云悦资本新能源&智能汽车系列研究(四):万亿储能市场御风而起,重点关注钠离子电池、用电侧储能、温控&消防三大机遇
本文来自微信公众号“云悦资本”(ID:gh_9bbf75bc22f1),作者:云悦资本研究所,36氪经授权发布。
云悦观点1:新型电池技术将推动储能成本进一步下降,钠离子电池可得性更强、原材料价格更低、循环寿命更高,有潜力在储能领域实现大规模应用。
云悦观点2:PCS厂商将从单一设备提供商向专业化系统集成商演进,深刻理解电网环境,且兼具技术优势和渠道优势的企业将有较大的突围机会。
云悦观点3:储能是新能源时代的“超级充电宝”,用电侧储能市场机会巨大,重点关注分布式光伏+储能模式在产业园区以及海外家用储能的规模化应用。
云悦观点4:储能温控及消防等安全配套设施5年CAGR为96%/115%,温控领域关注新型冷却技术,企业短期看先发优势,中期看非标性优势;消防系统关注传感器等核心元器件的潜在机会。
从全球市场来看,主要国家已颁布多项储能激励政策,预计到2025年,全球电化学储能新增装机量有望达到178.4GWh,5年CAGR达到83%,5年合计市场空间约为6000亿元。从中国市场来看,十四五期间合计市场空间约2300亿元。在明确的“双碳”目标下,储能市场正在迎来历史机遇。
一
储能是“碳中和”目标的强大支撑力
1、储能是“碳中和”战略中的坚实底座
随着“3060“目标的提出,可再生能源将得到大力发展,以光伏发电为代表的新型可再生能源发电将逐步替代传统的火力发电。由于火力发电基本不受时间、环境因素的影响,只要有化石燃料,就能够按时、按需源源不断地产生电能,而光伏发电、风力发电受环境因素的影响十分明显,环境的变化势必会带来发电的真空期,造成发电与用电不匹配的状况,因此需要大量的储能承担削峰填谷的作用,在用电低峰期时储存电能,在用电高峰期时释放电能。
高比例可再生能源对于电力系统的灵活调节能力提出了更高的要求,如果没有储能的保驾护航,由传统发电模式转变为新能源发电将会举步维艰。
2、储能道路将会越走越宽
在碳中和大背景下,对于储能的需求程度必将不断加深,在我国实现碳中和前,储能的发展将分为三个发展阶段。
1)萌芽阶段。“十四五”期间,新能源装机数量预计超过36000台,随着装机数量的不断增加,储能在限电率范围内起到调峰削谷的作用。但是光风储仍处于起步阶段,不具备深度调峰能力,且经济性较差。该阶段光伏风电的发电量占比还处于较低的水平,主要输出还是通过水力火力发电。
2)替代阶段。我国在“2020气候雄心峰会”上提出了2030年可再生能源装机量达到12亿千瓦。为了实现“2030碳达峰”目标,可再生能源装机量将会超过火电装机量,发电主力军由火电转变为新能源发电,火电和储能共同承担辅助作用。要想承载如此巨大的装机规模,对于整个电力系统需要有巨大的变革,对于储能的需求会急剧增加。
3)护航阶段。在由“碳达峰”向“碳中和”发展的过程中,可再生能源将逐步成为电力消费的绝对主力。逐渐构建起以新能源为中心的灵活电力系统,火电机组也逐渐退出辅助领域,储能将完全担当起供电侧调峰调频的作用。
二
储能市场群雄割据
1、储能进入第二春,电化学储能正在大规模商业化发展
2013年前,储能行业的第一阵春风吹向了水电站。现如今,“3060”目标的提出为储能行业带来了新的上升拐点,第二阵春风将吹向新型储能,主要形式为电化学储能。
目前,抽水储能装机规模占比超过90%,但存在着地理位置、建设周期等等因素的限制,相比之下,这些因素对电化学储能的限制较小,预计未来将成为主流。由于多个省份要求光伏等发电项目上网需要配套储能,在强制装配储能地区,2021年储能在新增风光装机中渗透率约50%,到22-24年将维持80%-95%的高位。2021年7月能源局发改委等发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中明确提出,到2025年,国内新型储能(除抽水储能外的储能系统)装机总规模30GW以上。
电力系统储能的应用主要包含发电侧、电网侧和用户侧。从储能的商业模式看,其价值主要体现在参与调峰、调频获得辅助服务补偿,减少弃风弃光电量从而增加电费收入及削峰填谷获得峰谷价差。
电化学储能的成本将会随着技术的进步和政策的推动不断下行,预计2025年全国电化学成本将降至1.1元/Wh;在2030年实现碳达峰时,成本将降至0.9元/Wh。成本的下行和需求的提升,催化着市场的沸腾,电化学储能万亿级市场将会逐步开启。预计2025年,电化学储能市场规模将达到千亿级别,2030年将上升至5000亿。
受政策强制装机的影响,我国电化学储能装机市场将主要由发电侧带领,2030年预计新增电化学储能装机中58.53%应用于发电侧。用户侧的储能需求将逐步释放,最终将逼近半壁江山。
2、电化学储能处于群雄割据时期
储能产业链投资图谱
资料来源:中泰证券研究所
锂电池储能系统主要由电池组、储能变流器(PCS)以及其他电气设备构成。电池成本占储能系统成本的60%,PCS构成20%,EMS构成10%,BMS构成5%,其他配件构成5%。
从行业的集中度来看,各环节的集中度分别为电池组>PCS>集成系统,行业壁垒也是由电池组到系统集成依次降低。储能行业仍处于发展的初期阶段,市场参与者的角色依然是不稳定的。
电池组生产厂商中,CR5为78.1%,主要市场被宁德时代、天津力神、海基新能源、等几家大厂商瓜分。PCS市场的CR5为64.4%,主力军是阳光电源、科华数据、索英电气等。集成商由于入行门槛较低,技术水平不高,市场集中度相对较低,CR5为37.6%,大玩家包括阳光电源、海博思创、平高等。
资料来源:CNESA,天风证券研究所
三
分道赛跑,争做细分龙头
1、新型电池技术将推动储能成本进一步下降
电池是储能系统降本的最核心环节,磷酸铁锂电池是当下主要的装机力量。储能电池相比于车用动力电池而言,对能量密度要求较低,材料性能要求略低,而对电池循环寿命有较高的要求。储能电池循环寿命一般要求大于3500次,使用大于十年;动力电池循环寿命在1000~2000次之间。未来高循环寿命的电池将成为发展趋势。
钠离子电池凭借其资源丰富、成本低、能量转换效率高、循环寿命长等优势,有望成为未来主流的电化学储能方式。以宁德时代和中科海钠为代表的企业开始布局钠离子电池,有望推动钠离子电池的商业化进程。宁德时代预计,下一代钠离子电池的能量密度有望突破200Wh/kg。宁德时代的钠离子电池会在2023年进入商用市场,未来会被运用到更多场景。
目前钠离子电池仍在探索阶段,我们认为钠离子电池将与锂离子电池形成互补,缓解电池行业对境外锂资源的依赖。
2、储能变流器厂商将从单一设备商向综合集成商演进
PCS是电化学储能系统中,连接于电池系统与电网之间的实现电能双向转换的装置。既可把蓄电池的直流电逆变成交流电,输送给电网或者给交流负荷使用;也可把电网的交流电整流为直流电,给蓄电池充电。相比光伏逆变器,PCS对于IGBT芯片配置要求更高,因此技术能力过硬的国产IGBT厂家将迎来巨大机会。
此外,PCS 功能复杂,需对电网情况和用电负荷熟悉,适配多型号的电池。与光伏逆变器和风能变流器相比,PCS 除了具有并网的基本功能外,还需具备蓄电池充放电控制、配合电网实现削峰填谷、调峰调频功能、动态无功支持、电能质量调节等能力。因此单一的PCS设备商已经无法满足储能系统整体安全和效率的要求。
我们认为,PCS 提供商将从单一的设备提供商向解决方案提供商演进,深刻理解电网环境,且兼具技术优势和渠道优势的企业将有较大的突围机会。
3、用电侧储能场景多样,领域内玩家众多
1)工商业储能领域中,重点关注园区储能应用。通过在产业园区配套光伏+储能系统,企业可以更好的利用光伏电力,进行电量需求管理,提高自发自用水平,降低用电成本。当发生停电故障时,储能设备能够保证电网系统中仍有应急电量供用户使用,以避免非正常的损失。关注具有一体化、智能化、平台化能源管理能力的专业第三方储能系统集成商。
2)家用储能受益于海外电力设施老旧+电费高昂+光伏系统成本下降。派能科技是全球领先的家用储能系统制造商,其2019年全球家用储能系统出货量占市场份额8%,2019年公司收入达4.26亿,同比增长92.4%,公司收入的72%来源于家用储能电池系统。目前派能科技的产品布局不断拓宽,能够为高压储能、家庭储能、通信备电提供解决方案。其产品主要出口海外,远销欧洲、南非、东南亚、北美、澳洲等国际市场。
3)户外储能另辟蹊径,充满生机。户外储能将成为用户侧储能新的切入点。2019年便携式储能电源市场规模达到175亿元,2020年达到195亿元,同比增长11.4%,在消费潮流的推动下,预计2025年便携式储能电源行业市场规模将会增加到282亿元。关注具有强大的产品能力、渠道及供应链能力的企业。
4、温控和消防等储能配套设备有望迎来量价齐升
温控和消防贯穿于储能系统各大风险环节,对于保障储能电站安全运行具有重大意义。储能温控设备价值量约占到整个储能系统价值量的3%-5%。根据天风证券测算,2025年储能温控市场空间将达到211亿元,4年复合增速达到96%。
温控设备具有多种技术路径,包括风冷、直接和间接液冷和相变材料冷却。风冷方案是市场较为成熟的方案,目前从综合成本角度和安全角度来看比液冷更具优势;成本更高的液冷冷却相对来说具备散热效率高、结构紧凑等优势,同时对产品设计和设备结构有较高的要求,是温控技术发展的另一条重点方向。总体来看,在储能温控领域,风冷技术短中期具有不可替代性。
我们认为,对于储能温控领域,短期看先发优势,那些快速完成客户认证、规模性出货的公司将实现业务高弹性增长;中期看非标性优势(预制化、定制化、智能化)带来的差异化竞争。
储能消防包括预警和灭火,其中预警是储能电站消防安全的前置防线,技术壁垒较高。2025年我国储能电站消防产品市场规模将达到53亿元,21-25年CAGR为155.7%;全球主要市场将达到261亿元,21-25年CAGR为114.9%,22年有望开始放量高增。
热失控探测需要借助传感器,将探测到的物理信号转变为电信号进行传输,传感器属于火灾预警系统的前端触发设备,是集成了物理传感技术、自动控制、计算机技术、数据传输等技术的高附加值产品,在技术含量和生产工艺方面均存在较高的技术壁垒。
我们认为,随着储能设备在传统IDC、通信基站、UPS等场景应用的不断渗透,储能温控和消防的市场将进一步被打开。在技术和场景应用上有一定积累的创新型企业,将迎来巨大的发展机遇。
云悦资本