投資摘要
碳中和“3060”戰(zhàn)略引領(lǐng)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展。2020年9月22日，習(xí)近平主席在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上發(fā)表講話時(shí)提出，中國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。從能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，2019年國(guó)內(nèi)可再生能源占比僅15.3%，未來新能源發(fā)電將成為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵路徑，而大部分可再生能源都具有間歇性的特點(diǎn)，只能起到對(duì)傳統(tǒng)發(fā)電方式的補(bǔ)充作用，假如要完全依靠可再生能源提供24小時(shí)不間斷的電力，配套儲(chǔ)能系統(tǒng)則將是不二的選擇。
電化學(xué)儲(chǔ)能未來將脫穎而出。儲(chǔ)能主要分為物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能三類，其工作原理和性能特點(diǎn)均不同。其中，抽水蓄能因起步早、技術(shù)最成熟而裝機(jī)規(guī)模占比持續(xù)超過90%，但亦具有選址要求高、一次投資大等缺點(diǎn)；而電化學(xué)儲(chǔ)能因性能突出而應(yīng)用廣泛，且還具有不受地域條件限制、成本低更具商業(yè)性等優(yōu)點(diǎn)，隨著鋰電池成本逐年降低，預(yù)計(jì)未來電化學(xué)儲(chǔ)能將脫穎而出。
儲(chǔ)能有效緩解發(fā)電、輸配電、用戶側(cè)多環(huán)節(jié)痛點(diǎn)，需求驅(qū)動(dòng)行業(yè)發(fā)展。在發(fā)電側(cè)，儲(chǔ)能用于平滑新能源發(fā)電出力波動(dòng)、參與調(diào)頻調(diào)峰輔助服務(wù)、跟蹤調(diào)度計(jì)劃指令等；在輸配電、用電側(cè)，儲(chǔ)能主要應(yīng)用于無功支持以調(diào)節(jié)線路電壓、電費(fèi)管理用以降低用戶成本等。政策方面，美日等國(guó)較早地采取多項(xiàng)激勵(lì)措施發(fā)展儲(chǔ)能，中國(guó)后來居上，2019年，全球儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)量已增長(zhǎng)至184.6GW，中國(guó)增長(zhǎng)至32.4GW，占比17.6%位居第一。
預(yù)計(jì)2025年全球儲(chǔ)能電池需求量超210GWh，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間超1600億元。發(fā)電側(cè)：2020年起，國(guó)內(nèi)各省陸續(xù)出臺(tái)政策，要求風(fēng)光配置儲(chǔ)能，配置比例在5%-20%之間。受益于儲(chǔ)能配套滲透率提升以及光伏風(fēng)電裝機(jī)量提升，預(yù)計(jì)2025年全球發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能需求量將達(dá)到40.7GWh。用戶側(cè)：由于海外家庭用電貴且用電不穩(wěn)定，在極端天氣時(shí)用電困難導(dǎo)致極端電價(jià)，催生海外戶用儲(chǔ)能市場(chǎng)需求。我們預(yù)計(jì)2025年海外儲(chǔ)能配套需求量將達(dá)到171GWh。市場(chǎng)空間：我們假設(shè)儲(chǔ)能電池價(jià)格在未來5年逐步下降，2025年達(dá)到0.79元/wh，對(duì)應(yīng)2025年全球儲(chǔ)能電池市場(chǎng)空間預(yù)計(jì)將超過1600億元。
政策紅利接續(xù)釋放加速“新能源+電化學(xué)儲(chǔ)能”發(fā)展。碳中和與電改背景下，多項(xiàng)國(guó)家綱領(lǐng)性政策出臺(tái)，為后續(xù)政策條例奠定基礎(chǔ)；青海首個(gè)補(bǔ)貼政策推出，為其他地區(qū)帶來示范效應(yīng)；在調(diào)峰調(diào)頻等輔助市場(chǎng)領(lǐng)域，自國(guó)家能源局發(fā)布相關(guān)工作方案的頂層設(shè)計(jì)后，二十余區(qū)域和省市紛紛響應(yīng)，推動(dòng)電化學(xué)儲(chǔ)能進(jìn)一步發(fā)展；此外電化學(xué)儲(chǔ)能的標(biāo)準(zhǔn)體系已較具雛形，涉及技術(shù)、安全等多個(gè)層面。
投資策略：電網(wǎng)側(cè)：風(fēng)電和光電發(fā)電方式具有波動(dòng)性和不穩(wěn)定性，而需求端沖擊性負(fù)荷大規(guī)模接入對(duì)電網(wǎng)柔性輸電要求極高，我們重點(diǎn)關(guān)注智能電網(wǎng)標(biāo)的：國(guó)電南瑞。戶用儲(chǔ)能：與此同時(shí)，上游發(fā)電的波動(dòng)性帶來對(duì)儲(chǔ)能業(yè)務(wù)的需求，我們重點(diǎn)關(guān)注儲(chǔ)能行業(yè)標(biāo)的：陽(yáng)光電源、派能科技。發(fā)電側(cè)：空間廣闊的發(fā)電側(cè)和工商業(yè)大型儲(chǔ)能方向，關(guān)注全球動(dòng)力及儲(chǔ)能電池龍頭寧德時(shí)代、億緯鋰能、國(guó)軒高科、鵬輝能源等。
風(fēng)險(xiǎn)提示：新能源行業(yè)發(fā)展不及預(yù)期。
一、碳中和“3060”戰(zhàn)略引領(lǐng)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展
2020年9月22日，習(xí)近平主席在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上發(fā)表講話時(shí)指出，中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2020年12月12日，習(xí)近平總書記在氣候雄心峰會(huì)上宣布：到2030年，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右，森林蓄積量將比2005年增加60億立方米，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。
從發(fā)電側(cè)看，隨著煤電不斷去產(chǎn)能，新能源發(fā)電將成為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵路徑，而大部分可再生能源都具有間歇性的特點(diǎn)，從目前應(yīng)用情況來看，大多數(shù)可再生能源發(fā)電系統(tǒng)只能起到對(duì)傳統(tǒng)發(fā)電方式的補(bǔ)充作用，假如要完全依靠可再生能源提供24小時(shí)不間斷的電力，配套儲(chǔ)能系統(tǒng)則將是不二的選擇。
鋰電池和光伏電站成本大幅下降，也為儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展提供了支撐。根據(jù)BloombergNEF的數(shù)據(jù)顯示，2010年鋰電池組單度電價(jià)為1160美元，而2019年單度電價(jià)已經(jīng)跌到了156美元，降幅達(dá)到了87%。BloombergNEF預(yù)測(cè)稱電池的學(xué)習(xí)率約為18%，即全球電池產(chǎn)量每翻一番，電池價(jià)格就會(huì)下降18%，在這樣的假設(shè)下，隨著未來動(dòng)力鋰電池和儲(chǔ)能鋰電池持續(xù)量產(chǎn)，規(guī)模效益將逐步顯現(xiàn)，預(yù)計(jì)2023年電池的單度電成本就將低于100美元，2030年將達(dá)到62美元/度電，折合0.4元/Wh。
根據(jù)Bloomberg BNEF的數(shù)據(jù)顯示，截至2020年下半年，全球范圍內(nèi)固定式光伏電站項(xiàng)目LCOE為47美元/MWh，折合約0.3元/wh，而配套電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的LCOE為132美元/ MWh，折合約0.86元/wh。
2018年全球LCOE已低于部分中國(guó)地區(qū)燃煤電價(jià)。根據(jù)國(guó)家能源局的數(shù)據(jù)，截至2018年底，世界范圍內(nèi)平均的光伏發(fā)電成本已經(jīng)低于中國(guó)部分地區(qū)的燃煤發(fā)電成本，無補(bǔ)貼的光伏電站在部分電價(jià)較高的地區(qū)的投資回報(bào)率已經(jīng)非?？捎^，而對(duì)于那些在偏遠(yuǎn)地區(qū)且致力于綠色能源的廠商來說，隨著電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)格逐步下降，配套儲(chǔ)能系統(tǒng)所帶來的額外成本，將越來越能被接受。碳中和的發(fā)展離不開儲(chǔ)能系統(tǒng)的配套和應(yīng)用。
二、儲(chǔ)能未來發(fā)展還看鋰電池儲(chǔ)能
儲(chǔ)能，意指通過特定的裝置或物理介質(zhì)將當(dāng)前用不到的不同形式的能量進(jìn)行存儲(chǔ)，以便在需求時(shí)將其從媒介中釋放再次利用。根據(jù)電能封存的轉(zhuǎn)化形式，儲(chǔ)能技術(shù)主要分為物理儲(chǔ)能（機(jī)械儲(chǔ)能）、電化學(xué)儲(chǔ)能（電池儲(chǔ)能）、電磁儲(chǔ)能（電場(chǎng)、磁場(chǎng)儲(chǔ)能）三類。
根據(jù)CNESA數(shù)據(jù)，截至2020年9月，全球抽水蓄能累計(jì)占比約91.9%，排名第二的是電化學(xué)儲(chǔ)能，占比5.9%，而其中5.3%為鋰離子電池儲(chǔ)能。
根據(jù)CNESA數(shù)據(jù)，全球已投運(yùn)的儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模從2015年的164.7GW逐年增長(zhǎng)至2019年的184.6GW，CAGR達(dá)到2.9%。其中，中國(guó)已投運(yùn)的儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大，累計(jì)裝機(jī)量從23.5GW增長(zhǎng)至32.4GW，CAGR達(dá)到8.4%，中國(guó)占據(jù)全球儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模從2015年的14.3%提升至2019年的17.6%。
美日等發(fā)達(dá)國(guó)家率先發(fā)展，中國(guó)起步較晚。美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家出于對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的重視，較早地就將儲(chǔ)能技術(shù)定位為支撐新能源發(fā)展的戰(zhàn)略性技術(shù)，采取了多項(xiàng)激勵(lì)措施，如財(cái)政補(bǔ)貼、減稅等，推動(dòng)其儲(chǔ)能大力發(fā)展。
相較而言，中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)政策推行較晚，2010年在《可再生能源法修正案》中第一次提及儲(chǔ)能，中國(guó)雖起步晚，但近年來相關(guān)激勵(lì)措施已緊鑼密鼓地推行和實(shí)施，推動(dòng)中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)后來居上。2019年，全球新增投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目主要分布在49個(gè)國(guó)家和地區(qū)，裝機(jī)規(guī)模排名前十位的國(guó)家分別是：中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、澳大利亞、日本、阿聯(lián)酋、加拿大、意大利和約旦，規(guī)模合計(jì)占2019年全球新增總規(guī)模的91.6%。
（一）抽水儲(chǔ)能：裝機(jī)規(guī)模最大，技術(shù)最成熟
抽水儲(chǔ)能是在具有高度差的上游和下游同時(shí)配置水庫(kù)，在處于用電低谷時(shí)，利用無法被消耗的多余電力從地勢(shì)低的下游水庫(kù)抽水至上游水庫(kù)儲(chǔ)存起來，將電能轉(zhuǎn)換為勢(shì)能；在用電高峰時(shí)釋放上水庫(kù)的水流到下水庫(kù)中推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電，將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為電能。
抽水蓄能原理簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟。不同于一般的水電站易受季節(jié)降水影響，其不會(huì)出現(xiàn)豐水期棄水或枯水期缺水停電現(xiàn)象，只要滿足降水量大于上下水庫(kù)蒸發(fā)的水量，便能通過水泵和水輪機(jī)作用反復(fù)循環(huán)抽水和發(fā)電，為電力系統(tǒng)提供輔助服務(wù)；此外抽水蓄能儲(chǔ)能容量大、效率較高（達(dá)到65%~70%）、壽命長(zhǎng)、負(fù)荷響應(yīng)速度較快（完全停電至滿負(fù)荷發(fā)電約5分鐘），且具有小時(shí)級(jí)至日級(jí)放電，經(jīng)常配合大規(guī)模風(fēng)電光伏發(fā)電。
圖片
抽水儲(chǔ)能是目前裝機(jī)規(guī)模最大、商用最早的儲(chǔ)能技術(shù)。抽水儲(chǔ)能作為機(jī)械儲(chǔ)能的一種技術(shù)類型，是目前技術(shù)最成熟、存儲(chǔ)成本最低、使用壽命長(zhǎng)、最早實(shí)現(xiàn)商用、裝機(jī)規(guī)模最大的儲(chǔ)能技術(shù)，但由于抽水儲(chǔ)能對(duì)選址要求非常高，需要在當(dāng)?shù)赜谐渥愕乃矗⑶疑舷掠嗡畮?kù)需要具有足夠的高度差以保證發(fā)電的需求，此外，抽水儲(chǔ)能對(duì)所處環(huán)境的防滲體系要求較高，抽水儲(chǔ)能占全球已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目的占比由2015年的%逐年下降至2019年的91.9%。
（二）電化學(xué)儲(chǔ)能：發(fā)展速度最快，綜合效率最高
鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)作為電化學(xué)儲(chǔ)能的主要技術(shù)路線，具有能量密度高、綜合效率高、成本下降潛力大、建設(shè)周期短和適用性廣泛等特性。
電化學(xué)儲(chǔ)能在性能和應(yīng)用范圍方面，能夠切實(shí)滿足多種商業(yè)化應(yīng)用場(chǎng)景需求。按應(yīng)用場(chǎng)景儲(chǔ)能可分為能量型和功率型，前者在大規(guī)模裝機(jī)背景中對(duì)儲(chǔ)能放電持續(xù)時(shí)間、容量等要求較高，以滿足如光伏出力平滑、調(diào)峰等需求；后者對(duì)響應(yīng)效率、充放電轉(zhuǎn)換靈活性等要求較高，以滿足如風(fēng)電出力平滑、調(diào)頻調(diào)壓等場(chǎng)景需求。
鋰電池儲(chǔ)能隨著電池技術(shù)的快速進(jìn)步而迅速崛起。2015年電化學(xué)儲(chǔ)能份額占比僅0.69%，而截至2020年9月，電化學(xué)儲(chǔ)能份額份占比達(dá)到了5.9%，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模從2015年1.13GW大提升至2020年9月的10.9GW，年復(fù)合增長(zhǎng)率超過60%，其中鋰電儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模9.81GW，在電化學(xué)儲(chǔ)能中占比約90%，是目前全球第二大規(guī)模的儲(chǔ)能技術(shù)類型。
目前，電化學(xué)儲(chǔ)能的商業(yè)化應(yīng)用場(chǎng)景已日益豐富，我國(guó)在光伏電站、風(fēng)電站、火電機(jī)組配置電化學(xué)儲(chǔ)能方面、電動(dòng)有軌列車儲(chǔ)能技術(shù)方面、工業(yè)園儲(chǔ)能方面均存在較為可觀的代表性范例。
（三）其他儲(chǔ)能：占比較小，靜等技術(shù)突破
飛輪儲(chǔ)能是在用電低谷時(shí)，利用電能使位于真空殼內(nèi)的飛輪高速旋轉(zhuǎn)（速度可達(dá)到幾萬轉(zhuǎn)/分鐘），將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)能存儲(chǔ)；用電高峰時(shí)由飛輪帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電。飛輪儲(chǔ)能具有功率密度高、效率高（達(dá)90%）、響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性強(qiáng)、無污染，免維護(hù)，且摩擦損耗較小壽命較長(zhǎng)（15~30年）等特點(diǎn)。然而，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)復(fù)雜，且通常能量密度較低，只能持續(xù)幾秒至幾分鐘，同時(shí)由于軸承磨損和空氣阻力，自放電現(xiàn)象較多。
電容器儲(chǔ)能依據(jù)雙電層理論，采用特殊電極結(jié)構(gòu)使電極表面積成萬倍增加，產(chǎn)生很大的電容量，直接將能量以電場(chǎng)能的形式存儲(chǔ)，無能量轉(zhuǎn)換。超級(jí)電容器具有響應(yīng)速度快、能耗小、循環(huán)壽命長(zhǎng)、功率密度高且功率變化范圍大等特點(diǎn)，但缺點(diǎn)也非常明顯，包括儲(chǔ)能投資成本高、儲(chǔ)存能量較小，能量密度低等。
超導(dǎo)儲(chǔ)能（磁場(chǎng)儲(chǔ)能）是在用電低谷時(shí)，將富余的電能存儲(chǔ)在流過超導(dǎo)線圈的直流電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，將電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能。其特點(diǎn)包括功率密度高、無能量轉(zhuǎn)換，效率高(＞97%)、響應(yīng)速度極快(ms級(jí))、無污染，在超導(dǎo)狀態(tài)下線圈的電阻可不計(jì)，故能耗非常小，可用于長(zhǎng)期無損耗儲(chǔ)能；然而其能量密度低，且超導(dǎo)線圈需要在溫度極低的液體中工作，超導(dǎo)材料費(fèi)用和成本高、維護(hù)程序較為繁瑣。超導(dǎo)儲(chǔ)能目前主要用于提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，改善風(fēng)電、光電出力波動(dòng)性。
三、需求驅(qū)動(dòng)行業(yè)發(fā)展，痛點(diǎn)逐個(gè)擊破
在碳中和目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，新能源發(fā)電新增和累計(jì)裝機(jī)規(guī)模預(yù)計(jì)將持續(xù)增長(zhǎng)，但喜中隱憂的是，新能源發(fā)電出力的波動(dòng)性、消納困境以及棄風(fēng)棄光問題仍然存在，而儲(chǔ)能的出現(xiàn)，將在發(fā)電側(cè)、輸配電側(cè)、用電側(cè)逐個(gè)擊破行業(yè)痛點(diǎn)。
（一）發(fā)電側(cè)：平滑出力，調(diào)頻調(diào)峰，提升能源使用效率
我國(guó)可再生能源發(fā)電尤其是光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電取得迅猛發(fā)展，但風(fēng)光具有天然的隨機(jī)性和不確定性。對(duì)比煤電、燃機(jī)具有可調(diào)節(jié)性，光照強(qiáng)度、風(fēng)力風(fēng)速等氣候條件的不可控性造成了光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電具有間歇性和波動(dòng)性的出力特征。
光伏出力特征：受光照強(qiáng)度影響，光伏出力具有典型的白天因較高的日照強(qiáng)度而出力大，夜晚則出力小的固定周期波動(dòng)的特征，出力曲線大致呈現(xiàn)“單峰”分布，在正午13：00至14：00平均出力最大，在夜間20：00至次日6：00幾乎無出力；此外，峰值大小具有季節(jié)性差異，春夏出力明顯高于秋冬。
風(fēng)電出力特征：受風(fēng)速和風(fēng)力大小影響，風(fēng)電在晚上20：00至次日7：00平均出力較大，而在9：00至18：00的平均出力較小，但由于風(fēng)能資源全天存在，故風(fēng)力發(fā)電晝夜差異小于光伏發(fā)電；此外，春季受較大風(fēng)速影響，其風(fēng)電日平均出力為四季最高；而冬季由于風(fēng)速和風(fēng)力較為均勻，故其出力曲線相對(duì)平緩。
此外，風(fēng)電負(fù)荷高峰時(shí)間點(diǎn)普遍為10：00至11：00、19：00至20：00，但其相對(duì)應(yīng)的風(fēng)電出力卻較小，即出現(xiàn)了風(fēng)電生產(chǎn)與負(fù)荷需求不對(duì)稱的“風(fēng)電反調(diào)峰”的出力特性。
電力供需失衡會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的頻率發(fā)生波動(dòng)。供過于求電網(wǎng)頻率會(huì)上升，供不應(yīng)求則會(huì)下降，電網(wǎng)頻率波動(dòng)性上升意味著電網(wǎng)的穩(wěn)定性下降。而隨著風(fēng)、光滲透率不斷提高，大規(guī)模的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)在優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)的同時(shí)，其波動(dòng)性與間歇性缺陷給電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行和電能質(zhì)量帶來的不利影響亦日益放大。
1）儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠平抑新能源發(fā)電的出力波動(dòng)，滿足并網(wǎng)穩(wěn)定性要求
將儲(chǔ)能系統(tǒng)和新能源發(fā)電裝置相互配合，在新能源發(fā)電出力尖端時(shí)儲(chǔ)存電能，在夜晚光伏電站無出力時(shí)向電網(wǎng)輸出電能；或在風(fēng)力較小時(shí)向電網(wǎng)輸出電能。由于夜間需要持續(xù)用電，故平滑光伏出力波動(dòng)需要放電持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的能量型儲(chǔ)能技術(shù)；由于風(fēng)力、風(fēng)速變化波動(dòng)性較大，故平滑風(fēng)電波動(dòng)需要響應(yīng)效率較高的功率型儲(chǔ)能技術(shù)。
2）儲(chǔ)能相比于火電是更高效的調(diào)峰、調(diào)頻資源
調(diào)峰：不同時(shí)段用電負(fù)荷不同，火電機(jī)組還需要預(yù)留一部分發(fā)電量響應(yīng)尖峰負(fù)荷，迫使火電機(jī)組無法滿發(fā)，儲(chǔ)能則可以通過在尖峰時(shí)刻放電來調(diào)峰，確保發(fā)電經(jīng)濟(jì)性。
調(diào)頻：在傳統(tǒng)能源發(fā)電時(shí)代，主要由火電機(jī)組負(fù)責(zé)系統(tǒng)調(diào)頻?；痣姍C(jī)組工作原理較復(fù)雜，負(fù)荷響應(yīng)速度慢，在響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令具有滯后性，但由于傳統(tǒng)能源發(fā)電時(shí)電網(wǎng)頻率波動(dòng)性較低，故火電在承擔(dān)承擔(dān)其日常供電和供暖季供熱的職責(zé)外，仍可以兼顧系統(tǒng)調(diào)頻的任務(wù)。但在未來大規(guī)模新能源發(fā)電背景下，一方面，任務(wù)繁多且響應(yīng)效率較慢的火電機(jī)組難以應(yīng)對(duì)電網(wǎng)頻率波動(dòng)性的大幅增加，往往分身乏術(shù)，調(diào)頻難以為繼，甚至可能出現(xiàn)反向調(diào)節(jié)等錯(cuò)誤；另一方面，火電機(jī)組會(huì)增加燃料損耗，自身不利于低碳環(huán)保發(fā)展，其自身占比將逐步降低，然而新能源發(fā)電機(jī)組不具備調(diào)節(jié)能力，這必然導(dǎo)致“三北”地區(qū)尤其在供暖季調(diào)頻容量不足的問題凸顯，調(diào)節(jié)資源面臨著更大的市場(chǎng)需求。而儲(chǔ)能系統(tǒng)可配合新能源發(fā)電機(jī)組，前者專注輔助調(diào)頻，后者專注供電；且儲(chǔ)能（尤其是電化學(xué)儲(chǔ)能）具有響應(yīng)速度較快、調(diào)節(jié)精度高、環(huán)保性好等優(yōu)勢(shì)，是對(duì)比火電機(jī)組的更為高效的調(diào)節(jié)資源。
3）儲(chǔ)能能夠提升能源銷量，消納棄風(fēng)棄電。發(fā)生棄風(fēng)棄電的根本原因是日益增長(zhǎng)的風(fēng)光裝機(jī)量與無法消納之間的矛盾。消納的主要壓力來源于時(shí)間維度和空間維度。
從時(shí)間維度上看，高出力時(shí)段和高負(fù)荷時(shí)段不一致。由于日照、風(fēng)速等氣候因素難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，故新能源發(fā)電出力率較高的時(shí)段無法精準(zhǔn)匹配負(fù)荷高峰時(shí)段，而風(fēng)電自身還具有天然典型的反調(diào)峰特征，故其大規(guī)模裝機(jī)加劇電網(wǎng)頻率波動(dòng)性的同時(shí)亦加劇了新能源電力供求匹配的難度，消納壓力加劇。
從空間維度上看：電力供求的地域呈逆向分布狀態(tài), 大規(guī)模建設(shè)發(fā)電站基本遠(yuǎn)離高負(fù)荷中心。太陽(yáng)能發(fā)電主要集中在西部高原和華北地區(qū)，風(fēng)電主要集中在華北、西北、東北地區(qū)。以風(fēng)電為例，2020年我國(guó)累計(jì)風(fēng)電發(fā)電量中，內(nèi)蒙古、新疆分別高達(dá)703.9億千瓦時(shí)、433.7億千瓦時(shí)，而山東、江、浙僅為259.2億千瓦時(shí)、229億千瓦時(shí)和36.4億千瓦時(shí)。但是我國(guó)絕大部分的能源需求集中在人口密集及工業(yè)集中的中東部地區(qū)，西部高原等地的能源需求較低，即新能源發(fā)電呈現(xiàn)逆向分布狀態(tài)，不利于新能源電力資源的就地消納。
新能源規(guī)模與就近市場(chǎng)消納能力之間的矛盾，是導(dǎo)致西部高原等地棄光棄風(fēng)現(xiàn)象的根本原因。由于新能源發(fā)電難以就近消納，我國(guó)主要依賴特高壓遠(yuǎn)距離通道進(jìn)行電力輸送，然而高滲透率的風(fēng)電、光伏發(fā)電的強(qiáng)波動(dòng)性對(duì)于以恒定電壓進(jìn)行電力輸送的系統(tǒng)帶來考驗(yàn)，電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻能力欠缺出于電網(wǎng)穩(wěn)定性考慮，部分新能源發(fā)出的電量無法上網(wǎng)，最終導(dǎo)致發(fā)電量高但能源需求較低的地區(qū)的棄光、棄風(fēng)現(xiàn)象揮之不去。
《2017年能源工作指導(dǎo)意見》規(guī)定分別對(duì)棄風(fēng)率、棄光率超過20%、5%的省份暫停安排新建風(fēng)電、光伏發(fā)電規(guī)模，在政策干預(yù)下，我國(guó)風(fēng)電、光伏裝機(jī)增速放緩，棄光、棄風(fēng)率緩慢下降。但考慮到未來光伏風(fēng)電仍有較大的裝機(jī)需求，儲(chǔ)能或?qū)⒊蔀榻鉀Q棄風(fēng)棄電問題的關(guān)鍵手段。
4）儲(chǔ)能的跟蹤調(diào)度計(jì)劃指令有利于提高其預(yù)測(cè)能力。發(fā)電曲線、實(shí)際輸出功率曲線及電力負(fù)荷曲線的偏離度較大，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以補(bǔ)償風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站實(shí)時(shí)出力與預(yù)測(cè)功率之間的差值，還可以實(shí)時(shí)跟蹤爬坡負(fù)荷，調(diào)整出力，減少傳統(tǒng)能源機(jī)組的爬坡速率，平滑過渡到調(diào)度指令的水平，最終使新能源電源轉(zhuǎn)化為可控制、可調(diào)度的電源。
（二）輸配電側(cè)：無功調(diào)壓，確保電能質(zhì)量
儲(chǔ)能在輸配電側(cè)主要以無功支持（調(diào)壓）為主。當(dāng)電力系統(tǒng)存在無功功率過?；虼罅繜o功消耗時(shí)，電壓波動(dòng)性會(huì)提高，對(duì)電力設(shè)備有一定的損耗。儲(chǔ)能技術(shù)可在動(dòng)態(tài)逆變器、通信和控制設(shè)備的輔助下，在輸配線路注入或吸收無功功率，從而調(diào)節(jié)輸配電線路的電壓，確保最終的電能質(zhì)量，在此場(chǎng)景下，需要儲(chǔ)能具備放電時(shí)間短、響應(yīng)快（秒級(jí)）、運(yùn)行頻次高的特質(zhì)。
儲(chǔ)能在輸配電側(cè)具有防御特征。在輸配電側(cè)利用儲(chǔ)能來防止出現(xiàn)線路阻塞并延緩輸配電擴(kuò)容等情況，由于使用頻率較低，故對(duì)儲(chǔ)能的成本和經(jīng)濟(jì)性提出了要求。
（三）用戶側(cè)：電費(fèi)管理，降低用戶用電成本
儲(chǔ)能在用電側(cè)有利于降低用戶用電成本。隨著電力負(fù)荷需求日益增加，負(fù)荷端的峰谷價(jià)差被拉大。通過低電價(jià)時(shí)給儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，高電價(jià)時(shí)給儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，實(shí)現(xiàn)峰谷電價(jià)價(jià)差套利，降低用電成本；對(duì)于分時(shí)電價(jià)而言，利用儲(chǔ)能調(diào)節(jié)電力負(fù)荷；對(duì)于容量電價(jià)（取決于最高用電功率），利用儲(chǔ)能可以降低整體用電負(fù)荷和容量費(fèi)用。
四、發(fā)電側(cè)用戶側(cè)需求同步釋放，2025年市場(chǎng)空間預(yù)計(jì)超1600億元
（一）發(fā)電側(cè)：2025年全球儲(chǔ)能需求預(yù)計(jì)將達(dá)40.7GWh
儲(chǔ)能投標(biāo)價(jià)格持續(xù)下降，配套儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性逐步提升。在光伏行業(yè)2020年發(fā)展回顧與2021年形式展望網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上指出，隨著國(guó)內(nèi)電芯成本下降和儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)步，儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格進(jìn)一步下降，2020年10月的光伏配儲(chǔ)項(xiàng)目中，儲(chǔ)能的投標(biāo)價(jià)格均價(jià)約1.134元/kWh，較6月下降約31.5%。
與此同時(shí)，各省陸續(xù)出臺(tái)政策，要求風(fēng)光配置儲(chǔ)能，配置比例在5%-20%之間。
我們根據(jù)以下假設(shè)條件對(duì)未來國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能需求進(jìn)行測(cè)算：
1）2025年國(guó)內(nèi)集中式光伏和風(fēng)電新增裝機(jī)量將分別達(dá)到91GW和70GW；
2）2020-2025年儲(chǔ)能配套工作小時(shí)數(shù)為2小時(shí)；
3）儲(chǔ)能滲透率由2020年的10%提升至2025年的50%；
4）儲(chǔ)能配套率由2020年的10%提升至2025年的20%；
受益于儲(chǔ)能配套滲透率提升以及光伏風(fēng)電裝機(jī)量提升，預(yù)計(jì)2025年全球發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能需求量將達(dá)到40.7GWh。
（二）用戶側(cè)：2025年全球儲(chǔ)能需求預(yù)計(jì)將達(dá)171GWh
海外家庭用電貴及用電不穩(wěn)定，催生戶用儲(chǔ)能需求。根據(jù)WIND數(shù)據(jù)，截至2019年底，海外國(guó)家居民用電電價(jià)絕大多數(shù)均高于國(guó)內(nèi)，意大利電價(jià)為1.88元/度電，基本上是國(guó)內(nèi)的3倍，美國(guó)電價(jià)為0.85元/度電，約是國(guó)內(nèi)的1.5倍。
2021年2月中旬，冬季風(fēng)暴襲擊美國(guó)，造成全美各州仍有超過310萬家庭和商戶停電，其中在得克薩斯州就有260萬家庭和商戶停電。在供需的極端不平衡下，德州電價(jià)瘋狂飆升。根據(jù)管理當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的得州電力可靠性委員會(huì)數(shù)據(jù)，本周早些時(shí)候，得州批發(fā)電價(jià)一度突破了1萬美元/兆瓦時(shí)，相當(dāng)于每千瓦時(shí)超過10美元，相當(dāng)于65元人民幣一度電，價(jià)格是家庭電價(jià)的80倍。極端天氣下的用電困難以及極端電價(jià)催生海外戶用儲(chǔ)能市場(chǎng)需求。
全球峰谷電價(jià)差距較大，國(guó)內(nèi)政策推動(dòng)拉大峰谷電價(jià)，催生儲(chǔ)能需求。12月2日，國(guó)家發(fā)改委、能源局印發(fā)《關(guān)于做好2021年電力中長(zhǎng)期合同簽訂工作的通知》指出，峰谷差價(jià)作為購(gòu)售電雙方電力交易合同的約定條款，在發(fā)用電兩側(cè)共同施行，拉大峰谷差價(jià)。
我們根據(jù)以下假設(shè)條件對(duì)未來用戶側(cè)儲(chǔ)能需求進(jìn)行測(cè)算：
1）2025年國(guó)內(nèi)分布式光伏裝機(jī)量為16GW，國(guó)外分散式光伏裝機(jī)量為118GW；
2）國(guó)內(nèi)分布式儲(chǔ)能滲透率由2020年的1%提升至2025年的10%；
3）國(guó)外分布式儲(chǔ)能滲透率由2020年的10%提升至2025年的40%；
4）全球分布式儲(chǔ)能配套小時(shí)數(shù)均為3.5小時(shí)；
預(yù)計(jì)2025年全球用戶側(cè)儲(chǔ)能需求量將達(dá)到171GWh。
（三）市場(chǎng)空間：預(yù)計(jì)2025年全球儲(chǔ)能電池市場(chǎng)空間將超1600億元
我們假設(shè)儲(chǔ)能電池價(jià)格在未來5年逐步下降，2025年約為0.79元/wh，則2025年全球儲(chǔ)能電池市場(chǎng)空間將超過1600億元。
五、政策東風(fēng)已至，儲(chǔ)能揚(yáng)帆起航
（一）“五首”：為后續(xù)政策條例的制定出臺(tái)奠定基礎(chǔ)與提供示范
在國(guó)家層面：2011年儲(chǔ)能被首次寫入國(guó)家發(fā)展規(guī)劃綱要；14年首次列入戰(zhàn)略計(jì)劃9大重點(diǎn)領(lǐng)域；16年首個(gè)關(guān)于儲(chǔ)能參與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的政策推出；17年首個(gè)儲(chǔ)能指導(dǎo)性文件重磅推出，四大國(guó)家政策為后續(xù)政策條例奠定基礎(chǔ)。在地方層面：21年首個(gè)補(bǔ)貼政策出臺(tái)推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)為其他地區(qū)帶來示范效應(yīng)。
（二）“頂層設(shè)計(jì)+地方響應(yīng)”：推動(dòng)電化學(xué)儲(chǔ)能在調(diào)峰調(diào)頻等領(lǐng)域落地開花
為緩解新能源發(fā)電痛點(diǎn)，16、17年國(guó)家能源局分別出臺(tái)了輔助服務(wù)政策的通知與相關(guān)工作方案。自此地方層面紛紛響應(yīng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)截至20年12月，已有23個(gè)區(qū)域及省市相關(guān)機(jī)關(guān)發(fā)布《電力輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則》（正式文件或試行或意見稿），落實(shí)輔助服務(wù)建設(shè)工作，規(guī)定儲(chǔ)能電站考核及補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置相關(guān)準(zhǔn)入要求和交易價(jià)格及模式等。
（三）多方努力，電化學(xué)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系較具雛形
截至目前，電化學(xué)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系的總數(shù)雖不多，但在電力與能源行業(yè)、國(guó)標(biāo)、中電聯(lián)和中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟等多方努力下，電化學(xué)相互能體系已較具雛形，僅18年就有十余項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，涉及電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)、安全等多個(gè)層面。
六、投資建議
1）電網(wǎng)側(cè)：風(fēng)電和光電發(fā)電方式具有波動(dòng)性和不穩(wěn)定性，而需求端沖擊性負(fù)荷大規(guī)模接入對(duì)電網(wǎng)柔性輸電要求極高，我們重點(diǎn)關(guān)注智能電網(wǎng)標(biāo)的：國(guó)電南瑞。
2）戶用儲(chǔ)能：與此同時(shí)，上游發(fā)電的波動(dòng)性帶來對(duì)儲(chǔ)能業(yè)務(wù)的需求，我們重點(diǎn)關(guān)注儲(chǔ)能行業(yè)標(biāo)的：陽(yáng)光電源、派能科技。
3）發(fā)電側(cè)：空間廣闊的發(fā)電側(cè)和工商業(yè)大型儲(chǔ)能方向，關(guān)注全球動(dòng)力及儲(chǔ)能電池龍頭寧德時(shí)代、億緯鋰能、國(guó)軒高科、鵬輝能源。
七、風(fēng)險(xiǎn)提示
新能源發(fā)展不及預(yù)期
