20210725-兴业证券-兴业证券电新行业储能为何如此重要系列报告（三）：中美欧引领储能腾飞，新能源开启第三赛道

中美欧引领储能腾飞、新能源开启第三赛道—为何如此重要系列报告（）分析师：朱玥（SAC: 01957601 ）孟杰382研究助理范昭楠报告发布日期201.75证券研究报告 2 核心摘要（1/3）本篇报告为“储能何如此重要”系列深度报告第三篇，一我们从国家电网与宁德时代的合作出发探讨了储能在电网侧的应用前景，第二篇我们提出储能是新源上位的必经之路本报告尝试系统性地回答行业五个关键问题。结论：作新型电力统不可或缺的核心素将成为能革命浪潮中第三大超级赛道，新源领域投资将开辟第三战场在中美欧三大市场共同引领201年增长斜率骤然陡峭。逆变器（流）环节由于单位价值量、利润均远高于光伏因将成为弹性最高投资方向问1根驱动来自哪里近期有些催化？两素一“双碳”目标下，构建新型电力系统对灵活性源的刚需求二为用户不断提升的对低成本高质用电的追求。近期催化包括国首次公布十四五储能规划模、望逐步放开网侧储；海外家庭能市场已经启动表前储能已初具经济效益题2: 储能空间如何拆解合理我们提出大本力将共同推三侧（发用户）发，并衍生出行业七种应景，我们将详细测算七种场景需估算02年全球增装机约为10GWh预计205年增约196GWh对空间约20亿元；203年新增约 918GWh，对应市场80亿元；25累空间3Th。问三：的商业模式有哪些，经济性又如何？海外用户侧最成熟电及网伴随力市场化脚步已临近 3 核心摘要（2/3）问题四：储能的技术进步及降本空间如何展望？直接间路径清晰，储备多样205年度电成本有低至0.1-2元/kWh。五投资机会在哪些环节我们认为9大正渐次浮现。不同于传统认知，我们为逆变器环节弹性最大，投资价值显著强于其他环节，是储能最值得配置。电池单位价值量最高系集壁垒正逐步体现长期望培育BMS等细分赛道此外应关注系统运维、梯次利用电回收、下一代技术（如钠离子池及其产业链、固态池及其产业链、飞轮储能压缩空气）虚拟厂等或场景化建议：首推弹性最的逆变器环节：阳光电源锦浪科技德威电龙头宁德时代。荐由于专注海外户用细分市场故弹性更好的统供应商派科技，磷酸铁锂池领先标的亿纬锂能比亚迪（汽车行业覆盖）。 关储能领先供应商业股份，绑定宁时代将发力储能系统集成民营勘察设计龙头永福股份（筑、南都林洋、天合能海博思创（未上市）建议关注逆变器供应商科士达、上电气科华数据通信，池国轩高鹏辉源池组装及检测星云股份磷酸铁蟠技德方纳米风险提示：1发展规模由于政策波动或者安全性事故导致不预期；2、技术进步缓慢导致价格下降不及预期；3国内电力辅助服务市场化不及预期；4下一代电技术迭现有被颠覆的风险。 4 核心摘要（3/）表、储能业务205年相关标的公司净利润较20年增速预计均在350%以上 资料来源：WIND，兴业证券经济与金融研究院整理市场空间业务市占率出货量单位净利205年润估算（亿元）业绩增速较20年储能务贡献比例（%）分项其他务合计1. 中大型项目：电池需求42GWh逆变器512. 户用市场5Gh需求26W宁德时代储能电池40%79GWh0.7元/h3796314亿纬锂12.61218457阳光源系统3.4/650934逆变器09G0. 3锦浪科技储能1%8W.1元/1274%1固德威.401052业股份52G0.3/63570派家庭系统01h.1h14868 5要点摘录 6 根本驱动一：解铃还须系人，“双碳”目标需要新型电力系统 资料来源：《碳达峰中和目标下我国电力系统转型研究》，清华-BP洁能源研究与教育中心，兴业证券经济与金融研究院整理 电力既是当前碳排放的主要来源也是实现减排的最重要途径。作为重二次能，煤炭、天然气石油中转站也是排放的最主载体，虽然产品最终用于第一、二三各个产业。然而“巧合”够替代含碳能非源绝大部分又通过形式提供如太阳能风水电核能。图、新型系统双目标关键 7 根本驱动一：新型电力系统需增加“储能”为新的基本要素碳中和的关键是构建以能源为主体的新型电。从“源-网荷”到--储”，有望成力系统第四大。 资料来源：华为数字能，兴业证券经济与金融研究院整理 图、型电力系统具有四高特征htps:/w.iconft.cnluearh/dex?q=%E697B6%E974光伏、风电能等可再生源为主（0）储htps:/w.iconft.cnluearh/dex?q=%E697B6%E974特高压直流、双向输配电系统智能储云htps:/w.iconft.cnluearh/dex?q=%E697B6%E974建筑光伏、储能电动车等海量发用系统家庭htps:/w.iconft.cnluearh/dex?q=%E697B6%E974同步发电机为主侧htps:/w.iconft.cnluearh/dex?q=%E697B6%E974单送输配电侧htps:/w.iconft.cnluearh/dex?q=%E697B6%E974单一电用侧信息流互动量信息流双向互动能单向出流单输出量流新型电力系统现有电力系统：比例、高比例子装备度数字化高智 8 根本驱动二：用户对于低成本高质量用电的需求 资料来源：Energy Sa，兴业证券经济与金融研究院整理 图、供电弹性和节省开支是美国家庭储能感兴趣两个最主要原因。（Resilnc）（Finacl Svings）是美国家庭户对储能感兴趣两个最主要的原因。美国网稳定不如中，尤其近年来发生了多起停事故，而恰可以作为紧急电备用来应对网事故此，美国住宅消费者对购买储能实现源自给足的渴望日益涨这为一股惊人推动表后端部署力量65%48%32%813% 供电弹性(Resilnc) 节省开支(Finacl Svigs) 自供电(elf-suply) 考虑未来购买储能（To ad btr lat) 离网运行(Of-Grid)注：每个调查对象可以选择多项 9 近期国内催化：政策首次给予储能规模指引，电网侧迎来“松绑” 资料来源：发改委、能局，兴业证券经济与金融研究院整理 表、家发改委能源局联合印发《关于加快推动新型发展的导意见（征求稿）》7月23日，、家了文件明确，到205 年实现新型储能从商业初向规模展转变装机规模达30 万千瓦以上。到203 年实现新型储能全面市场化发展。该文件的另一重要措施是放开电网侧，引成本向用户疏。 类别 主要内容 鼓励储能多元发展 发电侧：•布局一批配置储能的新能源电站项目。探索利用储能或风光储代替退役火电机组。用户侧：•鼓励UPS、电动汽车、大数据中心、5G基站、微电网、分布式新能源等多元化场景下的储能应用。探索智慧能源、虚拟电厂等多种商业模式。 推动技术进步 推动锂离子电池成本下降和商业化规模应用；探索氢储能技术研究和应用。 完善市场机制 •鼓励储能作为独立市场主体参与辅助服务；鼓励探索共享储能。建立电网侧独立储能电站容量电价机制，推动储能参与电力市场。将电网替代性储能设施成本纳入输配电价回收。•完善峰谷电价政策。 10 海外催化：储能较天然气发电已初具经济性 资料来源：Lazrd，兴业证券经济与金融研究院整理 从调节成本来看美国度成本可低于峰值燃站（OCGT），2-h电池储能调峰最低成本为140$/MWh，低于OCGT的15$/MWh。综合发电光伏+的综合也逼近增长的可再生源比例将持续增大燃气电站运行：频繁切换开关机状态、损耗加重、运行寿命缩短造燃站运行提高而储能成本有望进一步降。14015814 0510520530243982473图学、对比图、太阳逐渐稳中有增单位：元/MWh 单位：美元/Mh179 42 10 1 97 81 50502503502106270822燃气电站成本范围 燃气电站成本均值 1 空间测算：两大根本驱动，衍生出七种场景 资料来源：能局，兴业证券经济与金融研究院测算图、储能装机空间可从两种本质驱动衍生为三侧共七种场景 的来自于新型电力系统所需灵活性资源及用户的低成本高质量用电需求，具体可分为发电侧、网和用户共七种场景，需要注意是这二者互有交叉的。发电侧平抑波维持网平衡以新能配套储为主从新能源装机角度测算网以调峰频等辅助服务求另外还有延缓网投资用户国内工商业储能主海外包括和工商业。 新型电力系统所需灵活性资源 发电侧 电网侧 用户侧 工商业用户家庭用户 调频电网替代性储 能 调峰 风电光伏配套（调峰、调频） 火电联合调频 装机* 储能渗透率* 储能配置参数 最大负荷* 调频需求比例（3~5%）* 电化学储能份额 电网侧份额新能源出力波动 调峰需求比率 电化学储能份额电网侧份额最大负荷 尖峰补偿需求比例 电化学储 能份额 电网侧份额工商业负荷* 渗透率* 储能配置参数 家庭数量* 渗透率* 储能配置参数 电网平衡所需灵活性资源 低成本高质量用电 本质驱动 安装位置 应用场景 计算逻辑 装机预测：201年全球电化学储能装机21.5GWh，同比增长15%20年当新增可达196GWh。驱动因素中国主要由新源发侧、电网推动工商业用户侧受近期火灾事故影响短内略有迟滞但长期无虞。美国的大型项目及用户侧均已实现市场驱今年有望翻倍以上。欧洲、澳日本南非、美等地的家庭储能正保持快速增态势 12 25行业196h 资料来源：IRENA，兴业证券经济与金融研究院测算 图、201增达9.7/21.5h9.7221.537.169.418.60195.0510520500E20E203E204E205中国容量（Gh）海外储能容量（Gh） 13 储能远期空间展望：205年空间有望达23TWh展望市场基于新能源配置储渗透率70%，全球家庭配置储能渗透率16%假设，估算储能空间有望达23TWh。表、 资料来源：CNESA，兴业证券经济与金融研究院测算 203E204E205E新能源累计装机（GW) 6515886 新能源储能渗透率 4%%7%新能源侧储能功率（） 2392420 新能源侧储能容量（h） 6813065电网侧储能功率（G） 4 9 电网侧储能容量（W） 312321用户侧工商业储能功率（） 193706 用户侧工商业储能容量（h） 4595户用侧储能渗透率 .6%.%1.% 户用储能功率（G） 3091543678户用储能容量（Wh） 7123640 累计储能功率（） 8275累计储能容量（） 6982963 14 降本路径：直接、间降本手段丰富 资料来源：宁德时代、中科院，兴业证券经济与金融研究院整理 延长电池寿命是LCOS下的核心影响因素。根据宁德时代估算，对于60次储能系统，若电池寿命延长到10次，LCOS可下降60%以上。低损耗有效路具体包括：提升能量效率、改善冷却方式提升量密度。图储能技术进步空大 指标 目前水平 发展目标（205）系统成本（元/Wh） 1.5 .6以下 循环寿命（次） 0 10以上 服役年限（年） 6-8 5以上 能量效率 0-5%98%以上冷却方式 风冷为主 液冷为主 能量密度（kWh/m3） 137 180以上 储能系统降本将围绕两方面进行：降低初始系统成本、提高循环寿命。目前国内成约为2元/Wh。根BNEF预计，到205年初始成本降有望低至0.84元/Wh，一方面降低电芯至0.5/h以下，另一土建安装接网等非技术 15 路径205年度电有望于.元/kWh 资料来源：BNEF，兴业证券经济与金融研究院整理 图、有望至0.19/k1.461.261. 10.910.840.90.430.340.280.230.190.10.2.30.4.50.60.2.406.81.241.620201E20E203E204E205储能电站成本（元/Wh）-左轴 储能度电成本（元/kh）-右轴 16资料来源：储能10人，兴业证券经济与金融研究院整理 储能产业链全景图 下游-应用上游-原材料 中游-电池与系统正极材料• 钴酸锂锰三元锂 磷酸铁负极材料• 钛酸锂石墨材料烯Si-C 合金电解液• 溶剂添加锂盐 隔膜配件 电池PACK•BMS电芯 宁德时代比亚迪亿纬锂能 派能科技国轩高鹏辉能源 比克动力 变流器PCS阳光电源锦浪科技 固德威德业股份科士达上能电气 科华数据 升压装置系统集成ES 阳光电源比亚迪海博思创 永福股份林洋能源南都电 科陆子中天科技国电南瑞 场景二：电池梯次利用 场景一：新生储能•电芯 用户侧 电网侧 新能源 贝特瑞紫宸科技杉凯金新能源 中科星城天赐新宙邦科技 国泰华荣杉科技香河昆仑 恩捷新材料星源质中兴新材材科技 惠强新能源 德方纳米龙蟠科技贝特瑞国轩高科 特瑞电池 容百科技贵州振华长远锂科厦门钨业 杉科技 基站等 电池组装及检测星云股份 高特电子电池管理BM 205年全行业空间20亿以上，其中储能PACK、变流器系统集成环节分别有望达134亿、10568。38 5923考虑储能PACK、变流器均价格降幅为8%。按大型电站与用户侧价格考虑 17 投资建议：5203年市场空间超20 资料来源：WIND，REA兴业证券经济与金融研究院测算 表205分别有望达1340亿2E20120E203204E205E203E 全球新增储能功率总计（GW） 4.859.45.14.97.176.917全球新增储能容量（h） 9736756998 电池PACK单位价值量（发电及电网侧、元/h）0.0.60.90.0.50.480.3电池单位价值量（用户侧、元/） 1151413212127 电池单位价值量（综合，元） .3.9.87.8.74.6.5电池 市场空间（亿元） 0 204 302 96 65 34 490 变流器单位价值量（发电及电网侧，元/W） .5.270.20.2.18变流器单位价值量（用户侧，元/） 1181711797 变流器单位价值量（综合，元） 0.80.750.690.63.58.530.3变流器市场空间（亿元） 39 4 57 2 410 125 系统集成（含EMS，不含电池、变流器，元/Wh）.5.40.3.29.4系统集成市场空间（亿元） 49 97 139 217 374 568 203 18 投资建议：超级赛道开启，首推逆变器，9大环节投资机会将渐次浮现我们推荐关注9大环节涵盖制造、运维后处理衍生场景等多个领域。制造部分当前阶段电池价值量最高流成本占比低但重要性极高行业成熟度提升后，系统集成能力体现长期竞争力远BMS有望孵化出细分市。系统运维、梯次利用回收也将在行业空间展开形下一代技术同样得，我们认为更适合储能应用的安全、长寿命低本储能技术仍有望浮现。虚拟厂（户侧布式+综能源+需求侧响）有望辟新场景，特斯拉已在澳洲、英国等地着手构建 资料来源：Wind，兴业证券经济与金融研究院整理锂电池变流器BMS系统集成 运行维护梯次利用电池回收下一代电池 分布式风电充电桩分布式光伏可控负荷储能制造及运维环节 用户侧虚拟电厂图储能行业9大环节投资机会浮现 19 投资建议：逆变器环节利润弹性最高，受益为明显储能流的单W价值量、均为光伏逆变器的2-3倍因此虽然储能变流器的绝对需求量在近几年仍低于光伏，但是其利润贡献比例相对将大幅提升行业整体利润比例将从20年14%提升至20583%。相之下电池行业由于动力电池的超增速、储能电池与动力单位价值、利润基本相当因此对弹性不特别明显。 资料来源：Wind，兴业证券经济与金融研究院整理图、变器光伏逆2-3倍0.80.641.380.30.260.81.53020.4.6.20E2520E205动力电池单价（元/Wh） 储能电池单价（元/Wh）光伏逆变器单价（元）储能变流器单价（元） 625811157549387%2%30%240680%101230456070E20E电行业整体（亿元）储能电池行业整体利润（亿元）光伏逆变器变流器池环节储能/动力利润比例%逆环节/光伏比例图205将达到的67 20一、寻本溯源，储能的本质驱动力来自哪里？1碳中和大背景下构建新型电系统对灵活性资源的刚需求；2用户对低成高量用持续追求。 21 根本驱动一：解铃还须系人，“双碳”目标需要新型电力系统 资料来源：《碳达峰中和目标下我国电力系统转型研究》，清华-BP洁能源研究与教育中心，兴业证券经济与金融研究院整理 电力既是当前碳排放的主要来源也是实现减排的最重要途径。作为重二次能，煤炭、天然气石油中转站也是排放的最主载体，虽然产品最终用于第一、二三各个产业。然而“巧合”够替代含碳能非源绝大部分又通过形式提供如太阳能风水电核能。图、新型系统双目标关键 2 根本驱动一：新型电力系统需增加“储能”为新的基本要素碳中和的关键是构建以能源为主体的新型电。从“源-网荷”到--储”，有望成力系统第四大。 资料来源：华为数字能，兴业证券经济与金融研究院整理 图、型电力系统具有四高特征htps:/w.iconft.cnluearh/dex?q=%E697B6%E974光伏、风电能等可再生源为主（0）储htps:/w.iconft.cnluearh/dex?q=%E697B6%E974特高压直流、双向输配电系统智能储云htps:/w.iconft.cnluearh/dex?q=%E697B6%E974建筑光伏、储能电动车等海量发用系统家庭htps:/w.iconft.cnluearh/dex?q=%E697B6%E974同步发电机为主侧htps:/w.iconft.cnluearh/dex?q=%E697B6%E974单送输配电侧htps:/w.iconft.cnluearh/dex?q=%E697B6%E974单一电用侧信息流互动量信息流双向互动能单向出流单输出量流新型电力系统现有电力系统：比例、高比例子装备度数字化高智 23 根本驱动一：新型电力系统以高比例非化石能源为根本特征 资料来源：《双碳目标下我国能电力系统发展情形分析》，周孝信兴业证券经济与金融研究院整理 中科院士周孝信提出为实现双碳目标，我国需建立再生等4方面主要的新型电力系统。核心指标包括大幅高在终端能源消费重（206年至91.82%），大幅提高非化发量在总中的比重（206年至92.73%）。表、电气化程度极，非石发比例极 参数 20205203204205206 能源消费总量（亿t标煤） 49.8 5956 4 非化石能源占比（%） 15. 20%242%5989% 终端电气化率（） 26.743.63.865.06.01.2 全社会用电量（万亿kWh） .519.1410.5912.913.585 非化石发电量占比（%） 3.863.6%46. 65%7.92.73% 非化石发电量（万亿kh） 2.54.2.97.910.21. 截至20年7月，新能源已成为国家电网的第二大源，新能装机3.65亿千瓦，占比2.9%发电量390亿千瓦时，占比10.9%。在1个省区一、青海等5个省区超过40。出力波动性带来运行安全风险增加抗扰动力下降容易出现连锁脱网 24 型电系统挑战—天然的波性、不可预测性 资料来源：国家电网，兴业证券经济与金融研究院整理图、2019青海等五装机占比超过40%0%12304%56005102530青海冀北甘肃蒙东宁夏西藏新疆吉林黑龙江山西冀南江西陕山东辽宁安徽江苏河南浙江天津上海新能源装机（万千瓦时）占比 20205203装机容量（万千瓦）4186714日最大波动32050率4.1%6.3.6%图、新源及波动率展望 25 新型电力系统的挑战—调峰难度增大图、典型风电出力曲线与负荷对比需要实时平衡，而光伏具有天然波动性和不可预测，高渗透率后必然需要更多的灵活性资源。：日内波动幅度最高可达80%出力现在凌晨前从上午开始逐渐回落，到最低点“逆负荷”特性更明显。光伏10谷特鲜明正午到当日正均呈匀态势夜间出力为0 资料来源：公开，兴业证券经济与金融研究院整理图、典型光伏曲线与荷对比 我国的电网是世界上压等级最高、输送容量大线路长度最的电网，稳定性要求极高。最细微供需失衡也会导致电网的频率波动，当供给于需求则导致频率上升供给小于需则导致频率下降频率只能限定在极小范围内（国规定不超过±0.2Hz）因此调度系统通过实时节各类电源的发出力维持不超过稳。 26 新型力系统挑战—调难增 资料来源：《电化学储能应用于网频率安全防御三道线的探讨》，李兆伟等兴业证券经济与金融研究院整理图、从真实看力“天平”态稳49505.0.10:6:012:018:00:真网频率Hz49505.0.10:6:012:018:0:你以为的电网频率Hz 27 新型电力系统的解决方案之一—更优质的灵活性资源 资料来源：公开，兴业证券经济与金融研究院整理传统能源时代当今能源时代电网稳定运行煤燃机力供给力需求= 电消费方式单一电、足以应对网稳定调节需求 电网稳定运行煤电燃机风光伏储能力供给力需求= 新汽车峰谷电价消费方式多样化、不足以应对网稳定调节需求可再生的波动性灵活性资源 在传能源时代，灵活性资源并不稀缺，煤电和燃机在发同时，也承担着的角色。而当今以高比例接入和新能汽车爆为代表力生产消费方式正在发生深刻变革，导致电力供需双侧的波动性增强，对灵活性资提出了更多数量、质的要求依靠传统资源已然难以为继价值必然要单独体现图、力生产及消费革命促使需优 28 储能作为灵活性资源的优势-调峰速率高、环保 资料来源：电规总院，兴业证券经济与金融研究院整理 表、电化学调节于传统机组速率和质量强，在应用中有巨大优势。并且在安装条件功能种类、环保程度等方面都优于传统机组。情形 煤机 燃机 水电 储能 容量 6MW-101MW-6010MW-0不限成本 低 高 适中 较高 地理限制 较多，煤源、水源、送出条件 较多，气源、水源、送出条件 较多，水源、送出条件 无 原料 煤、水 燃气、水 水 无环保程度 一般 较好 好 好 调节质量 低 较高 较高 高调节速率（%/min） 52030毫秒级 不足 有碳排放 有碳排放 资源限制 成本较高 29 储能的优势-调频精度高、反应快 资料来源：电规总院，兴业证券经济与金融研究院整理 ：电网负载随机变化，当大于发电机组出力时，造成发电机组转速下降，从而电网频率下降，此时需要增大发电机组出力以维持率稳定。反之亦然不同资源对比储能爬坡跟踪都强传统在调峰应用中有巨大优势。图、跟踪力强传统