2023家用储能系统

1 2 3123储能对新能源发展的必要性与细分

家用储能的经济性

深圳首通新能源储能行业深耕及布局能源是国家经济发展的动力源泉。当前，能源消费结构正在发生深刻变革，光伏、风电快速进入历史舞台，世界各国也均提出了碳排放目标，向“碳中和”发展。更关键的是，全球范围内可再生能源目标的占比被不断上调和提前。三个例子203025%20%20252030203040%55%203022050所以，整个新能源行业确定性不仅极高，而且在加快。其中，新能源汽车、光伏、储能储能的分类储能，即能量的存储。虽然目前全球范围内的储能装机仍以抽水蓄能为主，但是抽水蓄能有着地理限制、投资过大、建设周期长等缺点，增量寥寥。202121.1GW19.85GW93.9%457.0MW2.2%；钠基电池储能技术装机规模431.7MW2.0%257.1MW，功率规模占比1.2%；超级电容器装机规模39.8MW0.2%；其它电化学储能技术装93.1MW0.5%。2020-2030年中国新型储能市场走势进行了预测，到2025年，电化学储能装机增量预计将达到12GW装机将达到约40GW90%20252030100GW12-15GW2030。将储能技术应用于电力系统，可以弥补电力系统中缺失的“储放”功能，使得实时平衡的“刚性”电力系统变得更加“柔性”，特别是在平抑大规模清洁能源发电接入电网带来的波动性。从电力系统细分的角度看，储能在发电侧、输配电侧、用电侧都不可或缺，具体作用参考下图。那么，也就意味着储能会随着光伏等新能源发电的高速增长而跟随增长，并且因为光伏发展更早，基数已经累计高于储能很多，因此未来几年储能电池的发展很可能会更为爆炸。家用储能市场发展全球户用光伏加速渗透，是户用储能系统发展的基石随着平价时代的到来，以及全球碳排放进程的加速，近年来全球户用光伏重回高速增长。根据BloombergNEF统计，2020年全球新增户用光伏装机超30GW201976%20%以上。国内外各地区发展阶段不同在全球视角中，户用光伏在不同地区有着明显的发展阶段差异。此前户用光伏市场主要集中在欧洲、美国、日本、场经历了从补贴驱动、全额上网向自身经济性驱动、自发

国外：户用光伏高速增长的驱动力1、独立住宅是安装户用光伏的基础条件；2、降低综合用电成本是安装户用光伏的主要驱动因素；3、各地频发的大型停电事件是重要催化因素；4、多样化的商业模式，降低了消费者的安装门槛。自用的转变，而国内市场短期内仍将以全额上网模式为主。独立住宅是安装户用光伏的基础条件/美国/日本/澳大利亚的住户总量中居住在独立/50%系统大规模发展的前提。降低综合用电成本是安装户用光伏的主要驱动因素海外发达地区居民用电成本较高，降低综合用电成本是安装户用光伏的主要驱动因素。从用电量上看，基于IEA与世界银行的数据口径，2019而美国/澳大利亚/日本/德国等海外发达国家的人均用电量分2.5/1.9/1.5/1.3倍。考虑到我国全社会用电量中15%30%左右，则发达地区的人均居民用电量可达我国的两倍以上。降低综合用电成本是安装户用光伏的主要驱动因素从电价上看，海外发达地区的居民电价水平较高，且近年来上涨明显，户用光伏的经济性持续提升。在全球范围内，由于居民供电涉及到更多的终端配电环节，供电成本较高，因GlobalPetrolPrices的统计，2020年德国/美国/日本/澳大利亚的平0.387/0.149/0.284/0.26美元/kWh，为国内居民电价的4.6/1.8/3.4/3.1倍。此外，近年来海外发达地区独立住宅是安装户用光伏的基础条件生能源署（IRENA）2010至20190.301美/kWh0.138美元/kWh，下50%0.237欧元/kWh0.305欧元/kWh30%。因此，对于海外发达地区的居民而言，目前光伏发电的成本已经明显低于终端电价，户用光伏的经济性充分显现。近年来，全球各地频发的大型停电事件已成为相关地区居民安装户用光储系统的重要催化因素。据不完全统计，近年来海外发达地区发生的大型停电事故已达十余起，每起事故中波及的居民人数高达数十万乃至上百万。户用光储系统能够在某些极端情况下提升供电可靠性，这或将提高居民对户用光储系统的接受度。20212当地乃至全美范围内的光伏组件搜索热度都出现了飙升，表明越来越多的居民开始考虑安装户用光储系统以应对可能发生的大规模停电事件。多样化的商业模式可有效降低户用光伏的安装门槛。数千至上万美金的初始投资仍然构成了一定的安装门槛。对此，海外的户用光伏集成商及安装商已探索出贷款、租赁、购电协议等多样化的商业模式，从而为不同类型的客户提供最合适的安装方案，有效降低安装门槛。国外：“光伏+储能”成为未来户用市场的演进方向如前所述，目前海外发达地区的户用光伏市场已经较为成熟，在此基础上户用储能也正驶入发展快车道。根据第三方研究咨询机构IHSMarkit的统计，2020年全球新增户用储能1.3GW，2016年以来的平均复合增速高达50%以上。从区域分布来看，目前户用储能市场主要集中在户用光伏发展较好的发达地区，仅德国（1117MWh）、美国（1050MWh）、日本（794MWh）、澳大利亚（359MWh）四个国家就占据了2020年全球新增户用储能装机量的3/4。“光伏+储能”成为未来海外户用市场的演进方向。在发展早期，户用光伏往往能在上网电价与优先消纳上获得较好的保障，因此通常采取全额上网为主的模式。而光伏具有天然的间歇性与波动性，因此随着发电占比的提升，其对电网的冲击也日益加大，全额上网并非长期的解决方案。对于居民用户，搭配储能的户用光伏才能彻底取代传统的电网供电，从而实现电力的自给自足。随着上网电价的逐步退坡与终端电价的持续上涨，自发自用已成为更经济的方案。综上所述，储能系统是海外户用光伏由全额上网转向自发自用过程中必不可少的环节，渗透率有望快速提升。2019年起国内户用光伏重回高速增长。与海外地区类似，高额2019年起国内户用光伏重回高速增长。与海外地区类似，高额补贴是国内户用光伏发展的早期驱动因素，第一波装机高潮出现在2017年，当时分布式光伏可享受0.42元/kWh的全电量补贴。虽然2018年光伏补贴迅速退坡，但在户用领域国家仍给予了较大的政策支持力度，2019-2021补贴总额度分别为7.5/5/5亿元，补贴标准则为0.18/0.08/0.03元/kWh。根据中国光伏行业协会的统计，2019/20光伏装机4.2/10.1GW，截至2020年底户用光伏累计装机量已经超过20GW。户用光伏在国内部分地区已具备较好经济性，补贴退出影响有限。补贴是推动国内户用光伏爆发的重要因素户用光伏在国内部分地区已具备较好经济性，补贴退出影响有限。补贴是推动国内户用光伏爆发的重要因素，但随着光伏成本的持续下降，目前户用光伏在国内部分地区已具备较好的经济性。相较于地面电站或者大型工商业项目，户用光伏无需箱变、主变等并网所需的一二次电气设备，建安成本相对较低，同时也基本无需考虑接网、土地、项目开发等非技术成本，因此整体的初始投资相对较小。此外，金融支持也是国内户用光伏快速发展的重要助推因素。目前我国户用光伏的应用场景主要在农村，数万元的初始投资成本对农村居民而言仍是一笔不小的金额，因此近年来集成商、安装商开始积极引入贷款、租赁等金融模式以降低户用光伏的安装门槛。例如，正泰已与多家银行联合推出了“光伏贷”，居民仅需0-20%的首付即可安装户用光伏系统，获取的发电收益优先用于偿还贷款本息，一般的贷款期限为8-12年，剩余的发电收益即为居民的纯收益。如前所述，海外发达地区户用光伏已由原先的全额上网模式向自发自用模式转变，但我们认为短期内电网保障性收购仍将是国内户用光伏主要的收益模式。首先我国居民平均生活用电量较海外发达地区仍有较大差距，根据中电联的统计数据，2019年我国城镇/农村居民人均生活用电量为688/800千瓦时，不到欧盟、美国、日本、澳大利亚等发达地区的三分之一。若以每户3-4人计算，则国内农村家庭年用电量仅为2000-3000千瓦时，而目前国内户用光伏的平均装机规模超过10kW，系统的年发电量通常超过一万千瓦时，即便全部家庭用电都由光伏提供，自发自用能够消耗的发电量比例也仅有20%-30%。因此，国内户用光伏大部分的发电量仍需通过并网的方式进行消纳。此外，从电价角度出发，目前国内户用光伏上网电价与居民用电价格差距较小，自用与上网的收益率差别不大。如前所述，近年来海外发达地区居民用电价格持续上涨，光伏上网电价则不断下滑，例如2020年德国终端居民电价已超过户用光伏上网电价的3倍。而国内居民电价长期处于较低水平，大部分地区的居民用电价格仅比光伏上网电价高20%-50%,收益率提升并不明显。但目前仍有光伏度电成本持续降低的趋势。目前国内电网对户用光伏的消纳能力也优于海外发达地区，短期内能够支撑户用光伏的大规模并网。一方面，光伏在国内电力系统中的占比仍相对较小，2020年太阳能在全国总发电量中的占比约为3.4%，火电、水电仍是国内现阶段的主力电源。另一方面，国内电网在供电可靠性方面已处于全球领先水平，尤其从2015年开始国网开启大规模农网投资，农村供电可靠率持续提升。不断提升的经济性与电网保障消纳能力将有助于国内户用光伏市场的蓬勃发展，而当前国内户用光伏的渗透率仍处于较低水平。根据2021年最新公布的第七次人口普查数据，2020年我国总人口为14.12亿，户籍人口城镇化率为45.4%，照此推算农村户籍人口为7.7平均3.5人/户的规模大致测算我国农村居民户数约为2.2亿户（2016年全国第三次农业普查时的农户数量为2.3亿户）。考虑到绝大多数农年全国第三次农业普查结果显示的农户拥有自己的住房），中国光伏行业协会的预计，2020年底全国户用光伏累计装机量超过20GW，安装户数约150于1%，有巨大的提升空间。考虑到我国人口老龄化与城镇化进程仍在持续，长期来看农村居民户数将呈下降趋势，但预计中短期内仍将保持在2亿户左右的量级。在此基础上，当户用光伏渗透率达到3%/5%/10%时，对应的装机套数分别为600/1000/2000万套，装机规模可达60/100/200GW，存在数倍至十余倍的增长空间。值得注意的是，在以上测算中仅仅考虑了农村地区，事实上，城市中也存在大量可安装户用光伏系统的住宅，而且城市居民的消费理念、消费实力会远远高于农村地区，因此，实际的潜在装机空间将更加庞大。家用储能5年40倍靠的是经济性要想真正普及，空谈理想与概念是行不通的，成本才是关键，尤其是要进入千家万户的家用储能。我们梳理概括一下几个主要国家的相关政策，如右图。尤其是发达国家。而欧美等发达国家也确实在家用储能上走在最前面，但不仅仅是因为政策原因。成成本对比下我国，我国由于居民电价较低，且住宅多是高层小区，难以发展家用光伏和储能。发达国家电价较高，家庭安装“光伏+储能”在经济上就更有可行性了。德国是高电费国家，也是光伏与储能系统走在最前列的国家，且他的政策要求了电池系统必须具有10年质保期。因而我们以德国为例，根据SolarpowerEU的数据，德国家庭在30%补贴的情况下，十年的费用测算对比如下。虽然安装光伏+储能前期投入较大，但是通过家庭电力管理与峰谷价差套利，使用5-6年时费用开始低于电网购电，6-7年低于仅安装光伏发电，随着时间拉长，“光伏+储能”的经济性优势会愈发体现。其实，若是从十年的角度看，即使没有补贴，光储方案费用依然最低。再看家用锂电储能的成本，已经从2016年的每kWh超过1000美元降到如今的400-500美元。结合上表，意味着未来即使没有补贴，“光伏+储能”的经济性依然有很强的吸引力，并且随着成本下降的刺激，吸引力会越来越显著。2020年，全球家用储能新增装机容量为2.3GWh，2021年全球户用家储装机约合6.4GWh，2022年有望突破15GWh，同比增长134%以上。乐观估计2025年全球装机规模有望达到100GWh。

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