储能电池行业深度分析-从特斯拉Powerwall看中国储能电池发展前景

从特斯拉 Powerwall看中国储能电 池发展前景 证券分析师 武 夏 A0230513070010 联系人 ：郑嘉伟、宋欢 2016.3.22 ——储能电池行业深度 分析 www.swsresearch.com2 投资概要  1、 海外户用储能市场有望率先启动 ， TESLA“ 圈粉 ” 引发广泛关注 • 特斯拉推出储能电池 ， 意在构建特斯拉生态圈 ， POWER WALL成为 “ 电动车 -光伏屋顶 -储能 墙 ” 这一离 网系统能源战略的关键一环 。 • TESLA POWER WALL为 7度电的储能电池 ， 质保 10年 ， 售价 3000美金 ， 较市场同类产品售 价低 70%。 理论情况下户用储能测算投资 IRR仅为 4.4%， NPV为负 ， 因此目前户用储能销售 更多靠粉丝经济 ， 如果下一代 POWER WALL成本再下降 20%则经济性凸显 。 • 海外独立屋顶分布广泛 ， TESLA前期通过电动车积累巨大粉丝基础 ， POWER WALL有望全面 进入粉丝用户家庭 ， 构建由 TESLA领导的由忠实用户构成的能源生态圈 （ 发 、 储 、 用电 ） 。  2、 国内户用储能启动尚早 ， 电站商业化储能项目有望迎来春天 • 目前 ， 国内储能电池规模市场领域还集中在通讯基 站 ， 新能源储能利用还处于示范阶段 ， 国 内风光储能电池未来市场规模巨大 。 • 动力 锂电池和储能锂电池间协同效应明显 ， 动力电池的技术提升将对储能电池市场产生直接 的拉动作用；储能也为动力电池的梯次利用提供了新思路 。 • 储能被列入 “ 十三五 ” 、 “ 互联网 +智慧能源 ” 等多个纲领性政策文件 ， 目前仅有部分地方对 储能项目给予补贴 ， 后续国家层面出台补贴政策可期 。 www.swsresearch.com3 投资概要  3、 目前行业处于主题投资阶段 ， 补贴落地有望催化板块表现 ， 首推南都电源 • 目前 ， 海外储能电池龙头首推 TESLA， 国内在电站储能项目和生态圈打造方面推进方面推进 最为迅速的首推南都电源 ， 此外阳光电源 、 科陆电子 、 圣阳股份 、 中天科技 、 杉杉股份也建 议积极关注 。 4 主要 内容 1. 为什么要 关注储能电池领域 ? 2. 多处示范运行，等待政策东风 3. 主题投资相关环节和对应标 的 www.swsresearch.com5 1.1 储能电池市场需求巨大，锂电池储能方兴未艾 图 1: 储能 电站应用示意图 资料来源 ： 互联网， 申 万宏源研究  储能技术需求巨大 ， 成智能电网关键环节 • 储能技术尤其大规模储能技求是智能电网在发电 、 输电 、 配电 、 用电四大环节调节电 能质量 、 优化能源效率等主要目标的实现手段 ， 逐渐成为构建智能电网不可或缺的关 键环节 。 www.swsresearch.com6  储能技术多样 ， 储能电池增长空间广阔 • 电池 储能能量密度 高 、 响应时间快 、 维护成本低 、 灵活 方便等 优点； • 更能适应风能 ， 太阳能等的新能源并网 ， 以及分布式电网的趋势 ， 是目前 大规模储能 技术的发展方向 。 1.1 储能电池市场需求巨大，锂电池储能方兴未艾 表 1 各种 储能 技术优缺点及其适用情况 技术路线 主要特点 机械储 能 抽水储能 技术最为成熟的大规模储能技术之一，适用于大型集中式发电厂， 但对水资源有较大的依赖性。 压缩空气储能 适合大规模；但建站地点要求苛刻，需要地理资源 飞轮储能 寿命长、无污染、维护量小 ,比功率较大。但成本高、噪音大，能量 密度较低 电化学 储能 铅酸电池 成本低，技术成熟，循环寿命较短，但在制造过程中存在环境污染。 钠硫电池 储能密度高，循环寿命超过 6000次，便于模块化制造，建设周期短，但高温条件、运行安全有待提高 锂离子电池 比能量 /比功率高、自放电小、环境友好，但性能易受工艺和环境温 度等因素的影响 全钒电池 运行稳定，可深度放电，但能量密度低，跟铅酸电池相近，需要占 用空间大。 电磁储 能 超级电容 比功率 高，但 成本高、储存能量低 超导 比功率 高，但 成本高、维护困难 资料来源：公开资料，申万宏源研究 www.swsresearch.com7  储能电池稳步增长 ， 锂电占比最大 • 据 CNESA项目 库不完全统计 ， 从 2010年起 ， 储能电池行业增速 趋稳 ， 年复合增 长率 (2010-2015年 )为 17%左右 。 其中 ， 储能电池累计装机容量中锂电池占比 40%。 • 2015年 上半年 ， 规划或 在建储能项目中锂电池项目占 77%。 1.1 储能电池市场需求巨大，锂电池储能方兴未艾 图 2 全球储能项目累计装机规模 (2000-2015) 资料来源： CNESA,申万宏源研究 抽水蓄能 , 98.10% 熔融盐储热 , 0.90% 压缩空气蓄能 , 0.30% 飞轮蓄能 , 0.03% 其他 , 0.05% 锂离子电池 , 40% 钠硫电池 , 38% 铅蓄电池 , 13% 液硫电池 , 6% 镍镉电池 , 3% www.swsresearch.com8  未来 5年锂电池需求 CAGR20%， 其中：储能电池需求 CAGR25%， 车用动力 锂电池 CAGR35%。 1.1 储能电池市场需求巨大，锂电池储能方兴未艾 图 3: 2012-2020年全球锂离子电池市场需求 （ 单位：万 kWh） 资料来源 ： 真锂研究， 申 万宏源研究 2758.6 3232.5 3700.5 4155.9 4647.3 5102.9 5670.7 5943.8 6111.4 590.8 1144.3 1670.3 2210.6 2883.7 3699.0 4824.9 6583.8 9413.2 467.4 773.2 1275.6 1555.2 1888.3 2308.7 2689.2 3345.4 4511.4 0 5000 10000 15000 20000 25000 2012 2013 2014 2015E 2016E 2017E 2018E 2019E 2020E 消费类电子产品 电动交通工具 工业 2.既可单独使用也可与光 伏结合使用 2015年 6月面向欧 洲、澳大利亚推出 Samsung SDI 家庭储能系统 AIO series 5 10 单相产品，添加了一个直流断开开关 和 AC插头，方便安装 2015年 6月份在德 国推出家庭储能系统 AIO series 8 3.3 三相产品，专门为德国家庭定制，能 够与光伏和所有家庭电器结合使用 资料来源：公开资料，申万宏源研究 www.swsresearch.com22 1.3 海外户用储能市场启动，特斯拉有望引起消费追捧  Powerwall引发新一轮储能电池热潮 • 各大供应 商在相继针对目标市场推出新产品后 ， 纷纷寻找战略合作伙伴 ， 拓展市场 销售渠道 ， 布局并抢占市场 。 表 10 储能电池厂商寻找战略合作伙伴情况 储能供应商 合作 方 合作方业务类型 合作内容 公共事业 开发商业规模的电池储能系统 工程服务 Black锂电系统作为白天光伏发电支 撑单元，二者互补 运行。 中广核共和县 离网光伏电站 配置 9.261MWp光伏， 3MWh锂电池及 28MWh铅 酸蓄电池 采用微电网能量管理系统，实现系各个系统的协调运行控制。 系目前全球最大的离网电站。 “城市智网” 项目集装箱混 合储能项目 配有 36KWh铅碳电池、 20KWh超级电容等 中科院上海高等院“城市智网”项目，该项目由光伏发电、 风能发电、燃气发电、电动汽车等用电负荷组成。是对未来 城市分布式供电模式及能源互联网的探索。 南方电网风光 储一体化变电 站示范项目 系统总容量 250kW/1MWh 采用 2V1500Ah管式胶体铅酸蓄电池 336只，每 24组成只一 个电池簇，含一台电池管理模块，总计 14簇串联组成一组 储能单元，含一套电池管理系统。 资料来源：公开资料，申万宏源研究 www.swsresearch.com26 2.1 多地示范运行，等待政策东风  多种模式共存 ， 探索商业应用模式 。 • 目前 ， 国内储能 将侧重示范应用 ， 重大储能技术研究与产业化示范工程或纳入国家 科技计划 ， 积极探索不同场景 、 技术 、 规模和领域下的储能商业应用 ， 规范相关标 准和检测体系 ， 为后续储能产业补贴做好准备 。 图 13 储能 电池的大规模应用在中国发展及应用的路线图 资料 来源：学术论文， 申万宏源 研究 [3]国家电网公司“电网新技术前景研究”项目咨询组，大规模储能技术在电力系统中的应用前景分析 [J].电力系统自动化 ,2013,37(1):3-8. www.swsresearch.com27 2.2新能源发展加速，储能电池市场需求巨大  新能源发电快速增长 ， “ 弃风弃光 ” 问题引发储能需求 • 近年来 ， 我国新能源电力增长迅速 ， 但 “ 弃风弃光 ” 问题严重 ， 引发对储能电站的巨大 需求 。 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 累计装机 /GW 图 14 我国风电装机容量快速增长 资料来源： CWEA，申万宏源研究 0% 10% 20% 30% 40% 50% 河北 内蒙古 新疆兵团 辽宁 黑龙江 新疆 甘肃 吉林 资料来源： 国家能源局 ， 申 万宏源研究 图 15 主要地区弃风率 (%) 图 16 我国光伏装机容量 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 累计装机 /GW 资料来源： 国家能源局， 申万宏源研究 0% 10% 20% 30% 40% 新疆 甘肃 青海 宁夏 西北 资料来源： 国家能源局 ， 申 万宏源研究 图 17 重点省区弃光 率 (%) www.swsresearch.com28 2.2新能源发展加速，储能电池市场需求巨大  风光储能电池市场规模巨大 • 日前 ， 中国 能源研究会在京发布 《 中国能源展望 2030》 。 2020年 ， 新能源及可再生 能源装机规模将达到约 8.6亿千瓦 ， 占总装机规模比重达 42.9%; 2030年装机规模将 达 14.4亿千瓦 ， 占比达 60%， 贡献 2020-2030年间 90%的能源消费增量 。 到 2020年 ， 光伏电站由 2015年的 37.12GW增至 80GW；分布式光伏将由 2015 年的 6.06GW 增至 70GW。  配套储能装置的功率按照风电与光伏装机容量的 15%计算 ， 到 2030年 ， 储能电 池需求将达到 4.8亿 kWh， 以单位千瓦时电池设备 3000元的价格计算 ， 中国风光 储能市场需求将超过万亿 。 资料来源： 《 中国能源展望 2030》 ， 申万宏源研究 图 18 《 中国能源展望 2030》 中风电、光伏规划情况 www.swsresearch.com29 2.3 储能 望纳入国家级 规划，扶持 政策即将 出台  《 能源发展战略行动计划 （ 2014-2020） 》 • 2014年 发布的 《 能源发展战略行动计划 （ 2014-2020） 》 中 ， 储能首次被明确为 “ 9个重点创新领域 ” 和 “ 20 个重点创新方向 ” 之一 。  《 可再生能源发展 “ 十三五 ” 规划 》 • 储能 “ 十三五 ” 规划将纳入国家 《 可再生能源发展 “ 十三五 ” 规划 》 ， 目前正在 征求专家和地方政府意见 ， 有望 3月份出台 。 这是储能首次以专项规划形式纳入国 家级规划 。  《 关于推进 “ 互联网 +” 智慧能源发展的指导 意见 》 • 指导意见中 ， 储能作为重点任务多次被提及 。 • 推动集中式与分布式储能协同发展 。 推动 在集中式新能源发电基地配置适当规模 的 储能 电站 ， 实现储能系统与新能源 、 电网的协调优化运行 。 • 发展储能网络化管理运营模式 。 建设 储能设施数据库 ， 将存量的分布式储能设备 通过互联网进行管控和运营 。 推动电动汽车废旧动力电池在储能电站等储能系统 实现梯次利用 。 构建储能云 平台等 。