储能行业深度研究报告

储能行业深度研究报告 ●2014年11月,国务院办公厅发布了《能源发展战略行动计划(2014-2020年) 》,明确提出“提高可再生能源利用水平。加强电源与电网统筹规划,科学安排调峰、调频、储能配套能力,切实解决弃风、弃水、弃光问题。”储能首次被明确为“9个重点创新领域”和“20个重点创新方向”之一,相应政策的出台有望成为储能爆发起点。

●全球储能项目在电力系统的装机总量已经从2008年的不足100MW 发展到2014年的845MW ,年复合增长率达到42.72%。

●随着风能、太阳能等可再生能源在我国的持续大规模应用,以及2015年电动车市场的整体爆发,储能作为能源互联网中主要的配套设施有望迎来爆发式增长。储能项目主要集中在可再生能源并网、辅助服务、电力输配和分布式微网等领域。其中,可再生能源并网领域的占比最大,约45%。

●传统铅酸和钠硫电池储能发展平稳,锂电储能有望在政策扶持下实现较大的突破。当前,钠硫电池的装机比重最大,2014年的装机规模为338MW ,占总装机比重的40%,目前钠硫电池的发展较为稳定。锂电池和铅电池的装机量位居二、三位,2014年占比分别为33%与11%。在所有储能技术中,锂电池在新增储能项目中增长最为迅速,2014年,储能新增装机中,锂离子电池的占比最大,为71%。

【储能行业介绍】

储能可以对电力进行存储,在需要的时候释放,能够有效解决电力在时间和空间上的不平衡。储能技术的应用贯穿于电力系统发电、输电、配电、用电的各个环节。储能技术与可再生能源的推广有着密切的关系,可以有效解决可再生能源并网中面临的一系列问题。我们这里讲的储能主要是指化学储能。

储能在电网中的作用如下图:

作为新兴产业,全球储能行业在2008年之后一直保持较快增长,据中关村储能产业技术联盟项目库及北极星电力网不完全统计,全球储能项目在电力系统的装机总量已经从2008年的不足100MW 发展到2014年的845MW ,年复合增长率达到42.72%。从地域分布上看,美国储能装机规模为357MW ,在全球储能中占比最大达42%;日本装机规模为310MW ,占比达37%。

我国的储能于2011年起步,近几年保持着强劲的增长态势。截止2015年底,我国最近三年的累计装机规模保持着30%以上的增长,累计装机规模为106MW ,占全球装机总容量的12%。研究机构中关村储能产业技术联盟(CNESA)对全球储能行业市场规模的预测如下图:

从上述预测我们可以看到,储能行业整体上规模庞大。

从应用分类上看,储能项目主要集中在可再生能源并网、辅助服务、电力输配和分布式微网等领域。其中,可再生能源并网领域的占比最大,约45%,装机规模约379MW 。

随着我国进入工业化进程下半段,昼夜用电峰谷差越来越大,电网的安全稳定以及电能质量要求越来越高,可再生能源的大规模并表等因素,储能在燃料、发电、输配电和用电等环节应用越来越普遍。而国内风能、太阳能等可再生能源在我国能源结构的占比持续增大,以及2015年电动车市场的整体爆发,储能作为能源互联网中主要的配套设施,其可协助可再生能源按计划分配,为大规模并网创造条件。电改相关配套文件出台后,储能行业相关扶持政策推出概率较大,后续有望在政策推动与补贴扶持下迎来爆发式增长。

【储能行业国家政策】

2014年11月,国务院办公厅发布了《能源发展战略行动计划(2014-2020年) 》,明确提出“提高可再生能源利用水平。加强电源与电网统筹规划,科学安排调峰、调频、储能配套能力,切实解决弃风、弃水、弃光问题。”储能首次被明确为“9个重点创新领域”和“20个重点创新方向”之一。

2015年末,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》中的“坚持绿色发展,着力改善生态环境”部分提出了推进能源革命,加快能源技术创新,提高非化石能源比重,加快发展风能、太阳能,加强储能和智能电网建设,发展分布式能源,推行节能低碳电力调度,实施新能源汽车推广计划等重点工作。

2016年1月,国家能源局就《可再生能源“十三五“发展规划(征求意见稿) 》征求意见,提出到2020年非化石能源占能源消费总量比例达到15%,2030年达到20%,”十三五“期间可再生能源新增投资约2.3万亿元。其中,到2020年底水电开发利用目标3.8亿千瓦(抽水蓄能约0.4亿千瓦) ,太阳能发电1.6亿千瓦(光伏1.5亿千瓦) ,风力发电2.5亿千瓦。

从国家相关政策来看,鼓励可再生能源,打破目前的发电、输变电和售电的垄断,推行电网改革是必然趋势。构建传统火电、水电、核电、风能发电、光伏发电等相结合的能源结构,在实现能源结构改革的过程中,储能都是实现智能控制、能源网络优化和缓冲的关键所在。

【储能行业主要的技术路线】

储能技术上主要分为物理储能、化学储能、电磁储能和相变储能,这里主要说化学储能技术。

主流储能技术优缺点如下图:

从化学储能技术分类上看,现今适合广泛用于电力系统储能的主要有铅酸电池、铅炭电池、钠硫电池、钒液流电池、锂电池等。

全球储能技术分布中,钠硫电池的装机比重最大,2014年的装机规模为338MW ,占总装机比重的40%,目前钠硫电池的发展较为稳定。锂电池和铅电池的装机量位居二、三位,2014年占比分别为33%与11%。在所有储能技术中,锂电池在新增储能项目中增长最为迅速。

铅酸电池已经发展多年,其主要优势在于技术成熟,安全性高,成本低廉,但大容量深度充放电时严重影响寿命。可再生能源储能设备需要不间断充放电调节电能输出,铅酸电池能量密度低,循环寿命短,在储能设备中并不能发挥优势。铅酸电池在生产过程中和后续报废处理环节的环保要求高,国家已出台政策对此类有污染的电池征收消费税。2015年1月26日,国家财政部、税务总局联合颁布了《关于对电池、涂料征收消费税的通知》决定“自2016年1月1日起,对铅酸蓄电池按4%税率征收消费税”。

针对这种情况,部分一线品牌已对铅酸电池适当调高了价格。此政策会促使行业整合,同时有利于无汞电池、镍电池、锂电池、太阳能电池等环保类电池的发展,推动符合产业发展需要的新能源电池发展的趋势。

铅炭电池是将超级电容与铅酸电池的技术特性相结合的新型电池,既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点,也有铅酸电池储存能力较强的优势。铅炭电池在铅酸电池的基础上,在铅负极板中加入活性炭,阻止了负极硫酸盐化现象。

钠硫电池的能量密度为铅酸电池的三倍,瞬时功率高,成本又相较锂电池低20%左右。但钠硫电池需要在300°C 的高温环境下运行,对安全性要求较高,适合大型电厂储能。目前日本NGK 公司独家掌握着钠硫电池成熟技术,国内主要有上海中科院硅酸盐研究所对钠硫电池进行研究开发,目前已小规模产业化。

钒液流电池具有循环寿命极长,运行稳定,可深度放电,启动速度快等优点,储能时间相较其他电池也更长,较适合电网削峰填谷和风光发电厂平滑输出,在现有储能项目中已有一定的规模。但钒液流电池能量密度低,跟铅酸电池相近,需要占用空间大。同时液流电池的工艺较为复杂,由于目前应用范围较小,国内外的研发规模也相对较小,导致了液流电池的成本在各类电池中处于较高位。未来如果成本出现较大幅度下降,其在大型可再生能源电厂中的应用优势将会较为显著。

而锂电储能技术因其能量密度大、充放电速度快且环保性良好等特性,已逐步成为应用领域最广的储能技术,适合分布式储能,中长期潜力最大。但其生产成本较高导致其经济性低于铅酸电池,目前主要应用于数码3C 产品及新能源汽车。2014年,储能新增装机中,锂离子电池的占比最大,为71%。

2015年5月,电动车行业明星公司Tesla 推出新产品Powerwall 电池系统。Powerwall 电池系统是一个可充电的锂电池,可安装在家庭墙壁或者地下车库。可在电力需求低谷时低价充电,在电价更高的需求高峰时段输出电能。还能存储过剩的太阳能发电,以便在阴天时使用,并在断电的时候提供电力保障。

2016年2月,Tesla 正式发布了这款产品。在国内储能技术的分布中,锂电池的装机比例达到了74%,占据了主导地位。在储能应用分布中,分布式发电、可再生能源并网和电动车储能应用占据前三。其中电动车部分主要是在光储一体化充电站方向和V2G(VehicletoGrid):即电流在车辆和电网之间双向流动,电动车未使用时可将电流充回电网) 的试点应用中。这三个储能的下游应用都为国家重点扶持方向,处于快速发展期。

国内锂电储能爆发的前提是锂电池成本大幅下降和行业补贴政策的出台,而目前锂电池的上游产品-碳酸锂和六氟磷酸锂价格高涨,短期还看不到有低价的可能。

【储能行业的机遇】

随着国家对可再生能源的大力扶持,风电和光伏的装机量最近几年持续增长。其中光伏发电部分截止至2015年已累计实现装机总容量43.18GW ,2015全年实现装机容量15.13GW 。但值得注意的是,中国大多数地区光伏发电运行情况良好,但西北部分地区出现了较为严重的弃光现象。

其中,甘肃全年平均利用小时数为1061小时,弃光率达31%;新疆全年平均利用小时数为1,042小时,弃光率达26%。西北地区光照条件好,可发电时长多,但其输配电等设施并未能跟上新能源建设的步伐,导致我国目前弃风、弃光率居高不下,可再生能源消纳难的问题难以解决。国家除了采用建设特高压输变电项目对西北地区电力外送,单体光伏发电项目对配置储能的需求也日益强烈。而风电因其天生的发电不稳定特性,也同样需要储能系统对已发电资源进行储存,同时减少对电网稳定性的冲击,为大规模并网创造条件。2015年下半年,电动车市场受到政策的持续推动,其产销量及上下游相关产业链均出现爆炸性增长。随着电动车存量的增加,充电桩建设和运营也得到了国家的相应扶持。相应扶持政策必然在充电设备和储能设备上形成较好的行业发展机会。从中短期看,充电站储能项目的优势在于可以在低电价时段和光照充足时段向电池充电存储,解决高峰时期的充电需求。

【储能行业相关上市公司简述】

1、南都电源

1) 公司简介

南都电源在2011年之前以通信电池业务为主,

主营产品为铅炭电池,是主流的铅炭电池供应商。2011年收购华宇和国舰切入电动自行车动力电池领域。后续积极参与国内储能项目的建设,中标多个国家级项目和863示范项目,实现了“通信、动力、储能”三大业务的全面布局。其产品广泛应用于通信基站、车动力电池、储能电站等领域。2015年6月收购安徽华铂科技再生,切入铅蓄电池回收领域,延伸现有业务产业链。

2) 投资

2015年6月拟通过定向增发以14元/股发行1.75亿股,合计募资24.5亿元。其中11.6亿元向武汉南都新能源科技有限公司增资,投向年产1,000万kVAh 新能源电池项目;5亿元投资基于云数据管理平台的分布式能源网络建设一期项目; 另7.5亿元用于偿还银行贷款及补充流动资金。

项目一预计建设期为4年,项目整体计划分两期进行建设,其中,一期产能500万kVAh ,预计于2016年底前完成; 二期产能500万kVAh ,预计于2018年底前完成。该项目产品为新能源动力及储能、后备系统用高性能阀控密封铅酸电池,重点产品为针对未来节能环保汽车启停系统用高性能铅炭电池、新能源储能系统用高性能铅炭电池,是国家鼓励与支持发展的高性能电池产品。项目完全达产后预计每年可实现销售收入40亿元,财务内部收益率税后为10.94%。项目二拟投资1亿元用于云数据管理平台开发,投资3.9亿元用于在全国建设总容量为390MWh 的分布式新能源网络及平台建设,另外1,000万元用于铺底流动资金。

项目拟研究开发智能型电池管理系统(BMS)及基于云数据的能量管理系统。通过该平台的智能管理控制,完成系统性的数据采集、继电控制、负荷与发电预测、能量调度,确保电力的安全并网和经济高效运行,使新能源发电和储能系统实现从离散性的、数据云分布的新能源发电到有序综合协调,从储能双向逆变到并网与离网控制,匹配用电负荷,实现新能源智能调度与管理。项目二财务内部收益率税后为8.4%。

本次定向增发已于2015年12月4日获得证监会发审委审核通过的公告。

3) 合作

2016年1月,南都电源与苏州中恒普瑞能源互联网科技有限公司签订了共同实施辉腾电子(苏州) 有限公司第一期总功率为1,500KW 电力储能电站项目。南都电源负责提供先进的储能系统及用电一体化解决方案,中恒普瑞提供能源实时监控平台。合作所需的投资费用和节能方案由南都电源负责,中恒普瑞负责运营、维护及向用户收取用电费用。南都电源和中恒普瑞按照8:2的比例进行收益分成,项目期限为10年。

该项目是继2015年12月25日以1,538.3万元中标中能硅业12MWh 储能电站项目后又一新的进展。本次项目储能电量预计为36万度/月,预计总投资在1800万左右,项目期内预计可获得电费总收入3,000万元,年均300万元。按照双方的分成比例,南都电源在项目期内总计可获得电费收入约2,400万元。

2、欣旺达

1) 公司介绍

欣旺达是一家集锂电池研发、设计、生产及销售为一体的高科技公司,公司主营的锂电池产品前期主要着力于3C 消费电子行业。其锂电池产品定位中高端,先后打入国内主流智能设备厂商,并在2014年重新成为苹果智能设备的主力供应商。公司通过其在锂电池上的深耕运作,现在已垂直整合了3C 、动力电池、储能工程三大业务领域,是国内锂能源领域设计能力最强、配套能力最完善的锂电池配套厂商。

2) 投资与合作

2014年9月,欣旺达与英威腾签订战略合作协议,双方将在新能源汽车的三大领域开展合作,包括电池模组+BMS、电机+电控及运营,从此迈入新能源汽车领域的重要一步。

2015年欣旺达又与奇瑞汽车合资成立-芜湖奇达动力电池系统有限公司,其中欣旺达控股51%。本次合作由奇瑞提供厂房和部分订单,欣旺达提供生产线和技术,由此正式进入电动汽车领域。

2014年5月,公司在西宁市设立全资子公司-青海欣旺达新能源,业务主要为锂电池和储能系统设计及集成开发; 储能工程的承包、建设等。

2014年10月,欣旺达全资子香港欣威参股东莞钜威6%的股权。东莞钜威是国内最早专注于储能系统技术研发和项目建设的高新技术企业,专注BMS 、大功率器件集成以及PACK 整体方案的技术研发、产品开发、系统集成、制造生产、销售管理以及工程实施,产品广泛应用于储能电站、新能源汽车、家庭储能、高压直流屏、锂电UPS 等不同领域。

其研发团队在多名海外留学生及博士生的带领下已取得72项专利认证,在大规模锂电池及铅酸电池管理系统、储能系统设计、储能系统安装实施及运行等方面均获得重大突破,并与国家电网、南方电网密切合作,进行了广泛的产业化应用。

3、科陆电子

1) 公司简介

科陆电子成立于1996年,是专业从事电工仪器仪表、电子式电能表和电力自动化产品的研发、生产和销售的国家重点高新技术企业。公司致力于为智能电网和新能源应用、节能减排提供整体技术与产品解决方案,积极拓展在变频节能、风电和太阳能并网、储能、合同能源管理等核心业务的发展。科陆电子还积极推进以产业投资基金等多种形式的绿色能源金融服务平台,引导各方资金进入绿色能源产业,为绿色能源企业提供金融服务,着力打造世界级能源服务商。

2) 储能产品进展

科陆电子是“中国化学与物理电源行业协会储能应用分会”唯一理事长单位。

2014年8月,科陆电子正式中标华为“喀麦隆总统府并离网实验局二期项目”,该项目位于非洲西部喀麦隆总统庄园,项目规模为40kW/384kWH,包括高效灯系统、智能监控调度管理等,是一套以科陆电子自主研发的光储一体电站产品为核心的具备世界先进水平的光伏微电网系统。科陆电子承担项目的工勘、设计、供货、工程督导、系统调试、项目交付等关键工作,是向客户提供的交钥匙工程。

2015年9月,科陆电子发布了戸用式储能新品POWERBOX ,进军北美及欧洲市场,竞争矛头指向特斯拉的POWERWALL 。虽然在品牌影响力上不及特斯拉,但是科陆的产品有三个优势:科陆电子使用的是磷酸铁锂,比特斯拉使用的三元聚合物有更高的安全性和稳定性; 科陆的双向转流逆变器是标配,而特斯拉的需要另外购买;POWERBOX 在微网控制上可以做到快充快放,这也是科陆在电网领域的技术积累使然。

3) 投资与合作

2015年12月12日,科陆与LG 化学签署《合资经营意向书》,共同开发、生产及销售使用LG 公司电芯的储能电池包。公司已拥有完善的储能解决方案及储能系统集成能力,并且储能双向变流器技术已达到国内顶尖水平。双方将合力研发、设计、建设全自动化电池模组生产线,极大降低电芯采购成本,进一步完善电池包设计。于是,科陆在储能产业的布局将不再局限于传统的变流器领域。


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