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文檔簡介
儲能行業專題報告一、儲能電池和動力電池區別幾何?1.1.適用場景不同,現實應用對二者性能、使用壽命等有不同要求鋰離子電池按照應用領域分類可分為消費、動力和儲能電池。消費鋰電市場趨于飽和,進入存量競爭,動力、儲能電池興起。1991
年,索
尼公司發布首個商用鋰電池,鋰離子電池在商業領域中的應用從此拉開序
幕。2001
年以后,手機、MP3
等便攜電子設備發展迅速,由此帶動了鋰電池
行業需求的增長。據鉅大鋰電,2011
年,全球智能手機出貨量僅為
4.91
億
部;到
2016
年,全球智能手機總銷量已高達
14.7
億部。智能手機的快速普
及,擴展了鋰電池需求。不過,智能手機過去幾年高速增長后,市場已接近
飽和,2016
年同比增速僅有
2%,遠低于
2015
年
10.4%增速。數碼相機、平
板電腦等消費電子同樣類似,在經過初期大幅增長后,同比增速在逐步放
緩。取而代之的是電動交通工具、儲能等新興市場。目前來看,動力電池和儲能電池是鋰電池未來發展潛力最大的領域,用于電
動交通工具的電池和用于儲能設備的電池本質上講都是儲能電池。目前,儲
能電池與動力電池二者在技術原理并未形成差異,但由于應用場景的不同,
現實應用對二者的性能、使用壽命等有著不同的要求。動力和儲能電池系統產品按產品形態不同可分為電芯、模組和電池包。電芯
是動力電池產品的核心基礎構成單元,一定數量的電芯可組成模組,并進一
步裝配成套為電池包,最終應用在新能源汽車中的形態為電池包。1.2.儲能電池、動力電池系統結構及成本構成完整的電化學儲能系統主要由電池組、電池管理系統(BMS)、能量管理系統
(EMS)、儲能變流器(PCS)以及其他電氣設備構成。電池組是儲能系統最
主要的構成部分;電池管理系統主要負責電池的監測、評估、保護以及均衡
等;能量管理系統負責數據采集、網絡監控和能量調度等;儲能變流器可以
控制儲能電池組的充電和放電過程,進行交直流的變換。動力電池
PACK指新能源汽車的電池包,給整車運行提供能量。車用動力電池
PACK基本上由以下
5
個系統組成:電池模組、電池管理系統、熱管理系統、
電氣系統及結構系統。動力電池系統成本由電芯、結構件、BMS、箱體、輔料、制造費用等綜合成本
組成。電芯占據
80%左右的成本,Pack(包含結構件、BMS、箱體、輔料、制造費用等)成本占據整個電池包成本約
20%。1.3.儲能電池、動力電池
BMS差異說明在電池包中,BMS(電池管理系統)是核心,它決定了電池包的各個部件、功
能能否協調一致,并直接關系到電池包能否安全、可靠的為電動汽車提供動力輸出。當然,結構件的連接工藝、空間設計、結構強度、系統接口等也對
電池包性能產生著重要的影響。儲能電池管理系統,與動力電池管理系統類似,但動力電池系統處于高速運
動的電動汽車上,對電池的功率響應速度和功率特性、SOC估算精度、狀態
參數計算數量,有更高的要求,相關調節功能也需要通過
BMS實現。1.4.儲能電池、動力電池循環壽命差異大,與材料、壓實密度等相關動力電池和儲能電池在循環壽命的要求上有較大差異。以電動車為例,三元
磷酸鐵鋰電池組理論壽命為
1200
次,按使用頻率來說,三天一次完全充放
電,一年
120
次完全充放電,三元鋰電池日歷壽命達到十年。儲能電池充放
電更為頻繁,在相同的
10
年日歷壽命的前提下,對循環壽命有著更高的要
求,若儲能電站和家用儲能以每天一次的頻率進行充放電,儲能鋰電池的循
環次數壽命一般要求能夠大于
3500
次,若提高充放電頻率,循環壽命要求通
常要求能夠達到
5000
次以上。從電池結構來看,材料種類、正負極壓實密度、水分、涂布膜密度等因素均
會對電池循環性能造成影響。二、電化學儲能何時爆發?光伏加裝儲能經濟性時點測算2.1.多省市出臺強制配儲政策,電站端承擔配儲任務經濟壓力較大“十三五”期間,消納問題成為制約新能源裝機增長的關鍵因素。近年來,
中國新能源裝機量不斷提升,新能源發電量在一次能源中的占比也不斷提
高,但因其間歇性、波動性的特點,對電網的沖擊也日益加大。2020
年,多地出臺政策鼓勵和支持新能源配置儲能,但幾乎無省份做出強制
配置要求。今年以來,多地出臺新能源強制加裝儲能政策,多集中在可再生
能源資源聚集地區。截至目前,明確提出新能源發電配置儲能比例的地區已
達
10
個省份,包括海南、湖南、新疆、山西、陜西、貴州、山東、青海、陜
西、寧夏,儲能配置容量多以5%、10%為下限,時長多為
2
小時。2020
年中國新增光伏裝機
48.2GW,新增風電裝機
71.67GW。但從中國新增儲能裝機數據來看,根據中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會(CESA)
的統計,2020
年,中國新增投運儲能裝機容量總計
2.59GW,其中,電化學儲
能新增裝機容量為
785.1MW,占比
30.4%,電化學儲能新增裝機容量僅占中國
2020
年風電、光伏新增裝機的不到0.7%。我們認為,強制配置儲能政策的出臺,將一定程度拉動電力系統儲能配置需
求,行業具備成長動力。另一方面,中國風電光伏初步步入平價時點,目前
電站自主加裝儲能的積極性仍舊不高,強制配儲可以在一定程度拉動電力系
統儲能需求,但國內發電側儲能缺乏清晰的盈利模式,因此高質量的中高端
儲能電池供應商因價格缺乏競爭力,其發展一定程度受到抑制,行業環境導
致儲能行業劣幣驅逐良幣,不利于行業實現高質量發展。2.2.光儲經濟性時點測算,平價或在
2022
年底我們以青海省為例,對光伏電站加裝儲能項目的成本進行
測算,以評價其經濟性。據測算,在儲能時長
2
小時,儲能配置比例
10%、
15%、20%情況下,配置儲能新增度電成本
0.05、0.07、0.1
元/kWh。青海省
出臺的時限
2
年的“新能源+儲能”項目補貼雖然可以在一定程度緩解由儲能
需求帶來的新能源裝機壓力,但仍不足以完全覆蓋儲能成本;經后續測算,
即便考慮儲能對棄光改善帶來的額外收益,補貼仍不足以覆蓋凈成本。風電
光伏初步步入平價階段,要求新能源運營商獨自承擔加裝儲能的目標,存在
經濟效益矛盾的問題。那么,從經濟性角度來說,“光伏+儲能”何時能夠步入平價拐點?儲能何時
能夠不依靠強制配儲政策和補貼政策在中國實現發展?接下來,我們對“光
伏+儲能”平價時點進行測算。通常來講,衡量光伏電站效益的指標有兩種,分別為內部收益率和度電成本。我們采用計算內部收益率的方式,測算光儲經濟性時點。據了解,中央發電集團對自建新能源平價項目的收益率要求約為
8%。我們以
裝機規模
500MW的集中式光伏電站為例,對光伏電站的現金流進行模擬,分
別測算在僅有光伏電站、光伏電站+儲能、光伏電站+儲能+減少棄光,三種情
形下的電站內部收益率,將該內部收益率與
8%進行對標,判斷項目效益是否
達標。2.3.2021
年光伏產業鏈普漲,4
元/W系統成本下的測算
IRR降至
6.28%2021
年,光伏產業鏈經歷了較大波動,上游硅料價格漲價持續,導致一、二
季度部分電站因收益率不達標而停止招標。我們對目前時間節點的主流光伏
EPC中標價下的電站項目內部收益率進行測算。測算結果顯示,在
4
元/W的單位投資成本下,且不考慮加裝儲能,光伏電站
的內部收益率降至
6.28%,遠低于
8%臨界值。也正是出于此原因,目前電站
企業不得不為了保證裝機量而調低
IRR標準。三、電池企業儲能業務進展情況儲能系統的成本構成中,電池是儲能系統最重要的組成部分,成本占比
60%;其次是儲能逆變器,占比
20%,EMS(能量管理系統)成本占比
10%,
BMS(電池管理系統)成本占比
5%,其他為
5%。目前布局儲能電池的企業包括寧德時代、派能科技、億緯鋰能、國軒高科、
比亞迪、鵬輝能源等。派能科技是國內最純正的儲能電池標的,尤其是在家
用儲能領域占據全球領先地位,2019
年,全球自主品牌家用儲能產品出貨量
前三名分別為特斯拉、LG化學和派能科技,所占市場份額分別為
15%、11%和
8.5%。寧德時代、億緯鋰能、國軒高科、比亞迪和鵬輝能源的業務布局大多
集中在動力電池領域,隨著儲能的興起,各家公司在電力儲能領域也均有布
局。儲能電池和動力電池產線技術同源,因此,當前的動力電池領軍企業可
憑借其在鋰電領域的技術、規模優勢,進軍儲能領域,拓寬業務布局。縱觀全球儲能產業的企業競爭格局,由于特斯拉、LG化學、三星
SDI等廠商
在境外儲能市場起步較早,且當前儲能領域的市場需求多源自于國外,國內的儲能需求相對較少,近年來伴隨著電動汽車市場的爆發儲能需求才得以擴張,相比而言,本土企業在品牌和渠道方面處于劣勢。從國內儲能市場發展來看,未來
5
年內新增的國內千億規模儲能市場以及動力電池領域寧德時
代、億緯鋰能等企業的優質產品力有條件彌補國內企業的品牌渠道劣勢,國內企業在分享行業增速的同時,在全球領域的市占率也有望大幅提升。根據高工產研鋰電研究所(GGII)數據統計,截至
2019
年底,中國儲能鋰電
池出貨量為
3.8GWh,同比增長
26.7%;2019年中國電力系統儲能鋰電池(不
含通信備電系統)出貨量排名中,比亞迪排名第一,寧德時代位居第二,派
能科技排名第三。我們對行業內領先的電池廠商目前的儲能業務發展情況進行了如下梳理,多
數廠商由動力電池領域或消費電池領域切入儲能市場。過去由于儲能行業體
量較小,且尚未進入全面經濟性時點,各家企業儲能業務占比較低、業務量
小,近年來,隨著產業成本的降低和需求的推動,儲能業務取得快速進展。3.1.寧德時代:深入布局儲能領域
10
年,成本技術優勢顯著公司是全球領先的動力電池系統提供商,公司主要產品包括動力電池系統、
儲能系統和鋰電池材料,動力電池系統銷售為其主要收入來源。公司對供應
鏈的嚴格把控、精細管理與產業鏈集成優勢鑄就了其強大的產品力。公司儲能系統產品包括電芯、模組/電箱和電池柜等,可用于發電、輸配電和
用電領域,涵蓋太陽能或風能發電儲能配套、工業企業儲能、商業樓宇及數據中心儲能、儲能充電站、通信基站后備電池、家用儲能等,可有效克服風
能或太陽能發電輸出不規則的特點、彌補線損功率補償、跟蹤計劃削峰填
谷,提高風力及光伏發電系統能源利用率以及實現用電領域峰谷電之間的平
衡。2020
年,公司前期儲能市場布局逐步落地,全年儲能系統銷售收入
19.43
億
元,同比增長
218.56%。公司儲能系統營收占比逐年提升,2020
年為
3.86%,同比增長
2.53
個百分點。早在
2011
年公司成立之初,公司就已經將儲能確定為公司發展業務之一。
2011
年,寧德時代參與國家電網張北風光儲輸示范項目,該項目是當時全球
上規模最大,集風電、光伏發電、儲能、智能輸電于一體的新能源綜合利用
平臺。近年來,寧德時代與各家儲能企業展開密集合作,深度布局儲能領
域,星云股份發布公告稱,公司于
1
月
21
日與寧德時代、石正平、福建合志誼岑簽訂合資經營合同,設立福建時代星云科技有限公司。2020
年
4
月與易事特成立合資公司,公司持股
10%。主要進行開發、生產及
銷售儲能
PACK產品及相關配套服務,初步設計產能
1GWh。2021
年
2
月,寧德時代與永福股份成立合資公司,聚焦綜合智慧能源產業,
共同研發“光伏+儲能”核心技術。2020
年,國內規模最大的電網側站房式鋰離子電池儲能電站---福建晉江儲能電站試點項目一期(30MW/108MWh)啟
動并網,寧德時代負責整個儲能系統的系統集成(電池系統+PCS+EMS),電
池單體循環壽命可達
12000
次。公司生產動力電池與儲能電池為相同產線,
可將動力電池的深厚技術積淀遷移到儲能電池。3.2.比亞迪:2008
年進軍儲能領域,產品深受海內外認可比亞迪自
2008
年開始進軍儲能領域,至今已有
13
年的經驗積累,在同行業
中企業中最早一批布局儲能領域。截止到
2018
年年底,比亞迪已經為全球合
作伙伴提供了近百個工業級儲能解決方案,儲能產品已經遠銷
21
個國家,96
個城市,覆蓋全球
6
大洲,全球出貨總量超
600MWh。目前,比亞迪的儲能產
品從小的家庭儲能系統,到中間級別的工商業儲能產品,再到公用級別的集
裝箱系統均有覆蓋,實現了全方位滿足目前儲能市場所有應用場景的需求。比亞迪作為最早進入電池儲能領域的龍頭企業,至今已開展儲能研發推廣長
達
13
年時間,實現了從儲能核心技術研發到全球商業化推廣的跨越式發展。
2008
年到
2013
年,比亞迪完成了儲能核心技術研發,通過國家電網張北風
光儲電站、南方電網寶清電站、中廣核核島應急儲能電站等示范項目,證明
了電池儲能技術的安全可行性,引領電池儲能商業化應用。2013
年來,比亞
迪已在全球進行大規模商業化推廣,形成了各種應用場景下的盈利模式,目
前全球總銷量已超過
1.7GWh,創造
13
年
0
安全事故佳績。作為
2020
年度海
外電化學儲能(不含家用儲能)出貨量第一的中國儲能提供商,比亞迪在電
池儲能核心技術、商業模式、市場推廣等各方面均掌握先發優勢,給國內儲能行業發展帶來了良好的示范借鑒。3.3.億緯鋰能:各業務并進,逐步打開海內外市場公司為全國鋰原電池領先企業,持續聚焦高端鋰電池技術及產品,服務于消
費、動力和儲能領域。公司于成立
2001
年,一直從事高能鋰原電池生產,
2012
年,公司收購德賽聚能,啟動鋰離子電池業務;公司自
2015
年開始布局動力儲能電池市場,目前公司在保障自身消費領域優勢的同時,積極布局
動力、儲能領域。鋰原電池是公司的傳統業務,具備自主知識產權,早在上
市前公司就以高能鋰一次電池為核心業務,鋰原電池規模已躍居世界第一。
近年來,隨著消費鋰離子電池和動力電池市場需求的增長,下游市場空間十
分龐大,公司憑借其在電池領域的經驗積累和規模優勢,積極布局相關領
域,把握市場機遇。2018
年
7
月,億緯鋰能與易事特簽署了戰略合作協議,雙方就儲能產業發
展、技術、產品、系統集成及市場布局等方面進行深入合作。易事特自
2012
年布局儲能產業以來,在儲能系統設備、能量管理系統、儲能系統集成等方
面形成成熟的解決方案。億緯鋰能以電池起家,在成本控制和電池管理上具
備優勢,雙方聯手,開展長期戰略合作,拓寬儲能市場空間,互利共贏。2018
年
8
月,億緯鋰能中標河南電網
100
兆瓦電池儲能示范工程第二批設備
類采購項目中息縣儲能電站集裝箱成套儲能設備,中標總價
999
萬元,此次
中標是億緯鋰能產品在“電網側”儲能業務的首次突破,標志著公司儲能業
務發展再上新臺階。2019
年
4
月,億緯鋰能
8
套共計
4MW/8MWh集裝箱電池儲能系統在加州調試
成功,該項目標志著其儲能系統產品正式進入北美市場。2019
年
5
月,億緯鋰能發布公告,公司已順利完成非公開發行
A股股票事項,募集資金總額
25
億元,本次非公開發行募集資金將投資于“荊門億緯創
能儲能動力鋰離子電池項目”和“面向物聯網應用的高性能鋰離子電池項
目”。3.4.國軒高科:做大儲能,國內市場位居前列公司系國內最早從事新能源汽車動力鋰電池自主研發、生產和銷售的企業之
一,主要產品為磷酸鐵鋰材料及電芯、三元材料及電芯、動力電池組、電池
管理系統及儲能型電池組等。2018
年以來,公司以“做精鐵鋰,做強三元,做大儲能”為產品路線,積極
布局儲能領域,2018
年,公司與上海電氣合資成立儲能公司電氣國軒,實現
公司儲能產品市場的快速拓展,建立先發優勢。電力儲能方面,國軒目前已與華為、中國鐵塔、國家電網、中電投等企業達
成儲能領域合作共識,穩固用戶側儲能電站開發,推進儲能市場建設,創新
商業模式,加快
2C市場的布局。3.5.鵬輝能源:下游全方位布局,儲能業務穩步推進公司是國內布局最為全面的電池廠商之一,主要業務為鋰離子電池、一次電
池(鋰鐵電池、鋰錳電池等)、鎳氫電池的研發、生產和銷售,上游為正
極、負極、隔膜、電解液等原材料供應商以及電池生產設備供應商,下游主
要應用領域為消費數碼、新能源汽車、輕型動力以及儲能等領域。
在儲能鋰離子電池領域,公司擁有完整的儲能產品線,涵蓋儲能電芯、通信
基站電池標準模塊、便攜式儲能箱、家用儲能一體機、大型儲能(含電池
簇、儲能機柜、集裝箱儲能系統)等諸多產品。2019
年
4
月,公司與天合光能達成戰略合作,在鵬輝金壇產業園基地內與天
合光能攜手,設立控股子公司江蘇天輝鋰電池有限公司,從事光伏儲能及其
他鋰離子電池及電池系統的研發、生產和銷售,雙方全面開展合作,共同布
局儲能產業。公司在
2020
年
5
月底中標“中國鐵塔
2020
年備電用磷酸鐵鋰蓄電池組產品
集約化電商采購項目”,并開發了其他一些優質大客戶,全年儲能業務收入
同比持續增長。在大型儲能、家儲、通信和
UPS等四大儲能領域進行研發投入。針對大儲市
場開發了
42173205-150Ah型號產品,已實現批量出貨。開發的
71173204-
280Ah電池進入中試階段,預期第三季度推出市場。在通信領域研發了
50160119-100Ah產品,可適配
3U機箱,電池已送樣給戰略合作客戶;針對
家儲領域開發了
50Ah、86Ah、
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