海外光伏风电装机预测
- 图36：风光发电侧储能空间测算
- 图37：全球发电量预测
- 图38：电网侧调峰储能需求空间
- 图39：全球发电装机预测
- 图40：电网侧调频储能需求空间
- 图41：分布式储能空间测算
- 图42：家用储能空间测算
- 图43：通讯、IDC、UPS等其他储能空间测算
- 图44：电化学储能系统产业链
- 图45：电化学储能系统工作原理
- 图46：国内储能系统成本结构
- 图47：备电时长4h的电站级储能系统初始投资成本结构
- 图48：储能逆变器市场需求持续快速增长
- 图49：电化学储能系统及储能逆变器（PCS）结构
- 图50：主要厂商储能逆变器收入
- 图51：主要厂商储能逆变器毛利率
- 图52：主要逆变器厂商产品性能对比
- 图53：储能系统成本构成
- 图54：不同容量下的锂电储能成本
- 图55：储能电池与动力电池示意图
- 图56：家用储能产品循环测试的容量保持情况
- 图57：特斯拉Powerwall2产品示意图及安装效果图
- 图58：北美家用储能市场份额
- 图59：Megapack内部构造图
- 图60：Powerwall 风暴预警功能
- 图61：Hornsdale Power Reserve储能实时运营情况
- 图62：特斯拉全球新能源应用场景布局
- 图63：松下家用储能产品
- 图64：国内电化学储能规模不断增加
- 图65：2019年中国电化学储能供应商格局
- 图66：智慧能源管理系统功能
- 图67：智慧能源管理系统主要架构
- 图68：公司积极向系统方案提供商转型
- 图69：派能科技业务领域
- 图70：2019年全球家用储能出货量市场格局
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