特斯拉2.0全面布局儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)
埃隆·馬斯克（Elon Musk）發(fā)布特斯拉藍(lán)圖第二篇章，宣告了特斯拉向能源公司轉(zhuǎn)變的決心。推出家用儲(chǔ)能電池Powerwall和商用大容量電池Powerpack，收購(gòu)光伏巨頭SolarCity，打造超級(jí)電池工廠Gigafactory，特斯拉完成了從能源制造、儲(chǔ)存到提供能源服務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈垂直覆蓋。
預(yù)計(jì)2020年國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能新裝機(jī)50GW，工商業(yè)峰電規(guī)避有望率先啟動(dòng)
預(yù)計(jì)到2020年，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能累計(jì)新增裝機(jī)容量將超過(guò)50GW，市場(chǎng)總規(guī)模接近2300億元?；緜溆秒娫翠囯娞娲崴?；工商業(yè)電費(fèi)大戶有望率先引入儲(chǔ)能系統(tǒng)，解決峰電規(guī)避難題。五大應(yīng)用需求容量預(yù)測(cè)：1）電網(wǎng)電力輔助服務(wù)25.9 - 26.4GW；2）基站備用電源18 - 21GW；3）風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)1.3 - 1.7GW；4）規(guī)避峰電支出0.9 - 1.3GW； 5）家庭光儲(chǔ)系統(tǒng)0.4 - 0.7GW。
鋰電發(fā)展迅速，領(lǐng)跑儲(chǔ)能技術(shù)路線之爭(zhēng)
儲(chǔ)能分為電化學(xué)、物理、電磁三大技術(shù)路線：1）電化學(xué)儲(chǔ)能商業(yè)前景最佳，其中，鋰離子電池技術(shù)大幅進(jìn)步，占新增電化學(xué)儲(chǔ)能九成份額；2）物理儲(chǔ)能中，抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能等傳統(tǒng)技術(shù)受環(huán)境制約，新技術(shù)有待成熟；3）電磁儲(chǔ)能尚處于技術(shù)驗(yàn)證階段，未來(lái)或大有可為。
平準(zhǔn)化成本年均下降12%，差異化補(bǔ)貼體現(xiàn)正外部性
隨著電池性能提升，儲(chǔ)能平準(zhǔn)化成本年均下降12%。國(guó)內(nèi)扶持政策逐步加力，儲(chǔ)能正式列入國(guó)家發(fā)展計(jì)劃，獲獨(dú)立市場(chǎng)地位。針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域，補(bǔ)貼方式相應(yīng)地有所差異：裝機(jī)補(bǔ)貼可用于工商業(yè)儲(chǔ)能推廣，家庭儲(chǔ)能度電補(bǔ)貼應(yīng)與成本持平，風(fēng)光消納與電力輔助領(lǐng)域除了補(bǔ)貼以外還需逐步限制火電參與調(diào)峰。
提前布局儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈，關(guān)注國(guó)內(nèi)投資機(jī)會(huì)
1）建議關(guān)注擁有先期示范項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案提供商，中游布局有望率先搶占市場(chǎng)份額：陽(yáng)光電源：全球逆變器龍頭，與三星SDI優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提供多樣化儲(chǔ)能方案；科陸電子：光伏、儲(chǔ)能、智慧能源業(yè)務(wù)協(xié)同布局，戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型能源服務(wù)商；成飛集成：鋰電設(shè)計(jì)產(chǎn)能超百億瓦時(shí)，躋身行業(yè)第一梯隊(duì)；2）建議關(guān)注儲(chǔ)能鋰電池設(shè)備龍頭：先導(dǎo)智能：鋰電和光伏制造設(shè)備雙管齊下，持續(xù)布局智能制造；贏合科技：提供鋰電設(shè)備整線采購(gòu)和服務(wù)，助力鋰電池廠商提升投產(chǎn)效率；東方精工：擁有壁壘高、空間大的鋰電PACK組裝線自動(dòng)化技術(shù)；正業(yè)科技：鋰電無(wú)損檢測(cè)設(shè)備市占率近七成，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代和出口國(guó)外市場(chǎng)。
一、特斯拉2.0全面布局儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈
埃隆·馬斯克的太陽(yáng)能計(jì)劃
特斯拉1.0以太陽(yáng)能電力為終點(diǎn)。2006年，埃隆·馬斯克（Elon Musk）發(fā)布了特斯拉“宏偉秘密計(jì)劃”四部曲，依次是生產(chǎn)小量而昂貴的電動(dòng)跑車、適量?jī)r(jià)格適中的車型、量產(chǎn)價(jià)格親民的車型以及提供太陽(yáng)能電力。隨后，特斯拉第一代電動(dòng)跑車Tesla Roadster正式推出，由此開(kāi)啟長(zhǎng)達(dá)十年的特斯拉1.0時(shí)代。
“光儲(chǔ)”吹響特斯拉2.0號(hào)角。2016年7月21日，特斯拉藍(lán)圖第二篇章發(fā)布，內(nèi)含整合能源再生與儲(chǔ)存、豐富產(chǎn)品線、自動(dòng)駕駛和共享四大方向。其首個(gè)方向的核心即“光伏發(fā)電+能源存儲(chǔ)”，通過(guò)創(chuàng)造“驚人高效的、配備集成儲(chǔ)電功能的、美觀的太陽(yáng)能板”，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?yīng)?；仡櫶厮估膽?zhàn)略路線圖，其“光伏+儲(chǔ)能”的布局已顯露端倪。
三線出擊，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈垂直覆蓋
推出儲(chǔ)能鋰電池，靈活搭配滿足差異化需求。2015年4月，特斯拉同時(shí)發(fā)布兩款儲(chǔ)能電，家用級(jí)的Powerwall和電網(wǎng)級(jí)的Powerpack。前者有7 kWh和10kWh兩類規(guī)格，為家庭用戶提供光伏儲(chǔ)電和應(yīng)急電源功能；后者最低容量100kWh，可根據(jù)需求擴(kuò)展至MWh級(jí)，用于調(diào)節(jié)峰谷電量，控制輸配電延時(shí)，提供持續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)，并可參與電網(wǎng)服務(wù)。
聯(lián)合建造超級(jí)電池工廠，解決高性能電池的供給瓶頸。特斯拉聯(lián)合松下、三洋以及其他合作方投入50億美元打造超級(jí)電池工廠Gigafactory，于2016年7月底正式開(kāi)業(yè)，部分產(chǎn)能投入使用。特斯拉表示，到2020年，Gigafactory將使鋰電池年產(chǎn)能提升至50GWh，其中2/3用于動(dòng)力電池，1/3用于Powerwall和Powerpack儲(chǔ)能電池。
收購(gòu)太陽(yáng)城，成為端到端清潔能源服務(wù)公司。2016年7月，特斯拉收購(gòu)SolarCity，后者是美國(guó)最大的屋頂光伏提供商。截止2015年末，SolarCity的累計(jì)光伏裝機(jī)量為2 GW，覆蓋家庭數(shù)達(dá)30萬(wàn)戶。SolarCity在光伏商業(yè)模式創(chuàng)新、用戶覆蓋數(shù)量方面優(yōu)勢(shì)明顯，是特斯拉實(shí)現(xiàn)“光伏+儲(chǔ)能”目標(biāo)、由產(chǎn)品制造商轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)提供商的最佳選擇。
平準(zhǔn)化成本接近電價(jià)，儲(chǔ)能產(chǎn)品初具經(jīng)濟(jì)性
售價(jià)低于同類產(chǎn)品和市場(chǎng)預(yù)期。7kWh和10kWh的Powerwall售價(jià)分別是3000和3500美元，加上逆變器、電池管理系統(tǒng)（BMS）以及安裝后費(fèi)用合計(jì)約5000美元。電網(wǎng)級(jí)的Powerpack每千瓦時(shí)售價(jià)為250美元，且已包含逆變器和BMS。對(duì)比其他廠商同級(jí)別的電池，兩者的價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯。
平準(zhǔn)化成本不到0.3美元，低于美國(guó)部分地區(qū)電網(wǎng)電價(jià)。按官方公布的轉(zhuǎn)換效率和最大使用循環(huán)次數(shù)計(jì)算，Powerwall和Powerpack的度電成本分別為0.16、0.18美元。算上使用光伏或電網(wǎng)充電的費(fèi)用，家用儲(chǔ)能平準(zhǔn)化成本為每千瓦時(shí)0.25~0.3美元，而電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能平準(zhǔn)化成本為0.23~0.28美元，在美國(guó)部分地區(qū)已經(jīng)具有經(jīng)濟(jì)性。
儲(chǔ)能訂單超預(yù)期
儲(chǔ)能電池訂單量超預(yù)期。特斯拉的公開(kāi)信息顯示，Powerwall和Powerpack預(yù)定量分別約為400MWh和2.5GWh，最早在2016年二季度完成訂單供貨。超預(yù)期的預(yù)定量暗示了美國(guó)國(guó)內(nèi)用戶對(duì)儲(chǔ)能的強(qiáng)勁需求。
電池成本持續(xù)下行，特斯拉儲(chǔ)能規(guī)?？蛇_(dá)15GWh。到2020年，Gigafactory完全投產(chǎn)，鋰電池成本預(yù)計(jì)將下降40%，家用和電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能平準(zhǔn)化成本分別降至0.17美元和0.15美元，與電力市場(chǎng)價(jià)格基本持平甚至更低。屆時(shí)，儲(chǔ)能需求將完全釋放，特斯拉儲(chǔ)能規(guī)模有望超過(guò)15GWh。
2、潛在需求等待釋放，儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)?？捎^
儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)成長(zhǎng)契機(jī)。在特斯拉進(jìn)入之前，儲(chǔ)能概念已經(jīng)出現(xiàn)，但成本高昂和需求不足制約著儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。伴隨著能源結(jié)構(gòu)升級(jí)，風(fēng)光發(fā)電規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，電能質(zhì)量問(wèn)題愈發(fā)突出。儲(chǔ)能通過(guò)改變電力供需彈性，可顯著改善電能質(zhì)量，提升風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)效率。除此之外，在通信基站、工商業(yè)、電網(wǎng)和家庭四大領(lǐng)域，儲(chǔ)能需求也逐步顯現(xiàn)。未來(lái)五年內(nèi)，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能新增裝機(jī)量（含抽水蓄能）有望突破50GW，累計(jì)市場(chǎng)規(guī)模超2000億元。
“風(fēng)光”大勢(shì)所趨，儲(chǔ)能相輔相成
能源結(jié)構(gòu)升級(jí)，可再生能源發(fā)電乃大勢(shì)所趨。目前全球發(fā)電所用能源仍以化石燃料為主，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電占比較小，2012年合計(jì)約5%。在全球“低碳化”以及“棄核轉(zhuǎn)再”的背景下，“風(fēng)光”利用得到各國(guó)政府支持，發(fā)電規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，在2040年占比預(yù)計(jì)超過(guò)40%。
“風(fēng)光”間歇性對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)沖擊。隨著發(fā)電占比逐年增加，風(fēng)力和太陽(yáng)能的間歇性問(wèn)題、供電時(shí)段差異和季節(jié)性差異愈發(fā)突出，給電能質(zhì)量帶來(lái)頻率波動(dòng)、電壓波動(dòng)、電壓閃變、電壓跌落及諧波等諸多影響。電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商為了保持供電穩(wěn)定，需要增加高能耗的火電機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰調(diào)頻，背離清潔能源使用初衷。
儲(chǔ)能為電力系統(tǒng)增加彈性，更有助于用電“低碳化”。儲(chǔ)能技術(shù)可在電力系統(tǒng)中增加能源存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，在用電低谷時(shí)儲(chǔ)存空余電能，在用電高峰時(shí)再將儲(chǔ)存的電能釋放和輸入電網(wǎng)，使得實(shí)時(shí)平衡的“剛性”電力系統(tǒng)變得更加“柔性”。通過(guò)“削峰填谷”，儲(chǔ)能可以替代參與調(diào)峰的火力發(fā)電量，減少后者的化石燃料消耗以及碳排放。
裝機(jī)量對(duì)比差距明顯，配套儲(chǔ)能發(fā)展?jié)摿Ρ豢春?。參考部分微電網(wǎng)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，光伏與儲(chǔ)能的裝機(jī)容量大致為1:1至3:1，根據(jù)實(shí)際需求和電網(wǎng)情況而有所差異。
然而，即使按照光儲(chǔ)容量比3:1為標(biāo)準(zhǔn)，儲(chǔ)能裝機(jī)存量和增量差距依然明顯，可再生能源并網(wǎng)中配套儲(chǔ)能的發(fā)展前景可期。
未來(lái)五年國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能裝機(jī)量有望突破50GW，市場(chǎng)規(guī)模近2300億元
從國(guó)外商業(yè)化經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)示范項(xiàng)目來(lái)看，儲(chǔ)能應(yīng)用主要在以下五個(gè)領(lǐng)域：
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基站備用電源：通信基站電源升級(jí)，高性能鋰離子電池加速替代傳統(tǒng)鉛酸電池。
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峰電支出規(guī)避：以低價(jià)谷電儲(chǔ)能，滿足高價(jià)峰電需求，減少峰谷電價(jià)支出。
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風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)：消納風(fēng)力和光伏發(fā)電，提升電能質(zhì)量和電網(wǎng)穩(wěn)定性。
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電網(wǎng)電力輔助服務(wù)：提供除正常發(fā)電外的持續(xù)電力輸入，提升電網(wǎng)穩(wěn)定性和安全性。
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家庭光儲(chǔ)系統(tǒng)：離網(wǎng)或并網(wǎng)的小容量“光伏+儲(chǔ)能”系統(tǒng)，提供清潔能源電力接入。
結(jié)合國(guó)內(nèi)電力服務(wù)實(shí)際情況，我們分析了儲(chǔ)能五大重點(diǎn)應(yīng)用的市場(chǎng)前景：
電網(wǎng)電力輔助服務(wù)：1100-1410億元&25.9-26.4GW
市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)：根據(jù)國(guó)內(nèi)抽水蓄能電站建設(shè)規(guī)劃、每年的電力輔助支出以及線損電量估計(jì)，儲(chǔ)能在該領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)?？捎?020年達(dá)到100-160億元，累計(jì)裝機(jī)容量0.9-1.4GW。
市場(chǎng)機(jī)會(huì)：傳統(tǒng)抽水蓄能電站規(guī)模大，在電力輔助服務(wù)中仍然發(fā)揮著重要作用。抽水蓄能電站啟動(dòng)迅速，運(yùn)行靈活、可靠，除調(diào)峰填谷外，還可用于調(diào)頻、調(diào)相、事故備用等任務(wù)。截止到2016年4月，全國(guó)抽水蓄能電站裝機(jī)容量為50.32GW；國(guó)家能源局規(guī)劃到2025年，全國(guó)抽水蓄能電站總裝機(jī)容量達(dá)到約100GW。根據(jù)測(cè)算，從2016到2020年，抽水蓄能電站累計(jì)新增裝機(jī)約25GW，按每千瓦4000-5000元造價(jià)計(jì)算，累計(jì)投入約1000-1250億元。
新型儲(chǔ)能技術(shù)憑借靈活、高效和快速響應(yīng)的優(yōu)勢(shì)有望取代傳統(tǒng)的火力發(fā)電參與輔助服務(wù)。國(guó)內(nèi)電力輔助服務(wù)分為基本輔助服務(wù)和有償輔助服務(wù)兩種，儲(chǔ)能在各類的輔助服務(wù)中都具有優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用范圍廣。根據(jù)電網(wǎng)公司輔助服務(wù)及并網(wǎng)運(yùn)行考核補(bǔ)償清單估算，國(guó)內(nèi)每年電力輔助服務(wù)支出為90-120億元。
輸配電側(cè)接入儲(chǔ)能減少輸電線損。國(guó)內(nèi)每年線損電量近2500億千瓦時(shí)，線損率穩(wěn)定維持在6%-7%的水平。通過(guò)配網(wǎng)接入分布式儲(chǔ)能電源，可以減少或避免超供電半徑供電的情況，從而達(dá)到減少線損的效果。每年挽回5%的線損電量，即有大約70-100億元的收入。
基站備用電源：400-500億元&18-21GW
市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)：根據(jù)國(guó)內(nèi)基站建設(shè)速度估算，預(yù)計(jì)到2020年，儲(chǔ)能在基站備用電源應(yīng)用的市場(chǎng)規(guī)模為400-500億元，累計(jì)裝機(jī)容量為18-21GW。
市場(chǎng)機(jī)會(huì)：基站儲(chǔ)能升級(jí)，鋰電加速替代鉛酸。通信基站的儲(chǔ)能裝置為通信設(shè)備、空調(diào)等負(fù)載提供持續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)，保證整個(gè)系統(tǒng)安全穩(wěn)定。傳統(tǒng)儲(chǔ)能裝置采用鉛酸蓄電池，存在壽命短、耐熱性差、可能造成環(huán)境污染的問(wèn)題。隨著鋰離子電池性能提升和成本大幅下降，高性能鋰電開(kāi)始逐漸取代傳統(tǒng)鉛酸電池。根據(jù)高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所預(yù)測(cè)，2016年國(guó)內(nèi)通信基站鋰電市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)40億元，較2013年增長(zhǎng)150%。通信基站領(lǐng)域總體規(guī)模較大，鋰電在該領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步階段，未來(lái)五年內(nèi)仍有望保持40%-50%的增速。
規(guī)避峰電支出：100-150億元&0.9-1.3GW
市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)：根據(jù)國(guó)內(nèi)各行業(yè)用電量估算，預(yù)計(jì)到2020年，儲(chǔ)能在規(guī)避峰電支出應(yīng)用的市場(chǎng)規(guī)模為100-150億元，累計(jì)裝機(jī)容量為0.9-1.3GW。規(guī)模預(yù)測(cè)具體算法：
市場(chǎng)規(guī)模=儲(chǔ)能滲透率x工商業(yè)年用電量x峰電節(jié)省比例x峰谷電差價(jià)x成本收回年限
市場(chǎng)機(jī)會(huì)：商業(yè)寫(xiě)字樓和工業(yè)廠房最有可能率先引入儲(chǔ)能系統(tǒng)。這主要是由于國(guó)內(nèi)部分地區(qū)實(shí)行“峰谷電價(jià)”，用戶可以通過(guò)儲(chǔ)能替代峰值電量，減少額外電費(fèi)支出。以上海市某寫(xiě)字樓為例，通過(guò)儲(chǔ)能設(shè)備重新分配用電，該寫(xiě)字樓每年預(yù)計(jì)可以減少20%-40%的電費(fèi)支出，5-7年收回儲(chǔ)能設(shè)備成本。規(guī)避峰電支出可以最直接的實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的價(jià)值（詳見(jiàn)經(jīng)濟(jì)性分析）。
風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)：160-220億元&1.3-1.7GW
市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)：根據(jù)國(guó)內(nèi)風(fēng)力和光伏發(fā)電量估算，儲(chǔ)能在風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)?？捎?020年達(dá)到160-200億元，累計(jì)裝機(jī)容量1.3-1.7GW。規(guī)模預(yù)測(cè)具體算法：
市場(chǎng)規(guī)模=儲(chǔ)能消納占比x每年未并網(wǎng)的風(fēng)光發(fā)電量x上網(wǎng)電價(jià)x成本收回年限
市場(chǎng)機(jī)會(huì)：國(guó)內(nèi)“棄風(fēng)、棄光”現(xiàn)象嚴(yán)重，儲(chǔ)能可用于“風(fēng)光”消納。2016年一季度，全國(guó)風(fēng)電上網(wǎng)電量552億kWh，棄風(fēng)電量192億kWh，棄光電量19億kWh，預(yù)計(jì)全年棄風(fēng)、棄光電量突破400億kWh和100億kWh。配套儲(chǔ)能消納10%的棄電量，預(yù)計(jì)需要1.7GW的儲(chǔ)能裝機(jī)容量，5~7年收回儲(chǔ)能投入成本。
家庭光儲(chǔ)系統(tǒng)：30-50億元&0.4-0.7GW
市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)：根據(jù)國(guó)內(nèi)光伏滲透率和家庭用電情況估算，家庭光儲(chǔ)系統(tǒng)的市場(chǎng)規(guī)模有望在2020年達(dá)到30-50億元，累計(jì)裝機(jī)容量0.4-0.7GW。規(guī)模預(yù)測(cè)具體算法：
市場(chǎng)規(guī)模=儲(chǔ)能滲透率x自有屋頂住宅數(shù)x日均用電量x光儲(chǔ)系統(tǒng)平均投入成本
市場(chǎng)機(jī)會(huì)：部分農(nóng)村家庭、城中村自建房和城市別墅安裝光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)替代大電網(wǎng)供電。根據(jù)國(guó)家住建部最新數(shù)據(jù)估計(jì)，國(guó)內(nèi)農(nóng)村家庭住宅數(shù)量大約為9500萬(wàn)棟，城中村自建房和城市別墅保守估計(jì)為1000萬(wàn)棟。不計(jì)入并網(wǎng)收益，家庭安裝光儲(chǔ)系統(tǒng)需要6-8年收回成本。考慮到國(guó)內(nèi)高樓層住宅在物業(yè)管理和屋頂使用權(quán)的問(wèn)題，高樓層住宅短期內(nèi)尚缺乏市場(chǎng)空間。
3、技術(shù)路線：電池技術(shù)進(jìn)步，提升商業(yè)化預(yù)期
三大儲(chǔ)能類型中，電化學(xué)儲(chǔ)能前景最佳。儲(chǔ)能通常特指電儲(chǔ)能，按能量轉(zhuǎn)換形式的不同，分為物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能以及電磁儲(chǔ)能。在儲(chǔ)能技術(shù)路線中，電化學(xué)儲(chǔ)能的商業(yè)前景最被看好，主要得益于電池技術(shù)的快速進(jìn)步，以及在汽車動(dòng)力電池的帶動(dòng)作用；抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能因地理環(huán)境的制約，應(yīng)用范圍受到限制；電磁儲(chǔ)能仍處于技術(shù)研發(fā)階段。
電化學(xué)儲(chǔ)能：鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)先
電化學(xué)儲(chǔ)能，又稱電池儲(chǔ)能，包括鋰離子電池、鈉硫電池、鉛酸電池和液流電池四種主流類型。對(duì)比物理儲(chǔ)能而言，電化學(xué)儲(chǔ)能具有使用方便、環(huán)境污染少、效率高等優(yōu)點(diǎn)。不同的電池類型性能各異，其中鋰離子電池發(fā)展最為迅速，儲(chǔ)能應(yīng)用前景最佳。
電化學(xué)儲(chǔ)能中，鋰離子電池?zé)o明顯短板，領(lǐng)跑電池技術(shù)之爭(zhēng)。鋰電池性能大幅提升，與鉛酸電池相比優(yōu)勢(shì)明顯，且有逐步取代鈉硫電池和液流電池在大容量?jī)?chǔ)能領(lǐng)域的歷史壟斷地位。在2016年全球電化學(xué)儲(chǔ)能新建項(xiàng)目中，鋰電池裝機(jī)占比約為90%，成為應(yīng)用最廣泛的新型儲(chǔ)能技術(shù)。100MW級(jí)高性能鋰離子電池儲(chǔ)能有望在2020年之前完成技術(shù)攻關(guān)、2025年開(kāi)始推廣應(yīng)用，帶來(lái)更廣闊的市場(chǎng)空間。
鋰離子電池是一種充電電池，主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。鋰電池的關(guān)鍵部件包括正/負(fù)極材料、電解液和隔膜。目前用作鋰電池的正極材料主要常見(jiàn)的有鎳鈷錳酸鋰（Li(NiCoMn)O2）、磷酸鋰鐵（LiFePO4）、錳酸鋰（LiMn2O4）、鈷酸鋰（LiCoO2）；負(fù)極材料多采用石墨，新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料；電解液溶質(zhì)常采用鋰鹽，如高氯酸鋰（LiClO4）、六氟磷酸鋰（LiPF6）、四氟硼酸鋰（LiBF4）。
從電池整體應(yīng)用來(lái)看，儲(chǔ)能電池發(fā)展?jié)摿Υ?，潛在?guī)模遠(yuǎn)超消費(fèi)電池，與動(dòng)力電池相當(dāng)。電動(dòng)汽車的快速崛起已經(jīng)證明電池技術(shù)在規(guī)?；?、可靠性和成本方面的潛力。動(dòng)力電池需求量年均復(fù)合增長(zhǎng)40%，遠(yuǎn)超消費(fèi)電池的需求增速。隨著經(jīng)濟(jì)性提升，電池將逐漸進(jìn)入電網(wǎng)級(jí)大容量應(yīng)用。長(zhǎng)期來(lái)看，儲(chǔ)能電池的市場(chǎng)規(guī)模與動(dòng)力電池相當(dāng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于消費(fèi)電池的規(guī)模。
物理儲(chǔ)能：傳統(tǒng)技術(shù)受環(huán)境制約，新技術(shù)有待成熟
抽水蓄能電站是目前最常用的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)。它在電力負(fù)荷低谷期將水從下水庫(kù)抽到上水庫(kù)，將電能轉(zhuǎn)化成水的勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)，在電力負(fù)荷高峰期，釋放上水庫(kù)中的水發(fā)電。抽水蓄能主要用于電力系統(tǒng)削峰填谷、調(diào)頻調(diào)相和緊急事故備用等，具有技術(shù)成熟、效率高、容量大、儲(chǔ)能周期不受限制等優(yōu)點(diǎn)。但抽水蓄能電站需要合適的地理?xiàng)l件建造水庫(kù)和水壩，建設(shè)周期長(zhǎng)且初期投資較大。
壓縮空氣儲(chǔ)能（CAES）是另一種能夠?qū)崿F(xiàn)大容量和長(zhǎng)時(shí)間電能存儲(chǔ)的技術(shù)。它在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期用電能將空氣高壓密封在礦井、氣井、山洞或儲(chǔ)氣罐中，在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期釋放壓縮空氣推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)成熟，在規(guī)模上僅次于抽水蓄能，如德國(guó)一座電站的規(guī)模達(dá)到290MW。傳統(tǒng)的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)必須同燃?xì)廨啓C(jī)電站配套使用，依賴燃燒化石燃料提供熱源，而且需要特定的地理?xiàng)l件建造大型儲(chǔ)氣室，從而限制了其應(yīng)用范圍。2020 年前，超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)（10MW/100MWh和100MW/800MWh）有望實(shí)現(xiàn)突破，并進(jìn)行產(chǎn)品示范應(yīng)用，2025 年之前實(shí)現(xiàn)應(yīng)用推廣。
飛輪儲(chǔ)能依賴材料和技術(shù)突破。飛輪通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，在需要的時(shí)候再用飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。與其他儲(chǔ)能方式相比，飛輪儲(chǔ)能具有大容量、高效率、無(wú)限循環(huán)壽命、零排放、無(wú)污染和裝置對(duì)環(huán)境無(wú)要求等優(yōu)點(diǎn)。飛輪儲(chǔ)能的研究主要著力于研發(fā)提高能量密度的復(fù)合材料技術(shù)和超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)。飛輪儲(chǔ)能陣列機(jī)組技術(shù)（1MW/1000MJ）有望在2020年前完成攻關(guān)，2025年實(shí)現(xiàn)示范推廣，2030年進(jìn)行市場(chǎng)化應(yīng)用。
電磁儲(chǔ)能：尚處于技術(shù)驗(yàn)證階段，未來(lái)或大有可為
超級(jí)電容器儲(chǔ)能用電荷的方式將電能直接儲(chǔ)存在電容器的極板上。超級(jí)電容器充放電快, 能量密度高。常規(guī)電容器電容存儲(chǔ)量較小，僅能滿足小負(fù)荷的電路需求；而超級(jí)電容器的電容量級(jí)別可達(dá)到法拉級(jí)，適合更復(fù)雜的電路運(yùn)行需要。其目前主要用于改善電能質(zhì)量,或與其他儲(chǔ)能裝置聯(lián)合使用。10MW級(jí)超級(jí)電容器儲(chǔ)能技術(shù)有望在2021年完成技術(shù)攻關(guān)，2023年進(jìn)行試驗(yàn)示范，2025年投入應(yīng)用推廣。
超導(dǎo)磁儲(chǔ)能（SMES）利用超導(dǎo)體電阻為零的特性存儲(chǔ)電能。超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)包括超導(dǎo)線圈、低溫系統(tǒng)、功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)四大部分。超導(dǎo)材料技術(shù)開(kāi)發(fā)是超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)的重中之重，根據(jù)不同的工作溫度，可分為低溫超導(dǎo)材料、高溫超導(dǎo)材料和室溫超導(dǎo)材料。超導(dǎo)儲(chǔ)能受限于價(jià)格昂貴的超導(dǎo)材料和低溫制冷系統(tǒng)，短期內(nèi)難以商業(yè)化。高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)和基于超導(dǎo)磁的新型混合儲(chǔ)能系統(tǒng)有望在2020年完成技術(shù)攻關(guān)，2025年實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用，2030年投入市場(chǎng)推廣。
4、經(jīng)濟(jì)性分析：平準(zhǔn)化成本年均下降12%，需以補(bǔ)貼體現(xiàn)外部性
鋰電池成本繼續(xù)大幅下降。全球各大鋰電池廠商對(duì)成本預(yù)測(cè)不盡相同。基于特斯拉及綜合全球其他廠商數(shù)據(jù)，我們預(yù)計(jì)在未來(lái)五年內(nèi)，鋰電池的成本仍將逐年減少8%-12%，每千瓦時(shí)成本預(yù)計(jì)降至125-200美元。
儲(chǔ)能平準(zhǔn)化成本年均下降12%。衡量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)使用成本時(shí)，需要綜合考慮電池和逆變器成本、充放電效率、最大循環(huán)次數(shù)等因素。以特斯拉儲(chǔ)能方案為例，假設(shè)電池的充放電效率為92%，家用級(jí)循環(huán)5000次，商用和電網(wǎng)級(jí)循環(huán)2000次，預(yù)計(jì)在2020年，兩類儲(chǔ)能的平準(zhǔn)化成本分別下降至每千瓦時(shí)0.48、0.45元。
經(jīng)濟(jì)外部性需要通過(guò)補(bǔ)貼體現(xiàn)。儲(chǔ)能具有價(jià)格無(wú)法完全反映的正外部性，如支持可再生能源分布式發(fā)展、降低峰時(shí)負(fù)荷、電網(wǎng)調(diào)頻以及緊急備用電源。在產(chǎn)業(yè)起步階段，需要政策補(bǔ)貼體現(xiàn)這些正外部性，刺激需求釋放。我們認(rèn)為，針對(duì)不同的領(lǐng)域，補(bǔ)貼方式也應(yīng)有所差異。
裝機(jī)補(bǔ)貼適合推廣工商業(yè)儲(chǔ)能。工商業(yè)儲(chǔ)能主要的用途是規(guī)避峰電支出。以上海市的非居民階梯電價(jià)為例，每千瓦時(shí)峰谷電價(jià)差在0.58-0.98元之間，已經(jīng)與儲(chǔ)能成本相當(dāng)。在部分電價(jià)制度下，儲(chǔ)能存在峰谷套利空間，經(jīng)濟(jì)外部性得以部分或完全體現(xiàn)。我們認(rèn)為，針對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能潛在客戶，適當(dāng)?shù)难b機(jī)補(bǔ)貼更具吸引力。
家庭分布式儲(chǔ)能度電補(bǔ)貼需要與平準(zhǔn)化成本持平。家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)主要采用“自儲(chǔ)自用，余電上網(wǎng)”模式。除了度電補(bǔ)貼外，對(duì)于峰時(shí)的余電上網(wǎng)量，可以按峰時(shí)電價(jià)進(jìn)行收購(gòu)。對(duì)于居民用戶而言，由于交叉補(bǔ)貼的存在，目前的生活用電價(jià)格仍然偏低，無(wú)法反映出供電的真實(shí)成本。我們認(rèn)為，為了鼓勵(lì)居民進(jìn)行儲(chǔ)能投資，度電補(bǔ)貼應(yīng)當(dāng)與平準(zhǔn)化成本持平設(shè)置略高。
風(fēng)光消納與電力輔助領(lǐng)域需要儲(chǔ)能補(bǔ)貼與限制火電政策。儲(chǔ)能參與風(fēng)光發(fā)電消納和電力輔助服務(wù)，除了以標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)收購(gòu)儲(chǔ)能放電量外，還需要接近平準(zhǔn)化成本的度電補(bǔ)貼。這兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中，儲(chǔ)能最直接的競(jìng)爭(zhēng)者是參與調(diào)峰的火電，在本質(zhì)上，是經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的選擇問(wèn)題。我們認(rèn)為，在風(fēng)光消納與電力輔助領(lǐng)域，儲(chǔ)能補(bǔ)貼與限制火電政策需要雙管齊下。
5、“十三五”政策扶持，助力產(chǎn)業(yè)起步
國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能起步較晚，在峰電支出規(guī)避、風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)和電網(wǎng)輔助服務(wù)等方面的需求都有待挖掘。近兩年綱領(lǐng)性的儲(chǔ)能扶持政策陸續(xù)出臺(tái)，一旦更具實(shí)質(zhì)性的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)落地，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)有望迎來(lái)爆發(fā)。未來(lái)五年內(nèi)，儲(chǔ)能行業(yè)的成長(zhǎng)空間值得重點(diǎn)關(guān)注。
國(guó)外儲(chǔ)能扶持政策
世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家自2009年開(kāi)始，陸續(xù)推出符合各國(guó)實(shí)際情況的儲(chǔ)能扶持政策。從具體內(nèi)容來(lái)看，各國(guó)儲(chǔ)能扶持政策可以分為1）儲(chǔ)能發(fā)展計(jì)劃，政府制定明確的儲(chǔ)能裝機(jī)目標(biāo)，同時(shí)以投資、稅收、創(chuàng)新等手段扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展；2）設(shè)備投資補(bǔ)貼，通過(guò)一次性設(shè)備補(bǔ)貼的形式，提高企業(yè)和個(gè)人客戶安裝儲(chǔ)能的積極性；3）項(xiàng)目補(bǔ)貼，根據(jù)裝機(jī)容量給予補(bǔ)貼，鼓勵(lì)投資建設(shè)大容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)。
國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能扶持政策逐步加力
正式納入國(guó)家五年規(guī)劃。2015年11月3日，《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃的建議》頒布。其中明確提出，加強(qiáng)儲(chǔ)能和智能電網(wǎng)建設(shè)，發(fā)展分布式能源，推行節(jié)能低碳電力調(diào)度。儲(chǔ)能已列入我國(guó)“十三五”規(guī)劃百大工程項(xiàng)目，也是首次正式進(jìn)入國(guó)家發(fā)展規(guī)劃。
能源創(chuàng)新行動(dòng)圈定儲(chǔ)能重點(diǎn)應(yīng)用方向。2016年4月7日，發(fā)改委、能源局聯(lián)合下發(fā)《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030年）》，要求研究面向電網(wǎng)調(diào)峰提效、區(qū)域供能應(yīng)用的物理儲(chǔ)能技術(shù)、可再生能源并網(wǎng)、分布式及微電網(wǎng)、電動(dòng)汽車應(yīng)用的儲(chǔ)能技術(shù)，掌握儲(chǔ)能技術(shù)各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心技術(shù)。
獨(dú)立市場(chǎng)地位推動(dòng)參與電網(wǎng)輔助服務(wù)。2016年6月7日，國(guó)家能源局下發(fā)《關(guān)于促進(jìn)電儲(chǔ)能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償（市場(chǎng)）機(jī)制試點(diǎn)工作的通知》,鼓勵(lì)投資電儲(chǔ)能設(shè)施建設(shè)。發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能可參與調(diào)峰調(diào)頻和輔助服務(wù)市場(chǎng)交易，按電廠合同電價(jià)結(jié)算。用戶側(cè)儲(chǔ)能充電電量可自行購(gòu)買低谷電量，放電電量可就近向電力用戶出售。
儲(chǔ)能裝備列入能源裝備發(fā)展任務(wù)。2016年6月20日，發(fā)改委、工信部、能源局聯(lián)合印發(fā)《中國(guó)制造2025—能源裝備實(shí)施方案》，儲(chǔ)能裝備成為能源裝備發(fā)展任務(wù)15個(gè)領(lǐng)域之一，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)對(duì)高性能電池儲(chǔ)能的技術(shù)創(chuàng)新支持。
6、布局儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈，關(guān)注國(guó)內(nèi)投資機(jī)會(huì)
生態(tài)圈趨于完善，產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)夯實(shí)。完整的儲(chǔ)能系統(tǒng)除了電池以外，還包括電池管理系統(tǒng)（BMS）和儲(chǔ)能逆變器（PCS）。BMS通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池物理參數(shù)，估計(jì)電池狀態(tài)、控制充放電和提供預(yù)警功能。PCS除了與BMS配合控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電以外，還有削峰填谷和平滑負(fù)荷的功能。關(guān)鍵元件產(chǎn)業(yè)鏈形成：由于動(dòng)力電池發(fā)展的推動(dòng)作用，BMS技術(shù)趨于成熟，供應(yīng)商包括專業(yè)系統(tǒng)提供商和電池生產(chǎn)廠商。儲(chǔ)能逆變器的生產(chǎn)原料以電子元器件為主，原材料供應(yīng)廠商呈現(xiàn)完全競(jìng)爭(zhēng)格局，供給充足。至此，儲(chǔ)能中上游產(chǎn)業(yè)鏈基本形成。
從短期來(lái)看，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)臨近快速成長(zhǎng)期，不但需要明確的政府補(bǔ)貼政策鼓勵(lì)電力公司投資，在家用和商用領(lǐng)域，還需要儲(chǔ)能企業(yè)創(chuàng)新商業(yè)模式促進(jìn)產(chǎn)品推廣。到2020年，儲(chǔ)能的市場(chǎng)滲透率預(yù)計(jì)為5%-10%，電池儲(chǔ)能裝機(jī)容量預(yù)計(jì)突破5GW，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為120%。推薦重點(diǎn)關(guān)注布局產(chǎn)業(yè)鏈、技術(shù)壁壘高、兼具成長(zhǎng)性的公司。
打造國(guó)內(nèi)的Gigafactory，上游高品質(zhì)鋰電智能制造蘊(yùn)含成長(zhǎng)潛力：
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先導(dǎo)智能：鋰電和光伏制造設(shè)備雙管齊下，持續(xù)布局智能制造；
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東方精工：掌握鋰電PACK組裝線自動(dòng)化技術(shù)，壁壘高、空間大；
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正業(yè)科技：鋰電無(wú)損檢測(cè)設(shè)備市占率近七成，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代和出口國(guó)外市場(chǎng)；
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贏合科技：提供鋰電設(shè)備整線采購(gòu)和服務(wù)，助力鋰電池廠商提升投產(chǎn)效率；
先期示范項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，提供儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案，中游布局有望率先搶占市場(chǎng)份額：
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雙良節(jié)能：聯(lián)手中科院推進(jìn)儲(chǔ)能科技成果轉(zhuǎn)化，重點(diǎn)攻關(guān)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)。
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陽(yáng)光電源：全球光伏逆變器龍頭，與三星SDI優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提供多樣化儲(chǔ)能解決方案；
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成飛集成：（控股中航鋰電）鋰電設(shè)計(jì)產(chǎn)能總計(jì)144億瓦時(shí)，躋身鋰電行業(yè)第一梯隊(duì)。
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科陸電子：光伏、儲(chǔ)能、智慧能源業(yè)務(wù)協(xié)同布局，戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型能源服務(wù)商；
