電力設(shè)備行業(yè)深度報(bào)告：新型儲能方興未艾工商+大儲如日方升 20230627 -東海證券

證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明年06月27日究年06月27日究師周嘯宇S0630519030001%萬行業(yè)指數(shù):電力設(shè)備(0763) 300究1.大宗商品價(jià)格走勢分化，關(guān)注分散式風(fēng)電發(fā)展——電力設(shè)備新能源行業(yè)周報(bào)(20230612-20230618)2.組件擴(kuò)產(chǎn)步伐加快，硅料價(jià)格下降下價(jià)格博弈有望見底——電力設(shè)備新能源行業(yè)周報(bào)(2023/6/5-2023/6/11)3.新能源汽車購置稅減免政策有望延續(xù)，廣東省發(fā)布2023年海風(fēng)競配方案——電力設(shè)備新能源行業(yè)周報(bào) (2023/05/29-2023/06/04)新型儲能方興未艾，工商+大儲如日方升及能裝機(jī)規(guī)模超20.4GW，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模約45.7GW。工程。RR1元/kWh時(shí)，儲能項(xiàng)目的IRR可達(dá)26.6%，靜態(tài)投資回收期僅為3.4年，此時(shí)項(xiàng)目盈利能力源發(fā)電，彌補(bǔ)線路損耗，補(bǔ)償配電側(cè)功率，提升穩(wěn)定能力。利；2)容量租賃+調(diào)峰輔助服務(wù)。以100MW的獨(dú)立式儲能IRR站的年收入為8000萬元，IRR約例、配儲時(shí)長，預(yù)計(jì)2023/2024/2025年國內(nèi)配儲合計(jì)裝機(jī)量約為41.8/70.9/106.1GWh，深度證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN2/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明 1.2.儲能裝機(jī)規(guī)模：中美歐儲能裝機(jī)占比約86％ 6 2.1.電化學(xué)儲能：新型儲能的主力軍 92.1.1.鋰離子電池——主流電化學(xué)儲能方式 102.1.2.鈉離子電池——電化學(xué)儲能新星 112.1.3.液流電池：處于商業(yè)化早期 132.2.物理儲能：電能轉(zhuǎn)化為勢能 152.2.1.抽水蓄能——最為成熟的儲能方式 16 2.2.3.重力儲能：建設(shè)周期短，使用壽命長 192.2.4.飛輪儲能：響應(yīng)速度極快、轉(zhuǎn)換效率高 203.應(yīng)用端工商業(yè)儲滲透率可期，大儲前途明朗 223.1.工商業(yè)儲能：成本優(yōu)勢提升，有望帶動(dòng)下游需求 223.1.1.用電側(cè)峰谷價(jià)差間接帶動(dòng)工商業(yè)儲能發(fā)展 223.1.2.工商業(yè)儲能系統(tǒng)：成本優(yōu)勢提升 243.1.3.工商業(yè)儲能發(fā)展現(xiàn)狀 263.2.大儲：政策驅(qū)動(dòng)行業(yè)發(fā)展，獨(dú)立式前途明朗 273.2.1.集中式配儲的新模式——獨(dú)立式儲能 293.2.2.獨(dú)立式儲能電站收益多樣化 313.3.儲能市場空間測算：2025年國內(nèi)配儲將超過100GWh 324.風(fēng)險(xiǎn)提示 33證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN3/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明圖12021-2025E國內(nèi)風(fēng)光裝機(jī)量及預(yù)測(單位：GW) 5圖2全球電力結(jié)構(gòu)及展望 5圖3儲能系統(tǒng)解決方案示意圖 5圖4儲能應(yīng)用場景 6圖5儲能應(yīng)用場景規(guī)模占比(2023年1月) 6圖6全球新型儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模(單位：MW) 7圖7全球新增儲能項(xiàng)目地區(qū)分布 7圖8中國新型儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模(單位：MW) 7圖92022年并網(wǎng)儲能項(xiàng)目應(yīng)用領(lǐng)域分布 7圖10當(dāng)前儲能的主要形式 8圖11各種儲能優(yōu)缺點(diǎn)對比 8圖12典型儲能形式的技術(shù)特征及其應(yīng)用適用性 8圖132022年我國各儲能技術(shù)裝機(jī)占比 9圖142017-2022年國內(nèi)儲能新增裝機(jī)構(gòu)成(單位：GW) 9圖15鋰離子電池運(yùn)行原理 10圖16圓柱電池內(nèi)部結(jié)構(gòu) 10圖172023年碳酸鋰價(jià)格快速下跌(萬元/噸) 11圖182022儲能電池產(chǎn)量接近翻倍(GWh) 11圖19鈉離子和鋰離子電池成本對比 12圖20預(yù)計(jì)2023年為鈉電池量產(chǎn)應(yīng)用元年 12圖21鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)業(yè)務(wù)布局 13圖22過去40多年來液流電池發(fā)展時(shí)間表 14圖23全釩液流電池工作原理圖 14圖241.2GW全釩液流電池項(xiàng)目框架協(xié)議簽約 14圖25長時(shí)儲能場景中鋰離子電池和全釩液流電池成本變化 15圖26抽水儲能結(jié)構(gòu)圖 16圖272017-2022從抽水儲能裝機(jī)量穩(wěn)步增長(GWh) 16圖282030年我國抽水蓄能裝機(jī)容量達(dá)120GW 17圖29各省“十四五”抽水儲能目標(biāo)(萬KW) 17圖30壓縮空氣儲能工作原理圖 19圖31電廠運(yùn)行原理 19圖32江蘇金壇壓縮空氣儲能電站項(xiàng)目全景 19圖33湖北應(yīng)城300兆瓦級壓縮空氣儲能電站示范工程 19圖34山地重力儲能示意圖 20圖35EnergyVault商業(yè)示范項(xiàng)目 20圖36Gravitricity公司的250kW重力儲能示范項(xiàng)目 20圖37重力儲能示意圖 20圖38飛輪結(jié)構(gòu)圖 21圖39NASA飛輪工程件樣圖 21圖40全球首個(gè)二氧化碳+飛輪儲能示范項(xiàng)目 21圖41工商業(yè)儲能系統(tǒng)構(gòu)成 22圖422023年6月我國峰谷價(jià)差熱力圖(一般工商業(yè)10kV)(單位：元/kWh) 23圖432023上半年全國各地最大峰谷價(jià)差匯總(單位：元/KWh) 23圖442022.9-至今儲能電芯(LFP)和電池級碳酸鋰價(jià)格(萬元/噸) 24圖45儲能電芯(LFP)成本拆分 24圖46工商業(yè)儲能系統(tǒng)(LFP)成本拆分 24證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN4/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明圖472022年廣東省2h儲能系統(tǒng)充放電策略(單位：元/KWh) 25圖482018-2022中國工商業(yè)儲能累計(jì)和新增裝機(jī)情況(單位：MW) 26圖49紹興首個(gè)“光儲充”一體化充電站在新昌投入使用 27圖50上海新華科技智慧儲電項(xiàng)目 27圖51大儲系統(tǒng)構(gòu)成 28圖52獨(dú)立式儲能系統(tǒng)構(gòu)成 29圖53英格蘭西南部的獨(dú)立式儲能電站 29圖54梅州五華電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲能項(xiàng)目 29圖55獨(dú)立儲能電站運(yùn)營及儲能系統(tǒng)各環(huán)節(jié)采購示意圖 30圖562022年部分獨(dú)立式儲能電站業(yè)主投運(yùn)規(guī)模(MWh) 30表1不同技術(shù)路線電池對比 9表2電池正極材料性能表 11表3鋰電池和鈉電池性能參數(shù)對比 12表4鈉離子電池正極材料的三條主要路線 13表5物理儲能方式對比 15表62022年至今國內(nèi)抽水蓄能產(chǎn)業(yè)政策梳理 17表7上市公司抽水蓄能項(xiàng)目梳理 18表8工商業(yè)儲能經(jīng)濟(jì)性測算核心假設(shè) 25表9工商業(yè)儲能項(xiàng)目IRR敏感性分析 26表10工商業(yè)儲能項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期敏感性分析(單位：年) 26表11我國工商業(yè)儲能行業(yè)主要公司 27表122022年至今全國各省新能源強(qiáng)制配儲政策匯總 28表13中國部分區(qū)域獨(dú)立儲能電站收益模式 31表14我國主要省份獨(dú)立式儲能電站年收入估算(單位：萬元) 31表15獨(dú)立式儲能項(xiàng)目IRR敏感性分析 32表16獨(dú)立式儲能項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期敏感性分析(單位：年) 32表172023E-2025E我國儲能市場空間測算 33證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN5/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明2022年全國可再生能源新增裝機(jī)約1.52億千瓦，占全國新增發(fā)電裝機(jī)的76.2%，其中風(fēng)光作為國內(nèi)可再生能源的主力軍，2022年新增裝機(jī)量合計(jì)約1.25億千瓦，同比+22.05%。此外，BPenergy預(yù)測，2025年全球風(fēng)電+光伏發(fā)電量占比20%，到2050年風(fēng)電+光伏發(fā)電量占比達(dá)到67%。屆時(shí)傳統(tǒng)能源發(fā)電占比將僅為7%。當(dāng)前大量新能源發(fā)電接入電網(wǎng)系統(tǒng)，新能源發(fā)電的間歇性和波動(dòng)性破壞了電網(wǎng)“源隨荷動(dòng)”的平衡，傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)難以應(yīng)對新能源發(fā)電帶來的負(fù)荷壓力，新能源電力消納成為首要難題。圖12021-2025E國內(nèi)風(fēng)光裝機(jī)量及預(yù)測(單位：GW)300250200150100500202120222023E2024E2025E40%35%30%25%20%15%10%5%0%右軸：國內(nèi)風(fēng)光裝機(jī)量合計(jì)同比%國內(nèi)光伏裝機(jī)量合計(jì)圖2全球電力結(jié)構(gòu)及展望100%80%60%40%20%0%20002005201020152019202520302035204020452050生物質(zhì)能煤炭地?zé)釟淠芴烊粴夂四苁吞柲茱L(fēng)能1.1.儲能系統(tǒng)：風(fēng)光發(fā)電的“收納箱”以電化學(xué)儲能為例，儲能系統(tǒng)包含：PACK電池包、PCS(變流器)、BMS(電池管理系統(tǒng))、EMS(能源管理系統(tǒng))等。儲能系統(tǒng)具備的充放電雙向性，能夠有效解決新能源消納問題。當(dāng)新能源發(fā)電量超過電力系統(tǒng)能夠承載的上限時(shí)，儲能系統(tǒng)能夠及時(shí)存儲過剩電量；而當(dāng)新能源發(fā)電量因天氣等原因低于電力系統(tǒng)能夠承載的下限時(shí)，儲能系統(tǒng)能夠及時(shí)釋放存儲的電能，從而提升新能源接入電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。儲能成為風(fēng)光發(fā)電的“收納箱”，可以有效容納風(fēng)光“多余的電量”。圖3儲能系統(tǒng)解決方案示意圖華自科技官網(wǎng)，東海證券研究所證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN6/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明具體地而言，儲能技術(shù)可根據(jù)電力系統(tǒng)的需求，在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、配電側(cè)和用電側(cè)進(jìn)行靈活的部署，在各個(gè)環(huán)節(jié)都具有明顯的效果。1)在發(fā)電側(cè)，儲能技術(shù)可以針對風(fēng)光或傳統(tǒng)電站，為電力系統(tǒng)提供容量支撐和削峰填谷，獲取發(fā)電收入和調(diào)峰補(bǔ)貼。主要產(chǎn)品包括集裝箱電池儲能系統(tǒng)等。2)在電網(wǎng)側(cè)，儲能技術(shù)可以為電網(wǎng)公司提供調(diào)峰和調(diào)頻服務(wù)，主要產(chǎn)品包括通信基站后備電池組和數(shù)據(jù)中心后備電池組等。3)在用戶側(cè)，儲能技術(shù)主要面向工商業(yè)或社區(qū)，提供應(yīng)急/不間斷電源，或提高光伏自發(fā)用電量，改善供電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。主要產(chǎn)品包括家用儲能設(shè)備和便攜儲能設(shè)備等。圖4儲能應(yīng)用場景截至2023年1月，國內(nèi)已經(jīng)投運(yùn)的電化學(xué)儲能電站累計(jì)的裝機(jī)主要分布在電網(wǎng)側(cè)，占比接近80%，其次是電源側(cè)，占比15%，最后是用戶側(cè)，占比為3%。在電源側(cè)中，風(fēng)電+光伏配儲占比約99%。圖5儲能應(yīng)用場景規(guī)模占比(2023年1月)關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，東海證券研究所當(dāng)前全球儲能市場持續(xù)高速發(fā)展，中國、美國、歐洲為主要增量市場。2022年全球以電化學(xué)儲能為首的新型儲能裝機(jī)規(guī)模超20.4GW，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模約45.7GW，同比+80.4%。中國、美國、歐洲依舊是全球新型儲能的主要增量市場，2021年中國、美國、歐洲新型儲能裝機(jī)合計(jì)占比約80％，2022年中國、美國、歐洲新型儲能裝機(jī)合計(jì)占比約86％，集中度提升6pct，引領(lǐng)全球儲能市場發(fā)展。證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN7/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明%%圖6全球新型儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模(單位：MW)00120%%202020212022圖7全球新增儲能項(xiàng)目地區(qū)分布日本我國新型儲能規(guī)模持續(xù)高速發(fā)展，2022年我國新增新型儲能裝機(jī)量約7.3GW，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)13.1GW，同比+128.2%。其中可再生能源配儲和獨(dú)立儲能電站為主要新增來源，獨(dú)立式儲能項(xiàng)目占比44%，可再生能源儲能項(xiàng)目占比45%。圖8中國新型儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模(單位：MW)00160%%202020212022圖92022年并網(wǎng)儲能項(xiàng)目應(yīng)用領(lǐng)域分布可可再生能源儲能45%獨(dú)立式儲能44%儲能與電力市場，東海證券研究所儲能方式：主要為物理儲能和電化學(xué)儲能目前，市場上根據(jù)能量轉(zhuǎn)換方式的不同將儲能分為了物理儲能、電化學(xué)儲能和其他儲能：1)物理儲能包括抽水儲能、壓縮空氣儲能、重力儲能和飛輪儲能等，其中抽水儲能容量大、度電成本低，是目前物理蓄能中應(yīng)用最多的儲能方式；2)電化學(xué)儲能是近年來發(fā)展迅速的儲能類型，主要包括鋰離子電池儲能、鈉離子電池儲能、鉛蓄電池儲能和液流電池儲能等，其中鋰離子電池具有循環(huán)特性好、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，是目前電化學(xué)儲能中的主要儲能方式；3)其他儲能包括超導(dǎo)儲能和超級電容器儲能等，目前因制造成本較高等原因應(yīng)用較少，僅建設(shè)有示范性工程。證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN8/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明圖10當(dāng)前儲能的主要形式儲能技術(shù)發(fā)展至今已形成了多種技術(shù)路徑，每種技術(shù)均具有一定的獨(dú)特性。在實(shí)際應(yīng)用中，需要用戶綜合考慮各種儲能技術(shù)的特點(diǎn)以及優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最為適宜的技術(shù)方案。例如，氫儲能更適合執(zhí)行季節(jié)性調(diào)峰；抽水儲能、壓縮空氣儲能、燃料電池和電化學(xué)儲能等則更適用于進(jìn)行小時(shí)級調(diào)峰；而超級電容則可更好地解決秒級調(diào)頻需求。從當(dāng)前時(shí)點(diǎn)來看，抽水儲能是目前應(yīng)用最為成熟的技術(shù)之一；儲熱技術(shù)則已經(jīng)進(jìn)入到規(guī)模化應(yīng)用的階段，目前我國火電靈活性改造已經(jīng)普遍采用儲熱技術(shù)；鋰離子電池儲能近年來得到了廣泛的飛速應(yīng)用；而壓縮空氣和液流電池也逐漸開啟商業(yè)化應(yīng)用。圖11各種儲能優(yōu)缺點(diǎn)對比提供系統(tǒng)備用日內(nèi)調(diào)峰平滑新能源出力鋰離子儲能壓縮空氣儲能鋰離子儲能能季節(jié)性調(diào)峰提高新能源基地送出緩解變電設(shè)備阻塞提高電能質(zhì)量調(diào)頻所圖12典型儲能形式的技術(shù)特征及其應(yīng)用適用性s從存量市場看，抽水蓄能為主體，鋰電儲能在新型儲能中獨(dú)占鰲頭。從總量上看，2022年我國電力儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到59.8GW，占全球市場總規(guī)模25%，同比上升3pct，中成為全球最重要的市場之一。從結(jié)構(gòu)上看，抽水蓄能依然是主體，占比達(dá)到77%，新型儲能緊隨其后，占比22%，其中鋰離子電池占比20.6%，是新型儲能中的核心構(gòu)成。從增量角度看，2022年鋰電儲能新增7.3GW，超過抽水儲能。從新增總量上看，2019年為新增裝機(jī)量的低谷年，僅為1.2GW，2022年達(dá)到13.7GW，3年增長了11倍，占全球證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN9/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明新增規(guī)模的49%。隨著2023年碳酸鋰價(jià)格下滑帶動(dòng)鋰電成本下降，預(yù)期鋰電儲能占比進(jìn)一步上升。圖132022年我國各儲能技術(shù)裝機(jī)占比抽水儲能其他儲能圖142017-2022年國內(nèi)儲能新增裝機(jī)構(gòu)成(單位：GW)963060%40%20%0%201720182019202020212022抽水儲能其他儲能抽水儲能其他儲能右軸：國內(nèi)新增電化學(xué)儲能占比%電化學(xué)儲能：新型儲能的主力軍電化學(xué)儲能通過使用各類二次電池來儲存電能。它利用化學(xué)元素作為儲能介質(zhì)，在充放電過程中，儲能介質(zhì)會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這種儲能方式廣泛應(yīng)用于各類電池技術(shù)當(dāng)中，包括鋰離子電池、鉛酸電池、液流電池及最近興起的鈉離子電池等。通過電化學(xué)儲能，可以有效地將電能儲存下來，并在需要的時(shí)候釋放出來，為各種應(yīng)用提供穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)，具有廣泛的應(yīng)用前景。不同電池路線對比下，鋰離子電池目前優(yōu)勢顯著，預(yù)計(jì)到2025年鋰離子電池依舊是主流儲能電池，鈉離子電池和液流電池各有優(yōu)勢，商業(yè)化在即。通過對比，可以清晰看到鋰電池在能量密度、能量利用率上具備較大優(yōu)勢，同時(shí)在其他方面功率、放電時(shí)長和響應(yīng)時(shí)間上和其他電池相比也處于同一水準(zhǔn)。此外，鋰離子電池目前技術(shù)成熟，具有明顯的先發(fā)優(yōu)勢。表1不同技術(shù)路線電池對比池池液流電池額定功率KW-MWKW-MWKW-50MW5KW-數(shù)十MW長min-hmin-hmin-hmin-h響應(yīng)時(shí)間百毫秒級百毫秒級百毫秒級百毫秒級-10000-60000000能量密度200Wh/Kg160Wh/Kg30-50Wh/Kg15-30Wh/L中中中環(huán)境友好中中差好ACACAC75%自放電中低高極低難中難量豐富、成起火和爆速度快密、響應(yīng)速適應(yīng)性強(qiáng)命長、污，成本較低研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN10/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明資源受限，壽命進(jìn)步有限，發(fā)電效.1.1.鋰離子電池——主流電化學(xué)儲能方式鋰離子電池性能優(yōu)勢顯著，適合用于儲能場景。鋰離子電池由正極、負(fù)極、隔膜和電解液構(gòu)成，目前主流產(chǎn)品正極通常采用三元材料、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰等，而負(fù)極則通常采用石墨等碳素材料。作為一種高效的儲能技術(shù)，鋰離子電池具有能量密度大、沒有記憶效應(yīng)、充放電速度快、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。這些特性使得它廣泛應(yīng)用于風(fēng)電光伏等新能源發(fā)電側(cè)的配儲和用戶側(cè)儲能項(xiàng)目。其高效的能量轉(zhuǎn)換能力和長壽命使其成為儲存電能的一種理想選擇，為各種應(yīng)用提供了可靠的電力供應(yīng)。圖15鋰離子電池運(yùn)行原理圖16圓柱電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋰電池根據(jù)正極材料的不同可以劃分為三元電池、磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池等。其中：1)三元材料由鎳鈷錳三種原子量接近的氧化物構(gòu)成，并主要根據(jù)鎳含量的高低劃分為不同系別，從而在能量密度、安全性和成本之間進(jìn)行配比權(quán)衡。通常來說，三元材料能量密度高，安全性和穩(wěn)定性尚可，在中高端車型中應(yīng)用較多，此外在低速車和電動(dòng)工具領(lǐng)域也有應(yīng)用。2)磷酸鐵鋰成本低、安全性高且環(huán)境友好，在比亞迪等汽車廠商的帶動(dòng)下，在動(dòng)力電池市場的占有率不斷提高，當(dāng)前已接近70%。但磷酸鐵鋰材料能量密度較低，且低溫性能用于高里程車輛與寒冷地區(qū)。在儲能領(lǐng)域，磷酸鐵鋰憑借其成本優(yōu)勢，穩(wěn)定性高且循環(huán)性能出色的特點(diǎn)占據(jù)了大部分市場。3)鈷酸鋰生產(chǎn)工藝簡單和電化學(xué)性能穩(wěn)定且能量密度較高，最先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，多應(yīng)用于消費(fèi)電子類場景中；但鈷酸鋰成本高，且安全性較低，環(huán)境友好性差，這些特性限制了其發(fā)展。4)錳酸鋰電池原料豐富、安全性能高，并且價(jià)格較低，制備工藝比較簡單，但能量密度較低，在電解質(zhì)中會隨著時(shí)間延長而逐漸溶解，與電解質(zhì)之間缺少良好的相容性；表面修飾和摻雜能有效改性其電化學(xué)性能，含錳電池的優(yōu)化是目前電池主要的研究方向之一。研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN11/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明7060504070605040302010主材酸鐵鋰酸鋰酸鋰主要成分Li(NiCoMn)O2LiFeO4LiCoO2LiMn2O4理論克容量/(mAh/g)280274實(shí)際克容量/(mAh/g)120電壓平臺/V3.23.8循環(huán)性能成本較高較低高低安全性能一般較好較差較好礦藏情況貧乏非常豐富貧乏豐富環(huán)保性鎳鈷有毒無毒鈷有毒無毒優(yōu)點(diǎn)電化學(xué)性能穩(wěn)定，循環(huán)性能好高安全性，長壽命，環(huán)保充放電穩(wěn)定，工藝簡資源豐富，價(jià)格較低，安全單性能好缺點(diǎn)使用部分金屬鈷，價(jià)格高壓低鈷價(jià)格昂貴，循環(huán)壽能量密度低，電解質(zhì)相容性命短差2022年國內(nèi)鋰電池儲能項(xiàng)目備案規(guī)?？傮w處于上升狀態(tài)，全年國內(nèi)鋰電池儲能項(xiàng)目合計(jì)釋放中標(biāo)量達(dá)38.4GWh(含EPC/PC等環(huán)節(jié)中標(biāo))。映射到生產(chǎn)端，據(jù)EVTank及中國能源網(wǎng)披露數(shù)據(jù)，2022年全球儲能電池產(chǎn)量達(dá)到159.3GWh，其中國內(nèi)出貨量122GWh，占比超過75%。2023年碳酸鋰價(jià)格急速下跌后回彈，當(dāng)前在30萬元/噸左右，相比2022年高點(diǎn)跌幅接近一半，鋰電儲能經(jīng)濟(jì)性提升，預(yù)計(jì)隨著儲能市場的持續(xù)恢復(fù)，儲能電池產(chǎn)量將繼續(xù)保持高增。圖172023年碳酸鋰價(jià)格快速下跌(萬元/噸)鑫欏資訊，東海證券研究所圖182022儲能電池產(chǎn)量接近翻倍(GWh)1801501209060300儲能電池出貨量YOY201420152016201720182019202020212022200%160%120%80%40%0%鈉離子電池性能優(yōu)勢突出。對比鋰離子，鈉離子的半徑更大，而“搖椅式”電池要求金屬離子不斷嵌入脫出于負(fù)極，顯然后者難度更大，因此鈉離子電池循環(huán)壽命更短；此外由于質(zhì)量和體積更大，鈉離子電池能量密度也更低。但在低溫性能、安全性、快充性能等方面鈉離子均有著更好的表現(xiàn)，因此鈉電十分適合儲能、低速車等場景。鈉離子電池BOM成本約低30-40%，大規(guī)模量產(chǎn)后有望更低。根據(jù)中科海納官網(wǎng)數(shù)據(jù)，由于碳酸鈉的成本不到碳酸鋰的1%，鈉電池的BOM成本，尤其是正極成本遠(yuǎn)低于鋰電池。研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN12/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明表3鋰電池和鈉電池性能參數(shù)對比電池電池能量密度150-250Wh/kg工作電壓3.0-4.5V2.8-3.5V循環(huán)壽命3000+次2000+次(目前水平)低溫性能-40C~80C低溫性能好-20C~60C，低溫性能差安全性中高快充性能快充性能鉅大鋰電，東海證券研究所圖19鈉離子和鋰離子電池成本對比鈉電池11%16%26%18%4%10%材料成本降低30-40%電池43%正極負(fù)極11%15%13%13%5%電解液隔膜集流體其他中科海納官網(wǎng)，東海證券研究所2023年成為鈉電池量產(chǎn)應(yīng)用的元年，各公司紛紛加碼投資。4月16日在奇瑞iCAR品牌之夜上，寧德時(shí)代宣布鈉離子電池將首發(fā)落地奇瑞車型。比亞迪、蜂巢能源、中科海鈉、億緯鋰能、孚能科技等電池開發(fā)制造企業(yè)先后推進(jìn)鈉離子電池項(xiàng)目。根據(jù)鈉電正極劃分，主流路線主要包括層狀氧化物、聚陰離子和普魯士藍(lán)三種。其中層狀氧化物和鋰電三元結(jié)構(gòu)類似，皆為層狀結(jié)構(gòu)，技術(shù)路線相對清晰成熟。盡管因吸濕問題穩(wěn)路線能量密度高、倍率性能好。聚陰離子循環(huán)性能優(yōu)異，但能量密度低；普魯士藍(lán)則有結(jié)晶水問題，且循環(huán)壽命低。圖20預(yù)計(jì)2023年為鈉電池量產(chǎn)應(yīng)用元年研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN13/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明表4鈉離子電池正極材料的三條主要路線物形貌能量密度hg100mAh/g左右60mAh/g循環(huán)壽命3000+-100002000+成本低較低最低技術(shù)難度低較低去水復(fù)雜路線痛點(diǎn)吸濕問題致穩(wěn)定性差低電導(dǎo)率、低比容量晶格中結(jié)晶水問題應(yīng)用場景低速車、儲能最適合儲能低速車、儲能多家企業(yè)積極布局鈉電池，商業(yè)化在即。與鋰離子產(chǎn)業(yè)鏈相比，鈉離子產(chǎn)業(yè)鏈變化最大的為上游原材料端，目前鈉電池產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)展迅速，上游原材料量產(chǎn)在即，各材料研發(fā)不斷進(jìn)步，未來量產(chǎn)后將成本有望得到下降，推動(dòng)鈉電市場規(guī)模壯大。圖21鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)業(yè)務(wù)布局液流電池是一種利用兩種化學(xué)溶液進(jìn)行離子交換來進(jìn)行充放電的電池。其電壓一般在1.0-2.2V之間。與其它電池相似，液流電池的功率與隔膜面積成正比，而儲存能量的多寡和溶液儲存容量成正比。液流電池存在多種不同的形式，但其中全釩液流電池是目前最接近產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；瘧?yīng)用的一種電池。全釩液流電池主要靠釩元素的價(jià)態(tài)變化來完成正負(fù)極的充放電狀態(tài)。其反應(yīng)方程式如下：研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN14/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明正極反應(yīng)：VO2++H2O?VO+2H++e?Ve??V2+總反應(yīng)：VO2++V3++H2O?VO+V2++2H+液流電池儲能優(yōu)缺點(diǎn)：技術(shù)上該方法安全性高，而且基本電池單元大、液流便于熱管理、液流電池上限小于抽水蓄能，初期投資成本較高，目前處于商業(yè)化早期階段。圖22過去40多年來液流電池發(fā)展時(shí)間表究所圖23全釩液流電池工作原理圖所2023年3月，沙坡頭區(qū)與江蘇林源控股集團(tuán)和國電投寧夏綠電能源有限公司簽訂了1.2GW全釩液流電池項(xiàng)目框架協(xié)議，該項(xiàng)目計(jì)劃于2023年投資15億元用于建設(shè)全釩液流儲能電池生產(chǎn)項(xiàng)目。項(xiàng)目規(guī)劃投資建設(shè)200MW光伏和200MW風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目，并在沙坡頭區(qū)建立全釩液流儲能電池制造工廠、儲能核心設(shè)備研發(fā)中心和推廣中心。該項(xiàng)目總占地面積約120畝，全部投產(chǎn)后可達(dá)到年產(chǎn)全釩液流電池1.2GWh的生產(chǎn)能力，年產(chǎn)值預(yù)計(jì)約40億元。圖241.2GW全釩液流電池項(xiàng)目框架協(xié)議簽約研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN15/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明我們認(rèn)為，目前全釩液流電池儲能仍處于商業(yè)化運(yùn)營初期，市場競爭態(tài)勢較為溫和，主要參與者包括科研院所、零部件供應(yīng)商和一體化布局廠商等。雖然國內(nèi)全釩液流電池行業(yè)供給配套尚未完全成熟，規(guī)模企業(yè)數(shù)量較少，產(chǎn)能規(guī)模也相對較小，但隨著全釩液流電池長時(shí)儲能優(yōu)勢的逐漸凸顯，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)積極加碼布局，有望推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)?；l(fā)展。根據(jù)長時(shí)儲能委員會(LDES)與麥肯錫于2021年底聯(lián)合發(fā)布的報(bào)告，由于全釩液流電池儲能配套時(shí)長較長，長時(shí)儲能在考慮投資成本時(shí)更加注重單位能量的投資成本，而非單位功率的投資成本。隨著儲能時(shí)長的增加，全釩液流電池系統(tǒng)的單位成本將得到明顯降低，而鋰電池系統(tǒng)的單位成本則基本固定。因此，從成本角度考慮，全釩液流電池在長時(shí)儲能場景中相較于當(dāng)前主流的鋰離子電池具備一定的優(yōu)勢。圖25長時(shí)儲能場景中鋰離子電池和全釩液流電池成本變化物理儲能：電能轉(zhuǎn)化為勢能物理儲能是把能量利用機(jī)械的方式儲存起來。例如：把水或重物移動(dòng)到高處(勢能)，移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)物體(動(dòng)能)，或是壓縮氣體(內(nèi)能)等。主要形式有抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、重力儲能等。目前發(fā)展最成熟的是抽水儲能。表5物理儲能方式對比儲能重力儲能額定功率100-2000MW10-300MW5KW-1.5MW100MW放放電時(shí)長s-30min響應(yīng)時(shí)間分鐘級分鐘級十毫秒級秒級建設(shè)周期建設(shè)周期6-8年1.5-2年不到2年循環(huán)壽命30-50年30-40年20年以上30-35年ACAC/AC效率70-85%40-50%80-90%83-85%市場份額市場份額(2022)成熟度商業(yè)化早期商業(yè)化早期成熟1.50%成熟優(yōu)勢大規(guī)模儲能，成本低，壽命長，技術(shù)成熟占地面積小，容量大，成本低地要求低，運(yùn)維成本低，能量密度大壽命長、度電成本低、建設(shè)周期短研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN16/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明容量規(guī)模小、存在容量規(guī)模小、存在安全隱患高，噪聲污染大啟動(dòng)速度慢，建設(shè)約大能量釋放時(shí)間短，選址受限劣勢.2.1.抽水蓄能——最為成熟的儲能方式抽水蓄能是目前最為成熟的儲能技術(shù)之一，截至2022年占全球投運(yùn)儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)容量比例已達(dá)到77%。抽水蓄能電站將儲能和電力發(fā)電結(jié)合在一起，由水庫、水輪機(jī)、水泵以及配套輸水系統(tǒng)等組成。其運(yùn)作原理是由兩個(gè)不同高度的水庫組成，中間由管道連接。在機(jī)電泵將水抽到上水庫并轉(zhuǎn)化為勢能。當(dāng)電力過剩時(shí)，抽水蓄能電站將立即轉(zhuǎn)換為抽水狀態(tài)，將電能轉(zhuǎn)換為勢能，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)泵將低處水抽到高處水庫中。抽水蓄能具有技術(shù)成熟、成本低、壽命長、容量大、效率高等優(yōu)點(diǎn)。其儲能容量主要取決于上下水庫的高度差和水庫容量，而水的蒸發(fā)滲漏等現(xiàn)象導(dǎo)致的損失幾乎可以忽略不計(jì)，因此抽水蓄能的儲能周期得以無限延長，可適用于各種儲能周期。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，其循環(huán)效率可達(dá)70%-80%。一旦建成，抽水蓄能電站可使用約100年，電機(jī)設(shè)備等預(yù)計(jì)使用年限在40-60年左右。抽水蓄能有兩種主要方式：1)純抽水蓄能，即國內(nèi)主流方式，例如廣州抽水蓄能電站、河北豐寧抽水蓄能電站；2)混合式抽水蓄能，在純抽水蓄能的基礎(chǔ)上安裝普通水輪發(fā)電機(jī)組，可以利用上河道的水流發(fā)電，例如雅礱江水電兩河口混合式抽水蓄能項(xiàng)目。圖26抽水儲能結(jié)構(gòu)圖圖272017-2022從抽水儲能裝機(jī)量穩(wěn)步增長(GWh)上年累計(jì)裝機(jī)量本年新增裝機(jī)量YOY5050201720182019202020212022國家能源局發(fā)布的《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》提出，到2025年我國抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十三五”翻一番，達(dá)到0.62億千瓦以上；到2030年抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十四五”再翻一番，達(dá)到1.2億千瓦左右。在政策指導(dǎo)下，各省份陸續(xù)出臺能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃，加快推進(jìn)抽水蓄能電站的建設(shè)。全國規(guī)劃抽水蓄能目標(biāo)前五的分別為：陜西省確定“十四五”期間抽水蓄能目標(biāo)為13個(gè)抽水蓄能電站，項(xiàng)目裝機(jī)容量達(dá)1545萬千瓦；安徽省確定“十四五”期間抽水蓄能目標(biāo)為9個(gè)抽水蓄能電站，項(xiàng)目裝機(jī)容量達(dá)1080萬千瓦；山西省確定“十四五”期間抽水蓄能目標(biāo)為8個(gè)抽水蓄能電站，項(xiàng)目裝機(jī)容量達(dá)910萬千瓦；廣西省確定“十四五”期間抽水蓄能目標(biāo)裝機(jī)容量達(dá)840萬千瓦；浙江省確定“十四五”期間抽水蓄能目標(biāo)裝機(jī)容量達(dá)798萬千瓦。研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN17/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明00圖282030年我國抽水蓄能裝機(jī)容量達(dá)120GW002020202120222025E2030E中國抽水蓄能裝機(jī)容量(GW)圖29各省“十四五”抽水儲能目標(biāo)(萬KW)910840798四五”抽水蓄能目標(biāo)(萬kW)為適應(yīng)當(dāng)前新型電力系統(tǒng)建設(shè)和新能源消納需求，抽水蓄能電站建設(shè)同樣被確立為“十四五”時(shí)期儲能行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。2023年3月國家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》，提出要加快水電等傳統(tǒng)電源數(shù)字化設(shè)計(jì)建造和智能化升級，推進(jìn)智能分散控制系統(tǒng)發(fā)展和應(yīng)用，促進(jìn)抽水蓄能和新型儲能充分發(fā)揮靈活調(diào)節(jié)作用。表62022年至今國內(nèi)抽水蓄能產(chǎn)業(yè)政策梳理單位政策名稱內(nèi)容2023年3月國家能源局《關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》加快水電等傳統(tǒng)電源數(shù)字化設(shè)計(jì)建造和智能化升級，推進(jìn)智能分散控制系統(tǒng)發(fā)展和應(yīng)用，促進(jìn)抽水蓄能和新型儲能充分發(fā)揮靈活調(diào)節(jié)作用。2022年6月發(fā)展改革委《關(guān)于印發(fā)“十四五”可再生能積極推進(jìn)大型水電站優(yōu)化升級，發(fā)揮水電調(diào)節(jié)潛源發(fā)展規(guī)劃的通知》力2022年4月發(fā)展改革委《電力可靠性管理辦法(暫行)》發(fā)電企業(yè)應(yīng)當(dāng)做好涉網(wǎng)安全管理，加強(qiáng)蓄水管控，制定水庫調(diào)度運(yùn)行計(jì)劃。2022年4月研發(fā)并示范特高壓直流送出水電基地可再生能源國家能源局、科《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新多能互補(bǔ)協(xié)商控制技術(shù)，研究基于梯級水電的大學(xué)技術(shù)部規(guī)劃》型儲能項(xiàng)目技術(shù)可行性及工程經(jīng)濟(jì)性，適時(shí)開展工程示范。2022年3月發(fā)展改革委、國《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)到2025年，抽水蓄能裝機(jī)容量達(dá)到6200萬千家能源局劃》瓦以上，在建裝機(jī)容量達(dá)到6000萬千瓦左右。2022年3月發(fā)展改革委《關(guān)于開展抽水蓄能定價(jià)成本明確在31家在運(yùn)抽水蓄能電站進(jìn)行成本監(jiān)審，監(jiān)審工作的通知》通知明確監(jiān)審范圍和期間。2022年2月發(fā)展改革委、國《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型家能源局體制機(jī)制和政策措施的意見》提出要加快抽水蓄能電站建設(shè)，完善抽水蓄能、新型儲能參與電力市場的機(jī)制，以更好的發(fā)揮相關(guān)設(shè)施的調(diào)節(jié)作用。2022年1月發(fā)展改革委、國《關(guān)于加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力鼓勵(lì)抽水蓄能、儲能、虛擬電廠等調(diào)節(jié)電源的投家能源局市場體系的指導(dǎo)意見》資建設(shè)。目前我國主要的抽水蓄能公司包括粵水電、中國電建、豫能控股、中國能建、桂東電力、南網(wǎng)儲能、長江電力等。還有多項(xiàng)抽水蓄能項(xiàng)目正處于項(xiàng)目建設(shè)之中，項(xiàng)目規(guī)模大都在1200-1800MW。研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN18/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明中國電建表7上市公司抽水蓄能項(xiàng)目梳理中國電建備注在建 公司日期項(xiàng)目名稱規(guī)模(MW備注在建 粵水電2022年7月25日四川白巖灘水庫抽水蓄能電站項(xiàng)目1200-160020232023年4月湖南安化抽水蓄能電站項(xiàng)目2400籌建期洞室及道路工程2023年4月河北尚義抽水蓄能電站輸水發(fā)電系統(tǒng)項(xiàng)目00下水庫土建及金屬結(jié)構(gòu)制作、安裝工程20232023年3月廣東惠州中洞抽水蓄能電站項(xiàng)目1200上水庫土建工程2023年3月浙江永嘉抽水蓄能電站項(xiàng)目1200EPC總承包2022023年3月山東泰安二期抽水蓄能電站項(xiàng)目1800輸水發(fā)電系統(tǒng)工程2023年2月廣東肇慶浪江抽水蓄能電站項(xiàng)目1200輸水發(fā)電系統(tǒng)土建工程20232023年2月福建云霄抽水蓄能電站項(xiàng)目00上水庫土建及金屬結(jié)構(gòu)工程2023年1月安徽桐城抽水蓄能電站項(xiàng)目1280輸水發(fā)電系統(tǒng)工程20232023年1月張掖抽水蓄能電站項(xiàng)目00可研階段、招標(biāo)及施工圖階段勘察設(shè)計(jì)2023年1月河南魯山抽水蓄能電站項(xiàng)目1300上水庫工程豫能控股20222022年4月26日2022年10月9日河南魯山抽水蓄能電站項(xiàng)目00主體工程河南林州弓上抽水蓄能電站項(xiàng)目00主體工程中國能建2023年2月17日福建云霄抽水蓄能電站項(xiàng)目00下水庫工程桂東電力2021年9月13日廣投賀州抽水蓄能電站項(xiàng)目00EPC總承包南網(wǎng)儲能2022年12月22日廣東惠州中洞抽水蓄能電站項(xiàng)目00主體工程長江電力2023年6月15日張掖抽水蓄能電站項(xiàng)目1400主體工程2.2.壓縮空氣儲能：十分有潛力的儲能方式壓縮空氣儲能的儲能方式是利用過剩的電能來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，將氣體壓縮為高壓狀態(tài)并儲存在儲氣裝置中。在用電高峰期時(shí)，由儲氣裝置釋放儲存的高壓空氣，通過燃燒或者換熱的方式，加熱壓縮氣體，將其輸送至膨脹機(jī)內(nèi)膨脹做功，推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而達(dá)到削峰填谷的作用。壓縮空氣儲能具有啟動(dòng)快速、能量密度和功率密度較高、運(yùn)營成本低、設(shè)備使用壽命長、損耗低等優(yōu)點(diǎn)。然而，壓縮空氣儲能的投資回報(bào)期較長，需要滿足一定的地質(zhì)條件才能建成，對于絕熱系統(tǒng)而言，蓄熱器自放電率較高。盡管壓縮空氣儲能存在一些缺點(diǎn)，但仍然是一種十分有潛力的儲能發(fā)電技術(shù)，可以為能源轉(zhuǎn)型和節(jié)能減排作出重要貢獻(xiàn)。研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN19/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明圖30壓縮空氣儲能工作原理圖圖31電廠運(yùn)行原理2022年5月26日，由華能江蘇建設(shè)的壓縮空氣儲能電站，在江蘇常州金壇正式投運(yùn)，項(xiàng)目建設(shè)在地下千米，一期工程儲能容量300MWh，一個(gè)儲能周期可存儲電量300MWh，約等于6萬居民一天的用電量，年發(fā)電量約100GWh，項(xiàng)目遠(yuǎn)期建設(shè)規(guī)模將達(dá)1GW。2023年5月15日，湖北省應(yīng)城由中國能建數(shù)科集團(tuán)主體投資、中南院總承包建設(shè)的300兆瓦級壓縮空氣儲能電站示范工程完成主廠房基礎(chǔ)出零米的重要里程碑節(jié)點(diǎn)。該項(xiàng)目充分利用了應(yīng)城地區(qū)豐富的鹽穴資源，將建設(shè)一臺300MW/1500MWh壓縮空氣發(fā)電機(jī)組以及配套的儲能發(fā)電生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)及附屬基礎(chǔ)設(shè)施。一期工程建設(shè)周期為18個(gè)月，預(yù)計(jì)將于2024年6月竣工并投入使用。該項(xiàng)目在單機(jī)功率、儲能規(guī)模和轉(zhuǎn)換效率方面均達(dá)到世界領(lǐng)先水平。圖32江蘇金壇壓縮空氣儲能電站項(xiàng)目全景圖33湖北應(yīng)城300兆瓦級壓縮空氣儲能電站示范工程2.3.重力儲能：建設(shè)周期短，使用壽命長重力儲能利用電動(dòng)機(jī)將固體重物抬升至一定高度，當(dāng)重物下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)可逆向操作并轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)，從而產(chǎn)生電力。該技術(shù)能夠在一秒鐘以內(nèi)啟動(dòng)并開始發(fā)電，效率可達(dá)85%。理論上，固體重力儲能的成本比抽水蓄能和電池儲能更低。它是一種非常簡單的儲能方式，其原理類似于抽水蓄能，即利用重力勢能來儲存能量。重力儲能具有原理簡單、技術(shù)門檻低、儲能效率高達(dá)85%、啟動(dòng)快速、使用壽命長等優(yōu)較低，建設(shè)規(guī)模較大。重力儲能所需的高塔平均在一百米以上，其輸出功率僅相當(dāng)于同等高度的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。此外，該技術(shù)對塔吊的精度要求非常高，需要在每一塊磚的位置誤差小于幾毫米的情況下控制上千個(gè)水泥塊。同時(shí)，澆筑水泥塊會消耗大量的能源，并會排放大量的二氧化碳，對環(huán)境有一定程度的影響。證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN20/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明圖34山地重力儲能示意圖圖35EnergyVault商業(yè)示范項(xiàng)目EnergyVault公司于2021年10月宣布，已與美國DGfuels公司達(dá)成交易，為該公司多個(gè)項(xiàng)目提供共1.6GWh的重力儲存。該合作將為其帶來超過5億美元的收入。2022年英國愛丁堡的重力儲能公司Gravitricity完成了一個(gè)與電網(wǎng)互聯(lián)的250kW示范項(xiàng)目，其中采用了兩個(gè)重量為25噸的重物，懸掛高度最高可達(dá)15米。Gravitricity現(xiàn)在計(jì)劃在捷克共和國開始建設(shè)一個(gè)全尺寸的重力儲能系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過在已停止使用的煤礦中升降一個(gè)重量為1000噸的重物來實(shí)現(xiàn)，其功率可達(dá)8MW，儲能容量可達(dá)2MWh。由中國天楹投資建設(shè)的國內(nèi)首個(gè)重力儲能應(yīng)用示范項(xiàng)目預(yù)計(jì)2023Q3在如東并網(wǎng)發(fā)電，該項(xiàng)目落戶如東縣洋口鎮(zhèn)高端裝備制造產(chǎn)業(yè)園，項(xiàng)目規(guī)模為100MWh。此外中國天楹在2023年3月與內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特中旗政府圍繞重力儲能項(xiàng)目達(dá)成戰(zhàn)略合作并簽署《戰(zhàn)略合作協(xié)圖36Gravitricity公司的250kW重力儲能示范項(xiàng)目圖37重力儲能示意圖2.4.飛輪儲能：響應(yīng)速度極快、轉(zhuǎn)換效率高飛輪儲能是一種將能量以旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的形式儲存于系統(tǒng)中的技術(shù)。其運(yùn)作方式是通過加速轉(zhuǎn)子(飛輪)至極高速度，當(dāng)釋放能量時(shí)，飛輪的旋轉(zhuǎn)速度會降低，而在向系統(tǒng)中貯存能量時(shí)，飛輪的旋轉(zhuǎn)速度則會升高。一般來說，飛輪系統(tǒng)使用電流來控制飛輪速度，其中高能的飛輪使用高強(qiáng)度碳纖維制成的轉(zhuǎn)子，并通過磁懸浮軸承實(shí)現(xiàn)懸浮。這些轉(zhuǎn)子在真空罩內(nèi)的轉(zhuǎn)速可達(dá)到20,000-50,000rpm，可以在幾分鐘內(nèi)達(dá)到所需的速度。證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN21/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明與其他形式的能量存儲相比，飛輪儲能系統(tǒng)具有響應(yīng)速度極快、轉(zhuǎn)換效率高、使用壽命輪儲能系統(tǒng)的額定功率較小、成本較高、噪聲較大等問題也十分明顯。圖38飛輪結(jié)構(gòu)圖圖39NASA飛輪工程件樣圖2022年8月25日由東方汽輪機(jī)、百穰新能源、西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院、北京泓慧國際能源公司深入合作打造的全球首個(gè)二氧化碳+飛輪儲能示范項(xiàng)目正式落地。該項(xiàng)目占地1.8萬平方米，相當(dāng)于兩個(gè)半足球場大小，其儲能規(guī)模為10MW/20MWh，能夠在2小時(shí)內(nèi)存儲2萬度電。該項(xiàng)目是全球單機(jī)功率最大、儲能容量最大的二氧化碳儲能項(xiàng)目，也是全球首個(gè)二氧化碳+飛輪儲能綜合能源站。圖40全球首個(gè)二氧化碳+飛輪儲能示范項(xiàng)目證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN22/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明業(yè)儲滲透率可期，大儲前途明朗業(yè)儲能：成本優(yōu)勢提升，有望帶動(dòng)下游需求工商業(yè)儲能是指寫字樓、工廠等用電側(cè)配備的儲能設(shè)備，其主要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)包括自發(fā)自用或者峰谷價(jià)差套利。工商業(yè)儲能系統(tǒng)主要包括PACK電池、PCS(儲能變流器)、BMS(電池管理系統(tǒng))、EMS(能量管理系統(tǒng))等。其大都一體化建設(shè)，多采取一體柜形式，工商業(yè)儲能相較儲能電站對系統(tǒng)控制水平要求較低，一些PCS同時(shí)具備BMS功能，EMS需設(shè)定系統(tǒng)充放電時(shí)間以達(dá)到能量管理目標(biāo)。目前隨著工廠用電量的增加，部分工商儲的容量也能達(dá)到MW級別。圖41工商業(yè)儲能系統(tǒng)構(gòu)成.用電側(cè)峰谷價(jià)差間接帶動(dòng)工商業(yè)儲能發(fā)展近年來，國內(nèi)各地主動(dòng)拉大用電側(cè)峰谷價(jià)差，拓寬工商業(yè)儲能盈利空間，間接帶動(dòng)工商業(yè)儲能發(fā)展。2021年發(fā)改委推出的《關(guān)于進(jìn)一步完善分時(shí)電價(jià)機(jī)制的通知》，在保持電價(jià)總水平穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，更好引導(dǎo)用電側(cè)削峰填谷、改善電力供需狀況、促進(jìn)新能源消納，并要求各地科學(xué)劃分峰谷時(shí)段、合理確定峰谷電價(jià)價(jià)差。根據(jù)CNESA數(shù)據(jù)，2023年6月全國共計(jì)19個(gè)省份的最大峰谷價(jià)差超過0.6元/kWh，其中廣東省(珠三角五市)的峰谷價(jià)差最大，達(dá)到1.347元/kWh，超過第二名(海南省)約0.1元/kWh。證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN23/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明廣東省(珠三角五市)海南省湖北省浙江省省湖南省寧省慶市蘇省河南省徽省廣西壯族自治區(qū)龍江省西省河北省(南網(wǎng))天津市建省州省北京市(城區(qū))新疆維吾爾自治區(qū)市省省寧夏回族自治區(qū)廣東省(珠三角五市)海南省湖北省浙江省省湖南省寧省慶市蘇省河南省徽省廣西壯族自治區(qū)龍江省西省河北省(南網(wǎng))天津市建省州省北京市(城區(qū))新疆維吾爾自治區(qū)市省省寧夏回族自治區(qū)肅省西藏自治區(qū)澳門特別行政區(qū)香港特別行政區(qū)共有22個(gè)省份最大峰谷價(jià)差超過0.6元/kWh0.952北：0.922江：0.973關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，東海證券研究所2023H1我國共有22個(gè)省份最大峰谷價(jià)差超過0.6元/KWh，大部分省份的峰谷價(jià)差相較于去年同期在持續(xù)拉大。最大峰谷價(jià)差位列前五的分別是廣東省(珠三角五市)1.352元/KWh、海南省1.099元/KWh、湖北省0.985元/KWh、浙江省0.970元/KWh、吉林省0.961元/KWh。圖432023上半年全國各地最大峰谷價(jià)差匯總(單位：元/KWh)H1關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，東海證券研究所證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN24/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明集裝箱、線纜等設(shè)計(jì)、施工等非設(shè)備部分集裝箱、線纜等設(shè)計(jì)、施工等非設(shè)備部分當(dāng)前的儲能電芯成本呈下降趨勢。2023年以來碳酸鋰價(jià)格大幅下滑，帶動(dòng)電化學(xué)儲能成本降低。基于當(dāng)前國內(nèi)儲能用鋰電池只能采取磷酸鐵鋰電池，我們對其進(jìn)行成本測算，相關(guān)假設(shè)包括：正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液、集流體、結(jié)構(gòu)件及其他項(xiàng)目的單位價(jià)格，其中電池級碳酸鋰2023年6月26日報(bào)價(jià)29.80萬元/噸。圖442022.9-至今儲能電芯(LFP)和電池級碳酸鋰價(jià)格 (萬元/噸)終端需終端需求、企業(yè)排產(chǎn)逐步恢復(fù)聯(lián)動(dòng)1100需求端持觀望態(tài)度、企業(yè)排產(chǎn)意低下002022-092022-102022-122023-012023-032023-042023-06酸鋰右軸：儲能電芯(LFP)資料來源：鑫欏鋰電，東海證券研究所圖45儲能電芯(LFP)成本拆分7%正極材料7%負(fù)極材料集流體結(jié)構(gòu)件其他工商業(yè)儲能系統(tǒng)成本拆分。電芯成本為1.00元/Wh，占比約50%；PCS成本為0.15元/Wh，占比約7%；BMS、EMS等成本為0.26元/Wh，占比約13%；集裝箱、線纜等成本為0.25元/Wh，占比約12%；設(shè)計(jì)、施工等非設(shè)施部分成本為0.35元/Wh，占比約17%。圖46工商業(yè)儲能系統(tǒng)(LFP)成本拆分儲能系統(tǒng)運(yùn)營機(jī)制。以2022年廣東省儲能系統(tǒng)充放電策略為例。廣東省每日用電高峰為14:00-19:00(其中尖峰電價(jià)在高峰段基礎(chǔ)上提升20%，執(zhí)行時(shí)間為每年7、8、9月以及單日溫度超過35C)。因此儲能系統(tǒng)會在每日6:00-8:00低谷時(shí)段充電，在10:00-12:00高峰段放電；在12:00-14:00平段充電，在15:00-17:00高峰段放電。即該儲能系統(tǒng)在低谷和兩個(gè)高峰時(shí)放電，達(dá)到每日兩次的充放電，使系統(tǒng)效用最大化、縮短項(xiàng)目靜態(tài)回收期。證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN25/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明峰峰放電圖472022年廣東省2h儲能系統(tǒng)充放電策略(單位：元/KWh)峰峰放電尖尖峰峰高高0.752平段123456789101112131415161718192021222324電工商業(yè)儲能經(jīng)濟(jì)性測算核心假設(shè)。假定儲能裝機(jī)規(guī)模為10MW，用戶側(cè)使用時(shí)可使儲能系統(tǒng)完全充放電，儲能系統(tǒng)單位投資額為2元/Wh，每天充放電次數(shù)為2次，配儲時(shí)長2h，運(yùn)營周期為10年，峰谷價(jià)差為0.6元/kWh，其IRR約7.6%，預(yù)計(jì)6.7年可以收回投資。表8工商業(yè)儲能經(jīng)濟(jì)性測算核心假設(shè)參數(shù)名稱單單位參數(shù)裝機(jī)規(guī)模MW儲能單位投資元元/Wh2儲能電站單位運(yùn)營成本元/Wh0.05電站運(yùn)營周期年年配儲時(shí)長h2充放電效率--90%儲能系統(tǒng)電量年衰減率-全年運(yùn)行天數(shù)天天330日充放電次數(shù)次2峰谷價(jià)差元元/KWh0.6我們認(rèn)為，隨著政策端的引導(dǎo)，未來各地峰谷價(jià)差將會進(jìn)一步擴(kuò)大，同時(shí)規(guī)模效應(yīng)帶來的儲能系統(tǒng)初始投資額下行，工商業(yè)儲能的經(jīng)濟(jì)性凸顯。進(jìn)一步測算，通過對儲能系統(tǒng)的敏感性分析，當(dāng)儲能系統(tǒng)的初始投資成本為2元/Wh、峰谷價(jià)差大于0.7元/kWh時(shí)，工商業(yè)儲能項(xiàng)目的IRR可超15%。待行業(yè)成熟，初始投資成本為1.8元/Wh、峰谷價(jià)差為1元/kWh時(shí)，儲能項(xiàng)目的IRR可達(dá)26.6%，靜態(tài)投資回收期僅為3.4年，此時(shí)項(xiàng)目盈利能力顯著提升、流動(dòng)性風(fēng)險(xiǎn)大幅降低。證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN26/34請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明表9工商業(yè)儲能項(xiàng)目IRR敏感性分析峰谷價(jià)差(元/KWh)15.2%10.0%14.5%18.7%22.7%26.6%1.9投資成本2.0 (元/Wh)2.13.03.0%8.8%17.2%21.0%24.7%7.6%11.8%15.7%19.5%23.0%6.5%10.6%14.4%18.0%21.5%2.22.22%5.5%9.5%13.2%16.7%東海證券研究所測算表10工商業(yè)儲能項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期敏感性分析(單位：年)峰谷價(jià)差(元/KWh)17.66.05.01.9投資成本2.0 (元/Wh)2.18.08.04.04.1東海證券研究所測算商業(yè)儲能發(fā)展現(xiàn)狀隨著峰谷價(jià)差持續(xù)拉大，工商業(yè)儲能盈利能力加強(qiáng)，國內(nèi)工商業(yè)儲能發(fā)展加速。2022年，我國工商業(yè)儲能新增裝機(jī)規(guī)模365.2MW，裝機(jī)累計(jì)規(guī)模達(dá)到705.5MW。圖482018-2022中國工商業(yè)儲能累計(jì)和新增裝機(jī)情況(單位：MW)00365.220182019202020212022工商業(yè)儲能累計(jì)裝機(jī)量(MW)工商業(yè)儲能裝機(jī)量(MW)目前國內(nèi)規(guī)模較大的工商業(yè)儲能系統(tǒng)一體化公司包括陽光電源、阿詩特能源、時(shí)代星云、沃太能源、奇點(diǎn)能源、正泰電源等。行業(yè)尚處發(fā)展初期，各公司處于探索階段，未來新進(jìn)企業(yè)可以通過融資、產(chǎn)品差異化開發(fā)、拓寬銷售渠道和提升品牌形象等方式實(shí)現(xiàn)彎道超車。證券研究報(bào)告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN27/34