中國儲能網(wǎng)訊：海外家儲市場在經(jīng)濟性與提升供電可靠性的驅(qū)動下迎來快速發(fā)展，我們復(fù)盤發(fā)現(xiàn)德/美/日/澳四國家儲發(fā)展驅(qū)動因素略有差異，我們預(yù)期未來峰谷價差拉大、儲能成本下降、FIT到期等因素都將驅(qū)動家儲經(jīng)濟性進(jìn)一步提升，且VPP模式有望貢獻(xiàn)新增收益，推動分布式電力系統(tǒng)快速發(fā)展。
摘要
家儲是分布式能源的重要組成部分，推動電力系統(tǒng)由集中式供能向集中式與分布式共同供能轉(zhuǎn)變。目前集中式的波動性可再生能源裝機持續(xù)增長、電力需求增長，催生電力短缺、電能質(zhì)量低、電價高等問題，分布式供能可實現(xiàn)輸配電成本節(jié)約，實現(xiàn)更低成本、提高電能質(zhì)量和能源效率。對于家庭而言，家儲可降低用電成本，同時可作為應(yīng)急備用電源提升家庭供電可靠性；對于電網(wǎng)而言，配置儲能可將電力在時間上轉(zhuǎn)移以輔助電網(wǎng)平衡發(fā)電能力與用電需求。
各國家儲市場驅(qū)動因素各異，經(jīng)濟性與供電可靠性為核心驅(qū)動力。2021年全球儲能裝機規(guī)模約6.6GWh，同比增長46%，其中德/美/日/澳為主要裝機國家。分析四國驅(qū)動因素，經(jīng)濟性與供電可靠性和核心驅(qū)動力：四國大多有針對家儲的補貼以直接降低其安裝成本，澳洲、美國加州等地均有虛擬電廠等商業(yè)模式創(chuàng)新提升經(jīng)濟性，德國、澳洲市場在高電價驅(qū)動下家庭光儲系統(tǒng)快速增長，我們測算德/美/日/澳家庭儲能系統(tǒng)回本周期分別約7.6/15.5/8.3/10.3年，德日澳已初步具備經(jīng)濟性。此外，日本、美國等地區(qū)極端天氣頻發(fā)，家庭提升用電可靠性需求也進(jìn)一步推升家儲安裝需求。
全球家儲發(fā)展空間巨大，零售/VPP加速發(fā)展情形下2025年全球家儲安裝規(guī)模有望分別達(dá)18/35GWh。我們測算全球家儲理論規(guī)模約1300GWh，而截至2021年全球家儲裝機僅約20GWh，發(fā)展?jié)摿薮?。我們認(rèn)為峰谷價差拉大、儲能成本下降、FIT到期等因素都將驅(qū)動家儲經(jīng)濟性進(jìn)一步提升，同時若VPP模式成熟，將為家儲帶來更高額的收益。我們預(yù)期在常規(guī)情形與VPP加速發(fā)展情形下，2025年全球家儲裝機量分別達(dá)18/35GWh，對應(yīng)2021-2025年CAGR分別達(dá)29%/52%。
我們看好海外家儲市場持續(xù)性地快速增長帶動布局家儲市場的鋰電池企業(yè)及逆變器廠商業(yè)績增長。建議關(guān)注：1）鋰電池；2）逆變器。
風(fēng)險
家儲經(jīng)濟性提升不及預(yù)期，戶用光伏裝機不及預(yù)期，家儲需求不及預(yù)期。
正文
家儲發(fā)展概覽
家儲是分布式能源的重要組成
家庭儲能為家庭用戶在本地儲存電能以備后用，電化學(xué)儲能產(chǎn)品也被稱為電池儲能系統(tǒng)。目前家庭儲能普遍為配合戶用光伏使用構(gòu)成家庭光儲系統(tǒng)，家庭光儲系統(tǒng)主要包括：光伏組件、逆變器、鋰電池、BMS、交流負(fù)載等。分類上可包括并網(wǎng)家庭光儲系統(tǒng)和離網(wǎng)家庭光儲系統(tǒng)。并網(wǎng)家庭光儲系統(tǒng)可在由電網(wǎng)對家庭負(fù)荷供電或家庭光儲系統(tǒng)對電網(wǎng)輸電，離網(wǎng)家庭儲能系統(tǒng)則與電網(wǎng)無電氣連接，適用于孤島等偏遠(yuǎn)無電網(wǎng)地區(qū)。
家庭儲能是分布式能源（DER）的重要組成部分，推動電力系統(tǒng)由集中式供能向集中式與分布式共同供能轉(zhuǎn)變。目前集中式的波動性可再生能源裝機持續(xù)增長、電力需求增長，催生電力短缺、電能質(zhì)量低、電價高等問題，分布式能源（Distributed Energy Resource, DER）是靠近家庭或企業(yè)等用電地點，提供了傳統(tǒng)電網(wǎng)的代替方案或增強功能。分布式能源包括：1）分布式發(fā)電：包括分布式光伏、家用燃料電池等；2）分布式儲能：分布式鋰電池儲能或飛輪儲能等。我們認(rèn)為相比于集中式發(fā)電廠與高壓輸配電線路建設(shè)，分布式能源可實現(xiàn)更低的成本、提高服務(wù)可靠性、提高電能質(zhì)量、提高能源效率和能源獨立性，同時提供著顯著的環(huán)境效益。最終分布式儲能將與分布式發(fā)電共同實現(xiàn)電力系統(tǒng)由集中式供能向集中式與分布式共同供能轉(zhuǎn)變。
具體而言，我們認(rèn)為家庭儲能的發(fā)展對家庭與電網(wǎng)均存在較大意義：
?對家庭而言，家儲可通過提高自發(fā)自用比例、參與輔助服務(wù)等方式降低用電成本，同時在面臨重大災(zāi)害等因素導(dǎo)致電網(wǎng)電力中端時作為應(yīng)急備用電源，提升家庭供電可靠性。
?對電網(wǎng)而言，VRE（波動性可再生能源）占比快速提升，將進(jìn)一步拉大發(fā)電曲線與用電曲線的差異，配置儲能可將電力在時間上轉(zhuǎn)移以輔助電網(wǎng)平衡發(fā)電能力與用電需求。
全球家儲裝機規(guī)?？焖僭鲩L，德美日澳為主要裝機國家。2020年，全球儲能裝機規(guī)模約4.5GWh，其中德/美/日/澳為前四大裝機市場，裝機份額分別約25%/23%/18%/9%，整體市場裝機較為集中。2021年全球家儲裝機進(jìn)一步高增至6.6GWh，同比增長約46%。
圖表1：全球家儲裝機快速增長
資料來源：Sunwiz，《The development of battery storage systems in Germany, Jan Figgener, 2022》，BNEF，中金公司研究部
圖表2：2020年家儲裝機規(guī)模拆分
資料來源：HIS Markit，中金公司研究部
圖表3：2021年美德日澳戶用光伏及儲能滲透率一覽
注：光伏、光伏+儲能的安裝比例計算基數(shù)均為適合安裝的住宅數(shù)量，資料來源：InfoLink，中金公司研究部
家儲發(fā)展的核心驅(qū)動力
我們認(rèn)為家儲核心驅(qū)動力包括降低家庭用電成本與提升供電可靠性：政策、電力市場機制等多種方式共同驅(qū)動配儲成本下降、降低家庭用電成本；突發(fā)停電事件時家庭儲能可作為備用電源提升家庭供電可靠性。
圖表4：家庭儲能驅(qū)動因素匯總
資料來源：中金公司研究部
?電網(wǎng)用電電價與上網(wǎng)電價差值逐步增加。1）FIT退坡：德國、日本等眾多國家均設(shè)有光伏發(fā)電上網(wǎng)電價補貼政策（Feed-in tariffs, FIT），但目前大多國家FIT補貼均逐步退坡或取消/到期，光伏發(fā)電上網(wǎng)電價持續(xù)降低。2）凈計量政策退坡：美國、澳大利亞等國設(shè)有凈計量政策（Net Metering，NEM），允許戶用光伏家庭根據(jù)向電網(wǎng)輸送的電量，從自己的電費賬單中扣除一部分，即只計算凈消費額，目前美國加州、佛羅里達(dá)州均計劃凈計量政策退坡或取消。3）電價上漲：受目前俄烏沖突等影響，歐美用電價格持續(xù)上漲，居民電網(wǎng)取電的用電成本提升。受FIT、凈計量政策退坡及電價上漲三方面影響，目前電網(wǎng)用電電價與光伏上網(wǎng)電價差值拉大，海外戶用光伏已逐步從單一的售電模式轉(zhuǎn)向配置儲能并實現(xiàn)更高的自發(fā)自用比例。
圖表5：歐洲各國批發(fā)電價
資料來源：statista，中金公司研究部
圖表6：美國城市平均電價
資料來源：Federal Reserve Economic Data，中金公司研究部
?直接補貼：政府對家儲配置給予直接補貼，如美國ITC政策給予配套光伏的儲能項目以稅收抵免，日本、澳大利亞等國家也均推出針對家儲的直接補貼政策以提升其經(jīng)濟性。
?分時電價機制：美國加州、澳大利亞、意大利等國家均設(shè)有分時零售電價機制，在中午時段光伏發(fā)電量大、用電需求小，居民電價較低；傍晚時分光伏發(fā)電量驟減、用電需求快速提升，分時電價上升。戶用光伏配置儲能后，可在中午時分將光伏多余發(fā)電量對電池充電，并在傍晚家庭用電需求高峰時進(jìn)行放電，減少傍晚時分（高電價時段）購電量，降低家庭用電成本；對于單獨配儲用戶，也可在電價低谷時間內(nèi)對電池充電并在高電價時段向電網(wǎng)放電實現(xiàn)套利。
圖表7：家庭光儲系統(tǒng)運作模式
注：采用4KW光伏+7KWh儲能系統(tǒng)，資料來源：BNEF，中金公司研究部
?虛擬電廠：虛擬電廠（Virtual Power Plant，VPP）通過聚合儲能等分布式能源，可以實現(xiàn)對電網(wǎng)穩(wěn)定輸電，并提供輔助服務(wù)、需求側(cè)響應(yīng)獲取收益，同時通過長期合約和金融工具，降低安裝成本門檻，加速家庭儲能滲透率提升。如澳大利亞、美國加州均對戶用光儲系統(tǒng)參與虛擬電廠項目提供約50-100美元/KW/年不等的收益。
圖表8：虛擬電廠收益模式
資料來源：中金公司研究部
我們選取澳洲、日本、德國、美國加州四個主要家儲安裝地進(jìn)行經(jīng)濟性測算：日本、德國在戶用光伏基礎(chǔ)上額外增加儲能的投資回收期約在7-8年，已初步具備一定經(jīng)濟性，澳大利亞、美國加州在戶用光伏基礎(chǔ)上額外增加儲能的投資回收期均超10年，尚未具備較高經(jīng)濟性。
圖表9：全球主要家儲國家經(jīng)濟性測算
資料來源：Solar Victoria，Canstarblue，TEPCO，Tai Navi，PGE，Energysage，BNEF，中金公司研究部
除降低家庭用電成本外，家庭儲能可提升家庭供電可靠性與穩(wěn)定性。2021年澳洲多處燃煤電廠爆炸引發(fā)意外停電、極端風(fēng)暴天氣引發(fā)數(shù)千家庭連續(xù)數(shù)周斷電[1]；日本也是地震、海嘯頻發(fā)國家之一，均對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響，進(jìn)而產(chǎn)生家庭對儲能的需求。
各國家儲市場發(fā)展
澳大利亞：VPP等多樣化收益、供電可靠性驅(qū)動
根據(jù)澳洲光伏及儲能資訊公司Sunwiz數(shù)據(jù)，2021年澳大利亞供實現(xiàn)儲能裝機1089MWh，其中部署30246個家庭儲能系統(tǒng)，總裝機容量為333MWh，其預(yù)計2022年家儲裝機將穩(wěn)定增長，裝機容量有望達(dá)363MWh。分區(qū)域看，澳大利亞家儲安裝集中于新南威爾士州、維多利亞州、南澳大利亞州等地。
圖表10：澳洲家儲裝機規(guī)模
資料來源：Sunwiz，中金公司研究部
分布式光伏發(fā)展快速。澳洲分布式光伏較多，主要是屋頂系統(tǒng)，其推動因素主要包括：1）自然優(yōu)勢：澳洲擁有世界第一的光照資源，80%以上的國土光照強度超過2000kW/m2/hour，系統(tǒng)成本相同下，澳洲光伏發(fā)電的成本僅為德國發(fā)電成本的一半。2）政策支持：澳洲政府通過小規(guī)?？稍偕茉从媱?Small-scale Renewable Energy Scheme, SRES)，對安裝戶用光伏的用戶頒發(fā)小規(guī)模技術(shù)權(quán)證(Small-scale Technology Certificates, STCs)，可自行出售給電力零售商等或分配給系統(tǒng)安裝公司以換取一定的折扣；同時澳洲各州政府對戶用光伏給予FiT補貼；3）房屋所有率和單戶住宅率較高。4）澳洲零售電價不斷上漲。
各州政府為家儲安裝提供回扣/補助金直接降低家儲成本。目前澳洲無全國性統(tǒng)一補貼政策，但各州大多為家庭儲能系統(tǒng)提供回扣以降低安裝成本。澳大利亞首都領(lǐng)地提供825美元/KW的電池回扣，最高可達(dá)30千瓦（最高24,750美元）；北領(lǐng)地提供450美元/KW的安裝補助金，最高補助金為6,000美元，南澳大利亞、維多利亞州等也提供最高3000-3500美元不等的家儲安裝回扣。此外，新南威爾士州還針對家儲安裝提供無息貸款以提升其經(jīng)濟性。
虛擬電廠提供額外收益來源。澳大利亞各州提供眾多虛擬電廠項目，截至2022年4月，澳洲累計虛擬電廠項目達(dá)61個，其主要技術(shù)為表后儲能，而表后儲能又以家庭儲能為主。澳洲VPP項目通常可通過三種方式獲取收益：1）VPP通過電力零售商進(jìn)入電力批發(fā)市場；2）提供緊急的需求側(cè)相應(yīng)等電網(wǎng)服務(wù)；3）提供輔助服務(wù)。澳洲居民可在安裝家庭光儲系統(tǒng)時即與系統(tǒng)零售商簽訂VPP項目協(xié)議以換取一定購置折扣，或可與獨立的VPP聚合商簽訂VPP協(xié)議，將儲能系統(tǒng)部分容量參與VPP項目獲取額外收益。如新南威爾士州居民加入不同VPP項目可獲得約200-450澳元/年的額外利益。
圖表11：澳洲累計VPP數(shù)量
資料來源：BNEF，中金公司研究部
圖表12：2021年新南威爾士州居民加入VPP獲得的額外收益
資料來源：BNEF，中金公司研究部
家儲提升家庭供電可靠性。家儲可在發(fā)電廠中斷或發(fā)生極端天氣時提供應(yīng)急電源：1）發(fā)電廠中斷：2021年5月下旬Callide燃煤發(fā)電廠爆炸導(dǎo)致基本負(fù)荷停電，昆士蘭Stanwell、Gladstone，新南威爾士州Bayswater等燃煤發(fā)電廠均出現(xiàn)意外停電[2]，導(dǎo)致2021年二季度昆士蘭州、新南威爾士州和維多利亞州累計出現(xiàn)近五百次基本負(fù)荷中端，發(fā)電廠意外暫停及輸電線路中斷使得昆士蘭州、新南威爾士州二季度平均價格分別同比上漲297%/184%。2）極端天氣：2021年6月維多利亞州發(fā)生嚴(yán)重風(fēng)暴致使丹德農(nóng)山脈數(shù)千個家庭連續(xù)數(shù)周斷電[3]，家庭光儲系統(tǒng)維持家庭供電可靠與穩(wěn)定性。
圖表13：昆士蘭州、新南威爾士州電力批發(fā)市場季度均價
資料來源：Australia Energy Regulator，中金公司研究部
風(fēng)光占比提升驅(qū)動電力批發(fā)價格下滑，光伏上網(wǎng)電價持續(xù)退坡，驅(qū)動家儲經(jīng)濟性。澳大利亞風(fēng)光等可再生能源裝機持續(xù)增長，持續(xù)壓低電力批發(fā)市場電價，帶動戶用光伏白天并網(wǎng)價值下降，目前澳大利亞各州大多推動光伏上網(wǎng)電價（Feed-in-Tariff, FIT）退坡：2021年1月Energy Australia將新南威爾士州居民的上網(wǎng)電價從10.5美分/KWh下調(diào)至9.5美分/KWh，并在10月進(jìn)一步下調(diào)至7.6美分/千瓦時；維多利亞州2021年7月起將最低上網(wǎng)電價從10.2美分/千瓦時下調(diào)至6.7美分/千瓦時。戶用光伏上網(wǎng)電價持續(xù)下降，導(dǎo)致居民零售電價遠(yuǎn)高于戶用光伏上網(wǎng)電價，由此帶來家庭儲能經(jīng)濟性。
我們以維多利亞州為例測算家儲經(jīng)濟性。澳洲電力系統(tǒng)多樣，戶用光伏上網(wǎng)電價可自由選擇固定上網(wǎng)電價或根據(jù)時間可變的上網(wǎng)電價。居民零售電價也可自由選擇單一固定電價、階梯電價、分時電價等各種方式，目前單一固定電價較為主流，我們采用固定上網(wǎng)電價及固定居民零售電價測算戶用光儲系統(tǒng)回本周期：僅光伏系統(tǒng)投資回收期約3.7年，光伏+儲能系統(tǒng)投資回收期約6.2年，光儲系統(tǒng)中單儲能的投資回收期約10.3年，光伏系統(tǒng)已存在較高經(jīng)濟性，但戶用儲能系統(tǒng)經(jīng)濟性尚未實現(xiàn)較好經(jīng)濟性。
圖表14：澳洲家儲經(jīng)濟性測算（以維多利亞州為例）
資料來源：Solar Victoria，Canstarblue，中金公司研究部
日本：供電穩(wěn)定性與高額補貼驅(qū)動
日本2021年表后儲能裝機量約931MWh，同比2020年增長8%，表后儲能中以戶用儲能為主，占比高達(dá)90%。
圖表15：日本表后儲能裝機規(guī)模
資料來源：日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省，BNEF，中金公司研究部
國家與地方高額補貼直接降低家儲安裝成本。日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省授權(quán)委托的社團組織（Sustainable open Innovation Initiative, SII）對分布式能源給予補貼。2022年根據(jù)家庭儲能系統(tǒng)容量差異，補貼金額在37000日元/KWh-52000日元/KWh。此外，日本各個地方政府大多也給予家儲補貼：東京70,000日元/kWh（最高420,000日元或設(shè)備成本的一半）、八王子市給予10,000日元/kWh補貼（最高50,000日元）、葛飾區(qū)給予最高20萬元補貼。
上網(wǎng)電價持續(xù)退坡、FIT期限到期，催生家儲需求。日本最早于2009年啟動可再生能源上網(wǎng)電價計劃（FIT）以鼓勵光伏裝機，電力公司將購買消費者光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的多余發(fā)電量，此后每年上網(wǎng)電價持續(xù)退坡，最新年度（2022年4月-2023年3月）戶用光伏上網(wǎng)電價（<10KW）同比下降11%至17日元/千瓦時，預(yù)期隨著光伏成本進(jìn)一步下降與裝機量持續(xù)提升，戶用光伏上網(wǎng)電價或?qū)⒊掷m(xù)退坡，推升配儲經(jīng)濟性。另一方面，因戶用FIT合同期限均為10年，2019年11月后，早期簽署的FIT合同將陸續(xù)到期，據(jù)日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省估計，2019年將有53萬個家庭光伏FIT合同到期，至2023年將達(dá)到165萬個家庭，對應(yīng)約6.7GW的光伏總裝機量，將催生較大配儲需求。
圖表16：日本戶用光伏上網(wǎng)電價持續(xù)退坡
資料來源：日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省，中金公司研究部
圖表17：日本FIT累計到期家庭戶數(shù)及裝機容量
資料來源：BNEF，中金公司研究部
地震、海嘯等災(zāi)難頻發(fā)，推動家庭儲能配置需求。日本為全球災(zāi)難頻發(fā)國家之一，地震、臺風(fēng)、海嘯等極端天氣頻發(fā)對供電系統(tǒng)及電力穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響，如2022年3月，東北海岸發(fā)生7.4級地震，破壞影響六座發(fā)電廠致使其數(shù)周至數(shù)月停滯，切斷了約200萬戶家庭的電力供應(yīng)[4]；2019年10月，臺風(fēng)海貝思推倒了日本眾多輸電塔與電線桿，中斷了近50萬家庭的電力供應(yīng)[5]。日本家庭對供電可靠性與穩(wěn)定性的需求將直接驅(qū)動儲能需求。
我們測算以日本東京家庭為例測算戶用光伏及儲能的經(jīng)濟性。我們假設(shè)無光伏/儲能系統(tǒng)地家庭和安裝光伏或光儲系統(tǒng)的家庭均采用階梯電價。測算發(fā)現(xiàn)：僅安裝光伏系統(tǒng)投資的回收期約5.7年，光伏+儲能系統(tǒng)投資回收期約6.2年，光儲系統(tǒng)中添加額外的儲能的投資回收期約8.3年，光伏系統(tǒng)已存在一定經(jīng)濟性，而儲能系統(tǒng)在日本DER補貼及地方政府高額補貼下同樣具備一定經(jīng)濟性。
圖表18：日本東京家儲經(jīng)濟性測算
資料來源：TEPCO，Tai Navi，BNEF，中金公司研究部
德國：高零售電價驅(qū)動儲能需求
德國家儲裝機快速發(fā)展，占儲能裝機主導(dǎo)地位。根據(jù)德國亞琛工業(yè)大學(xué)相關(guān)研究數(shù)據(jù)，2021年德國戶用儲能新增套數(shù)約14.5萬套，對應(yīng)家儲裝機量約1268 MWh，同比增長49%，占德國總儲能裝機量份額超90%。從家儲單套規(guī)模來看，2021年平均規(guī)模約8.7KWh，近五年持續(xù)提升。
圖表19：德國家儲裝機規(guī)?？焖僭鲩L
資料來源：《The development of battery storage systems in Germany, Jan Figgener, 2022》，中金公司研究部
圖表20：2021年德國儲能裝機量拆分
資料來源：《The development of battery storage systems in Germany, Jan Figgener, 2022》，中金公司研究部
高電價驅(qū)動戶用光伏裝機持續(xù)增長，同時催生儲能經(jīng)濟性。德國是目前歐洲居民零售電價最高的國家之一，常年維持在30歐分/KWh的水平，據(jù)SolarPower Europe測算，德國家庭安裝光伏或戶用光儲系統(tǒng)度電成本已遠(yuǎn)低于德國零售電價。同時，2021年下半年以來，能源需求增長、地緣政治影響供給，歐洲天然氣價格大幅上漲并帶動德國批發(fā)電價持續(xù)上漲，進(jìn)一步推高德國居民零售電價，高居民零售電價直接驅(qū)動戶用光伏及儲能裝機量。
圖表21：德國家庭平均電價
資料來源：BDEW，中金公司研究部
聯(lián)邦與州政府層面為戶用儲能提供補貼等金融支持。德國復(fù)興信貸銀行（KFW）為戶用光伏或儲能系統(tǒng)提供低息貸款。此外，各州政府也為戶用儲能提供不同額度補貼支持：柏林給予300歐元/KWh補貼（最高15,000歐元）；巴伐利亞給予100歐元/KWh補貼。
2021年后FIT逐步到期，且FIT逐年退坡，驅(qū)動儲能需求。2020年德國頒布可再生能源法案，引入可再生能源上網(wǎng)電價補貼，合同期限為20年。2021年起，早期的戶用光伏上網(wǎng)電價補貼將陸續(xù)到期，BNEF預(yù)計2021年將有1.8萬套戶用光伏FIT到期，至2025/2030年將分別達(dá)4.6/25萬套，驅(qū)動配儲需求。另一方面，德國FIT電價持續(xù)退坡，而家用零售電價持續(xù)上升，儲能經(jīng)濟性持續(xù)提升。
圖表22：德國FIT上網(wǎng)電價持續(xù)下降
資料來源：Fraunhofer ISE，BDEW，中金公司研究部
圖表23：德國戶用光伏FIT將于2021年后逐步到期
資料來源：BNEF，中金公司研究部
我們以德國柏林為例測算德國光伏及儲能經(jīng)濟性。德國普遍采用固定上網(wǎng)電價及固定零售電價測算發(fā)現(xiàn)：僅安裝光伏系統(tǒng)投資的回收期約6.5年，光伏+儲能系統(tǒng)投資回收期約6.9年，光儲系統(tǒng)中添加額外的儲能的投資回收期約7.6年，戶用光伏及儲能系統(tǒng)均已具備一定經(jīng)濟性。根據(jù)德國亞琛工業(yè)大學(xué)研究數(shù)據(jù)，2021年德國新增的21.5萬套戶用光伏中約67%的家庭同時配置了儲能，光儲系統(tǒng)在德國已實現(xiàn)較好滲透與應(yīng)用。
圖表24：德國家儲經(jīng)濟性測算
資料來源：Fraunhofer ISE，BDEW，Photovoltaik4all，中金公司研究部
美國加州：多樣化政策驅(qū)動光儲需求
加州擁有全美最大的光伏市場，2020年起，加州所有新建的住宅將被要求安裝光伏系統(tǒng)，2021年加州戶用光伏裝機量約1.4GW，同比增長約32%，戶用儲能裝機規(guī)模約580MWh，同比增長55%。
圖表25：加州戶用儲能裝機
資料來源：BNEF，中金公司研究部
加州政策采用多樣政策提升光伏及儲能經(jīng)濟性。
?ITC與SGIP直接補貼光伏與儲能項目：1）ITC：美國2006年頒布ITC（Investment Tax Credit）稅收減免政策，為光伏系統(tǒng)提供30%的稅收抵免，目前ITC補貼為26%，且其同樣適用于配套光伏的儲能項目，ITC直接提升光伏及儲能項目經(jīng)濟性。2）SGIP：加州2016年推出SGIP補貼（Self-Generation Incentive Program），對儲能項目給予補貼，補貼總預(yù)算超10億美元，其對戶用儲能的初始補貼高達(dá)0.5美元/Wh，目前隨裝機增長，單位補貼金額約0.15-0.2美元/Wh。ITC與SGIP補貼直接降低光伏及儲能項目投資成本。
?凈計量政策（net energy metering, NEM）：凈計量政策允許系統(tǒng)功率小于1MW的家庭及工商業(yè)光伏用戶根據(jù)向電網(wǎng)輸送的電量，從自己的電費賬單中扣除，即只計算凈消費額。2017年加州推出新的計量政策（NEM 2.0），對從電網(wǎng)購買的電力增收不可繞過費用（Non-bypassable charges, NBC），金額約2-3美分/KWh，因而上網(wǎng)電力抵扣的電價將略低于電網(wǎng)取電電價。
?分時電價（Time of Use, TOU）：NEM 2.0規(guī)定所有光伏用戶必須切換至分時電價（TOU）制度，即針對不同時段存在不同零售電價。如加州太平洋煤氣電力公司（PG&E）目前劃分為夏季時段與冬季時段，在夏季時段的高峰期（4pm-9pm）最高收取49美分/KWh，非高峰期（9pm-4pm）最高收取42美分/KWh。配置儲能可直接降低家庭在用電高峰期的電網(wǎng)購電量，驅(qū)動其經(jīng)濟性。
此外，加州儲能項目還可通過參與VPP項目獲利。VPP項目在加州較為流行，終端安裝商、第三方VPP提供商等企業(yè)均為家庭光儲客戶提供不同收益的VPP項目。如swell energy為加州洪堡縣提供1000美元現(xiàn)金獎勵；為加州橙縣、文圖拉和圣巴巴拉等客戶提供更低折扣的光伏+儲能系統(tǒng)購置成本。加州光儲家庭可自行選擇VPP項目以實現(xiàn)收益最大化。
我們測算美國加州戶用光伏及儲能的經(jīng)濟性。我們假設(shè)無光伏/儲能系統(tǒng)地家庭采用單一固定電價，而安裝光伏或光儲系統(tǒng)的家庭采用分時電價，測算發(fā)現(xiàn)：僅安裝光伏系統(tǒng)投資的回收期約4.6年，光伏+儲能系統(tǒng)投資回收期約5.9年，光儲系統(tǒng)中添加額外的儲能的投資回收期約15.5年， 光伏系統(tǒng)已存在一定經(jīng)濟性，但戶用儲能系統(tǒng)經(jīng)濟性尚未具備經(jīng)濟性。
圖表26：美國加州家儲經(jīng)濟性測算
資料來源：PGE，Energysage，中金公司研究部
NEM 3.0政策有望驅(qū)動戶用光伏系統(tǒng)轉(zhuǎn)向光伏+儲能系統(tǒng)。我們認(rèn)為加州光伏系統(tǒng)安裝儲能明顯拉低投資回收期主要由于當(dāng)前的NEM允許家庭光伏用戶以接近電力零售價格向電網(wǎng)售電，進(jìn)而提升光伏系統(tǒng)經(jīng)濟性但同時拉低儲能經(jīng)濟性。2020年加州公用事業(yè)委員會啟動更改NEM計劃（NEM 3.0），根據(jù)提案，NEM 3.0將拉大高峰與低谷電價零售電價差（低谷費用低于0.2美元/KWh，高峰期費用近0.5美元/KWh），同時降低大幅降低上網(wǎng)電力所抵扣的電價金額（從目前的22-36美分/KWh下降至4.7-20美分/KWh），且將針對光伏系統(tǒng)征收8美元/KW/月的電網(wǎng)費用。根據(jù)BNEF估算，NEM 3.0政策將直接降低光伏系統(tǒng)投資回收期，但光伏+儲能投資回收期將維持約8年。目前該提案目前被推遲直至另行通知，未來若通過提案或?qū)⑦M(jìn)一步刺激加州家儲裝機。
家儲理論空間與裝機規(guī)模預(yù)測
家儲理論市場空間測算
我們測算全球戶用儲能理論裝機規(guī)模近1500GWh，發(fā)展?jié)摿薮?。從屋頂光伏配儲考慮，居住獨棟住宅的家庭擁有安裝屋頂光伏的潛力，按照各國家及地區(qū)獨棟住宅家庭占比、住宅可開發(fā)屋頂光伏比例進(jìn)行測算，可得到全球約3.3億套家儲系統(tǒng)需求規(guī)模；我們按照各地區(qū)家庭平均每日用電量、配儲50%進(jìn)行測算，計算得全球約1308GWh家儲理論裝機空間。對比而言，2021年全球家儲累計裝機規(guī)模僅約20GWh，潛在增長空間巨大。
圖表27：常規(guī)情形下全球儲能裝機測算
注：家儲在中國居民側(cè)電價機制下經(jīng)濟差、中國整縣推進(jìn)模式更適宜集中式儲能，故未測算中國理論市場規(guī)模。獨棟住宅戶占比，拉丁美洲及亞洲其他地區(qū)按照60%、其他地區(qū)按照當(dāng)?shù)貙嶋H水平分別進(jìn)行測算；住宅可開發(fā)屋頂光伏比例，澳大利亞按照其實際水平、其他地區(qū)按照30%分別進(jìn)行測算；單位家儲容量，按照各地區(qū)戶均每日用電量的50%進(jìn)行測算。資料來源：NREL，Eurostat，ISF，STATS SA，Worldometer，Statista，中金公司研究部
家儲裝機規(guī)模預(yù)測
從經(jīng)濟性角度來看，我們認(rèn)為家庭儲能回本周期達(dá)到5年時將迎來快速增長。目前來看，日本、德國家儲回本周期均在7-8年，澳洲、加州在10-15年。我們認(rèn)為隨著各國峰谷價差拉大、儲能成本下降、FIT到期等因素驅(qū)動，家儲經(jīng)濟性將進(jìn)一步提升，而戶用光伏安裝量持續(xù)增長，不僅擴大了家儲的潛在市場空間，且會加速FIT退坡，變相推動家儲的經(jīng)濟性。
家庭儲能安裝成本下降提升其經(jīng)濟性。從成本拆解來看，2021年家庭儲能度電成本近600美元/KWh，其中電池PACK及逆變器成本各占約1/3，2022年受上游碳酸鋰等原材料漲價影響，鋰電池價格上漲，我們預(yù)期其將在2023年后逐步回落，預(yù)計至2026年家儲安裝成本將下降至約500美元/KWh，相比2021年下降22%，其經(jīng)濟性有望進(jìn)一步提升。
圖表28：家儲安裝成本拆分及LCOE預(yù)測
資料來源：BNEF，中金公司研究部
2022-2026年期間，假設(shè)全球各國平均能源價格不發(fā)生劇烈波動，那么在無補貼區(qū)域，家儲的經(jīng)濟性仍不顯著（相比僅安裝光伏），我們預(yù)計家儲的主要市場仍然是歐、美、澳、日等國，發(fā)展中國家則使用更為廉價的便攜式儲能和光伏來提供電能。我們通過戶用光伏裝機預(yù)測數(shù)據(jù)，并假設(shè)光伏配儲比例，同時考慮部分現(xiàn)有戶用光伏新增儲能需求，推算預(yù)測全球儲能裝機量：我們預(yù)計2022年全球儲能裝機量有望達(dá)9.4GWh，同比增長43%，至2025年全球戶用儲能裝機有望達(dá)近20GWh。
另一方面，我們認(rèn)為在此期間若VPP等新商業(yè)模式逐步成熟，有望提升家儲經(jīng)濟性，若在VPP商業(yè)模式快速發(fā)展的加持下，我們預(yù)期家儲滲透規(guī)模有望明顯快于常規(guī)模式，我們預(yù)計在VPP快速發(fā)展的情形下2025年全球家儲安裝量有望達(dá)33GWh。
圖表29：常規(guī)情形下全球儲能裝機測算
資料來源：IHS Markit，BNEF，Solar Victoria，TEPCO，PGE，Energysage，中金公司研究部
圖表30：常規(guī)情形與VPP加速發(fā)展情形家儲安裝量對比
資料來源：IHS Markit，BNEF，Solar Victoria，TEPCO，PGE，Energysage，中金公司研究部
家儲市場格局與競爭力
戶用儲能產(chǎn)品的核心是鋰電池，但集成品牌商較多。戶用儲能系統(tǒng)由電芯、BMS、EMS（能源管理系統(tǒng)）、儲能雙向變流器、其它支撐系統(tǒng)構(gòu)成，電池是最核心的組件。從供應(yīng)商層面，也形成兩大類企業(yè)：1）電芯供應(yīng)商作為品牌本身，如LGES，派能科技等。2）第三方集成商作為品牌，外采電芯，如特斯拉、Sonnen等。
除儲能品牌外，實際對接客戶的是當(dāng)?shù)氐那郎膛c安裝商。由于儲能產(chǎn)品是電氣產(chǎn)品、安裝調(diào)試存在一定專業(yè)度和安全防護(hù)要求。因此終端客戶并非直接對接到儲能品牌商，而是對接渠道商/安裝商。不同區(qū)域政策、電力市場準(zhǔn)入審批要求的不同，也使得不同區(qū)域安裝商需要對接當(dāng)?shù)卣?、電力部門、客戶，完成準(zhǔn)入、安裝以及定制化的電力交易策略等服務(wù)需求，因而渠道商/安裝商的終端區(qū)位優(yōu)勢相對突出。
圖表31：儲能產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成
資料來源：中金公司研究部
從市場格局來看，全球儲能鋰電在電芯層面呈現(xiàn)高度集中，而戶用細(xì)分領(lǐng)域品牌相對分散。
?全球儲能電芯市場格局集中：儲能電芯在不同國家區(qū)域具有一定通用型，2021年儲能市場寧德時代、LG化學(xué)、三星SDI市場份額分別約32%、14%、14%，CR3高達(dá)60%。
?全球儲能集成商份額分散，各區(qū)域均有優(yōu)勢供應(yīng)商。由于家庭儲能為To C業(yè)務(wù)，具有明顯的渠道優(yōu)勢，因而全球各區(qū)域均有不同的優(yōu)勢供應(yīng)商。如美國市場家儲集成商以Tesla 和Enphase Energy占主導(dǎo)地位，4Q21兩者合計份額達(dá)69%；而在德國市場則以Sonnon、E3/DC、SENEC等德國本土儲能品牌為主，集成商區(qū)域性明顯。
我們認(rèn)為對于家儲集成商來說，渠道、產(chǎn)品設(shè)計、經(jīng)濟性、VPP商業(yè)模式是影響其市場份額的主要因素。
?市場渠道：家儲集成商進(jìn)入當(dāng)?shù)氐氖滓獥l件為具備相應(yīng)資質(zhì)，同時需具備分銷商、零售商的渠道以直接觸達(dá)終端消費者，即對終端消費者而言的“可獲得性”。
企業(yè)對比：目前如特斯拉Powerwall有自身SolarCity光伏業(yè)務(wù)，可進(jìn)行配套銷售；Enphase Energy為微型逆變器企業(yè)，具備較好的終端銷售渠道，與其儲能產(chǎn)品具備較好協(xié)同性；Sonnon、SENEC等則長期專注于德國家儲市場，積累起較好的銷售渠道。
?產(chǎn)品設(shè)計：產(chǎn)品設(shè)計包括產(chǎn)品外觀與容量大小。由于家庭儲能類似消費電子產(chǎn)品，消費者在購買時對產(chǎn)品的美觀度有較高要求；同時各國居民平均用電量差異較大，如德國家庭平均日耗電約10KWh，而美國家庭平均日耗電高達(dá)25-30KWh，家儲集成商需具備相對應(yīng)合適的儲能產(chǎn)品容量以滿足消費者需求。
企業(yè)對比：目前多數(shù)品牌均提供多種型號不同容量的家庭儲能電池，低至5KWh，高可達(dá)15KWh+，但特斯拉產(chǎn)品較單一，僅提供容量為13.5KWh的Powerwall 2儲能電池。
?經(jīng)濟性：戶用儲能的其中已達(dá)驅(qū)動因素即為經(jīng)濟性，消費者在選擇產(chǎn)品時會考慮其總價格與單KWh價格。我們以澳洲市場為例，選取各品牌容量在10-15KWh的電池型號計算其單位售價，多數(shù)產(chǎn)品售價分布于700-1000澳元/KWh水平，Sonnon單位售價最高，其次為Tesla，而LG的RESU 13.1KWh產(chǎn)品單位售價僅649澳元/KWh。
?VPP商業(yè)模式：部分集成商可為家儲安裝用戶提供VPP項目，用戶加入VPP項目可在安裝是獲得一定的折扣或按月/調(diào)用量獲得VPP收益，可為用戶創(chuàng)造更多收益。如Sonnen為澳洲家儲用戶提供可選擇的VPP項目。
?電池性能：1）從儲能電池放電深度和電池效率進(jìn)行比較，各品牌電池均介于90%-100%之間，差異性有限。2）從電池類別看，Tesla和LGES為三元電池，其余Sonnon、派能科技、比亞迪、華為等均采用磷酸鐵鋰電池。3）從循環(huán)壽命看，各品牌電池均具有6000次以上循環(huán)壽命或可保證10年內(nèi)剩余容量/額定容量仍大于70%，可較好滿足家庭儲能10年需求。
投資建議
我們看好在降低家庭用電成本與提升供電可靠性的驅(qū)動下，德美日澳等家儲市場迎來快速發(fā)展，推薦家儲系統(tǒng)中價值量占比最大的電池與逆變器環(huán)節(jié)。
鋰電池
我們認(rèn)為鐵鋰電池相對三元電池在成本、循環(huán)壽命、安全性上具備較明顯的優(yōu)勢，國內(nèi)鋰電龍頭企業(yè)和優(yōu)質(zhì)的二線企業(yè)憑借鐵鋰技術(shù)、制造能力、供應(yīng)能力及資金上的優(yōu)勢，具備較強的全球競爭力。同時，部分電池廠商持續(xù)布局海外家儲市場，具備較完善的銷售渠道，綁定下游客戶形成高粘性，有望充分受益海外家儲需求增長。
逆變器
我們認(rèn)為，中國逆變器企業(yè)憑借人力成本優(yōu)勢、國內(nèi)光伏市場快速增長建立的規(guī)模優(yōu)勢及產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢多重因素，不斷提升全球市場份額，開拓銷售渠道，提升產(chǎn)品質(zhì)量。我們看好國產(chǎn)逆變器廠商憑借渠道與研發(fā)優(yōu)勢加速出海，實現(xiàn)市場份額與盈利能力雙升，保障業(yè)績高速增長。
風(fēng)險提示
家儲經(jīng)濟性提升不及預(yù)期。家儲經(jīng)濟性依賴于補貼支持、安裝成本下降等，若未來補貼持續(xù)大幅下滑、家儲系統(tǒng)成本下降不及預(yù)期、峰谷價差縮小，將對家儲經(jīng)濟性造成影響，進(jìn)而影響家儲需求。
戶用光伏裝機不及預(yù)期。目前家儲普遍配套戶用光伏安裝，若戶用光伏裝機量不及預(yù)期，將影響家庭儲能潛在市場空間與裝機需求。
家儲需求不及預(yù)期。若受經(jīng)濟性下滑、戶用光伏裝機不及預(yù)期等因素影響，家儲需求不及預(yù)期，將對鋰電池及逆變器廠商產(chǎn)生一定負(fù)面影響。
