20160908-东兴证券-电力设备与新能源行业深度报告：储能方兴未艾，静候政策东风

敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 D ON GX IN G S E C U R IT IES 行 业 研 究 东 兴 证 券 股 份 有 限 公 司 证 券 研 究 报 告 储能方兴未艾，静候政策东风 电力设备与新能源 行业 深度报告 2016 年 09 月 08 日 看好 /维持 电力设备与新能源 深 度 报告 投资摘要 储能是能源结构转型的重要一环。  发电端，储能可平抑风电、光伏功率波动，缓解可再生能源的并网压力 。  输配电端，储能用于削峰填谷， 稳定电网频率， 提高电网设备的利用效率 。  用电端，储能配套分布式光伏，有助于微电网建设，提高用电质量和可靠性。 电化学储能将引领风骚，看好铅炭电池和锂电池。  电化学储能技术具有能量密度高、 响应速度快、循环效率高、灵活方便等优 点， 适用性强 ， 是未来大规模储能的发展方向。  目前铅炭电池和锂电池 储能 技术 较 为成熟，成本不断降低，尤其是铅炭电池 已初步具备无补贴下的经济性，商业化推广呼之欲出。 能源革命引爆储能需求，多种商业模式撬开储能千亿市场。  经测算， 随着可再生能源发电规模的不断扩大， 至 2020 年，我国可再生能 源并网领域储能需求 近 2000 亿元 ，未来 5 年复合增长率约 280。  用户侧，工商业用户 分时电价低储高用和居民用户 “ 分布式 储能 ” 模式经 济性 已 现， 叠加参与调峰 调频辅助服务 效益 ， 市场蓝海无可限量。  新能源 汽车产业链井喷带动储能电站需求激增 ，未来 5 年光储充电站储能市 场规模约 200 亿元，具备千倍增长空间。 新能源汽车作为移动储能装臵 参与 V2G 模式，每年 峰谷电价 潜在 套利 将 超 300 亿元 ，而目前 布局 尚处空白 。 储能成长依赖政策扶持，相关细则近期有望出台。 借鉴国外经验，储能 发展 初 期有赖于政策补贴的实行。 我国储能政策扶持细则正在酝酿， 我们预计 下半年 有望 出台， 从设备投资补贴 （锂电池储能 补贴估计在 0.35 元 /kWh 以上） 、 加 大调峰调频辅助服务补偿 额度 、 扩大套利空间等方面推动 储能产业 爆发。 投资策略 铅炭电池储能经济性突显 有望率先推动需求放量，推荐相关龙头南 都电源和圣阳股份；动力电池梯次利用将助力 锂 电池 储能降低成本，推荐布局 动力电池维护服务领域的雄韬股份； “ 分布式 储能 ” 未来增长亮眼，推荐布局 锂电池储能及分布式 配套 系统解决方案的欣旺达、阳光电源和科陆电子。 风险提示 储能政策出台不及预期；储能成本下降不及预期；储能技术路线不 确定；风电、光伏和新能源汽车发展不及预期。 行业重点公司盈利预测与评级 简 简称 EPS元 PE PB 评级 15A 16E 17E 15A 16E 17E 南都电源 0.34 0.46 0.65 64.67 47.57 33.27 5.51 强烈推荐 圣阳股份 0.15 0.31 0.46 117.9 1 55.26 38.20 3.36 推荐 雄韬股份 0.43 0.54 0.71 55.87 44.74 34.21 3.99 推荐 欣旺达 0.50 0.83 1.22 55.14 33.30 22.75 9.22 强烈推荐 阳光电源 0.64 0.90 1.19 37.27 26.71 20.08 2.25 强烈推荐 科陆电子 0.41 0.27 0.37 24.80 37.87 27.38 5.14 推荐 资料来源 Wind，东兴证券研究所 杨若木 010-66554032 y angrmdxzq.net.cn 执业证书编号 S1480510120014 林劼 010-66554034 linjie_dxzq.net.cn 史鑫 010-60554044 shixindxzq.net.cn 王革 010-66554043 wanggedxzq.net.cn 行业基本资料 占比 股票家数 133 4.57 重点公司家数 - - 行业市值 16756.43 亿元 3.09 流通市值 11752.73 亿元 3.07 行业平均市盈率 51.93 / 市场平均市盈率 22.12 / 行业指数走势图 资料来源 东兴证券研究所 相关研究报告 1、电力设备与新能源行业燃料电池专题报告之一产 业化风欲来，待起飞 2016-07-19 2、电力设备与新能源行业报告车不停驶、运营涌动 2016-06-30 3、电力设备与新能源行业报告 5 月产销大幅提升， 三元锂电崛起亮眼 2016-06-15 4、电力设备与新能源行业报告 4 月产销全面回暖， “车 桩”联动确保销量无忧 2016-05-13 -20.0 -10.0 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 9-9 11-9 1-9 3-9 5-9 7-9 沪深 300 电力设备 P2 东兴证券深度报告 电力 设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候 政策 东风 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 目 录 1. 储能技术加码能源结构转型 5 1.1 清洁能源建设倒逼储能技术发展 5 1.2 储能是电力发 、输、配、用环节的关键一环 5 2. 储能技术路线多，电池储能展宏图 8 2.1 储能技术多元化发展 8 2.2 抽水蓄能占主导，电化学储能潜力巨大 9 2.3 高性能铅 炭电池替代铅酸电池 13 2.4 锂电池前途无量，成本将进一步下降 14 2.5 企业布局电池储能，特斯拉构建 “发 -用 -储 ”生态圈 .17 3. 下游扩张带动储能加速增长 18 3.1 可再生能源并网困难重重，千亿储能市场待开 18 3.2 用户侧储能套利可观，分布式光伏加码储能市场 20 3.3 储能搭上新能源顺风车， V2G 模式无限畅想 .24 4. 国外补贴先行推动，国内静候政策东风 26 4.1 补贴政策 推动储能产业爆发 26 4.2 国外政策导向，储能平稳发展 26 4.3 国内政策重在引导，扶持细则静待出炉 27 5. 储能推荐标的 .30 5.1 南都电源 30 5.2 圣阳股份 31 5.3 雄韬股份 31 5.4 欣旺达 32 5.5 阳光电源 32 5.6 科陆电子 33 6. 风险提示 .34 表格目录 表 1 不同储能技术优缺点 8 表 2 权威机构预测全球未来电化学储能市场规模 12 表 3 铅酸电池与铅炭电池性价对比 14 表 4 部分国家动力电池梯次利用项目案例 17 表 5 各大厂商积极布局电池储能市场 17 表 6 不同储能容量比例对抑制电力波动率的影响 20 表 7 不同储能电池度电成本测算 21 表 8 北京一般工 商业用电峰谷分时电价表 21 表 9 光伏补贴电价表 23 东兴证券深度报告 电力设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候政策东风 P3 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 表 10 部分地方省市县对分布式光伏实行高额补贴 23 表 11 居民分布式光伏成本测算北京市居民用电阶梯电价表 23 表 12 分布式光伏配套储能电池经济性测算 24 表 13 部分国家和地区对 储能的支持政策 27 表 14 国内部分储能示范项目 28 表 15 重点跟踪公司 34 插图目录 图 1 中国能源结构发展规划 5 图 2 配备储能系统可平抑光伏功率波动 6 图 3 电网负 荷峰谷差值日益增大 6 图 4 储能在削峰填谷中的作用 7 图 5 分布式光伏 储能系统 7 图 6 储能主要技术路线 8 图 7 不同储能技术的应用领域 9 图 8 中国中大型抽水蓄能电站分布图 10 图 9 全球储能技术分布 10 图 10 中国储能技术分布 11 图 11 全球电化学储能装机规模 11 图 12 中国电化学储能装机规模 11 图 13 主流储能技术性能对比（ 1） 12 图 14 主流 储能技术性能对比（ 2） 13 图 15 铅炭电池技术原理 13 图 16 锂电池技术原理 14 图 17 2012-2020全球锂电池市场需求（ GWh） .15 图 18 锂电池成本下降预测 15 图 19 退役动力电池可梯次利用于储能等领域 16 图 20 中国新能源汽车 2020年销量将达 200万辆 16 图 21 动力电池退役电量估测 16 图 22 特斯拉 “发 -储 -用 ”生态圈 .18 图 23 中国电化学储能装机规模分布 18 图 24 中国 电化学储能项目分布 18 图 25 中国风电装机规模预测 19 图 26 中国光伏装机规模预测 19 图 27 中国历年弃风情况 19 图 28 2016 年上半年各省份弃风情况严重 .19 图 29 我国近两年弃光率高企 20 图 30 储能电池内部收益 22 P4 东兴证券深度报告 电力 设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候 政策 东风 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 图 31 中国分布式光伏装机将持续攀升（ GW） .22 图 32 我国充电站市场亟待放量 25 图 33 我国充电桩建设数量剧增 25 图 34 V2G模式促进能源互联 25 图 35 储能与光 伏行业发展阶段对比图 26 图 36 中国储能发展相关政策 29 东兴证券深度报告 电力设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候政策东风 P5 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 1. 储能技术 加码能源结构转型 1.1 清洁能源建设倒逼储能技术发展 现阶段，我国一次能源消费以煤炭和石油等化石燃料为主，清洁能源所占比例 仅为 11。为缓解 这一能源结构长期以来对环境和资源造成的压力，大力发展清洁能源已 上升到 国家战略的高度 。  国务院 能源发展战略行动计划 2014-2020 指出，到 2020 年，全国非化石能 源占一次能源消费比重将达 15。  中国能源研究会预计， 2030 年 非化石能源 装机规模将达 14.4 亿千瓦，占 全国总 装机规模的 60，占能源消费总量比重达 22，贡献 2020-2030 年间 90的能 源消费增量。 图 1 中国能源结构发展规划 资料来源国家发改委，东兴证券研究所 从清洁能源的发展路线上看 ，核电建设周期长，短期装机难有快速放量 ；大型水电站 项目开发难度 加大 ，投资要求高； 生物质能 发电成本居高不下， 不利于 大规模推广 。 因此， 剩下的 风电和 太阳能 将是未来 清洁 能源 项目建设 的 主力 。 与之俱来的 可再生能 源 消纳问题， 促使 储能 产业 加 速发展 。 1.2 储能 是 电力 发、输、配、用环节 的关键一环 储能 系统通过能量形式转化， 可 对电能 进行 有效存储 和 择时释放，打破 电力供需的时 空间不对称性 。作为新能源发展的 “最后一公里 ”，储能成为 连接 能源互联网 建设、 可 再生能源 并网 、 分布式 发电和科学用电能源闭环的重要纽带。 P6 东兴证券深度报告 电力 设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候 政策 东风 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 1.2.1 发电侧 缓解 可再生能源并网 压力 由于风能 和太阳能 具有间歇性和随机性特点，在缺少储能 系统的情况下， 风电、光伏 并网输出功率的 剧烈 波动将对电网造成冲击 。 通过对 风电、 光伏电站配臵储能系统， 能有效 平抑 输出功率 的间歇性波动， 打破电力系统 “ 发 -输 -配 -用 ” 瞬时实现的发展瓶 颈， 提高电力系统的稳定性。 储能还可解决 可再生能源的 限电问题 ， 将 短时间过剩 的 电力转移至需要的时段进行释放， 减少弃风弃光现象， 从而实现可再生能源的无障碍 消纳。 图 2 配备储能系统可平抑光伏功率波动 资料来源用于平滑可再生能源出力波动的电池储能系统优化控制策略，东兴证券研究所 1.2.2 输配电侧削峰填谷 ，提高设备利用率 由于 用电需求的动态变化， 电网的 实际负荷存在峰谷分布 。 据南方电网统计， 我国 城 市电网的负荷峰谷差值 日益增大 ，典型峰谷比 可 达到 1.75，峰谷差率为 42.7，这使 得电力设备利用率长期处 于低位 ，却还面临峰值扩容的压力，并对电网造成损坏，既 不经济 又不环保 。 图 3 电网负荷峰谷差值日益增大 资料来源南方电网，东兴证券研究所 东兴证券深度报告 电力设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候政策东风 P7 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 配臵 储能系统 ，可 在负荷低谷时段 从电网充电 储存多余电量，在高峰期释放电量 以满 足额外需求 ， 实现谷电峰用， 熨平峰谷差值 ，稳定 负荷 ，通过提升内部效率延缓 电网 的扩容需求 。 同时，储能用于电 网 调节 可 提高暂态稳定性 ，抑制振荡，调频 调 压。 图 4 储能在削峰填谷中的作用 资料来源 OE 能源，东兴证券研究所 1.2.3 用电侧分布式能源接入 ，提高用电质量 在能源互联网时代 ，储能 成为 分布式 发电和微 网 的核心环节 ，其地位被提升到空前高 度。 “ 分布式 微 网 储能 ” 的配套建设，大 力推进了电力系统自我控制、保护和管理的 局部自治和广泛互联，极大 提高了电力系统的可靠性 ，实现了智能电网能量的双向互 动 。 储能系统还能够 作为 有效 的备用电源， 应对各种突发状况， 保证 供电质量。 另一 方面， 峰谷电价作为新电改的重点，用户可利用储能从低储高发 的模式实现直接套利 。 图 5 分布式光伏 储能系统 资料来源 公开资料， 东兴证券研究所 P8 东兴证券深度报告 电力 设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候 政策 东风 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 2. 储能技术路线 多， 电池储能 展宏图 从技术路线上来 看，根据能量转化介质的差异，储能方法 可分为 机械储能、电化学 储能、 热储能 、 电磁储能 和化学储能五 大类。 图 6 储能主要技术路线 资料来源公开资料，东兴证券研究所 2.1 储能 技术 多元化发展 由于 不同的储能技术 工作原理和成熟度存在差异，因此在性能特点、经济成本和场地 要求等方面各有优缺，并无某一储能技术能独占所有优点，满足全部应用需求。 表 1 不同 储能技术优缺点 技术路线 工作原理 优点 缺点 机械储能 抽水蓄能 电网低谷时利用过剩电力将水从低的水库抽到高 的水库，电网峰荷时高水库中的水回流到低水库推 动水轮机发电 技术成熟， 储能容量大 选址困难， 投资周期长 压缩空气储能 在负荷低谷时利用电力将空气高压密封在地下结 构内，在需要时释放压缩的空气推动燃汽轮机发电 储能容量大 建站地点严苛， 效率低 飞轮储能 电能用于将放在真空外壳内的转子即一个大质量 的由固体材料制成的圆柱体加速，从而将电能以动 能形式储存起来 无污染， 比功率大 能量密度低， 放电时间短 电化学储 能 锂电池 使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材 料、使用非水电解质的电池 能量密度高， 环境友好 成本较高， 需要充电保护 铅酸蓄电池 电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液 的蓄电池 成本低， 技术成熟 能量密度低，寿命短 液流电池 一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池，电 运行稳定， 占用空间大， 东兴证券深度报告 电力设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候政策东风 P9 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 解液由硫酸和钒混合而成 深度放电 系统复杂，成本高 钠硫电池 一种以金属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质 隔膜的二次电池 能量密度高， 循环寿命长 安全性差， 需维持高温条件 热储能 熔融盐储能 将热能储存在隔热容器的媒质中，需要时可再转化 回电能，也可直接利用而不再转化回电能 能量密度高 应用场所受限 电磁储能 超级电容 利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构 获得超大容量的储能装臵，电荷以静电方式存储在 电极和电解质之间的双电层界面上 比功率高 成本高， 储能容量小 超导磁储能 利用超导体的电阻为零特性储存电能 比功率高 系统复杂，成本高 化学储能 氢、天然气 通过电解水获得氢，之后可直接用氢作为能量载 体，也将氢与二氧化碳反应成为合成天然气 用途多样 全周期效率低 资料来源东兴证券研究所 不同储能技术特点必须与目标应用领域需求相互契合才能物尽其用。 在能源管理、桥 接电力、电能质量 管理和 UPS 等应用领域， 往往需要多种储能技术取长补短，相互 配合，才能满足电力系统的综合要求。因此，技术多元化将是储能行业未来的发展方 向。 图 7 不同储能技术的应用领域 资料来源 ESA，东兴证券研究所 2.2 抽水蓄能 占 主导 ，电化学 储能 潜力巨大 在电网储能技术中，以抽水蓄能为代表的机械储能占据绝对主导。据 CNESA 不完全 统计，截至 2015 年底，全球抽水蓄能装机规模为 142.1GW，占储能总装机容量的 98.1。目前国内抽水蓄能装机量为 23.4GW。根据发改委规划，到 2025 年，全国抽 水蓄能电站总装机量将达 100GW，具备长足增长空间。但由于抽水蓄能建站对水文 P10 东兴证券深度报告 电力 设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候 政策 东风 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 条件有严格要求， 项目工程浩大， 建设周期一般需 4-5 年，因此大规模推广受到限制。 图 8 中国中大型抽水蓄能电站分布图 资料来源中国水电顾问集团，东兴证券研究所 除抽水蓄能外，电化学储能技术也颇为成熟，在电站级储能示范项目的应用已初具规 模。特别是受到近年来新能源汽车产业链爆发驱动，大规模电化学储能在技术和经济 上日益可行。截止 2015 年底，全球电化学储能项目累计装机规模为 890.9MW，年复 增长率（ 2010-2015 年）为 18，成为储能技术的生力军。在全球电化学储能装机规 模排名前三的国家中， 美国、日本和中国的装机占比分别为 44、 35和 12。 图 9 全球储能技术分布 资料来源 CNESA，东兴证券研究所 压缩空气， 0.3 储热， 0.9 抽水蓄能， 98.1 飞轮， 5 其他， 3 液流电池， 5 钠硫电池， 36 锂离子电池， 38 超级电容， 1 铅蓄电池， 12 东兴证券深度报告 电力设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候政策东风 P11 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 图 10 中国储能技术分布 资料来源 CNESA，东兴证券研究所 我国 2015 年电化学储能装机规模为 105.5MW，年复合增长率（ 2010-2015 年）达 110，增速为全 球的六倍。 其中，锂电池、铅蓄电池和液流电池以 66、 15和 13 的市场份额分列三甲 。根据 CNESA 预测，到 2020 年，我国电化学储能装机规模将 猛增至 14.5-24.2GW。随着电化学储能市场的持续井喷，抽水蓄能一家独大的格局将 发生改变。 图 11 全球电化学储能装机规模 图 12 中国电化学储能装机规模 资料来源 CNESA，东兴证券研究所 资料来源 CNESA，东兴证券研究所 据 HIS 研究公司预测， 到 2022 年，全球电化学储能并网规模将超 40GW。以目前不 足 1GW 的规模来看，未来 7 年具备 40 倍成长空间。 此外，多家权威机构也对电化 学储能市场做出了预测，对于未来电化学储能的成长空间，纷纷持乐观态度。 抽水蓄能， 99.5 压缩空气， 0.01 液流电池， 13 其他， 6 锂离子电池， 66 铅蓄电池， 15 0 50 100 150 200 0 200 400 600 800 1000 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 装机规模（ MW） 增长率 0 400 800 1200 0 20 40 60 80 100 120 2010 2011 2012 2013 2014 2015 装机规模（ MW） 增长率 P12 东兴证券深度报告 电力 设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候 政策 东风 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 表 2 权威机构预测全球未来电化学储能市场规模 研究机构 领域 市场规模预测 IHS 储能市场 2022 年，全球并网规模超 40GW Navigant Research 2023 年，全球先进电池市场规模 465 亿元美元 2024 年，全球电网、社区、住宅及商用市场收益 210 亿美元 分布式储能 2018 年，全球装机 2400MW 2024 年，全球装机 12000MW，分布式储能收入 165 亿美元 微网储能 2024 年，全球市场规模达 420 亿美元，社区弹性微网储能收入 14 亿美元 电网及辅助服务 2024 年，全球装机 20.8GW，收入 685 亿美元 电动汽车 2023 年，全球插电式电动汽车充电服务收入 29 亿美元 2024 年，全球车电集成服务 2070 万美元 IRENA 可再生能源储能 2030 年，全球规模 75-275GW IHS CERA 工业储能 2017 年，全球市场规模 190 亿美元 资料来源公开资料，东兴证券研究所 与 其他 储能技术相比， 电化学储能在设备机 动性 、 响应速度 、 能量密度和循环效率上 都具有较强竞争力，现阶段的短板集中在经济性方面。 随着 研发水平的提升和规模经 济优势的显现，电化学储能成本具备较大的持续下行空间 ， 短期 看好 铅 碳 电池 的相对 成本优势 ， 中长期 则看好 锂电池 的 大规模 崛起。 图 13 主流储能技术性能对比（ 1） 资料来源 中国科学院工程热物理研究所，新能源电力系统中的储能技术研究综述， 东兴证券研究所 响应速度 机动性 循环效率 经济性 能量密度 抽水蓄能 压缩空气 飞轮储能 锂电池 东兴证券深度报告 电力设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候政策东风 P13 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 图 14 主流储能技术性能对比（ 2） 资料来源 中国科学院工程热物理研究所，新能源电力系统中的储能技术研究综述， 东兴证券研究所 2.3 高性能铅炭电池替代铅酸电池 目前市场上的铅蓄电池技术以铅酸电池为主，是最为成熟可靠、成本最低廉的电化学 储能方式。 但铅蓄电池的能量密度相对较低，且由于深度充放电时铅 负 极易于硫酸盐 化，循环寿命受到极大缩减。 作为铅酸电池的升级版，铅炭电池在 负极中加入 活性炭， 有效阻止负极硫酸化 现象 ， 从而 延长 电池寿命。 铅炭电池 还 将铅酸电池的储存优势和超级电容 瞬间 大容量充电的 优势进行 结合， 极大 改善了铅蓄电池的充放电性能。 图 15 铅炭电池技术原理 资料来源公开资料，东兴证券研究所 响应速度 机动性 循环效率 经济性 能量密度 铅蓄电池 液流电池 钠硫电池 熔融盐储热 P14 东兴证券深度报告 电力 设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候 政策 东风 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 铅炭电池 与铅酸电池相比， 成本仅高出约 10， 但循环寿命延长 了 将近 3 倍 ，且功率 密度也有明显的提升 ， 在无补贴情况下已具备商业化经济性。 凭借着突出的 性价比 优 势 ，未来 铅炭电池 有望对铅酸电池进行快速替代。 表 3 铅酸电池与铅炭电池性价 对比 技术 能量密度（ Wh/kg） 功率密度（ W/kg） 成本（元 /kWh） 循环次数 铅酸电池 30-200 100-300 500-1000 500-1500 铅炭电池 30-200 200-500 500-1500 2000-5000 资料来源产研智库，东兴证券研究所 2.4 锂电池 前途无量 ，成本将进一步下降 锂电池 是 应用前景最为广阔 的储能方式， 其 优势主要集中在 高能量密度和 充放电效率， 这使 其在 诸多 市场，如对设备占地面积敏感的 场合 ， 不间断电源 或是快速调节电力质 量等领域，占据不可替代的地位。与铅蓄电池相比，锂电池成本 明显 较高。因此，进 一步 降低锂电池成本 是推广锂电池储能系统的关键。 图 16 锂电池技术原理 资料来源公开资料，东兴证券研究所 锂电池成本的下降空间取决于产业化的完成程度，就目前而言，动力电池的持续投入 和产能的不断扩大是锂电池成本下降最大的推动力。据 真锂研究 预测， 未来 5 年锂电 池需求将达 200GW，年复合增长率约 20， 其中需求增量主要来自新能源汽车动力 电池与 工业 储能设备，二者年复合增长率分别为 35和 25。 东兴证券深度报告 电力设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候政策东风 P15 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 图 17 2012-2020 全球锂电池市场需求（ GWh） 资料来源真锂研究，东兴证券研究所 2008-2014 年， 电动汽车产业链的爆发带动 动力锂电池平均成本从 1000 美元 /kWh 下 降到 410 美元 /kWh，年降幅在 14左右。 动力电池 市场 的快速放量对 储能 电池 产生 了联动作用 。 据 Technavio 统计，储能锂电池成本五年来年均 下降了 23， 储能 系统 和安装成本 年均 分别 下降 了 14和 17。 目前 国内 锂电池储能 系统 的配臵成本已接近 3000 元 /kWh。按照 这一趋势，在 2020 年 前 锂电池 有望 降至 200 美元 /kWh 的 经济性 价格之 下 。 图 18 锂电池成本下降预测 资料来源 Nature Climate Change，东兴证券研究所 未来锂电池储能成本问题的另一个重要解决途径是 同样 承接于新能源汽车市场的动力 电池梯次利用。 以我国目前新能源汽车的 生产水平，车用 动力电池一般 使用 5 年 左右 电池容量将衰减到初始容量的 80左右，达到设计的使用寿命期限。 届时新能源 汽车 的续航里程将 显著 减少，使用价值骤减，但对于储能 而言仍具有较大的 利用空间 。 0 50 100 150 200 250 2012 2013 2014 2015E 2016E 2017E 2018E 2019E 2020E 消费类电子产品 电动交通工具 工业 储能 P16 东兴证券深度报告 电力 设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候 政策 东风 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 图 19 退役动力电池可梯次利用于储能等领域 资料来源 中汽中心， 东兴证券研究所 我们 假设  2015 年生产 动力电池退役数量在使用年限 4-6 年间呈 正态分布 ， 考虑技术和工艺 进步的因素 ， 每年所生产 动力电池 的寿命在此基础上逐年延长 10左右；  以 2015 年我国新能源汽车每车带电量 50kWh 估计， 并 假设 电池能量密度的提升 趋势 为 每年 10；  退役动力电池回收率为 80。 从我国新能源汽车的发展历程 及 “十三五 ”期间产销 500 万辆的目标 推算， 动力电池 从 2018年 起 将 迎来 GWh级 退役 大 潮 ， 大量退役 的 废旧 电池 有望 涌 入储能 二次利用 领域。 图 20 中国新能源汽车 2020 年销量将达 200 万辆 图 21 动力电池退役电量估测 资料来源中汽协，东兴证券研究所 资料来源东兴证券研究所 0 100 200 300 400 0 50 100 150 200 250 2013 2014 2015 2016E2017E2018E2019E2020E 新能源车销量（万辆） 年增长率 0 50 100 150 200 250 0 10 20 30 40 2016E 2017E 2018E 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E 动力电池退役电量（ GWh） 年增长率 东兴证券深度报告 电力设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候政策东风 P17 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 在动力电池梯次利用的商业模式方面， 目前美日等国已经开展了一些比较成功的项目。 我国动力电池梯次利用起步较晚， 目前尚处于试点实践和示范工程阶段，且动力电池 一致性 等 瓶颈尚待攻克，商业化 推广 仍需 时日。 表 4 部分国家动力电池梯次利用项目案例 性质 国家 应用领域 案例 商业运作 日本 家庭和商业储能 日本汽车和住友集团合资成立 4R Energy公司，将日产 Leaf汽车的 二手电池用于住宅和商用的储能设备。 美国 /日本 家庭储能 美国 EnerDel 和日本伊藤忠 在部分新建公寓推广梯次利用电池。 示范工程 德国 电网储能 博世集团利用宝马的 ActiveE 和 i3 电动汽车退役的电池建造 2MW/2MWh 大型光伏电站储能系统。 中国 低速电动车 /电网储能 利用退役动力电池在低速电动车和 变电站直流系统上进行改装。 项目研究 美国 分布式发电 美国可再生能源国家实验室对电动汽车锂电池二次利用进行研究。 美国 /瑞典 智能电网 美国通用汽车与瑞典 ABB 集团联合开展 包括智能电网在内的车载锂电池再利用的调查研究。 资料来源东兴证券研究所 2.5 企业布局 电池储能， 特斯拉构建 “发 -用 -储 ”生态圈 随着 电化学 储能春天的临近，各大 电池 厂商 纷纷积极布局电池储能 产业 ， 尤其针对用 户侧市场， 陆续 推出 各自 电池储能产品 。 表 5 各大厂商积极布局电池储能市场 厂商 技术 型号 容量（ kWh） 推出时间 松下 燃料电池 Ene-Farm 8 2011 东芝 锂电池 eneGoon 6.6 2012 Aquion Energy 钠离子电池 - 模块化 2012 索尼 锂电池 ESSP-3005/18P 6 2013 Iron Edison 锂电池 - 3 2013 特斯拉 锂电池 Powerwall 6.4 2015 比亚迪 锂电池 Nini ES 3.75 2015 LG Chem 锂电池 RESU 6.4EX 6.4 2015 三星 SDI 锂电池 AIO Series 8 7.2 2015 Redflow 锌溴单液流电池 Zcell 10 2016 资料来源公开资料，东兴证券研究所 2015 年 4 月，特斯拉公司基于技术经验和产业链优势，推出了家用储能电池产品 Powerwall 以及公用事业级储能电池系统 Powerpack，将其上游发电端的 SolarCity 和下游用电端的特斯拉电动汽车串联起来，构建了特斯拉 “发 -储 -用 ”完整的电力生态圈。 Powerwall和 Powerpack等产品基于高能量密度的锂电池和出色的配套电池管理系统， 能够实现用户侧电能的自主调配，电网不再是必须环节，促进了电能使用方式的革新。 P18 东兴证券深度报告 电力 设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候 政策 东风 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 图 22 特斯拉 “发 -储 -用 ”生态圈 资料来源公开资料，东兴证券研究所 3. 下游 扩张 带动 储能 加速 增长 目前 我国电化学储能项目 主要围绕在可再生能源并网、分布式发电及微网、电动汽车 充换储一体化、调频辅助服务等领域。 随着国家能源结构转型战略的推进和新电改政 策趋于破局， “十三五 ”期间，我国储能市场将在公共事业领域率先发力，由发输电侧 向用户侧进行渗透。 图 23 中国电化学储能装机规模分布 图 24 中国电化学储能项目分布 资料来源 中国储能网， 东兴证券研究所 资料来源 中国储能网， 东兴证券研究所 3.1 可再生能源并网 困难重重，千亿储能市场待开 近年来，在 政府对可再生能源 的 大力扶持，风电和光伏装机规模迅速扩大。 截至 2015 年底， 我国风电累计装机容量为 145.1GW， 光伏 累计装机 容 量为 43.2GW。 尤其 是 2016 年上半年 “6.30 抢装潮 ”过后 ，光伏 装机 经历了 又 一波高潮， 新增装机量 达 20GW 以上。 用户侧 60 电动汽车 充换储 13 可再生能 源并网 21 其他 6 用户侧 32 电动汽 车充换 储 37 可再生 能源并 网 28 其他 3 东兴证券深度报告 电力设备与新能源 行业 储能方兴未艾，静候政策东风 P19 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES 据国家能源局 中期 规划， “十三五 ”期间我国 风电装机目标为 250GW， 光伏装机目标 为 150GW， 未来五年 年复合增长率分别为 11.5和 28.3。中国能源展望 2030 在此 基础上 提出了到 2030 年光伏、风电装机分别再增加 200GW 的中期目标 ，可再生能 源发电规模将 持续 扩大 。 图 25 中国风电装机规模预测 图 26 中国光伏装机规模预测 资料来源国家能源局，中国能源展望 2030， 东兴证券研究所 资料来源国家能源局，中国能源展望 2030， 东兴证券研究所 与此同时，可再生能源的 间歇 波动特性严重制约了其并网能力， 导致我国弃风、弃光 、 限电等 现象 屡见不鲜 。  风电方面， 仅 2016年 上半年 ，我国弃风量为 323亿千瓦时，平均弃风率高达 21， 创历史新高。其中，内蒙古、 新疆、甘肃 等风电大省弃风问题尤为严重。  光伏方面，我国今年 上半年 弃光 电量 约 32.8 亿千瓦时，平均弃光率达 19.7，主 要集中在新疆和甘肃两个光伏大省，弃光率分别为 32.4和 32.1，较去年情况 持续恶化 。 图 27 中国历年弃风情况 图 28 2016 年上半年各省份弃风情况严重 资料来源国家能源局，东兴证券研究所