電力行業(yè)專題研究——儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈投資機(jī)遇分析（二）
2021-08-23 16:38:30
碳中和的號(hào)角吹響后，隨著新能源裝機(jī)量的加大，電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰能力存在嚴(yán)重不足的現(xiàn)象愈發(fā)明顯，如何有效的合理分配電資源，是當(dāng)下的一個(gè)焦點(diǎn)難題，在此背景下，國(guó)家發(fā)改委近期在儲(chǔ)能行業(yè)方面多次發(fā)聲，做出明確性引導(dǎo)。
簡(jiǎn)而言之，利用新能源發(fā)出來的電該怎么樣分配與使用的問題，需要儲(chǔ)能來解決。
儲(chǔ)能將肩負(fù)起歷史重任，在解決上述難題方面將扮演重要角色。
源起基金前瞻布局，把目光投向未來產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的新高地，發(fā)現(xiàn)真正具有創(chuàng)新價(jià)值的產(chǎn)品或服務(wù)，投資成長(zhǎng)性行業(yè)中有科技和模式創(chuàng)新的、確立市場(chǎng)地位的“領(lǐng)頭羊”。深挖價(jià)值，探尋儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈投資機(jī)遇。
用電側(cè)儲(chǔ)能：未來5年新增鋰電儲(chǔ)能規(guī)模將超120GWh，市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)超886億元
1.戶用光伏/風(fēng)電應(yīng)用：峰谷套利、節(jié)約基本電費(fèi)和變壓器擴(kuò)容成本、平滑自身用電負(fù)荷
在用戶側(cè)，儲(chǔ)能可以與分布式光伏、分散式風(fēng)電等分布式能源結(jié)合，形成分布式風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)，共同打造低成本、靈活可控的電能輸出。從降本增效來看，對(duì)于工商業(yè)用戶和大工業(yè)用戶來說，通過儲(chǔ)能可實(shí)現(xiàn)峰谷套利，帶來額外收益，此外，還能節(jié)省基本電費(fèi)、節(jié)約變壓器擴(kuò)容成本、平滑自身用電負(fù)荷等：
我國(guó)大部分地區(qū)實(shí)施峰谷電價(jià)制度，白天用電高峰期電價(jià)較高，夜間用電低谷期電價(jià)較低，以鼓勵(lì)縮小峰谷差維持電網(wǎng)平衡。國(guó)內(nèi)峰谷價(jià)差較大的省份的主要為北京、長(zhǎng)三角、珠三角等地，其峰谷價(jià)差一般高于0.6元/KWh，也是國(guó)內(nèi)用戶側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展較好的地區(qū)。這些地區(qū)的工商業(yè)企業(yè)用電的削峰填谷應(yīng)用逐漸具有商業(yè)價(jià)值，一般情況下，用電尖峰時(shí)段約占用電全時(shí)段的5%，但對(duì)應(yīng)尖峰時(shí)段的用電量卻占到總用電量的20%，這一部分電量存在較大的儲(chǔ)能商業(yè)價(jià)值。
節(jié)約基本電費(fèi)可以作為用戶側(cè)儲(chǔ)能的輔助盈利模式。在我國(guó)，大部分地區(qū)針對(duì)大工業(yè)用戶適用兩部制電價(jià)，除了根據(jù)用電量繳納電度電費(fèi)之外，還需要繳納基本電費(fèi)，基本電費(fèi)是大工業(yè)用戶所應(yīng)繳納的輸配電費(fèi)的一部分，用戶可以自行選擇是按變壓器容量還是按最大需量來繳納基本電費(fèi)。
節(jié)約基本電費(fèi)方面，儲(chǔ)能適用于負(fù)荷尖峰明顯，且尖峰位于白天的電力用戶。他們可以通過在低谷時(shí)段以低電價(jià)充電并在用電負(fù)荷較高時(shí)放電，從而削減負(fù)荷尖峰從而降低申報(bào)的最大需量，起到節(jié)約基本電費(fèi)的作用。
節(jié)約基本電費(fèi)帶來收益相對(duì)較小，無法成為獨(dú)立的商業(yè)模式，只能作為峰谷套利的輔助盈利來源。
大工業(yè)電力客戶一般需要配置變壓器，而變壓器的額定容量是固定的，一旦后期用戶負(fù)荷增長(zhǎng)造成變壓器滿額運(yùn)行，便需要進(jìn)行變壓器擴(kuò)容，擴(kuò)容費(fèi)用一般較高，安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)后，可以在尖峰時(shí)段放電降低用戶的需求負(fù)荷，起到動(dòng)態(tài)擴(kuò)容的作用，從而節(jié)約變壓器擴(kuò)容的投資成本。
對(duì)于用電負(fù)荷間歇性較強(qiáng)的場(chǎng)合，如新能源汽車充電樁、體育場(chǎng)等，配備儲(chǔ)能系統(tǒng)可以在用電尖峰時(shí)刻放電，削減負(fù)荷的變化率，起到平滑負(fù)荷的作用。
以新能源充電為例，其平滑負(fù)荷的需求較為剛性。隨著新能源汽車的快速發(fā)展，相應(yīng)的充電樁等基礎(chǔ)設(shè)施必須跟上。而新能源汽車的集中充電會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成較大沖擊，這也成為新能源汽車充電樁發(fā)展的重要制約因素之一。因此，新能源汽車充電樁要發(fā)展，必須要有儲(chǔ)能進(jìn)行配合。另一方面，新能源汽車消費(fèi)者對(duì)于電價(jià)的承受能力較高，充電運(yùn)營(yíng)商可以較易將儲(chǔ)能成本轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者。即使充電費(fèi)用中加上儲(chǔ)能成本，新能源汽車的單位使用成本仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燃油車。
2.通信基站和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用：作為后備電源實(shí)現(xiàn)不間斷供電，并開始探索峰谷套利
通信電源是向基站、IDC等通信設(shè)施提供交直流電的電源，是整個(gè)通信網(wǎng)的能量保證。電源系統(tǒng)的供電質(zhì)量及供電可靠性直接影響基站和IDC等通信設(shè)施的運(yùn)行及其質(zhì)量，一旦電源系統(tǒng)發(fā)生故障，將造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。以IDC為例，其穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于金融、互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)的大客戶至關(guān)重要，擁有可靠技術(shù)、良好口碑的IDC服務(wù)商將成未來首選。若發(fā)生宕機(jī)故障，將造成巨額損失，影響企業(yè)聲譽(yù)。例如，2017年7月，全球知名IDC服務(wù)商OVH發(fā)生冷卻液泄漏事故，引發(fā)超過5000個(gè)網(wǎng)站24小時(shí)無法正常訪問；2016年7月，Equinix子公司Telecity出現(xiàn)UPS電源故障導(dǎo)致其10%的倫敦客戶的網(wǎng)絡(luò)連接中斷；2016年4月，北京亦莊數(shù)據(jù)中心斷電，多家銀行和金融機(jī)構(gòu)托管在該機(jī)房的設(shè)備宕機(jī)，服務(wù)全部中斷，相關(guān)事件均對(duì)社會(huì)和涉事企業(yè)造成了較大負(fù)面影響。
因此，電源系統(tǒng)須具備高可靠性、高穩(wěn)定性和高效率：必須保證連續(xù)供電，不能中斷，要求電源電壓穩(wěn)定，不能超過允許的變化范圍，還要求電源熱損耗低，功率密度大，利于節(jié)能、減少占地面積和降低投資等。
儲(chǔ)能電池是通信系統(tǒng)直流供電和交流不間斷供電的重要組成部分，當(dāng)市電正常供電時(shí)，儲(chǔ)能電池和整流器并聯(lián)運(yùn)行，能改善整流器的供電質(zhì)量，起到平滑負(fù)荷的作用，當(dāng)市電異常或者整流器故障時(shí)，由儲(chǔ)能電池單獨(dú)給供電設(shè)備供電，起到后備電源的作用。隨著技術(shù)的進(jìn)步和上游原材料價(jià)格的下降，磷酸鐵鋰電池的價(jià)格優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)，已成為基站和IDC的主要后備電源。此外，近年來，運(yùn)營(yíng)商和IDC運(yùn)營(yíng)企業(yè)還開始探索使用儲(chǔ)能電池進(jìn)行峰谷套利。
3.充電樁應(yīng)用：實(shí)現(xiàn)直流快充，平衡負(fù)荷，并開始探索峰谷套利
因應(yīng)新能源汽車的快速發(fā)展，快充樁需求也持續(xù)提升。新能源車使用的一大痛點(diǎn)在于續(xù)航里程低、充電速度慢。隨著新能源車?yán)m(xù)航里程的逐步提高，新能源車快充的需求也大幅興起。目前，直流快充樁多布置于公共充電站，隨著大規(guī)模集中充電需求在高峰出現(xiàn)，會(huì)加大電力負(fù)荷和峰谷差，或?qū)?dǎo)致電力系統(tǒng)供需失衡，給電網(wǎng)帶來較大負(fù)擔(dān)。在充電樁配套應(yīng)用儲(chǔ)能，將可降低集中充電所帶來的電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)：
一是配備儲(chǔ)能的充電樁可以用自己的帶電量來彌補(bǔ)電網(wǎng)電力容量的不足，減輕電網(wǎng)負(fù)擔(dān)；
二是直流充電也有助于減少對(duì)汽車動(dòng)力電池的危害；
三是通過削峰填谷、需求響應(yīng)，還可以提升運(yùn)營(yíng)收益：例如2019年，上海電網(wǎng)曾與蔚來的換電站有過兩次需求響應(yīng)合作，在高峰時(shí)電網(wǎng)向蔚來買電削峰，在低谷時(shí)要求蔚來滿負(fù)荷充電，滿足電網(wǎng)最低負(fù)荷需求。
4.未來5年，用戶側(cè)新增鋰電儲(chǔ)能規(guī)模將超120GWh，市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)超886億元
（1）工商業(yè)及大工業(yè)用戶儲(chǔ)能新增規(guī)模將保持快速發(fā)展態(tài)勢(shì)：預(yù)計(jì)2020-2025年新增鋰電儲(chǔ)能投運(yùn)規(guī)模合計(jì)達(dá)7.47GWh，年復(fù)合增速維持在30%左右，市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)達(dá)97.11億元
2019年全球工商業(yè)用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目新增投運(yùn)規(guī)模超過2.5GWh，參考同年“中國(guó)投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模占全球比例18%”，估算2019年我國(guó)工商業(yè)用戶和大工業(yè)用戶的新增儲(chǔ)能投運(yùn)規(guī)模為0.5GWh。
與此同時(shí)，2019年我國(guó)儲(chǔ)能鋰電池出貨量同比增長(zhǎng)22.9%。受益于峰谷套利、節(jié)約基本電費(fèi)和變壓器擴(kuò)容成本、平滑自身用電負(fù)荷等好處，樂觀預(yù)計(jì)在工商業(yè)和大工業(yè)領(lǐng)域，我國(guó)未來5年儲(chǔ)能的年新增投運(yùn)規(guī)模的復(fù)合增速能維持在30%左右。因此，預(yù)計(jì)2020-2025年，我國(guó)工商業(yè)用戶和大工業(yè)用戶的新增儲(chǔ)能投運(yùn)規(guī)模為8.3GWh。
圖 2020-2025年我國(guó)工商業(yè)和大工業(yè)用戶年新增儲(chǔ)能投運(yùn)規(guī)模預(yù)測(cè)
假設(shè)鋰電在其中的占比為90%，則鋰電儲(chǔ)能的新增投運(yùn)規(guī)模為7.47GWh。結(jié)合上述國(guó)內(nèi)鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)2020-2025年間投資的中樞價(jià)格為1300元/KWh的假設(shè)，測(cè)算得出2020-2025年工商業(yè)及大工業(yè)用戶鋰電儲(chǔ)能的市場(chǎng)規(guī)模為：
8.3GWh * 90% * 1300元/KWh = 7470000KWh * 1300元/KWh = 97.11億元
（2）5G建設(shè)為鋰電市場(chǎng)創(chuàng)造巨大空間：2021-2025年鋰電需求預(yù)計(jì)合計(jì)為45.9GWh，市場(chǎng)空間合計(jì)為321.3億元
一方面，5G基站相對(duì)于4G基站最大的特點(diǎn)是布置密集、功耗高。華為、中興的5G基站典型功耗約3000W，最大功耗甚至近5000W，相較4G基站有超過一倍的提升。初步預(yù)計(jì)，5G單站后備電源需求將翻倍。
另一方面，隨著磷酸鐵鋰電池價(jià)格持續(xù)下降，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯，目前，其已成為基站的主要后備電源。通信備用電源領(lǐng)域的主要需求方中國(guó)鐵塔和三大運(yùn)營(yíng)商從2018年開始已在加大對(duì)于磷酸鐵鋰電池的采購(gòu)比例。高工鋰電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2019年中國(guó)基站鋰電池出貨量達(dá)5.5GWh，同比增長(zhǎng)71.9%。
從近期招標(biāo)的價(jià)格來看，2020年1季度，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)鐵塔分別招標(biāo)采購(gòu)了1.95GWh、2GWh的磷酸鐵鋰電池組，不含稅的中標(biāo)均價(jià)為0.7元/Wh。
因此，假設(shè)宏基站單站功耗在3000-5000W，電池備用時(shí)長(zhǎng)在2-3小時(shí)，單站備用電源需求在6-15KWh左右。另外5G單站覆蓋范圍更小，對(duì)小基站的需求大幅提升，相應(yīng)的備用電源的需求也將持續(xù)增加。總體來看，預(yù)計(jì)2021-2025年的后備電源需求合計(jì)約為51GWh，假設(shè)其中鋰電占比為90%，則鋰電的新增裝機(jī)規(guī)模合計(jì)為45.9GWh；以當(dāng)前招標(biāo)價(jià)格0.7元/Wh進(jìn)行測(cè)算，未來5年的市場(chǎng)空間合計(jì)約為321.3億元。
（3）IDC穩(wěn)定運(yùn)行須儲(chǔ)能大規(guī)模配套投入：預(yù)計(jì)2021-2025年鋰電裝機(jī)規(guī)模合計(jì)達(dá)54GWh，市場(chǎng)空間合計(jì)達(dá)378億元
IDC屬于高耗能產(chǎn)業(yè)，其托管的服務(wù)器需要每年不間斷運(yùn)行以向互聯(lián)網(wǎng)用戶提供服務(wù)，同時(shí)需要空調(diào)等輔助制冷設(shè)備實(shí)時(shí)供應(yīng)冷氣以維持其可靠運(yùn)行，因此電能消耗量巨大。隨著IDC的大量建設(shè)，IDC將面臨日益增長(zhǎng)的資源和電力需求。根據(jù)IDC圈的統(tǒng)計(jì)，從2011年到2016年，IDC耗電量以每年10%速度快速增長(zhǎng)，2017年國(guó)內(nèi)IDC總耗電量達(dá)到13萬GWh，超過了當(dāng)年三峽大壩9.76萬GWh的全年發(fā)電量。到2018年，全國(guó)IDC總耗電量增至15萬GWh，如果換算成日耗電量，全國(guó)IDC每天耗電達(dá)411GWh，達(dá)到社會(huì)總用電量的2%。預(yù)計(jì)到2025年，這一占比將翻倍至4%。根據(jù)電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院的預(yù)測(cè)，2025年全社會(huì)用電量將達(dá)9.1-9.5百萬GWh，參考此數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2025年全年IDC耗電量將達(dá)37.2萬GWh，日耗電量達(dá)1019GWh。
圖 我國(guó)數(shù)據(jù)中心2018-2025年用電量占社會(huì)總用電量比例預(yù)測(cè)
由于我國(guó)電價(jià)的谷價(jià)電時(shí)間一般是8小時(shí)/天，按照目前行業(yè)慣常做法，為保證電池放電后的回充量，會(huì)要求IDC的UPS主機(jī)配備谷價(jià)電時(shí)段40%以上額定功率的充電能力。故保守測(cè)算，2018年IDC的儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為：
411GWh * (8/24) * 40% = 55GWh
到2025年，IDC的儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模將達(dá)：
1019GWh * (8/24) * 40% = 136GWh
因此，預(yù)計(jì)2021-2025年間，年新增儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模約為12GWh，5年合計(jì)為60GWh。假設(shè)其中鋰電占比為90%，則5年間鋰電新增裝機(jī)規(guī)模將為54GWh。同樣參考中國(guó)移動(dòng)當(dāng)前的鋰電招標(biāo)價(jià)格0.7元/Wh進(jìn)行測(cè)算，未來5年的市場(chǎng)空間合計(jì)為378億元左右。
（4）新能源汽車上量為儲(chǔ)能發(fā)展帶來可觀紅利：2021-2025年，“充儲(chǔ)”帶動(dòng)的鋰電儲(chǔ)能新增裝機(jī)需求合計(jì)將達(dá)12.85GWh，對(duì)應(yīng)的鋰電市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)約為90億元
2019年12月3日，工信部發(fā)布了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》（征求意見稿），指出2025年新能源汽車銷量占比將達(dá)到25%。預(yù)計(jì)2030年占比將提升至40%。按2025年和2030年汽車總銷量分別為3500萬輛和3800萬輛計(jì)算，對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)新能源汽車銷量分別為875萬輛和1520萬輛。
基于此，參考國(guó)盛證券估算數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)至2025年，充電樁的新增需求有望在656萬個(gè)，至2030年，新增需求在1520萬個(gè)。隨著新能源汽車滲透率的逐步提升，公共充電樁與私人充電樁的車樁比將逐漸下降，假設(shè)2025年分別為4:1與2:1，2030年分別為3:1與1.5:1。則至2025年和2030年對(duì)應(yīng)的充電樁新增總需求分別為656萬個(gè)和1520萬個(gè)。由于公共充電樁需滿足快速補(bǔ)電需求，直流樁占比有望從2019年的42%提升至2025年的60%和2030年的70%，相應(yīng)地，至2025年和2030年的公共直流樁新增需求分別為131萬個(gè)和355萬個(gè)。
表 我國(guó)充電樁2019-2030年市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)
在滲透率中性假設(shè)下，2021年、2025年和2030年“充儲(chǔ)”帶動(dòng)儲(chǔ)能裝機(jī)的需求分別約為0.888GWh、5.95GWh和15.4GWh。從價(jià)值量來看，2021-2025年，對(duì)應(yīng)的鋰電市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)約為90億元，2026-2030年合計(jì)約為246億元：公共充電樁多在日間使用，電網(wǎng)負(fù)擔(dān)高，更適合配套儲(chǔ)能響應(yīng)電網(wǎng)需求。假設(shè)公共直流充電樁平均功率為50KW，公共交流充電樁功率為10KW，充電樁與儲(chǔ)能的容配比為40%，儲(chǔ)能時(shí)間1小時(shí)，鋰電在新能源汽車“充儲(chǔ)”市場(chǎng)中的應(yīng)用比例為90%，2025年前，鋰電儲(chǔ)能電池售價(jià)保持在0.7元/Wh，2025-2030年，這一價(jià)格降至0.5元/Wh。在悲觀、中性、樂觀三種情形下，“充儲(chǔ)”對(duì)應(yīng)的滲透率分別為10%/20%/30%，則2021年的儲(chǔ)能裝機(jī)需求分別為0.444/0.888/1.332GWh，2025年相應(yīng)的需求分別為2.98/5.95/8.93GWh，2030年的為7.70/15.40/23.11GWh。若取中性值，大致測(cè)算，2021-2025年“充儲(chǔ)”帶動(dòng)的鋰電儲(chǔ)能新增裝機(jī)需求合計(jì)將達(dá)12.85GWh。從價(jià)值量來看，2021-2025年，對(duì)應(yīng)的鋰電市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)約為90億元，2026-2030年的市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)約為246億元。
表 我國(guó)2025年及2030年“充儲(chǔ)”帶動(dòng)儲(chǔ)能裝機(jī)需求預(yù)測(cè)
小結(jié)
未來4-5年，發(fā)電側(cè)+電網(wǎng)側(cè)+用戶側(cè)鋰電儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模合計(jì)將超173GWh，市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)超1580億元。其構(gòu)成如下：
1.發(fā)電側(cè)鋰電儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模將新增49GWh，市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)達(dá)637億元。其中：
（1）2021-2025年新能源電站配套鋰電儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模合計(jì)達(dá)47GWh，市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)達(dá)611億元；
（2）2020-2024年火電發(fā)電側(cè)調(diào)頻鋰電儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模合計(jì)為2GWh，市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)為26億元。
2.電網(wǎng)側(cè)2020-2024年鋰電儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模約4.4GWh，市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)為57.22億元。其中：
（1）調(diào)頻鋰電儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模0.54GWh，市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)為7.02億元；
（2）調(diào)峰鋰電儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模3.86GWh，市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)為50.2億元。
3.用電側(cè)鋰電儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模將超120GWh，市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)超886億元。其中：
（1）2020-2025年工商業(yè)及大工業(yè)用戶鋰電儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模合計(jì)7.47GWh，市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)97.11億元；
（2）2021-2025年5G基站鋰電儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模合計(jì)達(dá)45.9GWh，市場(chǎng)空間合計(jì)達(dá)321.3億元；
（3）2021-2025年IDC鋰電儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模合計(jì)達(dá)54GWh，市場(chǎng)空間合計(jì)達(dá)378億元；
（4）2021-2025年新能源汽車“充儲(chǔ)”帶動(dòng)的鋰電儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模合計(jì)將達(dá)12.85GWh，2021-2025年間對(duì)應(yīng)的鋰電儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)約為90億元。
關(guān)注儲(chǔ)能鋰電池、PCS、BMS及系統(tǒng)集成4大重要細(xì)分賽道中的優(yōu)質(zhì)標(biāo)的
（一）儲(chǔ)能鋰電池、PCS、BMS及系統(tǒng)集成是四大重要細(xì)分賽道
1.儲(chǔ)能鋰電池、PCS及BMS在鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)中的成本占比合計(jì)達(dá)86%
我們對(duì)鋰電池儲(chǔ)能的產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成再次進(jìn)行回顧：形成鋰電等電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，需要進(jìn)行儲(chǔ)能系統(tǒng)集成，并配套進(jìn)行土建安裝和運(yùn)維等。
圖 鋰電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈
儲(chǔ)能系統(tǒng)集成是產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵一環(huán)，其集成的對(duì)象又可細(xì)分為儲(chǔ)能電池、儲(chǔ)能變流器（PCS）、電池管理系統(tǒng)（BMS）、能源管理系統(tǒng)（EMS）和其他電氣設(shè)備。前4者是鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心構(gòu)成部分，儲(chǔ)能電池負(fù)責(zé)充放電，PCS負(fù)責(zé)直流電和交流電的相互轉(zhuǎn)換，BMS負(fù)責(zé)電池的評(píng)估、保護(hù)和均衡監(jiān)測(cè)，EMS負(fù)責(zé)能源預(yù)測(cè)、平衡、優(yōu)化和系統(tǒng)節(jié)能降耗的管控。四者工作原理的示意圖如下：
圖 電池儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
其中，儲(chǔ)能鋰電池在整個(gè)鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)中的成本占比為67%，是目前產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值構(gòu)成最集中的部分。另外，PCS占比10%，BMS占比9%，EMS占比2%。
圖 鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)成本構(gòu)成
結(jié)合前述“未來4-5年，發(fā)電側(cè)+電網(wǎng)側(cè)+用戶側(cè)鋰電儲(chǔ)能新增裝機(jī)市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)超1580億元”的預(yù)測(cè)，這里可以保守測(cè)算出，儲(chǔ)能鋰電池、PCS、BMS、EMS未來5年的市場(chǎng)空間情況如下：
圖 2021-205年鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)核心構(gòu)成部分市場(chǎng)空間
EMS在儲(chǔ)能領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模較小，未來5年僅31.6億元。但實(shí)際上，其在整個(gè)能源行業(yè)中的地位非常重要，且市場(chǎng)前景廣闊，預(yù)計(jì)到2023年國(guó)內(nèi)EMS整體市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)1970.3億元。鑒于此，本系列報(bào)告將另文對(duì)EMS進(jìn)行深入研究，在此不再贅述。
2.儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力取決于硬件的性價(jià)比與系統(tǒng)集成的效率
與光伏早期有國(guó)家補(bǔ)貼助力不同，儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力提升天然就面臨著平價(jià)的要求，其提效降本主要落實(shí)在硬件的性價(jià)比與系統(tǒng)集成的效率雙提升上，一方面是對(duì)儲(chǔ)能電池和PCS廠商降本增效的要求，另一方面是對(duì)集成廠商優(yōu)化提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的訴求，二者缺一不可。
綜上，以下分析將聚焦儲(chǔ)能電池、PCS、BMS及系統(tǒng)集成四大重要細(xì)分賽道開展。
（二）儲(chǔ)能鋰電池：2020-2025年國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能鋰電池出貨量將保持近40%的高增速
1.2020-2025年國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能鋰電池出貨量合計(jì)約188GWh，基本滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求
根據(jù)EVTank和伊維經(jīng)濟(jì)研究院聯(lián)合發(fā)布的《中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展白皮書（2020年）》，2019年，國(guó)內(nèi)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域的鋰電池出貨量達(dá)到8.6GWh，同比增長(zhǎng)22.9%；到2025年，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)出貨量或?qū)⑦_(dá)到60GWh，6年間的復(fù)合增長(zhǎng)率為38.2%。2020-2025年，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能鋰電池的出貨量合計(jì)將約為188GWh，基本可滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。
圖 2014-2025年中國(guó)儲(chǔ)能用鋰電池出貨量及預(yù)測(cè)
2.儲(chǔ)能鋰電池普遍沿用動(dòng)力電池產(chǎn)線，未來前者優(yōu)勢(shì)企業(yè)大概率將從后者頭部廠商中誕生
鋰電池近年來在汽車動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用增長(zhǎng)迅猛，已成為占比最大的應(yīng)用領(lǐng)域，用于儲(chǔ)能方面的比例較小，預(yù)計(jì)截至2020年底，用于汽車動(dòng)力領(lǐng)域的比例將接近70%，而用于儲(chǔ)能領(lǐng)域的比例仍不足10%。
圖 鋰電池在汽車動(dòng)力、消費(fèi)電子和儲(chǔ)能領(lǐng)域的需求量比例
目前，儲(chǔ)能鋰電池普遍沿用動(dòng)力電池產(chǎn)線，與動(dòng)力電池并未形成差異化。即使原來是以動(dòng)力電池為主要產(chǎn)品的企業(yè)，其延伸至儲(chǔ)能領(lǐng)域的門檻也相對(duì)較低。隨著鋰電池技術(shù)成熟、各廠商生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，儲(chǔ)能用的鋰電池成本也將因之下降，從而不斷提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，預(yù)計(jì)未來儲(chǔ)能鋰電池的優(yōu)勢(shì)企業(yè)較大概率仍將是從目前汽車動(dòng)力鋰電池的頭部廠商中誕生。
（三）儲(chǔ)能PCS：漸成傳統(tǒng)變流器廠家新戰(zhàn)略市場(chǎng)
1.儲(chǔ)能PCS對(duì)光伏、風(fēng)電、微電網(wǎng)等的發(fā)展作用重大，正成為傳統(tǒng)變流器廠家的新戰(zhàn)略市場(chǎng)
儲(chǔ)能PCS將交流電轉(zhuǎn)換成直流電向儲(chǔ)能電池進(jìn)行充儲(chǔ)，當(dāng)市電停電時(shí)，再將儲(chǔ)能電池存儲(chǔ)的直流電變換成交流電供使用。目前，儲(chǔ)能PCS的核心應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋可再生能源、微電網(wǎng)等，其在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用有3大積極作用：
一是在光伏和風(fēng)電領(lǐng)域，間歇性發(fā)電的特征是阻礙其拓展市場(chǎng)的瓶頸之一，先進(jìn)的儲(chǔ)能PCS可以在協(xié)調(diào)資源的情況下，適應(yīng)現(xiàn)有的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性，例如實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無功支持和可變?cè)O(shè)置；
二是在無電網(wǎng)支撐的偏遠(yuǎn)地區(qū)以及孤島電網(wǎng)區(qū)域，通過儲(chǔ)能系統(tǒng)和PCS結(jié)合的方式，可以在電力中斷時(shí)，使備用電源瞬時(shí)響應(yīng)，確保不間斷電源（UPS）的正常工作；
三是隨著材料和元件的不斷創(chuàng)新，儲(chǔ)能PCS能夠更可靠、需要更少的設(shè)備并減少安裝的人力成本，以低成本高效率的方式提高能量輸出電壓。
儲(chǔ)能PCS作為保障連續(xù)電力供應(yīng)的首選解決方案，正在成為傳統(tǒng)變流器廠家的一個(gè)新的戰(zhàn)略市場(chǎng)。根據(jù)IHS數(shù)據(jù)，2020年全球儲(chǔ)能PCS出貨規(guī)模能到12.7GW，同比增長(zhǎng)30%，到2022年，這一規(guī)模將增至17.4GW，復(fù)合增速保持在17%的高位。
圖 2015-2022年全球儲(chǔ)能變流器出貨規(guī)模
此外，Navigant Research對(duì)電網(wǎng)側(cè)、工商業(yè)、用戶側(cè)以及遠(yuǎn)程/斷電等4個(gè)細(xì)分市場(chǎng)和7個(gè)世界區(qū)域中固定儲(chǔ)能使用PCS的市場(chǎng)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)在未來10年世界所有地區(qū)儲(chǔ)能PCS的應(yīng)用都將出現(xiàn)顯著增長(zhǎng)。其中，亞太地區(qū)架構(gòu)成為最大的儲(chǔ)能PCS消費(fèi)區(qū)域。亞太地區(qū)2019年起，儲(chǔ)能PCS安裝量將呈現(xiàn)翻倍式增長(zhǎng)，至2024年其市場(chǎng)規(guī)模將突破10億美元，2027年將占據(jù)全球市場(chǎng)份額的43.2%。該增長(zhǎng)成績(jī)的獲得，將主要依賴于中國(guó)這一亞太地區(qū)最大的光伏和儲(chǔ)能市場(chǎng)。
（四）儲(chǔ)能BMS：在鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)中處于關(guān)鍵核心位置
1.BMS是鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)的“大腦和管家”，產(chǎn)品的優(yōu)劣勢(shì)取決于其軟件能力及數(shù)據(jù)規(guī)模和應(yīng)用，目前行業(yè)仍需投入大量研發(fā)成本進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化和競(jìng)爭(zhēng)力提升
儲(chǔ)能BMS是鋰電池組內(nèi)承載“大腦和管家”功能的核心部件，要求具備電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)、電池安全分析、電池狀態(tài)分析、能量控制管理以及電池信息管理等全功能的實(shí)現(xiàn)能力，可以全方位地保護(hù)鋰電池組的健康運(yùn)行。儲(chǔ)能BMS的好壞將直接決定電芯的充放電效果及壽命。
圖 儲(chǔ)能BMS功能結(jié)構(gòu)圖
BMS由軟件和硬件組成，其基本工作原理是，對(duì)這些軟件和硬件進(jìn)行模塊化組合，并通過寫入中央控制芯片的軟件算法，來運(yùn)行各項(xiàng)功能。軟件和硬件組合成的模塊包括采集模塊、主控模塊、通信模塊和顯示模塊等。采集模塊是BMS的工作基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)功能；基于采集模塊傳回的數(shù)據(jù)，主控模塊會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，動(dòng)態(tài)制定電池管理策略，具有熱管理、均衡管理、電池剩余容量（SOC）估算、充放電管理、信息交互等功能；通信模塊負(fù)責(zé)BMS內(nèi)各模塊間的通信，以及BMS與電池、PCS、EMS之間的通信。
其中，軟件技術(shù)是BMS的關(guān)鍵核心，數(shù)據(jù)是BMS軟件技術(shù)的基礎(chǔ)。BMS開發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)行所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)規(guī)模及其分析、應(yīng)用能力，以及對(duì)各功能模塊間進(jìn)行監(jiān)測(cè)、協(xié)同控制和保護(hù)的軟件能力將決定業(yè)內(nèi)廠商競(jìng)爭(zhēng)的成敗。
由于儲(chǔ)能BMS的重要性、功能結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以及其對(duì)數(shù)據(jù)和軟件能力的高要求，使得儲(chǔ)能BMS成為一個(gè)技術(shù)壁壘較高的細(xì)分行業(yè)，現(xiàn)階段業(yè)內(nèi)仍需投入大量的研發(fā)成本進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化和競(jìng)爭(zhēng)力提升。根據(jù)興業(yè)證券的調(diào)研數(shù)據(jù)，雖然行業(yè)中典型公司的毛利率較高（約47%），但研發(fā)成本吞噬了大量利潤(rùn)，現(xiàn)階段行業(yè)典型公司的凈利潤(rùn)水平為0.19億元/GWh。預(yù)計(jì)后續(xù)產(chǎn)品進(jìn)一步成熟后，行業(yè)龍頭有望憑借規(guī)模優(yōu)勢(shì)獲得高額回報(bào)率。
（五）儲(chǔ)能系統(tǒng)集成：長(zhǎng)期前景看好
1.系統(tǒng)集成是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈條的重要環(huán)節(jié)，目前單獨(dú)集成業(yè)務(wù)微虧，但長(zhǎng)期值得看好
系統(tǒng)集成是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈條的重要環(huán)節(jié)，其向上銜接設(shè)備及關(guān)鍵子系統(tǒng)廠商、向下打通儲(chǔ)能服務(wù)，按照客戶需求，選擇合適的儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)品，將各個(gè)單元從零散到整合、從整合到最優(yōu)的工程。在對(duì)電池、PCS、集裝箱等各部件性能充分了解的基礎(chǔ)上，根據(jù)運(yùn)行場(chǎng)景和場(chǎng)站需求，最大化優(yōu)化整體設(shè)計(jì)，釋放整個(gè)系統(tǒng)的潛能，為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用電側(cè)等各類場(chǎng)景打造“一站式”解決方案，使儲(chǔ)能電站的整體性能達(dá)到最優(yōu)。
單獨(dú)的系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)在2019年處于微虧狀態(tài)，主要原因是行業(yè)仍處初期階段，系統(tǒng)集成的專業(yè)化水平較低，且系統(tǒng)集成商位于產(chǎn)業(yè)鏈中下游，在儲(chǔ)能發(fā)展初期，商業(yè)模式不夠清晰的情況下，承擔(dān)著較大風(fēng)險(xiǎn)。
表 儲(chǔ)能系統(tǒng)集成行業(yè)概況
但是儲(chǔ)能系統(tǒng)集成較電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)的復(fù)雜度更甚，涉及電池管理、能量管理、熱管理、運(yùn)行策略等多方面因素，且大容量?jī)?chǔ)能裝置的電芯數(shù)量高達(dá)數(shù)萬個(gè)，是電動(dòng)汽車的上百倍，儲(chǔ)能的系統(tǒng)集成將極大程度影響項(xiàng)目的成本及收益水平。因此長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，優(yōu)秀的系統(tǒng)集成商未來可憑借其技術(shù)壁壘獲取利潤(rùn)。
圖 儲(chǔ)能系統(tǒng)集成與汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)集成的復(fù)雜度對(duì)比
（六）小結(jié)
儲(chǔ)能鋰電池、PCS、BMS及系統(tǒng)集成是四大重要細(xì)分賽道。
儲(chǔ)能鋰電池：2020-2025年國(guó)內(nèi)出貨量合計(jì)約188GWh，基本可滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。目前，儲(chǔ)能鋰電池普遍沿用動(dòng)力電池產(chǎn)線，與動(dòng)力電池并未形成差異化。預(yù)計(jì)未來儲(chǔ)能鋰電池的優(yōu)勢(shì)企業(yè)較大概率仍將是從目前汽車動(dòng)力鋰電池的頭部廠商中誕生。
儲(chǔ)能PCS：對(duì)光伏、風(fēng)電、微電網(wǎng)等的發(fā)展作用重大，正成為傳統(tǒng)變流器廠家的新戰(zhàn)略市場(chǎng)。2022年，儲(chǔ)能PCS的全球出貨規(guī)模將達(dá)17.4GW，2020-2022年間復(fù)合增速保持在17%的高位，這一增長(zhǎng)成績(jī)的獲得，將主要依賴中國(guó)市場(chǎng)。
儲(chǔ)能BMS：是鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)的“大腦和管家”，其好壞將直接決定電芯的充放電效果及壽命；儲(chǔ)能BMS的優(yōu)劣勢(shì)取決于其軟件能力及數(shù)據(jù)規(guī)模和應(yīng)用，目前行業(yè)仍需投入大量研發(fā)成本進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化和提升。預(yù)計(jì)后續(xù)產(chǎn)品進(jìn)一步成熟后，行業(yè)龍頭有望憑借規(guī)模優(yōu)勢(shì)獲得高額回報(bào)率。
儲(chǔ)能系統(tǒng)集成：向上銜接設(shè)備及關(guān)鍵子系統(tǒng)廠商、向下打通儲(chǔ)能服務(wù)，是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈條的重要環(huán)節(jié)。單獨(dú)的系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)在2019年處于微虧狀態(tài)，但是儲(chǔ)能系統(tǒng)集成的復(fù)雜度高，將極大程度影響項(xiàng)目的成本及收益水平。長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，優(yōu)秀的系統(tǒng)集成商可憑借技術(shù)壁壘獲取利潤(rùn)。
2021年8月10日，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購(gòu)買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》，引導(dǎo)市場(chǎng)主體多渠道增加可再生能源并網(wǎng)規(guī)模。
隨著碳中和理念成為全球共識(shí)，在全球新能源替代化石能源的進(jìn)程中，消納、調(diào)頻、波動(dòng)非穩(wěn)定性等問題為新能源的發(fā)展痛點(diǎn)，在“碳達(dá)峰、碳中和”電力新能源快速發(fā)展的時(shí)代背景下，儲(chǔ)能具備需求剛性。
源起基金不斷踐行企業(yè)社會(huì)責(zé)任，立足于國(guó)家戰(zhàn)略，積極推動(dòng)“碳達(dá)峰、碳中和”，始終堅(jiān)持以“引導(dǎo)基金牽頭+產(chǎn)業(yè)資源帶動(dòng)+生態(tài)賦能支持”的路徑來激活市場(chǎng)現(xiàn)有雙創(chuàng)資產(chǎn)，創(chuàng)新開拓多元融合的產(chǎn)業(yè)版圖，助力企業(yè)成長(zhǎng)，為中國(guó)建設(shè)國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局做出貢獻(xiàn)。
