萬億儲(chǔ)能“長征”剛剛開始
萬億儲(chǔ)能“長征”剛剛開始
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全方位解決方案服務(wù)平臺(tái):風(fēng)光儲(chǔ)充氫 碳交易、綜合能源,零碳園區(qū)、投融資、項(xiàng)目開發(fā)、資源共享,咨詢服務(wù),產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè),各協(xié)會(huì)聯(lián)盟,投資企業(yè)、總包企業(yè)、材料供應(yīng)企業(yè)、各大電力設(shè)計(jì)院、高校等全方位合作。
隨著全球碳中和戰(zhàn)略的實(shí)施,通信系統(tǒng)、商業(yè)園區(qū)、工業(yè)廠房、社區(qū)住宅、海島、偏遠(yuǎn)地區(qū)等場景對(duì)低碳能源和分布式能源的需求增大,分布式儲(chǔ)能的市場藍(lán)海陸續(xù)打開。俄烏沖突加速了歐美國家能源轉(zhuǎn)型的步伐,并積極發(fā)展新能源和尋求能源獨(dú)立,這在一定程度上加速了分布式儲(chǔ)能的發(fā)展。廣泛的應(yīng)用場景,讓儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈特別是電化學(xué)儲(chǔ)能成為產(chǎn)業(yè)投資最為活躍的領(lǐng)域之一。
一、理解儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)
儲(chǔ)能是指通過一種介質(zhì)或設(shè)備,將一種能量用同一種或者換成另一種能量形式存儲(chǔ)起來,根據(jù)應(yīng)用的需求以特定的能量形式釋放的過程。根據(jù)接入方式及應(yīng)用場景的不同,儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用主要包含集中式與分布式兩種形式。
分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)因?yàn)榻尤胛恢渺`活,應(yīng)用場景更為廣泛。結(jié)合電力系統(tǒng)構(gòu)成,分布式儲(chǔ)能的應(yīng)用場景主要包括發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用電側(cè),具體分為以下六大類:新能源電站配套儲(chǔ)能、用戶側(cè)儲(chǔ)能、微電網(wǎng)儲(chǔ)能、分布式發(fā)電交易配套、增量配電網(wǎng)儲(chǔ)能和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能。
儲(chǔ)能技術(shù)包括物理儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能,下面又有多種技術(shù)路線,為企業(yè)進(jìn)入儲(chǔ)能領(lǐng)域提供了眾多的發(fā)展機(jī)會(huì)。從全球范圍內(nèi)來看,已商業(yè)應(yīng)用的儲(chǔ)能技術(shù)包括抽水蓄能、飛輪儲(chǔ)能、鉛酸/鉛炭電池、鋰離子電池、鈉硫電池、熔鹽儲(chǔ)熱、相變儲(chǔ)熱,其它儲(chǔ)能技術(shù)基本處于示范應(yīng)用狀態(tài),部分儲(chǔ)能技術(shù)在個(gè)別地區(qū)初步具備商用潛力。
二、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)市場前景
從全球和中國儲(chǔ)能項(xiàng)目構(gòu)成看,比較成熟的儲(chǔ)能技術(shù)分別為抽水儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、熔融鹽儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能五種,電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)量的增長最為迅猛,成為推動(dòng)儲(chǔ)能市場發(fā)展的主要力量。
截至2020年底,全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為191.1GW,已投運(yùn)抽水蓄能項(xiàng)目占比達(dá)90.3%;電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到14.2GW,2020年新增投運(yùn)4.7GW中,電化學(xué)儲(chǔ)能占比約75%。2021年全球電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)量為10GW,預(yù)計(jì)2022-2025年全球電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)量為25/40/55/75GW。
中國儲(chǔ)能市場穩(wěn)步擴(kuò)張,截至2020年底,中國已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為35.6GW,占全球市場總規(guī)模的18.6%,同比增長9.8%,漲幅比2019年同期增長6.2%。其中抽水蓄能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模最大,達(dá)到31.79GW,占比達(dá)到了89.3%。電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模占比僅為9.2%。
中國儲(chǔ)能市場裝機(jī)量及增長率
2020年中國儲(chǔ)能裝機(jī)量占比
三、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)政策梳理
在進(jìn)入“十四五”發(fā)展的新階段,我國相關(guān)部門和機(jī)構(gòu)強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)各方參與者協(xié)同共進(jìn),積極引導(dǎo)儲(chǔ)能政策和市場環(huán)境的改善,促進(jìn)儲(chǔ)能商業(yè)化和規(guī)?;l(fā)展,實(shí)現(xiàn)新的政策窗口期。
近兩年儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策
四、儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)分析
電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈上游為電池、電池管理、能量管理系統(tǒng)以及儲(chǔ)能變流器等設(shè)備供應(yīng)商;中游為儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商、施工企業(yè)等;下游為終端應(yīng)用客戶,包括風(fēng)/光/傳統(tǒng)電站、電網(wǎng)公司、工業(yè)儲(chǔ)能、家用儲(chǔ)能等。
電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備以電池為核心,電池成本占比約58.6%,寧德時(shí)代等龍頭企業(yè)在儲(chǔ)能電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新(CTP)和材料體系上完善技術(shù)布局,建立全球競爭價(jià)格優(yōu)勢,加劇行業(yè)技術(shù)壁壘,有望率先受益于儲(chǔ)能市場需求的爆發(fā)。
儲(chǔ)能設(shè)備成本結(jié)構(gòu)
我國儲(chǔ)能電池行業(yè)的競爭格局較為集中,頭部效應(yīng)較為明顯,逐漸形成壟斷競爭格。儲(chǔ)能電池行業(yè)的CR3達(dá)到了67%,CR6達(dá)到了75%,CR8達(dá)到了77%;其中,寧德時(shí)代和比亞迪市場占比分別為59.7%和16%。隨著我國政策對(duì)儲(chǔ)能電池產(chǎn)品提出更高的要求,以及行業(yè)資金和技術(shù)密集的特點(diǎn),市場份額將進(jìn)一步向頭部企業(yè)集中。
2020年中國儲(chǔ)能電池行業(yè)市場集中度
2020年中國儲(chǔ)能電池企業(yè)競爭格局
從主要材料構(gòu)成看,儲(chǔ)能電池包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鈉硫電池、鎳溴電池、釩電池、金屬空氣電池、鋰電池等,目前鋰離子電池在電化學(xué)儲(chǔ)能方面的應(yīng)用最多,而釩電池、鈉電池有望成為儲(chǔ)能行業(yè)大發(fā)展賽道上的新星。
不同類型儲(chǔ)能電池特性
1、釩電池
釩電池壽命長、規(guī)模大、安全可靠的優(yōu)勢尤為突出,可用于建造千瓦級(jí)到百兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站,十分適合作為儲(chǔ)能電池,尤其是在光伏、風(fēng)電等新能源領(lǐng)域。
目前釩電池市場體量較小,龍頭格局未顯,產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期。釩電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的滲透率將穩(wěn)步提升,預(yù)計(jì)2021-2025年是釩電池滲透率提升的爆發(fā)期,2025年釩電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域滲透率有望達(dá)到15%-20%。目前全球范圍內(nèi)研發(fā)和制造企業(yè)主要包括日本住友電工SEI、大連融科、北京普能等。國內(nèi)釩電池生產(chǎn)企業(yè)主要為北京普能、大連融科、武漢南瑞、上海電氣、偉力得。
釩電池產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成
2、鈉電池
鈉電池處于產(chǎn)業(yè)化早期階段,在技術(shù)和性能層面還有待提升。在關(guān)鍵材料方面,已有較高電化學(xué)活性的關(guān)鍵材料,如過渡金屬氧化物﹑聚陰離子化合物、普魯士藍(lán)類材料和非晶態(tài)材料,晶格限制較弱的非晶態(tài)材料具有極大的研究前景。在制造工藝方面,鈉離子電池可以實(shí)現(xiàn)與鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備、工藝的完美兼容,產(chǎn)線可進(jìn)行快速切換,完成產(chǎn)能快速布局。
鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成
鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)
五、儲(chǔ)能為什么火?
而當(dāng)下儲(chǔ)能賽道大火,主要離不開政策的“東風(fēng)”和能源結(jié)構(gòu)的改變。
首先是政策直接推動(dòng)了儲(chǔ)能市場的發(fā)展,如今中國已明確2030碳達(dá)峰、2060碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo)。
2022年3月21日,國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》,明確提出,到2025年新型儲(chǔ)能由商業(yè)化初期步入規(guī)?;l(fā)展階段、具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件;到2030年,新型儲(chǔ)能全面市場化發(fā)展。
6月1日,國家發(fā)改委等九部門印發(fā)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》,提出加快建設(shè)可再生能源存儲(chǔ)調(diào)節(jié)設(shè)施,強(qiáng)化多元化智能化電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施支撐,提升新型電力系統(tǒng)對(duì)高比例可再生能源的適應(yīng)能力。
其次能源結(jié)構(gòu)的改變。當(dāng)前我國仍以火電為主,未來風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電的占比將大比例提升。根據(jù)發(fā)改委預(yù)測,到2050年,僅光伏發(fā)電就將占到全社會(huì)用電量的約39%。
但風(fēng)電、光伏發(fā)電系統(tǒng),受環(huán)境條件影響巨大,很容易產(chǎn)生發(fā)了電但沒有使用的結(jié)局,繼而產(chǎn)生‘棄風(fēng)棄光’問題。而儲(chǔ)能可以將電力在輸電終端儲(chǔ)存起來,用電端不再單純依賴電網(wǎng)供給,因此儲(chǔ)能成為未來電網(wǎng)重要的一環(huán)。
儲(chǔ)能在電網(wǎng)系統(tǒng)中的作用(圖中金研究院)
另外,當(dāng)發(fā)電端的輸出與用電端的負(fù)載不匹配時(shí),電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性將面臨挑戰(zhàn),儲(chǔ)能系統(tǒng)可以為電網(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰、需求響應(yīng)等多種服務(wù),有效實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷,緩解高峰供電壓力,為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了新的途徑。
在政策和能源結(jié)構(gòu)的雙重作用下,直接刺激了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)。尤其電池技術(shù)發(fā)展,電化學(xué)儲(chǔ)能駛上了“快車道”,帶動(dòng)了整個(gè)儲(chǔ)能市場的發(fā)展。
六、儲(chǔ)能背后的巨頭
根據(jù)中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能數(shù)據(jù),2022 年上半年并網(wǎng)、投運(yùn)的儲(chǔ)能項(xiàng)目共66個(gè),其中51個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目、12個(gè)抽水蓄能項(xiàng)目等,項(xiàng)目個(gè)數(shù)同比增長 37.5%。
儲(chǔ)能需求旺盛 ,應(yīng)用前景廣泛。而儲(chǔ)能已經(jīng)成為科技巨頭們爭相布局的重點(diǎn)業(yè)務(wù)之一,其代表企業(yè)寧德時(shí)代、比亞迪。
在2011年成立之初,寧德時(shí)代就布局儲(chǔ)能電池業(yè)務(wù)。原寧德時(shí)代二號(hào)人物黃世霖在接受采訪時(shí)曾表示,寧德時(shí)代成立之初就定下兩個(gè)業(yè)務(wù)目標(biāo),一個(gè)是動(dòng)力電池,另一個(gè)是儲(chǔ)能電池。
數(shù)十年來,寧德時(shí)代不斷通過成立合資公司、入股等方式布局儲(chǔ)能賽道,如今儲(chǔ)能系統(tǒng)營收也實(shí)現(xiàn)連年增長。
根據(jù)寧德時(shí)代2021年財(cái)報(bào),其總營收為1303.56億元,同比增長159.06%;歸屬于上市公司股東的凈利潤為159.31億元,同比增長185.34%,其中,儲(chǔ)能系統(tǒng)業(yè)務(wù)營收為136.24億元,同比暴增601.01%,占總營收的比例為10.45%。
相比于寧德時(shí)代,比亞迪則在更早的開始探索儲(chǔ)能。2008年,比亞迪電力科學(xué)研究院正式成立,開始重點(diǎn)布局儲(chǔ)能領(lǐng)域。如今其儲(chǔ)能產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全方位覆蓋。
根據(jù)比亞迪發(fā)布的2020年業(yè)績數(shù)據(jù),分產(chǎn)品來看,二次充電電池及光伏業(yè)務(wù)收入約為120.88億元,凈利潤為24億元,占總利潤的8%,同比增長24%。而儲(chǔ)能業(yè)務(wù)正包含在其中。其新能源車動(dòng)力電池及儲(chǔ)能電池裝機(jī)總量約12.598GWh。
當(dāng)然儲(chǔ)能掘金的巨頭遠(yuǎn)不止寧德時(shí)代、比亞迪等,華為、陽關(guān)能源、億緯鋰能、國軒高科等相繼“大手筆”入局儲(chǔ)能??梢灶A(yù)見,儲(chǔ)能領(lǐng)域的競爭也將愈發(fā)激烈。
七、另辟蹊徑的創(chuàng)業(yè)公司
巨頭們?cè)趦?chǔ)能領(lǐng)域領(lǐng)走在了前列,但是儲(chǔ)能畢竟是個(gè)大賽道,仍有一些創(chuàng)業(yè)公司在細(xì)分賽道找到新的場景。
我國電力系統(tǒng)主要由發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)三個(gè)部分組成。各類電站首先將電力出售給國家電網(wǎng),再由國家電網(wǎng)再將電力輸送、配送給終端的各類用戶。
正如前文所述電能有一個(gè)非常明顯的特點(diǎn),即無法被直接儲(chǔ)存,因此儲(chǔ)能在這三端出現(xiàn)是必然的。
對(duì)于創(chuàng)業(yè)公司來說,相比發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)的高壁壘,用電側(cè)的儲(chǔ)能需求便成為這場大機(jī)會(huì)中的突破口。具體到用戶側(cè)的話,可以分為工商業(yè)儲(chǔ)能和家庭戶用儲(chǔ)能,其中工商業(yè)方向儲(chǔ)能是個(gè)巨大市場。
在我國,70%的用電在于工商業(yè)。隨著電網(wǎng)峰谷價(jià)差拉大,利用峰谷價(jià)差來降低企業(yè)的用電成本成為趨勢,這直接拉動(dòng)工商業(yè)企業(yè)的儲(chǔ)能裝機(jī)積極性;另外“雙碳”目標(biāo)促使越來越多的企業(yè)自建光伏等清潔能源,儲(chǔ)能則可以百分百消納綠電,防止倒送電網(wǎng),最大化提升新能源利用率。
創(chuàng)業(yè)的方向已經(jīng)確定,但選擇哪一種方式成為新的難題。一般來說,儲(chǔ)能方式可分為集中式和分布式兩大類。
所謂集中式儲(chǔ)能,是一個(gè)集裝箱箱體中設(shè)有若干電池柜,在電池柜里塞滿電池,以達(dá)到儲(chǔ)能的目的。不過集中式儲(chǔ)能適用于大型電站、電網(wǎng)等場景。對(duì)于大部分工商業(yè)場景,缺少足夠的空間來支撐。相反分布式儲(chǔ)能可以把儲(chǔ)能設(shè)備被分割為若干模塊,部署更加靈活,成本也更低、效率更高。
雖然儲(chǔ)能市場的走紅,越來越多競爭者出現(xiàn)。但整個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)都還在起步階段,所以還有很多機(jī)會(huì)。
八、儲(chǔ)能行業(yè)的困境
招商證券對(duì)2025年國內(nèi)用戶側(cè)、發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)等儲(chǔ)能需求進(jìn)行了估算,對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能需求大約為110GWh,市場也是非常廣闊。雖然儲(chǔ)能市場已經(jīng)爆發(fā),但仍面臨著很多難題。
據(jù)了解,國內(nèi)儲(chǔ)能產(chǎn)品營收大概可以分為三個(gè)方面:
一是直接售賣集中儲(chǔ)能/獨(dú)立儲(chǔ)能產(chǎn)品;
二是通過提供運(yùn)維服務(wù);
三是提供調(diào)頻調(diào)峰等輔助服務(wù)。
雖然儲(chǔ)能廠商主要盈利模式比較清晰,但儲(chǔ)能獲利之路(儲(chǔ)能投資建設(shè)獲利之路)還沒走通。比如在工商業(yè)側(cè),主要通過在低價(jià)將電力存儲(chǔ)起來,在電價(jià)高峰時(shí)為企業(yè)提供電力,低買高賣,賺市場價(jià)差。
而在價(jià)差套利上,峰谷價(jià)差要到0.7元/Wh以上才能穩(wěn)定運(yùn)營。在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)收入會(huì)相對(duì)可觀,浙江的峰谷價(jià)差最大,可以做到3年多回本。但在大部分地方很難有這樣的差價(jià),儲(chǔ)能企業(yè)甚至需要補(bǔ)貼得以生存。
在儲(chǔ)能系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈中,電池是儲(chǔ)能系統(tǒng)最重要的組成部分,成本超過50%。隨著儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的爆火,當(dāng)下電池原材料價(jià)格也是一路走高。
據(jù)上海有色網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,2022年6月,電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格為每噸47.10萬元,同比增長高達(dá)420.94%。成本的大幅上漲也讓企業(yè)利潤下降,“增收不增利”成為行業(yè)普遍現(xiàn)象,儲(chǔ)能企業(yè)承受了巨大的壓力。
儲(chǔ)能的儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心部件包括電池組、電池管理系統(tǒng)和儲(chǔ)能逆變器。其中電池在不同時(shí)間、不同溫度、不同倍率的充放電循環(huán),對(duì)于電池壽命都有不同程度的影響。
在工信部發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)中,要求儲(chǔ)能型電池循環(huán)壽命≥5000次且容量保持率≥80%。但實(shí)際上行業(yè)中所用電池循環(huán)次數(shù)大多在3000~6000次。項(xiàng)目運(yùn)行一段時(shí)間后,儲(chǔ)能企業(yè)必然面臨著電池更換的成本支出,這延長了收回成本的周期。
當(dāng)然任何產(chǎn)業(yè)發(fā)展的早期,都會(huì)有陣痛期。未來誰能最早解決商業(yè)化難題,提高電池壽命降低成本,誰就能占據(jù)儲(chǔ)能市場的先機(jī)。
九、儲(chǔ)能的“長征”剛開始
中國提出二氧化碳排放力爭2030年前達(dá)到峰值,力爭2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。在政策、資本和技術(shù)合力“攻關(guān)”下,儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)必將快速崛起。
在儲(chǔ)能這個(gè)領(lǐng)域,科技巨頭尤其是新能源巨頭們想找到新的增長曲線,而創(chuàng)業(yè)公司試圖通過創(chuàng)新尋找新的細(xì)分場景,成為行業(yè)的黑馬。這注定將會(huì)出現(xiàn)前所未有的的競爭的局面。
但對(duì)儲(chǔ)能賽道來說,萬億長征的第一步才開始,鹿死誰手猶未定。
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