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文档简介
储能领域行业深度分析储能:充放之间,实现能量的跨时间转移储能即是将电能转化为其他形式的能量储存起来。储能的基本方法是先将电力转化为其他形式的能量存放在储能装置中,并在需要时释放;根据能量转化的特点可以将电能转化为动能、势能和化学能等。储能的目的主要是实现电力在供应端、输送端以及用户端的稳定运行,具体应用场景包括1)应用于电网的削峰填谷、平滑负荷、快速调整电网频率等领域,提高电网运行的稳定性和可靠性;2)应用于新能源发电领域降低光伏和风力等发电系统瞬时变化大对电网的冲击,减少“弃光、弃风”的现象;3)应用于新能源汽车充电站,降低新能源汽车大规模瞬时充电对电网的冲击,还可以享受波峰波谷的电价差。图1:储能系统通过储能逆变器实现电能的充放电mm・目前市场上主要的储能类型包括物理储能和电化学储能。根据能量转换方式的不同可以将储能分为物理储能、电化学储能和其他储能方式:1)物理储能包括抽水蓄能、压缩空气蓄能和飞轮储能等,其中抽水蓄能容量大、度电成本低,是目前物理蓄能中应用最多的储能方式。2)电化学储能是近年来发展迅速的储能类型,主要包括锂离子电池储能、铅蓄电池储能和液流电池储能;其中锂离子电池具有循环特性好、响应速度快的特点,是目前电化学储能中主要的储能方式。3)其他储能方式包括超导储能和超级电容器储能等,目前因制造成本较高等原因应用较少,仅建设有示范性工程。表1:物理储能和电化学储能是目前主要的储能方式主要储徒方式优点应用茏曲抽水蓄能发展历史长.枝术成熟.成本絞低.已经实既了商业化应関.由于具备苗聽客宣大、专的长梓优0・・作为调嵯«頻和各s电海广泛地应用于电禺何对环境、地理地庚条件有较高的极丈蛇列约了这些技术的普遅推广和应用.聂统各电.罕化学储能逹离子电比能■画.爲功率.後环特性好、可図廈放电.响应速廈诀.适舍说经调為取本、循环殍命短和吏全住何題USP.电陀贯的节、其他H能和电化学电容粉储具玄喑应遅厦快佃5Jg>.弱换圾率高G96)■比窖量(1-10lh/kf>/m(104-105W/kg)大尊优《・可以实高胡绝成权低能量密嵇妥在低型羡伴下便用电能节.VSP.BJ朝与电力茶茨的实时夭孝■能■交換和功草补崖剧、备用电生絶源農威储能主要应用于电网输配与辅助服务、可再生能源并网、分布式及微网以及用户侧各部分。在电网输配和辅助服务方而,储能技术主要作用分别是电网调峰、加载以及启动和缓解输电阻塞、延缓输电网以及配电网的升级;在可再生能源并网方面,储能主要用于平滑可再生能源输出、吸收过剩电力减少“弃风弃光”以及即时并网;在分布式及微网方而,储能主要用于稳定系统输岀、作为备用电源并提高调度的灵活性;在用户侧,储能主要用于工商业削峰填谷、需求侧响应以及能源成木管理。表2:储能应用场景广泛,包括电网侧、可再生能源并网、用户侧等方而^MTIor半滑做fcIkW500MW$余电feAttIkWJOTMW0.2kW500MW丹吁并冃(识时)0.2kW500MW电网摘助展务电IMW500MWIMWlOOMWIMW500MW电巫丈材IMWI0MWIMW500MW城解給电狙实IMW500MW吗缆绪配电升圾250kW500MW竇电站备同曾君l.SkW500MW分布虽于分布天电IkWSOMW工商比斛怜塢5lOOkW500MW氏束MR50kWIOMXV粽独成本管理lkWrIMW电力嚴务可荒社0.2kW10MW分金・IflA恵窑让4耳完储能市场蓬勃发展,中国市场快速崛起全球:全球经济复苏推动储能市场恢复稳定发展全球储能市场持续稳定发展,累计装机规模已达179.1GW。储能产业兴起较早且发展稳定,截止2010年底储能累计装机规模己经达到135GW;2010-2015年期间的由于受到整体经济低迷影响,整体装机量增速放缓,截止2015年累计装机规模达到144.8GW;2016-2018年由于受到成木下降和政策推动的双重刺激,储能行业快速发展,截止2018年底累计装机规模达到179.lGWo图2:全球投运储能累计装机规模持续上升戟据來滋:中国储能分会,中关村储能产业拽术联盟,国泰君安证寿研究抽水蓄能占据绝对主导地位,电化学储能增长迅速。根据中关村储能产业技术联盟(CNESA)数据统计,截止2018年底全球的装机规模中,抽水蓄能占比达到94.3%,占据绝对的主导地位;电化学储能达到3.7%,熔融盐蓄热、压缩空气等其他储能方式作为储能市场多元组成的一部分占比较低,各自占比仅为1.5%和0.2%。图3:截止2018年底抽水蓄能占全球储能装机的主导地位
飞轮储能.0,30%屋鴛空气.1.5%电化学储能.3.7%飞轮储能.0,30%屋鴛空气.1.5%电化学储能.3.7%94.3%抽加苯能.欽堀来漁:中关村储能产业技术联盟一国泰君安迟林研究中国储能装机规模位列全球第一,美国、H木分列二三位。根据中关村储能技术联盟数据统计,中国装机规模达到31.3GW,占全球装机总量17.3%,装机规模位列全球第一。同样的在美国能源部的统计中我们也可以看到从装机规模来看中国位列全球第一(美国能源部统计的装机规模包括己经投运的项目和在建的项目),美国装机规模位列全球第二,但其储能项目数量位列第一。FI本市场尽管其国土而积较小,但其整体装机规模同样在30GW左右,位列全球第三;西班牙、意大利、卬度、德国、瑞士、法国、韩国分别四至十名,但与前三名相比装机规模存在显著差距。图4:中国储能装机规模位列全球第一
low图5:中国储能装机规模位列全球第一,美国储能项目数位列全球第Top10CountriesbyInstalledCapacity各注.:阳晓姚模舸处烷项目的it计包拙巳蛭我迭菽lb!t申的垢目Mt«KA:臭中国:装机规模快速上升,坐稳全球第一宝座中国储能市场发展稳中有进,已成为全球储能市场的重要组成部分。2013年以前受益于国家对水电站的大力投资建设,抽水蓄能得以快速发展,随后我国储能项目整体进入平稳发展趋势。2017年发改委、科技部、能源局、财政部和工信部联合发布《关于促进储能技术与产业发展指导意见》,其中明确提到:1)“十三五”期间,建成一批不同技术类型、不同应用场景的试点示范项目,储能行业进入商业化发展初期;2)“十四五”期间,储能项目广泛应用,形成较为完整的产业体系,成为能源领域经济新增长点;储能行业进入规模化发展阶段。受此拉动我国储能装机规模快速提升,截至2018年底我国储能累计装机量达到31.3GW,是2010年累计装机量的1.7倍,占全球市场总规模比重达到17.3%,中国市场己成为全球市场重要组成部分。图6:中国储能市场装机规模快速上升■装机規撲(GW)-•-增长牢戟据表滋:中国储能分会,中关村储能产业技术职盟,国由君妥证券研究中国市场与全球类似,抽水蓄能占据主导地位。在储能装机的类型分布中,我国呈现与全球类似的特点,根据CNESA数据统计显示,截止2018年底我国储能整体装机中抽水蓄能占比达到95.8%,电化学储能与其他储能方式共存,其中电化学储能市场占比为3.4%,熔融盐蓄热储能市场占比0.7%,而飞轮储能,压缩空气储能市场占比均不足0.l%o图7:截止2018年底抽水蓄能占中国储能装机的主导地位数携束源:中关村備能产业技术联翌,13泰君妥证寿研究根据中国储能分会数据显示,我国储能装机主要分布在西北和华东地区,两者合计占装机总规模的49%;其中酋北地区主要集中在新疆、甘肃省,华东地区主要集中在江苏、浙江等省份。此外西南、华南、华北地区储能装机估摸占比分别为14%、12%及15%;其中西南地区主要集中在云南省,华南地区集中在广东省,华北地区则主要集中在山东、山西和内蒙古等省份。华中及东北地区的储能装机量极少,占比均为5%,其储能装机主要集中在湖南省、辽宁省。图8:我国投运储能项目在南方地区分布较多全OB投谢项目累计抽全OB投谢项目累计抽I删fl的地城9布(MW)*JtMOlft/*441<Mfi图9:酋北和华东地区占全国储能装机规模的近50%东北.5%华札24%华中,5%东北.5%华札24%华中,5%西北,25%西希.14%华北.15%•散搏矢源:中回储能分会■圖泰君安证务研究抽水蓄能主导地位不变,电化学储能迎来春天成木低廉的大规模储能技术,抽水蓄能主导地位不变抽水蓄能的主导地位仍然不会改变。抽水蓄能属于大规模、集中式能量储存;其技术非常成熟,每瓦储能运行成本较低,可用于电网的能量管理和调峰;但其建设完全依赖于地理条件,即当地水资源的丰富程度,并且一般与电力负荷中心有一定的距离,面临长距离输电的问题。2016年以来全球抽水蓄能的装机增速持续下降,2018年装机增速仅为0.6%;而从我国的情况来看,2018年我国抽水蓄能装机规模同比增速为5.3%,高于全球水平。短期来看我们认为抽水蓄能成木更加的便宜,并且随着特高压输电的不断建设,电力损耗有望进一步减少,抽水蓄能在储能应用中的主导地位短期内仍然不会被动摇。图10:2016年以来全球抽水蓄能装机规模增速逐年下滑IM累计袋机规模(GW) -•-增代率戟据来源;中关村储能产业技术联旻,国泰君安证券研究图11:2018年我国抽水蓄能装机规模同比增长5.3%计裳机頫力计裳机頫力HGW) 増长率戟摒来汲:中关村储能产业技术联盟.国撫君安话麻研究电化学储能是储能市场发展的新动力电化学储能是储能市场保持增长的新动力。无论是从全球还是中国的装机情况来看,2018年都可以说是电化学储能的元年,亦或是集中爆发的一年。从全球角度来看,2018年电化学储能装机规模达到6625MW,同比增长126.4%;占储能市场装机规模比重从2017年1.67%提升到2018年的3.70%。从中国市场来看,2018年我国电化学储能装机规模达到1072.7MW,同比增长175.2%;占我国储能市场装机估摸比重从2017年1.35%提升到2018年的3.43%。我们认为随着电化学储能技术的不断改进,电化学储能系统的制造成本和维护成木不断下降、储能设备容量及寿命不断提高,电化学储能将得到大规模的应用,成为中国储能产业新的发展趋势。根据中关村储能产业技术联盟数据预测,到2020年我国电化学储能市场占比将进一步从2018年的3.43提高到7.3%o图12:全球和中国电化学储能规模占比逐年上升4t4tKA: ・刃人氏究图13:到2020年电化学储能占我国储能装机比重有望达到7.3%数据农源;中国储能分会.国虽君妥证券研究电化学储能:蓄势而发,扶摇直上装机规模快速上升,锂离子电池占据迎头向上全球电化学储能市场快速发展,锂离子电池占比近九成电化学储能主要类型分别是锂离子电池、铅酸电池及液流电池。电化学储能根据所使用的电池不同可分为铅酸电池、锂离子电池和液流电池等:1)铅酸电池是目前技术最为成熟的电池,其制造成木低廉,但使用寿命短,不环保,响应速度慢。2)锂离子电池能量密度高,电压平台高,制造成木随着新能源汽车市场的规模效应而不断下降,是目前电化学储能项目应用最多的电池。3)液流电池是近年来新兴的化学电池,其使用寿命长、充放电性能良好,但由于技术不成熟以及制造成木较高而未得到大规模的应用。表4:电化学储能主要类型分别是锂离子电池、铅酸电池及液流电池定功率充放电效眾循环次敷Si定功率下敝电时间优势应用方IS酸电沱|1W-50W平均300-500lnin-3h技术最成熟的律环寿俞较电建质量次电池,性経從定、BJit.适用性好S.理论循环次眾为揑再于电池1/3左右USP.可建离子电池lkt-lOOMT1000-3000次lmin-10h循环寿俞长.单竹跑池循环1000次削遗成本较待逬一步獎S5各种条件均适用液汛电池5owr・10OJW60-80%>2000次lh-20*i可达】&000次以上.充放电箝住良好低絶■密度备同电能漁H成全球电化学储能装机量持续攀升。截至2019年一季度,全球电化学储能累计装机规模为6829MW,是2010年累计装机规模的17倍。2018年电化学储能装机呈井喷状态,全年新增装机量高达3698MW,同比增速达到126.4%。从新增装机国家来看:韩国占到全
球2018年新增电化学储能装机量的45%,遥遥领先于其他国家;其次中国、英国、美国和澳大利亚分别占比17%、14%、6%及5%,剩余国家合计新增电化学储能装机占比13%。图14:2018年全球电化学储能装机规模同比增长超过100%—电化学储能累计袋机规模(MW) 埒氏半數摊来源:中关村储能产业技术联3L国泰君安券研究图15:韩国位列2018年全球新增电化学储能市场装机规模第一数摊來海;中关村储能产业技术联5L13泰君安证养研究锂离子电池在全球电化学储能市场占据主导地位。截止2018年底,电化学储能装机量达到1072.7W,其中锂离子电池储能方式占据主导地位,占比高达86%;钠硫电池和铅蓄电池分别占比6%、5.9%;其他储能方式作为电化学储能多元发展的一部分,占比仅为1.8%,且大多为示范性工程,如超级电容仅在美国建设有示范性储能电站。图16:全球电化学储能锂离子电池装机规模持续上升敷据來源;中闪储■能应用分会,圏泰君安证券研完图17:锂离子电池占全球电化学储能装机规模比重接近90%敏播来源:中关村储能产龙技术联盟,国泰君安证廉研兜我国后来居上,占全球电化学储能装机比重达到17.3%电化学储能起步较晚,锂离子电池助推我国后来居上。我国电化学储能虽然起步较晚,但装机规模始终保持在较高的水平;2011年我国电化学储能装机规模仅为40.7MW,到2017年累计装机规模已经达到389.3MW,是2011年的9.6倍。2018年则是行业整体爆发的一年,受益于电网侧项目的快速推进和电池成本的逐渐下降,2018年我国新增投运规模682.9MW,同比增长464.4%;累计投运规模达到1.073GWH,首次突破GW级别,是2017年累计投运总规模的2.8倍。从电池类型来看,锂离子电池占据达到70%,铅酸电池因其较低的成本依然获得市场青睐,占比达到27%0图18:中国电化学储能市场累计装机规模迅速攀升乜化学储能荣计筑机眾族乜化学储能荣计筑机眾族(MWI ~-期北年1,200200.0%1072.71.000140.0%120.0%600100.0%80.0%40060.0%40.0%20020.0%0.0%20132015 2016 2017-160.0%1,200200.0%1072.71.000140.0%120.0%600100.0%80.0%40060.0%40.0%20020.0%0.0%20132015 2016 2017-160.0%欽捞来源:中关村储能产业技术联5L国島君安证徐研农中国电化学储能市场以锂离子电池储能为主导,铅蓄电池储能是重要组成部分。在2018年中国电化学储能新装机分布中,锂离子电池以70.6%的装机占比占据主导地位;铅蓄电池是电化学储能市场的重要补充,新装机量占比达到27.2%;其余电化学储能方式如液流电池、超级电容、钠硫电池占比合计仅为2.2%o图19:中国电化学储能锂离子电池装机规模持续上升■累■累计衆枫规模(MW) 增长犁敷据來漁;中国仙能应用分会.国泰君安证界研兗图20:中国电化学储能锂电池占比达到70%,铅蓄电池占比接近30%戟培来淤:中关村储能产业技术联盟.凶泰君安远恳研究4.2•锂离子电池应用广泛,储能应用占比稳步提升锂离子电池应用广泛。与传统电池相比,锂离子电池不含铅、镉等重金属,无污染、不含毒性材料,同时具备能量密度高、工作电压高、重量轻、体积小等特点,己经广泛应用于消费电子、新能源汽车I tfKtf|xXj_-|艮2比仪]护1I tfKtf|xXj_-|艮2比仪]护1三先材科I)4| K-*|MWttC|Puclc封浪j |Li i,/l 1i理AU财朴|彳石3[螢片/彳 '|怙如F' I ' JO*Kji J1 |-L.»g—J]I IEC・DEC.DWC・EK・*动力电池和储能领域。锂离子电池电芯主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜四大材料构成,而从电芯到最后的完整的电池包主要经过两个环节:1)将一定数量的电芯进行串并联组装成电池模组;2)电池模组加上热管理系统、电池管理系统(BMS)以及一些结构件组成完整的电池包,又称作电池PACKo图21:锂离子电池产业链涉及上游有色金属材料、中游电池材料和电池以及下游的动力电池、消费电池和储能电池应用锂电技术路线多,储能更注重安全性和长期成木。与动力锂电池相比,储能用锂电池对能量密度的要求较为宽松,但对安全性、循环寿命和成木要求较高。从这方面看,磷酸铁锂电池是现阶段各类锂离子电池中较为适合用于储能的技术路线,目前已投建的锂电储能项
目中大多也都采用这一技术。三元电池的主要优势在于高能量密度,其循环寿命和安全性较为局限,因而更适合用作动力电池。表5:磷酸铁锂因其循环次数高、稳定性好等特点更适用于储能应用特征箔酸锂CLCO)珏酸锂(LM0)磧酸铁馋(LFP)W1X酸锂(MO)繰知铝•酸锂(MCA)电压平台(V)3.7-3.93.83.416-3.93.6比SSGnAh/g)140-160110-120130-150150-220170-200能豪巒度(Wh/kG160-2208Q-1A090-1201W-2O01S0-240循环寿命(次)500-1000500-1000>2000800-2000500-1000成本低低充放电工艺简疏念资潭丰之・价络絞任・安全性縫好高安全性.环保,长寿命电化学性能沦定,循环性能好离能■住度.低逗性睫好fSWSft・狷环母命低电解质相客性低温怪紇紋差・放电电压低便用苗分金价辂高全性差.敎术门锂离子电池储能技术应用主要集中在可再生能源并网和电网侧。从全球范围内来看,锂电池储能技术应用最多的为电网侧,占比达到52.7%,主要用于电网的调峰调频;可再生能源并网占比达到28.9%,分布式及微网和用户侧占比分别为13.2%及5.2%。中国市场略微有所差别,可再生能源并网应用占比最高,达到37.7%;其次分别是电网侧应用、用户侧和微网端,占比分别为25%、22.1%和13.2%。图22:全球范围来看锂电池储能主要用于电网侧的氏电池.<0.1%的氏电池.<0.1%超级电容,液滦电池,0.6% • 1.5%数据来源:中国储能应用分会.圖爲君安证券研究图23:中国市场锂电池储能主要用于可再生能源并网数携来源:中国储能应用分会.国泰君安证券研究数携来源:中国储能应用分会.国泰君安证券研究锂电储能技术在可再生能源并网和电网侧装机增长显著。在2012年,锂电储能技术在风光电并网和辅助服务的累计装机量仅为23.9MW、23.7MW。自2016年起,全国各地方储能产业政策不断出炉,推动了储能产业的快速发展,锂电储能在风光电并网和电力辅助服务上装机量攀升,2018年累计装机同比增速高达226.7%、115.1%,累计装机量分别为285.9MW、184.3MW。目前仍有大量风光发电站和热电厂未装备有调峰调频储能设备,锂电储能技术在风光电并网和辅助服务侧存在广阔的市场。图24:锂电储能技术在可再生能源并网和电网侧装机增长显著风光电并网辅助服务-■-风光电并网增长率风光电并网辅助服务-■-风光电并网增长率t一辅助服务均长率5.多因素共振,电化学储能迎来发展新动能政策端:行动计划岀台,各部门各司其责保障储能产业发展储能产业政策持续出炉,目标集中在可再生能源并网和电网侧,政策红利明显。自《十三五规划纲要》出台,我国各地方政府部门针对储能产业出台的政策层出不穷,储能产业在密集政策的推动下迅速发展。针对储能产业的政策主要集中在解决可再生能源并网出现的问题和电网侧调峰调频,电化学储能作为快速发展的储能方式,势必将得到较大的政策助力。
表6:2016年以来储能扶持政策频繁岀台要我2014.11国务隐以公方&綠泯发展氏©存动计划(20142020年”笛次轩乂曉列入9金童点金折績域之一.要束外学要轴纺能址冬能力以切尖解決鼻风.畀先.#*««2M5.03ffl务曉办公厅c关十深化也力惫见》(9号丈,明胡樋幔多与调斗和可#生牝誰消岫的身紛2015.09发戏令・能潺潯丈展的扌U导盘息T抄劲崔呆中式弭能琴发屯黑址配Jt适当規膿的何紇屯玮・实琨创能系找与併能隸・屯冋的协调化化运行;乳材电胡汽*圧旧动力电丸农禅能骸祐宰钟能系悅定理怦冼利州;总功比設宋咸总罚场呆下的分布只何能汉备.2016.03中井中金加快扌食逍大规棋健栏等抚水研发丘州;丸力搏进而畝仙能芋斷光林希備城创圻和产址化2016.04发次妥.能漲%紇源技术革命创新行动计刘<2016-2030»叨劭提出先遗创能拽忒创個:研丸面向电网调十提敢.区坎供能金用的物理H党拽*:研兌而囱可再生能滋幷同・分希氏及械网.电动章念用的金施技术2OU.0$发g繼遞鬲.财或邺・Uifc4p.(tit场.工低菲寻&关亍枚逊电蛇喘找的抄®憲见”杠町再生能洱裝忧比立便大畸电禺此11・井广曲用钠梅缰JT・圾裔幺徒词芈调师能力2016.06发氏姿.能洱齣・工袪祢&申国駅送2024能汲眾卜实施方業》他能设备要做好我恳欢匕试程斥范和找广Am2QMM能漁坳«兴千促址债能堆与■三北•曲E屯力緒助板务补俵(中场〉札的试成几作的還知R搖味屯笛焦也电力点统追行中的训半调!MHt同只育业化虫用,推功龙女促迪可再土能珀消酣的惟滋枫釧201«.12f&»e)(可4±<ta发隈■十三血規推动繡能技恳示范总用.氏合S3索能酒战略行动计划.椎妙州牝n本在可再生能邀代故的示慮应M)•尖虎仙能产业在审场UUM■应用代圾和林心技木#方面的突破2OU.12发改芟.能洱«^«发屣十三五规更沙加快化陵调毎电迥山谅-朝墟坂晨儒链,疑菁城离电力点绝调味和消化可再iife»«i力2G17.10岌反姿・itn獅.工伍喟;・能津易・科按4P&关于保进我国號能H水与产业发星的福导意見*宴箱力抛邊储能找水Xb斫发示范.储能捉升可再比能源別肿水半应周禾危.«TfilU*能为屯力條统灵活呂伦定用示范・tttt摄卄用館・咎縫化乩平◎用示范.禽能事元化应用丈#龍海互联岡虺用示范辛重点任4201X10«关于幵展分布式岌电邛场化交易试A的遹拓》敍助沪右丸废电攻il安気備能议施2017.H发皮耍・唸彩CK#屯力Mt劝服务补傑1审坊,机州工作步案》按嗚扩犬电力牆妙嶽务烫供主侬.H助借能汶4霍求対資滋左島捷俱电力统站瑕务•免许第三才捉供卷鸟电力统期厦42017.11发心&关于甘进憐格虹糾及罩的若千老見》科兗布別于却屍龙展的价幡杭412Q1&Q3«2018能譚工作柑牛点见》积捉推址捕怡H术试点示范水目til2918.07发就矣«*于创新种丸4■僅昭也发股价格机劎的龙兄*訓网琨谷乜倚eC精助风势补崔碎申场化札♦U値进址走发展2019.01向方电网«关于僱址电化孕储能发廉的箱录站見(僅求拓児版)良翰禺臭主俶崔照韦场址对投氐建汉左酋储能系块2019.02IB宅电冈«关于促退电化学储能健厦有不发屍的摊册拓兄》W•网林斫歼开晨骨能仪费理谅比券(关于促进比橱£求与产业发展枷捋导卷见*(关于促进比橱£求与产业发展枷捋导卷见*2019-20204行动汁划2Q19.07昇休务实已卑门的上杆玄心和任务*MTltM*a:XA4・總矗*i・SbiT左辽乐网寛2019-2020年行动计划出台,各部门各司其职保障储能产业化应用。2017年发改委等五部门联合发布《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,其中明确提到在十三五期间储能产业发展进入商业化初期,十四五期间储能储能产业规模化发展。2019年7月为进一步的贯彻落实该项指导意见,发改委等四部门发布2019-2020年行动计划,其中对发改委、科技部、工信部、能源局的工作任务都做了详细部署,进一步推进我国储能技术与产业健康发展。表7:2019-2020年行动计划出台明确各部门职责发21姿加大他徒项日研炙实脸給迢力度枚动配去政褰落比・进一步建JL完护*各电价現竄.为仙能行业扫产业的发展创通篌件定4■错毙相矣屋蛀迎放进停本克屯一处化度H楓毎如必先14轩能技乳坍发、论我圍粘施枝求&以未5.10斗甚至亥畏时朗內处十国际榻先水牛圾升怯悻安去保律能力此设.农电界钏研丸采円吗总進匮快.鸟;禹.具冬瓯时应动能力旳弐皑系比・以及别究采用大容蚤・吶应達反快的侍牝技术規范电网州辑枪发展调墊摘承書施电站逸点規硏丸海水柚/昔能电站址说・纽职许批髓施示范吹#人枳以林助需施国家电力示范項H建徴妆址储症再命布丸发电.条中贰祈紇iS岌电联令虫用;廿展储It和电力丘it安仝示范工穩tta;菲劝储能谏袍净与电力綺劝靈务申场,幵41无电谏施与电列互动研咒:完并储链稣邁体系览汉工曲和鍵经扯初仃能产业毎能卄紙和母党筑4的蔚台(金)应期推广笈氏多・08总证*崛亢应用端:电网侧和可再生能源并网齐头并进电网侧:调峰调频是储能企业的主要收入来源储能电网侧应用的补偿费用普遍由发电厂均摊,具体盈利机制各地方有所不同。发电企业因提供有偿辅助服务产生的成本费用所需的补偿即为补偿费用,国家能源局南方监管局在2017年出台了《南方区域发电厂并网运行管理实施细则》及《南方区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》,两个细则制定了南方电力辅助服务的市场补偿机制,规范了辅助服务的收费标准,为电力辅助服务市场化开辟道路。以广东地区为例,目前AGC服务调节电量的补偿标准可以达到80元/MWh,电力辅助服务存在盈利空间。表8:南方地区电力辅助服务补偿机制CR対庖右侧我桁):*ar*广西云A*州AGC很齐週节&壬补俵标広河节调节衣豎服务供应量XR1("Ml时)底时t2551010AGC履务谒节电旻仆傑标处调节电卜偿熒Jfly'GC实除调节电曼(輕昆时〉XR2(走/矗瓦时)2040SOso心4网半补倦柿;*煥煤机生約廉忧ftl必停调耳的・*庆嚴*万+R.Mk«#R3万免的标术卄傑.熾弋、熾融发电軌殂$伶调峰妁.号次挨母万千尺轧杭容童OOSXR3万屯的标准卄農万十民23222.52法转备Jfl补佑曲电力疫统为妥.当发电忱纽尖降出力低于发乜厂中报的龍高可河出力时.谥所可河岀力疋去机如宾际出力的JL值虚龙转备用时傅內的杞分.阳峰时茂按啜R4(元/兆JIM》的好冶补线.低◎时仅按罢0.5XR4(元/此尺时)的栋浪补当火力茨电机扭宪际出力低于獗定劝5201018.4/44.35615傘外%的.总跟淀度调半邊行卄畀补傑・TH-翼试佯备用卄僅身碱电执加集标出力低十畀X週圧协仪的尢的正名谒节出力下限的.扶必深皮调十址杆评昇补偿.不计算义赫备用朴俟.滋丘河峰补佑怎;*mKta.主物川枫扭深废谒气出力在探衣*费如%>50%之何的.桩也3XR4 时》的标冷补擒;深度划半出力40%«下的.扶虫6XR4(it/ftRlt)的换浪补倦.域电辄加深度調芈出力在《J定冠童50%至册h調皮协仪为文的正書磚节出力下nzm・按曳3XR4(元X施兀时)的赫:*补欢:渾戍洌峰出力&««&<:§0%以T的.6XR4(XJ宛It豺)的机負补候.Jtst603024IS45的U券便則补傑嫌尬*总紡(金FCB)便用峻的补您栋濒为«7(万砂令:犬)万元/合次480360300JOO150电网辅助服务主要集中在“三北”地区,华中、南方是重要的辅助服务地区。据国家能源局统计,2018年全国除西藏外参与电力辅助服务补偿的发电企业共4176家,装机容量共13.25亿千瓦,补偿费用共147.62亿元,占上网电费总额的0.83%o从电力辅助服务补偿费用比重来看,补偿费用最高的为“三北”地区,即西北、东北和华北区域,服务补偿费用占上网电费总额比重分别为0.61%、1.82%和3.17%;华中区域占比最低,为0.23%o图25:2018年电力辅助服务补偿费用地区分布补偿费用(亿元)电费占比戟抵来源:国家能源易,国秦君安证务研丸调峰、调频与备用是补偿费用的主要组成部分。2018年调峰补偿费用总额52.34亿元,占总补偿费用的35.5%;调频补偿费用总额41.66亿元,占比28.2%;备用补偿费用总额42.86亿元,占比29.0%;前三者占补偿费用的比重超过90%,是电网辅助服务补偿费用的主要组成;调压补偿费用为10.33亿元,占比7.00%;其他补偿费用0.43亿元,占比0.29%。图26:2018年电力辅助服务补偿费用组成结构■补偿费周(亿元)■-占比戟据来禅:国寧能源肪,国泰君安证寿研究用于电网辅助服务的储能项目中,火电辅助服务装机量最多,补偿费用占比最大。电力生产的构成决定了辅助服务的重要程度,火电作为主要发电单位,辅助服务的重要性不言而喻。2018年火电辅助服务产生补偿费用210.95亿元,占比高达80.55%;风电、水电在2018年分别产生补偿费用23.72亿元、20.94亿元,费用占比依次为9.06%、8%;核电及光伏等使用电网辅助服务产生的补偿费用占比仅为2.4%o图27:2018年电网辅助服务补偿费用占比敦槪来漁:因家能源易.国恳君安运体研究表9:部分己投运电网辅助服务项目罚目名尊序目规模SME系魏类型1山西同G黨团同込賤电公司智■储能AGC 项目9Xf\V4.478WMh悝电池備能系统2山西平WAGC借能辆肋谓戏召统项目9Xf\V4.47$WMh锂胆池储能系氏3山西兆光发电育限责ff企司储能系鋭査王发电tn组调頻唤目9^V4.5MWh锂电池储能系统4山西晉能电力11团跖光9X!W4.5MWhAGC储荒徜助调预系统项目9MAV4.5U3.Ih湮电池储能系统5内離古能漂恢铳发电悄能调幣顼目9Kr\V4.5U^ni理电池储能系统6内JE古紀瀝新丰煥电公司AGC储施调频頊目9\W79WMh锂电港储能系绕7内覆古眾瀝淮夭岌电世能辆助火电AGCifl«项目9MW4.5\VMh锂电港鴿能系统S内菽古旎瀝上都电厂左电池轴助AGC调疑顼目1S\(W8.97S\V\!h锂电淞储能系统9内秦古紀瀝乌斷太丛电厂储能週無顶目9、!W4SZ'\lh锂电池储託系统10内家古茁业乌兰査布兴和电厂储紇调頻坝目9MW4.47WMk锂电池桶能系统11广东省云淨卑电云河发电9NW傭能调频项目9MAV4.5WMh役电池储能系统12广东华滔海丰储能辅助AGC瀚播璘目3QMWZ93MW悝电池値能系统13山西音能舌昼独立站就遍*3调频柚助紀畀琰目150MW600MWh輕电池储能系统14贵州兴X洵水洱电厂悄能调頻庚目20MWIO\HVh湮电池储能系统15洱北■化恐电厂伯紇逼凭顷目9MW45\VMh理电电餡能系统2.1.可再生能源并网:有效解决“弃光.弃风”问题储能技术在并网侧的应用主要是解决“弃光、弃风”问题,改善电能质量。我国能源供应和能源需求呈逆向分布,风能主要集中在华北、西北、东北地区,太阳能主要集中在西部高原地区,而绝大部分的能源需求集中在人口密集、工业集中的中、东部地区;供求关系导致新能源消纳上的矛盾,风光电企业因为生产的电力无法被纳入输电网,而被迫停机或限产。据国家能源局统计,我国弃光、弃风率长期维持在4%以上,仅2018年弃风弃光量合计超过300亿千瓦时。锂离子电池储能技术能有效帮助电网消纳可再生能源,减少甚至避免弃光弃风现象的发生。风光发电受风速、风向、日照等自然条件影响,输出功率具有波动性、间歇性的特点,将对局部电网电压的稳定性和电能质量产生较大的负而影响,锂离子电池储能技术在风光电并网的应用主要在于平滑风电系统的有功波动,从而提高并网风电系统的电能质量和稳定性。图28:2016年至今中国弃光率、弃风率逐年下降戟轉来汲;国寧能源易,国字屯网,国泰君安证券研究在可再生能源并网领域,锂电储能收益主要依靠限电时段的弃电量存储。储能电站在用电低谷期储存剩余电量,在用电高峰期释放电能,释放电量与指导电价的乘积即为储能电站的收益。目前在青海、辽宁等光照和风电资源较丰富的地区己经有对应储能项目投运。表10:可再生能源并网部分己投运项目1ISMWriSMUliCf电池孺絶$堆2卄海祜尔未华牝血池总伏3館示范購flM电池肚鏡系炖3!6MWh碑讯孰IX宅池.保祐链三兄乜也.*4污牝轶字口冰北K尤储傥筑输示范工任2OMW5示范硬u一釧工tt金侃浪2MW伽Wh6i£Ttt卅北弘囚宅风场銚能項日8MW上讥減漁乜池、垃7辽于沈阳疣猱法跖n卜丰石域电场M1]5MW7I0MWU个侃演it电池S甘穴玉门科"社子KJta[鉅氏目I4MW馆乜池備紇#MLItMKa:北电力耳.妄适鼻审丸成本端:规模效应和梯次利用助推电池成本持续下滑电池成木是电化学储能的重要成木来源。电化学储能电站初始成木主要包括电池成木,系统硬件成本(包括温度控制、变流器等),间接成木以及基础设施建设等。根据麦肯锡的数据统计显示,2012至2017年储能电站成本已经大幅下降,每KWH成木己经从2100美元下降至587美元。具体来看587/kwh的建设成本中,电池成木达到236元,占成本比重为40%,中国市场由于人工、材料费用相对比较便宜,电池成木占比会更高。如果仅考虑储能系统的成本(排除间接成木和最终的施工成木),整个系统成本为429/kwh,此时电池成本
占比达到55%O因此我们可以看到电池是储能系统里而主要的成木来源,其成木的高低将直接影响最终的储能成木。图29:2012-2017年储能成本快速下降EPC:Er>gin©efingfprocuremwt,andeo^strueborSoft-costs:Cuwomeraoqubsitjonanddevelopniert,interccnnecbon.ovorhoad.laxos.andOuttosBalance-of-syslemhardware:Gamatecontrof.contnineniation.controlleraridcontrols^andinverter1Batterypack:Battery-mandgefTXKitsystem.ceHs.andmodules2.100CAGR-23%SSO201?SSO2017-28%-24%-26%20122012YearTM2012breakdownof of-syatemhardwarecostsnonthogpmubM201S.beeauMno2.100CAGR-23%SSO201?SSO2017-28%-24%-26%20122012Yeardownisawaiiab^oio*2012^Compoundamualgrowthrato.201?to2017wiKaTTfrft5.3.1.动力电池装机量快速上升推动电池成本持续下降受益于国家政策驱动,我国新能源汽车产业快速发展。自2012年国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划》以来,财政补贴、税费减免等措施使我国新能源汽车产业得以快速发展。2015年以来我国新能源汽车每年销量增速均在50%以上;2018年我国新能源汽车销量达到125.6万辆,同比增长61.7%,销量为2014年的16倍,2014年至今年均复合增速超过100%。图30:受益于国家政策推动我国新能源汽车销量快速上升■新能源汽车俏童(万轲)-«-YOY数堀来溜:中汽协.国爲君安证桂研咒下游销量驱动,动力电池装机量快速上升。新能源汽车销量的快速上升拉动了以锂离子电池为代表的动力电池装机量的快速上升,2018年我国动力电池装机量达到56.89GWH,同比增长56.88%;其中纯电动汽车配套的动力电池装机量累计约53.01GWh,同比增长55.64%;插电式混合动力汽车配套的动力电池装机量累计约3.82GWh,同比增长75.34%;燃料电池汽车配套的动力电池装机量约0.07GWh,同比增长115.ll%o从装机量来看2018年装机量是2015年的3.4倍,2015年至今年均复合增速达到51%,随着未来新能源汽车销量的继续上升,动力电池装机量有望继续攀升。图31:动力电池装机量持续上升——电也樓机(GWH) 嫌速60201580%70%60%50%40%30%60201580%70%60%50%40%30%20%10%0%50403020戟据来源;禹工悝电.电也中国,国泰君殳证券研窕规模上升带来锂电价格持续下降,助力储能产业发展。锂电池储能系统电池主要包插磷酸铁锂电池和三元电池,其中从目前国内的应用来看磷酸铁锂电池因其循环次数高、成木低特点应用更为广泛。自2014年至2018年,在新能源汽车产业的带动下电池产业发展迅速,磷酸铁锂电池和三元电池技术不断成熟;同时装机规模的持续上升也使得规模效应逐步凸显。电池价格从逐年下降,磷酸铁锂和三元电池价格从2014年一季度时2.9元/Wh、2.9元/Wh降至2018年四季度的1.15元/Wh、1.2元/Wh。此外随着技术的不断进步,电池循环次数也在不断提升,例如宁德时代2019年即将量产长循环寿命锂电池储能系统(磷酸铁锂电池),使用寿命可以超过15年,单体循环超过万次;循环次数的提高也将进一步降低单次的储能成本。图32:2014年至2018年国内锂电池价格走势戟据来漁;Wind,国泰君安证券研究电池梯次利用有望进一步带来成本下降电池梯次利用为动力电池退役找到新出路。在新能源汽车的使用过程中,动力电池的容量会随着时间逐步衰减,按照当前情况来看,当电池剩余容量低于70%左右的时候,处于安全性和续航里程等方面的考虑,动力电池将不再应用于新能源汽车。退役动力电池的梯次利用通常包括以下步骤:⑴废旧动力电池回收;(2)动力电池组拆解,获得电池单体;⑶根据电池特性筛选出可使用的电池单体;⑷电池单体进行配对重组成电池组;(5)加入电池管理系统(BMS)、电池外壳等组成电池包;(6)集成系统、运行维护等。图33:动力电池梯次利用流程所需技术与装求炭(ft评佔远辑安全IBMS术2所需技术与装求炭(ft评佔远辑安全IBMS术2柝餅生产线技參总机 ②主动均2快速险稱・技术t>R牛•产戕术/标褂 线找术检认技一櫛次
电池ill电池p何牧朋“0C加射分级0耐1櫛次
电池‘4••••… ・0 口•・见池f 金属挫炼企收 终塔J客户低建乍:左机厂 材料何收企业 终瑶客户光伏储能-恥店 ...... …… :■■…… 电池来源1扌材料虫处 <:一现"军數据來淤:一;t仗车退役高峰的到来,国家近年来出台了一系列关于动力锂电梯次利用的政策,市场机制初步建立。2018年工信部等七部门先后出台了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》和《关于组织开展新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作》政策,政策明确了动力电池回收责任主体是汽车生产企业,汽车生产企业有义务回收利用退役动力锂电;动力电池生产企业切实实行电池产品编码制度,开展动力蓄电池全生命周期管理;落实生产者责任延伸制度,动力电池生产企业不仅负责生产销售,动力电池的退役再利用同样要担负起责任。表11:2017年以来国家出台系列梯次利用政策推动退役电池的梯次利用政罠名务2017.1《生产盘賁任建伸创皮四新战办公厅建立电幼汽车幼力电池刖就钊用*系.电劝汽丰生戶企更知电池生产金业直旧电站力电池生产仝更应实仗产岛站坍・K立土QJBJ期進测泵蜒2017.1C扬能寿汽皐土戶企业工仕邹汽卓生戶仝晁直龙立折絶泳汽*产品便后也栏电老凹欢30172《偲进汽车动力电地产发改缶、苇共《此动汽倉动力背电也凹敢出用敦术HK(201$».追时战半斡怆誥托牛劭力奮电也凹訣列用脅理办決2018.2力富乜利用蔚兀皙叶办邺.文通郁.商丹样.牘检总场.紀界易切稱了功力乜池田壮廿任•主体是汽车土产住&;开廉劝力舀电池全生令禺期膏戊;加劝市场杞制和覘吐科ffH艮天创心2018.31覺于如优开展浙能注汽険动力嘗电用认点工作》工fi榔.料41祁.环催律类生产者丈任建传匍度・构建已枚利阳体f.样化商电操天.总动样次利可的仪骐亿Ggift化・掘幼丸邊社术的创倚与应川.建立宠鼻的欣瑕酸劇优谢.2019.2C杲于加儀煤已铁關中晋JI助、庄満足耳U肚奂本的*UCF.认点托次利用渤力电也代为純挪屮心制*填苔的危竝社池.xtt*・84整外公斤.ai鼻■塔丸动力电池梯次利用要求较高。梯次利用技术现阶段尚不成熟,从而导致在退役动力电池的拆解、可用模块的检测、挑选、重组等方面的成木较高,相对于新电池而言性价比不高。将退役电池梯次利用,不仅需要监测电池电压、内阻,还要通过充放电曲线计算电池的当前容量(SOC),对电池健康状态(SOH)做岀评估,为了保证电池的一致性和电池寿命,还需对电池进行均衡性处理,在这一过程中将耗费大量人力、设备成本。目前对退役锂电梯次利用布局的企业主要有宁德时代、比亚迪、中兴派能、中航锂电、中天储能等。中国铁塔目前是梯次利用进展较快,其余厂商纷纷跟进。早在2015年10月,中国铁塔就开始对动力电池回收及循环利用进行探索;2017年6月启动大规模试点,陆续在广东、福建、浙江、上海等12个省市开展梯级电池替换现有铅酸蓄电池的试点,2018年初公司又与重庆长安、比亚迪、银龙新能源等16家新能源企业签订新能源汽车动力蓄电池回收利用战略合作伙伴协议。据不完全统计截止2018年底铁塔己在全国31个省市约12万个基站使用梯次电池约1.5GWh,替代铅酸电池约4.5万吨。此外中航锂电、比亚迪、国轩高科、宁德时代等动力电池企业也纷纷开展动力电池梯次利用,随着我国动力电池报废高峰期的到来,电池的梯次利用
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