國內大儲市場發(fā)展迅速,多家儲能品牌依托國內渠道資源加大出貨布局。2021年國內儲能出貨寧德時代遙
遙領先,儲能PCS出貨上能電氣、科華數據增長迅速,儲能系統海博思創(chuàng)、電工時代、科華數據、陽光電源
等居于前列。
另一方面,各類新技術迭出,共同促進大儲行業(yè)持續(xù)發(fā)展。高壓級聯儲能在大容量場景優(yōu)勢顯著;儲能電
站火災頻發(fā),政策不斷強調儲能安全,液冷、全氟己酮方案受到關注;新的電化學儲能技術快速發(fā)展,鈉
離子電池儲能、液流電池儲能、氫儲等產業(yè)化不斷加速;新的物理儲能技術層出不窮,光熱儲能、重力儲
能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等示范項目逐步落地。
1 儲能產業(yè)鏈
儲能產業(yè)鏈涉及環(huán)節(jié)包括:儲能系統:包含電池、PCS、BMS、EMS等多個環(huán)節(jié),具體標的包括寧德時代、億
緯鋰能、陽光電源、南都電源、科士達、科華數據等,其中龍頭公司寧德時代、比亞迪、陽光電源、錦浪
科技等出口海外較多;2)工程EPC、并網檢測、后期運維:具體標的包括南網科技、阿特斯、林洋能源、
寶光電氣、萬里揚、電科院等。
2 電池
儲能電池材料體系以磷酸鐵鋰為主,電池向大容量方向持續(xù)演進。
根據工信部要求,儲能型電池能量密度≥145Wh/kg,電池組能量密度≥110Wh/kg。循環(huán)壽命≥5000次且容
量保持率≥80%。當前的電化學儲能尤其是鋰電儲能技術進入了一個新變革周期,大電芯、高電壓、水冷/
液冷等新產品新技術逐漸登上舞臺,儲能系統向大容量方向在持續(xù)演進,同時鈉離子電池在未來憑借成本
優(yōu)勢可能占據一席之位。
全球儲能電芯中國廠商出貨領先,寧德時代出貨量全球第一。
根據測算,2021年全球儲能電芯出貨量59.9GWh,其中寧德時代作為最大電芯供應商占據榜首,出貨量
16.7GWh,占比達27.9%;派能科技作為戶儲龍頭,出貨1.5GWh,占比2.6%。我們預計2022年全球出貨
114.9GWh,同增91.9%,其中寧德時代出貨45.0GWh,同增169.5%;派能科技出貨3.5GWh,同增127.3%。
根據我們的測算,我們預計2022-2023年全球儲能電芯出貨122.5/219.6GWh,同增101%/79%;其中,寧德時
代作為最大電芯供應商占據榜首,我們預計寧德時代2022-2023年出貨50/100GWh,同增199%/100%,占比
40.8%/45.5%,龍頭地位穩(wěn)固。
3 逆變器技術
1.直流1500V取代傳統1000V架構成為趨勢
2021年國內光伏直流電壓等級為1500V的市場占比約49.4%,1000V市場占比50.6%。拆分來看,分布式光伏
中1000V電壓仍為主流,21年戶用全部采用1000V等級系統,工商業(yè)有80%采用1000V等級系統。
1500V儲能系統的能量密度、功率密度將在原來的基礎上可提升35%+,系統成本降低5%+,系統效率提高
0.3%+。40尺的集裝箱+280Ah的電芯下,1000V的電池最大裝機容量為3.3MWh,1500V可以提高到4.5MWh,除
了PCS、電池、輔助配件成本可以減少外,人工、地基和土地成本也會大幅下降。近期大型項目,1500V滲
透率已超過2/3。
2.組串式PCS開始規(guī)�;瘧�
組串PCS彌補集中式不足,開啟規(guī)模化應用。業(yè)內目前電池儲能系統主要采取集中式PCS,多組電池并聯將
引起電池簇之間的不均衡,久之并聯電池簇中會出現一部分電池實際出力不足,而另一部分超出倍率使用
的現象,造成“木桶”效應;而組串式PCS可以實現簇級管理,提升系統壽命,提高全壽命周期放電容量,
規(guī)�;瘧泌厔菀岩婋r形。
應用實例1-2:華能黃臺100MW/200MWh項目,是國內首個采用組串式PCS架構的大型儲能電站(PCS由上能提
供);此外山東德州林洋光儲3MW/6MWh項目也采用該系統架構(華為提供整套系統)。
應用實例3:國電投油城大慶200MW光儲實驗平臺。上能電氣為基地提供了230臺250kW組串一體機、數十臺
225kW與175kW組串式逆變器以及3.125MW集中式一體機、3.15MW集散式一體機等多款機型逆變器。其中
250kW組串式逆變器一改傳統常規(guī)的分散安裝方式,通過1MW集成平臺設計、進行集中式運維管理模式,大
大節(jié)省了時間和人力,提升了運維效率。
華為將數字信息技術與光伏技術、儲能技術相融合,首次提出對儲能系統進行組串化、智能化、模塊化設
計的全新理念,實現電池模組級精細化管理,產生更多放電量(電池配置減少13%,電池壽命提升50%),
達到更優(yōu)投資(初始配置降低30%),極簡運維(25年運維成本減少5000萬元),安全穩(wěn)定性提升(可用度
提升至99%),整體LCOS降低20%以上,最終助力實現從光伏平價邁向光儲平價。
缺點是目前PCS成本較高,但有很大降價空間,參考組串式光伏逆變器。
代表廠商:華為、上能、盛弘。
3.頭部企業(yè)先發(fā)優(yōu)勢明顯,后進者競爭激烈
儲能變流器市場格局仍未定。
根據CNESA,2018-2021年我國排名前十的儲能變流器成商企業(yè)不斷更迭,除上能電氣、陽光電源、科華數
據等少數企業(yè)多年保持領先外,新進入者層出不窮。未來隨著市場進一步發(fā)展,我們認為擁有產品、渠道
、成本優(yōu)勢的企業(yè)仍將受益行業(yè)高增速,最終脫穎而出。
4 電氣拓撲結構
1.大容量下高壓級聯方案優(yōu)勢顯著
隨著儲能集成系統容量增加,傳統串聯升壓方案會面臨多種問題:
1)大容量下所需電芯數量眾多,安全風險較大;
2)隨著電芯循環(huán)次數增加,電芯本體差異化逐步體現,系統一致性變差;
3)受上述兩因素制約,系統單機容量通常有限,隨著并聯設備增加,二次通信、協調控制變得更加復雜。
大容量下高壓級聯方案優(yōu)勢凸顯。
高壓級聯方案由多個儲能單元構成,采用去并聯組合,每個儲能單元輸出幾十到幾百伏電壓,將電池堆離
散化,既大幅度降低了電池堆電量,減少了電池堆內電池單體數量,又大幅提高了系統容量,提升系統安
全性。
目前國內掌握高壓級聯技術的企業(yè):國電南瑞、金盤科技、智光電氣、四方股份、新風光等幾家,其中金
盤科技產品高壓級聯方案落地較快、容量更大,相關產品率先發(fā)布并已獲得1.35億訂單。
5 儲能安全
1.火災頻發(fā),溫控熱管理、儲能消防受到重視
行業(yè)政策接連出臺,儲能消防系統發(fā)展加速。
鋰離子電池中金屬鋰是已知元素(包括放射性元素)中金屬活動性最強的,在汽車領域熱失控現象時有發(fā)
生,給鋰電池在儲能上的應用埋下了安全隱患。據不完全統計,2022年全球已發(fā)生超17起儲能著火事故,
2021年以來國家已經發(fā)布了多個涉及儲能消防安全的政策,新標準下儲能消防的重要性不斷突顯。
6 系統集成
1.玩家眾多,多種模式并存
儲能集成商現在主要有三種模式:
全產業(yè)鏈布局:電芯、PCS、BMS、EMS均為自產,國內代表企業(yè)為比亞迪。
專業(yè)集成:集成商從外部采購部件,專做系統集成,該模式國內應用較少,國外Doosan、IHI等為代表;
基于自身產品,由單純設備供應商向系統集成商轉型:該模式國內應用最多,代表企業(yè)有:
1)光伏逆變器切入PCS的生產商錦浪科技、固德威、德業(yè)科技等;
2)動力電池切入儲能電池的生產商億緯鋰能、鵬輝能源等;
3)由電力設備、電子設備切入PCS/BMS/EMS等部件的生產商金盤科技、科士達、科華數據、寶光股份、科
陸電子等。
復盤美國市場,可以發(fā)現主流集成廠商采用上述三種模式的均有案例。
2.項目資源、客戶資源是重要競爭點
項目資源
已建設的項目、已獲取的訂單是對公司既有實力的有效證明,對未來訂單獲取具有指引作用。同時,長期
來看,儲能項目并網點資源有限。
客戶資源
1)從項目獲取看,目前發(fā)電側儲能需求主要仍來自新能源強制配儲,而電力集團是風電、光伏開發(fā)的主力
軍,也是招標項目的主要來源。儲能系統集成商正通過戰(zhàn)略合作尋求與業(yè)主的深度綁定,2021年華為、陽
光電源等紛紛與“兩網”、“五大六小”等電力集團以及地方政府等簽訂系列戰(zhàn)略合作協議,以求在項目
獲取上能有更大優(yōu)勢。
2)從收益核算看,獨立儲能與共享儲能要參與現貨市場、輔助服務市場交易必須接受電網統一調度,有相
關資源企業(yè)在后期市場交易中更有可能處于有利地位。
分析對比主要儲能集成商的項目、客戶資源,可以發(fā)現主要企業(yè)均與主要電網集團建立了合作關系,除此
之外,科華數據、海博思創(chuàng)、科陸電子等在工商業(yè)側、居民側潛力更大,長期在共享儲能等項目獲取中可
能獲利。
在項目上,陽光電源、海博思創(chuàng)等龍頭已具有GWh以上項目建設經驗,先發(fā)優(yōu)勢明顯;同時,后起之秀金盤
科技、科陸電子等訂單獲取能力較強;此外,行業(yè)需求強勁,企業(yè)擴產力度較大,金盤科技、智光股份現
有產能均超GWh,仍處于擴產進程中。
3.玩家眾多,參與環(huán)節(jié)有差異化
儲能集成商通常在發(fā)電側、電網側、用戶側全線布局,但通過對已有項目、在手訂單拆分,我們認為不同
企業(yè)仍各有側重,市場呈現差異化競爭態(tài)勢。具體可從三側、國內外兩個維度區(qū)分。