亚商投顾-特斯拉上海储能超级工厂获批,储能业务打开成长空间?
2024-05-14 17:31:29
导读/核心观点
①特斯拉获发上海储能超级工厂建设施工许可证;
②随着上海储能超级工厂的建成,国内储能产业链各环节供应商有望受益。事件驱动:5月13日,“上海临港”官微发布消息,特斯拉上海储能超级工厂建设项目已完成施工许可证核发。这是特斯拉在美国本土以外的首个储能超级工厂项目。根据企业官宣消息,工厂计划于今年5月开工,明年一季度就要实现量产。
特斯拉储能超级工厂不仅是企业全球生产布局的一次重要优化,也将助力上海新型储能产业发展和绿色低碳转型。
行业透视
全球能源结构调整势在必行,储能在不同场景下发挥作用,需求将迎来爆发式增长,工商业储能、户用储能将维持较高增速,具有持续性的产业发展机会。储能作为一个具有“高确定性”的新兴行业,整个行业正处在快速发展的商业化初期,未来空间无限。(文末附产业链及相关上市公司梳理)
一、行业简介
1.什么是储能?
储能,是指通过不同方式、利用特定的装置或物理介质,将不同形式的能量储存起来,以便在需要时利用的技术。通过将能量在时间和空间上进行储存和释放,实现能源供需的平衡和可持续能源的利用。储能在推动可再生能源发展、提高能源利用效率和实现能源系统的可靠性方面发挥着重要作用。
2.储能的应用场景
由于电力是现今主要的能源载体之一,而电力是即发即用、无法直接储存的能源形态,因此,储能现阶段主要是指电能的储存。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、输配电侧储能和用户侧储能三大场景。不同场景下,储能体现的价值也有所不同。
3.储能的技术路线分类
根据技术路径不同,储能形式主要分为电储能、热储能和氢储能三大类,其中电化学与物理储能为现阶段主要技术路线。目前储能市场中,抽水蓄能占据全球及中国各类型储能装机量的 75% 以上,但抽水蓄能受地理选址影响较大,未来增长空间受限,预计未来电化学储能将贡献储能装机主要增量,市场空间广阔。
4.储能的历史回顾及未来发展
1)第一阶段:以抽水蓄能为主
2016 年前,我国新能源装机量占比不足 10%,发电量占比不足 4%,渗透率较低,对电力系统影响较小,储能需求主要来自电力系统“削峰填谷”。储能可以在夜间负荷低谷时充电,白天负荷高峰时放电,来实现负荷端的削峰填谷。彼时电化学储能成本较高,抽水蓄能是最经济的选择,因此抽水蓄能占据彼时储能市场 99%以上的份额。
2)第二阶段:电化学储能开始走上历史舞台
2016 年起,随着新能源发电渗透率提升,我国储能产业迈入第二阶段。抽水蓄能电站受地理位置影响,难以与风电、光伏电站共同建设,而电化学储能安装灵活,成为新能源消纳的最佳技术路径,因此 2016 年起电化学储能开始走上历史舞台,但是此阶段电化学储能经济效益仍然较差,所以整体装机规模仍然较小,2020 年累计装机量仅 3.3GW,为风光电累计装机量的 0.6%。
3)第三阶段:电化学储能累计装机量有望超过抽水蓄能
第三阶段预计为 2021-2030 年,在此阶段,电化学储能将迎来发电侧、电网侧、用电侧的全面爆发。发电侧:储能将继续承担促进新能源消纳的任务,各地方政府也各自出台新能源配储政策支持发电侧储能发展。电网侧:因新能源发电机组出力不稳定,且无法自主提供调峰调频,故需要其他发电机组提供调峰调频服务,储能凭借其灵活、精准调节的特性,将取代火电机组成为主要调峰调频资源。用电侧:除分布式新能源消纳外,储能可以为用户实现电价的峰谷价差套利,同时帮助电力系统实现负荷“削峰填谷”。
根据测算,此阶段电网侧、用户侧储能将初步具备经济性,2025 年中国装机量需求预计为 76GWh,较2021 年复合增长率高达 111%。
4)第四阶段:储能成为新型电力系统核心环节
第四阶段为 2031-2060 年。预计从 2030 年开始,风光电将成为电力系统供电主力,在 2060 年碳中和背景下,风光电发电量将占据总发电量 70%以上,其发电波动性、不稳定性为电力系统带来挑战,储能可通过其调节价值、容量价值为电力系统的安全稳定带来保障。调节价值方面,新能源消纳仍是储能的主要应用场景,但在此阶段,储能在新能源出力高峰期存储的电能,将取代退役的火电机组,成为新能源出力低谷期的主力电源;容量价值方面,储能将为电力系统尖峰负荷提供容量保障。
二、储能行业放发展现状
1.全球市场
2022年全球电力储能项目(含抽水蓄能)新增装机规模30.7GW。其中,新型储能新增装机规模首次突破20GW。中国、美国和欧洲新型储能新增装机合计占全球市场的86%。我国2022年新增装机7.3GW,占据2022年装机增量的36%,居全球首位。
2.中国市场
2022年中国电力储能项目新增装机规模首次突破15GW,达到16.5GW。其中,抽水蓄能新增9.1GW;新型储能新增规模创历史新高。国内装机形式以大储为主,装机容量占据装机增量的90%。
3.储能电池产业技术发展趋势
从技术路径来看,锂离子电池商业化成熟,在新型储能项目累计装机规模中占比 97% 以上;钠硫电池是另一种相对成熟的技术路线,但由于价格和安全性等因素,无法用于大中型储能电站建设;铅炭电池从传统铅酸电池演进而来,性能有明显优化,但商业推广仍要解决成本问题;压缩空气储能如能降低单位造价,加快相关技术突破,将能有效解决大规模长时储能问题。此外还有液流电池、钠离子电池和超级电容等储能技术有待开发和实现商业化发展。
三、新型储能产业链梳理
从产业链环节来看,储能产业链上游为各类硬件设备和软件系统;中游为储能系统软硬件提供商及储能解决方案提供商,储能解决方案通常由储能系统集成产品和储能系统软件产品共同组成,另外储能解决方案的安装建设和运营维护也是非常重要的环节;下游应用场景包括发电侧的电站、电网侧的电网公司以及工商业储能用户场景。
储能系统是以电池为核心的综合能源控制系统,其中主要包括储能电池、PCS、BMS、EMS 和其它零部件等部分。储能电池成本约占整个储能系统成本的 55%;PCS、BMS、EMS(简称 3S)占比约 35%,在储能系统中举足轻重;其它零部件包括温控系统、电线电缆、集装箱、配电柜等。
1.PCS(Power Conversion System,储能变流器)
是储能系统与电网中间实现电能双向流动的核心部件,用作控制电池的充电和放电过程,进行交直流的变换,在电池储能系统成本中占比 15%-20%,是电池储能系统的关键核心环节。储能变流器 PCS 由功率、控制、保护、监控等软硬件组成,其主要功能包括平抑功率、信息交互、保护等,PCS 决定了输出电能质量和动态特性,也很大程度影响电池的使用寿命。
据中国化学与物理电源行业协会储能应用分会统计数据显示,目前 PCS 上市企业有 30 家。根据 CNESA 统计,2021 年全球市场中,储能 PCS 出货量排名前十位的中国储能 PCS 提供商包括阳光电源、科华数据、古瑞瓦特和上能电气等公司。
2.BMS(Battery Management System,电池管理系统)
指用于管理电池储能系统的子系统,包括电池充电、放电、电压等参数监测、SOC(State of Charge)、SOH(State of Health)估算以及保护措施等。区别于电动车的 BMS,储能 BMS 相对更加庞大,一个完整的储能系统 BMS 由 BMS 从控单元、电池主控单元及 BMS 总控单元组成。储能 BMS 可以提高储能系统的使用寿命和可靠性,降低维护成本和操作风险,并提供更灵活、可靠的储能解决方案。
3.EMS(Energy Management System,能量管理系统)
一般是指针对储能电站推出的调控一体化能量管理系统,实现了实时监控、诊断预警、全景分析、高级控制功能,满足运行监视全面化、安全分析智能化、全景分析动态化的需求,保证储能电站安全、可靠、稳定运行。如果说将储能系统比做人体,那么 EMS 则是人的大脑心智。大脑心智决定一个人从事什么工作,也决定人体合理的劳作休息和发生意外时的自我保护。
四、行业的投资逻辑
1.政策持续驱动
1)顶层设计加码,新型储能市场迎超级风口
自“十二五”以来,储能产业从研发示范向商业化初期演变发展,国家政策相应地加速出炉,在项目规划、政策支持和产能布局等方面均加快了发展步伐,行业发展也更加规范。以电化学储能为主的新型储能市场,逐渐步入商业化规模化的发展阶段。
2)各地强制配储政策进一步增容新型储能市场
截至 2023 年三季度,全国有超过 20 个省级地区出台新能源配储政策,各省市在布局风电、光电大型项目及工商业分布式光伏等项目时,一般需要 10%-20% 的“强制配储”。随着越来越多省市地区发布“强制配储”要求,近阶段将带来储能市场大幅扩容的机会。
2.行业头部效应日益明显,储能大电芯逐渐起量
目前全球能源供需格局进入调整阶段,越来越多的国家将储能列为加速其清洁能源转型的必选项。我国现阶段已形成较为完整的储能产业体系及一批有国际竞争力的市场主体。
据高工锂电数据,2024 年一季度国内储能项目招标规模达 11.22GW/25.75GWh,同比高增 160%,集采、框采项目占比提升使得行业头部效应日益明显,2024Q1 全球储能电芯市场 CR10 超 90%;从价格方面来看,受前期过剩产能未完全消化影响,一季度报价仍延续去年低价走势,2024 年 3 月 2 小时储能系统中标均价跌至 0.69 元/Wh,同比-48.7%;从电芯采购类型来看,314Ah 大电芯需求已逐渐起量,2024 年一季度 300Ah 以上大电芯产品全球渗透率已达 22%,行业短期承压对相关企业的资金及技术实力提出更高要求,技术研发领先、产品性能优异的头部储能产品供应商有望进一步强化市场地位。
五、相关上市公司梳理
德邦证券认为,特斯拉在中国上海建设储能厂,一方面看中了中国的规模制造、快速响应优势,能够快速补齐Megapack产能短板;另一方面利用中国完备且成本低廉的储能系统产业链优势能够降低Megapack成本,特斯拉在中国的储能业务布局有望带动相关产业链蓬勃发展。
华西证券也表示,随着上海储能超级工厂的建成,国内储能产业链各环节供应商有望受益,跟随特斯拉的布局实现产品供应的全球化。
展望未来,我国风光电新增装机持续引领全球,在双碳目标引领下,发电占比将持续提升;经济性方面,政策端在持续发力,电力市场不断完善,经济效益趋势向好。产业链相关企业梳理如下:
风险提示:全球储能装机量不及预期风险、原材料价格波动风险等
参考资料:20221027——慧博智能投研—储能行业深度报告;同花顺软件文章;
20240411——2024中国储能(含动力电池)白皮书;
20240513——东海证券——Table_NewTitle] 锂电规范条件加速行业整理,储能大电芯逐渐起量。
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