中信建投:户用储能成为欧洲战略级家电

Wallstreetcn
2022.04.25 01:30
portai
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总体来看,欧洲户用储能的 90% 以上份额集中在前五大国家——德国、意大利、英国、奥地利、瑞士。

户用储能需求高增,核心驱动力来自保供电

在储能的三大应用场景:发电侧、电网侧和用户侧中,户用储能的根本驱动力来自供电恢复性(resilience)和财务经济性(financial savings)。以美国为例,Energy Sage 对美国户用储能用户的调查中,resilience 和 financial savings 选项均接近或过半(可选不止一个选项)。

户用储能的典型使用场景为与户用光伏搭配形成户用光储系统。光储系统的典型组成包括太阳能组件、控制器、逆变器、储能电池、负载等,技术路线很多,按照能量汇集的方式,目前主要有直流耦合和交流耦合两种拓扑结构。

户用储能现状:海外市场为主,欧洲领衔,美、日、澳随后

欧洲:德国占比过半,其次为意大利、英国、奥地利、瑞士

欧洲近年来户用储能增长迅速,其中,德国是欧洲最大的户用储能市场。2013 年 FiT 政策从全额上网补贴,调整为鼓励自发自用,超出部分上网之后获得补贴,德国户用储能市场随后快速升温。之后意大利和英国市场增长迅速。2017 年,德国、意大利、英国占据了欧洲户用储能装机的 90%。2018 年,全欧洲户用储能部署超过 65,500 套。预计 2021 年欧洲户用储能新增装机接近 2GWh,2013-2021 年化 69%。

从 2015 年到 2019 年,德国户用光伏系统单位 kW 造价降低了约 18%,而户用储能系统价格降低了约 40%。根据 EuPD 预测,到 2023 年户用光伏系统单位造价还将降低 10%,而户用储能系统降幅更大,约为 33%。与此同时,欧洲居民电价呈现上升趋势,零售电价与光伏度电成本/配储后度电成本之间的差值逐渐拉大。在德国,2020 年光伏配储的度电成本(LCOE)已下降至 14.7 欧分/kWh,仅为零售电价的一半。

意大利是欧洲第二大户用储能市场,2019 年全国部署约 9000 套户用储能系统,约 90MWh,较 2018 年增长 17%。意大利政府补贴力度大,2018 年初针对小规模光伏系统的税收减免政策延伸到了户用储能系统,该政策可以覆盖户用光 + 储系统资本开支的 50%。

英国是欧洲第三大户用储能市场,但由于户用光伏装机增速不高,英国户用储能市场 2019 年增长较为缓慢,安装约 5000 套、38MWh。

奥地利 2018 年发布 “2030 任务” 计划,包括能源系统脱碳 12 项重大项目,其中一项是部署 100,000 套屋顶光伏系统和小型储能系统,为支撑项目达成,2018 年补贴从屋顶光伏延伸至户用储能。

法国和瑞士的电价较低,一定程度上不利于户用储能系统的推广,其中法国电价约 0.18 欧元/kWh,瑞士约 0.2 欧元/kWh。法国的户用储能仍处于早期小规模发展阶段,而瑞士户用储能发展较快,2019 年录得约 20MWh 户用储能装机,这是因为瑞士人均收入较高,且光伏安装商储能渗透率高,约 1/4 户用光伏业主会选择安装电池储能系统。

总体来看,欧洲户用储能的 90% 以上份额集中在前五大国家——德国、意大利、英国、奥地利、瑞士。

美国:发展迅速,户用成为重要增长点

根据 Wood Mackenzie 发布的 U.S. energy storage monitor。2021 年美国储能装机容量达到 3.51GW/10.50GWh,同比翻了两番。其中 2021 Q4 新增装机 1613MW/4727MWh,同样创造了单季度装机纪录。美国将发电侧、电网侧大型储能项目统称为 “表前市场”(front of meter)或 “电网级储能”(grid scale),而用户侧储能则分为户用(residential)和非户用(non-residential),包括工商业等。

2021Q4 同样录得历史最高单季度户用储能装机规模,达到 123MW/283MWh,其中加州、波多黎各、得州分别装机 58MW、14.3MW、10.5MW。今年年初得克萨斯州的暴风雪引发大面积停电事故,是得州装机增长较快的因素之一。尽管 2021 年受美国电池供应链影响,抑制了部分储能装机需求,但全年仍录得 85% 的户用新增装机容量增长。

预计美国储能装机未来将持续高增,2021-2026 年总新增装机将达到 63.4GW/202.5GWh,其中户用可达 4.9GW/14.3GWh。

日本:表后储能 2020 年累计已超过 3GWh

根据日本产经省统计,日本新增表后储能 2019 年已达到 800MWh,其中绝大多数都是锂离子电池,2020 年,日本累计表后储能已达到 3GWh。根据 IHS Markit 统计,2020 年、2021 年日本户用储能分别达到 742MWh、688MWh(其中 2021 年为不完全统计)。日本 2019 年有约 2GW 户用光伏 FIT 补贴到期,到 2023 年这一数字将上升到 7GW。

澳大利亚:极端气候、山火、偏远地区推动户用储能增长

根据 IHS Markit,2020 年澳洲共新增储能装机 1.2GWh,相比 2019 年的 499MWh 实现了翻倍以上的增长,累计储能容量达到 2.7GWh。其中表前储能 672MWh,表后储能 581MWh。根据 SunWiz 统计,2020 年澳洲新增 31,269 套户用储能系统,总容量相比 2019 年增加 27%,平均每套容量约为 10.9kWh,高于 2019 年的 10.3kWh,以此计算,2020 年新增户用储能容量为 341MWh。
根据 IHS Markit 预测,到 2030 年澳洲储能累计装机将增长 5 倍以上,装机功率达到 12.8GW。夏季澳洲电网负荷较高,而炎热天气和森林大火经常导致发电机跳闸,通常导致电力市场价格飙升至 14,500 澳元/MWh,偏远地区极端天气导致越来越频繁的断电,是户用储能取得增长的重要驱动力。

边际变化:战争、疫情导致气价、电价上涨,用电成本升高

2021 年全球多个国家和地区遭遇能源危机,自去年年底以来,受到核电中断、天然气短缺的影响,德国批发电价达到 269 欧元/MWh,约合人民币 2 元/度。

根据 EIA 数据,2021 年美国住宅电力用户支付的平均名义零售电价以自 2008 年以来最快的速度上涨,达到 13.72 美分/kWh,较 2020 年上涨 4.3%,增长率与同期美国 CPI 变化类似,2021 年为 4.7%。主要归因于一次能源价格上涨,尤其是天然气,2021 年美国天然气电厂的气价平均为 4.98 美元/MMBtu(百万英国热量单位),相比 2020 年的 2.32 美元/MMBtu 上涨 1 倍多。2021 年得州冬季暴风雪导致电力中断、天然气阻塞,也提高了终端电力零售价格。

欧洲电力结构中天然气占比较高,近年实施了较为激进的退煤、退核政策,大力发展新能源,导致电网稳定性较差,面对恶劣天气冲击和一次能源供应紧张的情况缺乏弹性。

户用储能具备良好的经济性,空间广阔

欧洲:度电补贴、净电量结算、市场化交易并存

(1)度电补贴:FiT 制度与 FiP 制度

FiT 制度:实际上就是固定上网电价制度,类似于我国的标杆上网电价或以燃煤基准电价平价上网。截至 2019 年,采用该制度的欧洲国家有奥地利、法国、德国等。

FiP 制度:电价为市场电价加上溢价形成,该溢价可以为固定值,也可以为变动值,为减小投资方风险,还可为溢价后的电价设置上下限。截至 2019 年,采用该制度的欧洲国家有瑞典等。

(2)净电量结算(Net-metering):又可分为全额净电量计量(Full net-metering)、部分净电量计量(Partial net-metering)以及它的衍生版本——净电量计费(Net-billing)。

全额净电量计量(Full net-metering):分布式发电业主可以用发出电量抵消从电网使用的电量,最后以净消耗电量计量费用,即使用户在白天发电上网,也可以用来抵消晚上从电网使用的电量,最后以零售电价来结算电费。采用的国家有比利时、希腊、匈牙利、荷兰、斯洛文尼亚等

部分净电量计量(Partial net-metering):超出自用部分的上网电量,电价低于零售电价,有的国家采用零售电价打折的方式,如波兰的上网电价是零售电价的 80%;有的国家如罗马尼亚,上网电价等于去年全年的日前批发市场电价平均值。

净电量计费(Net-billing):超出自用部分的上网电量采用现货市场即期批发电价。采用该方式的欧洲国家有西班牙、葡萄牙、挪威、意大利等。

(3)市场化交易:通常由电力运营商提供相关的电力买卖合同选项,具体细节多种多样。采用该方式的欧洲国家有捷克、丹麦、芬兰、瑞士、英国等。

(4)无补偿,如爱尔兰。

以德国为例,户用 “光 + 储” 可 5 年收回成本,经济性较好

德国居民电价高达 30 欧分/kWh 以上,居民配置储能与光伏联合运行可实现较好的经济性。假设某一典型家庭日均用电量 20kWh,零售电价为 30.22 欧分/kWh。则分有无光伏、储能,假设 5 种场景进行经济性评估。

(1)场景 1:无光伏、无储能;

(2)场景 2:配 4.5kW 户用光伏、无储能,假设发电 35% 自用,其余上网,上网电价 8.64 欧分/kWh;

(3)场景 3:配 4.5kW 户用光伏、3kW/6kWh 储能,光伏自用率提升至 60%;

(4)场景 4:配 4.5kW 户用光伏、5kW/10kWh 储能,光伏自用率提升至 80%;

(5)场景 5:配 4.5kW 户用光伏、7kW/14kWh 储能,光伏自用率提升至 90%。

可计算出,当配置 4.5kW 光伏、5kW/10kWh 储能时,相比场景 1,可每年节省支出 952 欧元,投资回收期约 5 年。

对储能单位投资进行敏感性分析,结果如下,各个场景下均有经济效益,但随着储能装机的增加,对单位造价更为敏感。

本文作者:中信建投朱玥、雷云泽,来源:中信建投证券研究,本文节选自:《中信建投 | 户用储能成为欧洲战略级家电》

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