電化學儲能產業鏈
市場背景
實現碳中和的關鍵是轉換能源結構,提升非化石能源的發電比例。接下來要大面積動工的,就是能源的新老替代,提高風能、光能的佔比。這兩種能源之所以一直不能大幅提升,是因為它們具有波動性。光能晚上就沒有了,風能只有風力足夠時才有。
對電網來説,波動性的能量輸入是一種衝擊。如果所有光能和風能都及時輸入進電網,而卻沒有對應的電力需求,就會造成全網電壓升高,如果電壓升太高了,家裏的電器就會燒壞。所以目前的痛點在於電網的消納,調頻和儲能。
儲能技術分類
儲能的作用是在電網負荷低的時候儲存能量,在電網高負荷的時候輸出能量,以實現削峯填谷,減輕電網波動。
儲能技術主要分為熱儲能、電儲能和氫儲能。電儲能又分為電化學儲能和機械儲能兩大流派。
- 電化學儲能:根據正負極材質的不同,電化學儲能分為鋰離子電池、鉛蓄電池與納硫電池;
- 機械儲能:根據儲能方式,分為抽水蓄能、壓縮空氣儲能與飛輪儲能。
儲能方式比較
相較於抽水和飛輪等機械儲能,電化學儲能能量密度高、場地限制低、投資週期短,成熟度亦高於電磁儲能等新技術,是近期發展的重點。
儲能種類與電力系統息息相關,抽水儲能為前期發展重點,電化學儲能佔比持續提升。
儲能效能對比
基於政策驅動、技術可行性和市場熱度,這裏我們先對「電化學儲能」做產業鏈的分析説明。
電化學儲能
電化學儲能是利用化學電池將電能儲存起來並在需要時釋放的儲能技術,包含鋰電池、鉛酸電池、鉛碳電池、液流電池及鈉硫電池儲能。
在中國新能源發電規模大幅增長、鋰電池成本持續下降推動下。2014-2018 年,中國電化學儲能行業市場規模 (按裝機容量計) 由 131.4MW 增長到 1072.7MW,年均複合增長率達到69.0%。
產業鏈
電化學儲能產業鏈可分為「上游原材料 + 電池」,中游「核心部件製造 (電池管理系統 + 能量管理系統 + 儲能變流器)」,下游電站運營環節。
儲能系統的成本構成中,電池是儲能系統最重要的組成部分,成本佔比 60%;其次是儲能逆變器,佔比 20%;EMS(能量管理系統)成本佔比 10%,BMS(電池管理系統)成本佔比 5%,其他為 5%。
電池環節
主要為電池原材料,包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜以及結構件等。
電池組行業集中度逐漸提升,未來向高安全、長壽命、低成本發展,磷酸鐵鋰將是主流路徑,預計由動力電池龍頭廠商領跑。
動力電池
寧德時代、億緯鋰能、國軒高科、比亞迪的業務佈局大多集中在動力電池領域,隨着儲能的興起,各家公司在電力儲能領域也均有佈局。儲能電池和動力電池產線技術同源,因此,當前的動力電池領軍企業可憑藉其在鋰電領域的技術、規模優勢,進軍儲能領域,拓寬業務佈局。
鋰離子電池是電化學儲能主要的技術形式, 2020 年,鋰離子電池的市場佔比達 92%,鈉硫電池和鉛蓄電池佔比相當,分別為 3.6% 和 3.5%,液流電池為 0.7%。
儲能電池
派能科技是國內最純正的儲能電池標的,尤其是在家用儲能領域佔據全球領先地位,2019 年,全球自主品牌家用儲能產品出貨量前三名分別為特斯拉、LG 化學和派能科技,所佔市場份額分別為 15%、11% 和 8.5%。
PCS、BMS、EMS 環節
- PCS(儲能逆變器):負責直流和交流的相互轉換。因為其技術與與光伏逆變器無本質差別,目前看來較為成熟,先發優勢明顯,龍頭幾乎延續了光伏逆變器的的行業地位,競爭格局也比較穩定;
- BMS(電池管理系統):負責電池的監測、評估、保護和均衡監測。當前技術成熟度較低、缺乏行業標準、競爭格局分散;未來儲能電池 BMS 大概率延續動力電池 BMS 市場格局;
- EMS(能量管理系統):是指對電網進行調度。特別是加入儲能之後,電網的調度會發生極大的改變並且該環節涉及能源安全存在很高的資質壁壘,國內尚未市場化,目前國內主要玩家均屬國網系;
- 系統集成環節:目前專業化程度和技術含量都較低,競爭非常的激烈,差異化的服務是競爭的核心。
電站運營
儲能的三個應用場景
根據在電力系統中接入位置、服務對象以及投資主體的不同,儲能設備可以被劃分為發電側、電網側和用户側:
- 發電側:保證電網穩定,優化發電的出力曲線,減少棄風棄光,提供系統慣量及調頻調峯等功能;
- 電網側:增容擴容、備用電源等功能;
- 用户側:峯谷套利模式和穩定的電源質量管理。
重點關注
$寧德時代(300750.SZ) 國內發電側有大型項目經驗 + 品質過硬 + 技術積累深厚的企業;
$陽光電源(300274.SZ) 儲能技術壁壘相較普通逆變器更高,預計較早佈局該領域,技術積累強的企業有望更快速的實現儲能逆變器成本&價格下行;
$派能科技(688063.SH) 全球領先的户用儲能電池系統供應商;
$永福股份(300712.SZ) 在儲能集成、建設、運維領域具備大量技術及項目積澱的 EPC 企業。
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