国金证券：储能-欧洲电改方案落地，大储有望迎来爆发.pdf

敬请参阅最后一页特别声明 1 储能系列研究之二： 欧洲电改方案落地， 大储有望迎来爆发 投资逻辑 ： 2023 年 7 月 19 日欧洲议会正式通过 电力市场设计 改革方案，方案将 鼓励电网引入更多非化石燃料灵活性资源（如 储能、需求侧响应），并通过容量市场等方式为其提供合理的投资回报，从顶层架构层面强调新型储能在构建可靠的能 源系统中的重要作用。 根据欧洲储能协会（ EASE）统计， 2022 年欧洲储能新增装机 4.5GW，其中表前储能 /户储分别为 2/2.5GW；从表前储 能装机区域来看，英国市场占比 42%，是欧洲最大的大储市场，爱尔兰、德国、法国紧随其后，装 机占比分别为 16%、 12%、 11%。 欧洲大部分储能项目收入 来自 频率响应 服务 ， 随着未来调频市场逐渐饱和，欧洲储能项目将更多的转向电价套利和 容量市场， 目前 英国、意大利、波兰、比利时等国已为储能建立容量市场机制，通过容量合同为储能收益托底 。 根据 2022 年意大利容量市场拍卖计划，预计 2024 年将新增 1.1GW/6.6GWh 电池储能系统，意大利将成为仅次于英国的第二大储能 市场 。 2020 年英国政府正式取消单个电池储能项目 50MW 容量限制，大幅缩短大型储能项目审批周期，大型电池储能项目 规划爆发式增长。 目前已有 20.2GW 项目在规划中获得批准（已并网 4.9GW），包括 33 个 100MW 或以上的站点，这些项 目预计将在未来 3-4年内完成；已提交规划的项目有 11GW，预计将在未来几个月内获批；处于申请前阶段的项目有 28.1GW。 随着越来越多的可再生能源规划落地，可再生能源与储能共建项目也逐渐成为主流 ， 2021 年 3542MW 光伏备案项目 中约 有 1725MW 是与储能电池共建 ， 配储的光伏电站 占 比达到 48.7%， 2020 年该比例仅为 30.5%。 英国大部分电池储能项目采取多种收益叠加的方式， 包括辅助服务、容量市场和电力现货 市场收入三大类。目前主 要以 频率响应 服务为主，占项目 收入的 60%以上；容量市场由于 可提供高达 15 年的长期 合同， 受到开发商和融资机构的 青睐，推动了英国储能 备案规模的增长； 目前英国现货交易收入占存量储能项目的比例较低，近几年随着波动性可再生 能源装机的增长，电网价格波动逐渐加大，预计未来 电价套利空间将扩大 。 根据 Modo Energy 统计， 2020-2022 年英国储能项目各类收入叠加平均值分别为 65、 131、 156 英镑 /KW/年， 2023 年伴随着天然气价格回落，调频市场收入有所下降，我们假设未来储能项目年化收入维持 在 55-73 英镑 /KW/年（未包含 容量市场收入）， 按照英国储能电站投资成本 500 英镑 /KW（折合 640 美元 /KW）测算，对应静态投资回收期为 6.7-9.1 年，假设 容量市场收入为 20 英镑 /KW/年 ，则静态回收期可缩短至 7 年以内。 根据欧洲储能协会预测， 2023 年欧洲大储新增装机将达到 3.7GW，同比增长 95%，其中英国、意大利、法国、德国、 爱尔兰、瑞典为装机主力市场，我们预计 2024 年西班牙、德国、希腊等市场在政策支持下大储需求有望加速释放，推 动 2024 年欧洲新增装机达到 5.3GW，同比增长 41%。 投资建议 欧洲大型储能电站的投资商大多为可再生能源发电商和跨国能源集团，目前国内公司主要通过与海外大客户直接签 署供货协议进入欧洲大储市场，需要有海外储能项目长期成功运营经验，进入门槛较高，重点推荐已在欧洲有丰富项目 运营经验的公司 ： 阳光电源、阿特斯 、南都电源 。 欧洲储能项目收入来源比较多，不同市场可能产生互相影响，因此电站的运营方需要根据市场动态调整、优化交易 策略， 目前 欧洲领先的储能电站运营 /优化商既有第三方的交易策略优化商，也有电站开发商自己 运营的交易平台 ，我 们认为随着中国大储收益机制完善，国内储能交易策略优化商的重要性有望提升，重点推荐 国能日新、东方电子。 风险提示 国际贸易环境恶化风险；汇率大幅波动风险； 政策不及预期风险；行业产能非理性扩张的风险 。 行业深度研究 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 2 内容目录 1、欧洲政策利好频发，各国大储发展有望加速 . 4 1.1 欧洲灵活性资源告急，电改有望加快大储部署 4 1.2 英国装机占比最高，意大利需求或将爆发 6 2、英国：政策支持力度大，市场机制成熟 . 8 2.1 政策支持调频市场启动，推动新型储能从 “0” 到 “1” 8 2.1.1 大规模风电并网导致电网调频需求增加 8 2.1.2 储能政策迎来重要催化，储备项目规模大幅增长 9 2.2 市场机制成熟，三大来源贡献收益 . 11 2.2.1 电力辅 助服务市场：电池储能天然适配 DC 调频需求 12 2.2.2 容量市场：储能长期收益保障，推动项目规划增长 . 13 2.2.3 电力现货市场：日前市场交易 +实时平衡机制，构成电量套利主要来源 14 2.3 项目收益率受调频收入影响最大，静态投资回收期 10 年以内 15 3、投资建议 15 3.1 欧洲大储装机预测：预计 2023/2024 年新增装机 3.7/5.3GW . 15 3.2 欧洲大储受益公司：阳光电源、阿特斯、南都电源 . 16 4、风险提示 17 图表目录 图表 1： 电力系统灵活性维持供需平衡示意图 . 4 图表 2： 灵活性资源应用场景示例 . 4 图表 3： 各国波动性可再生能源发电占比及其对电力系统的影响评估 . 5 图表 4： 2020vs2050 不同地区灵活性资源分布 . 5 图表 5： 欧洲储能相关重要支持政策 . 6 图表 6： 2022 年欧洲新增储能装机分布（ MW） . 6 图表 7： 2022 年欧洲表前储能新增装机市场（ MW） . 6 图表 8： 欧洲储能项目主要收入来源为频率响应 . 6 图表 9： 欧洲各国出台支持大储装机政策 . 7 图表 10： 欧洲储能协会对英国装机预测（ MW） 7 图表 11： 欧洲储能协会对意大利装机预测（ MW） 7 图表 12： 欧洲储能协会对爱尔兰装机预测（ MW） 7 图表 13： 欧洲储能协会对希腊装机预测（ MW） 7 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 3 图表 14： 2022 年英国不同类型机组发电量占比 8 图表 15： 1998-2022 年英国不同类型机组发电量分季度变化趋势 . 8 图表 16： 英国电网的快速响应服务在 2019/8/9 停电事故中起到了重要作用 . 9 图表 17： 英国新型储能发展历程 9 图表 18： 英国已投运的四座抽水蓄能电站主要位于苏格兰、威尔士地区 . 10 图表 19： 不同储能技术应用场景分布 . 10 图表 20： 截至 2022 年底英国不同储能技术装机 （ GW） 10 图表 21： 英国公用事业规模新型储能新增装机（ MW） . 10 图表 22： 英国公用事业规模新型储能新增装机（ MWh） 10 图表 23： 英国大型电池储能电站季度装机规模（ GW） . 10 图表 24： 英国公用事业规模储能项目 Pipeline（ MW） . 11 图表 25： 英国公用事业规模储能项目申请状态（ GW） . 11 图表 26： 英国光伏和光储项目规划申请（ MW） . 11 图表 27： 预计该项目 15 年生命周期内的 IRR为 19.3%. 12 图表 28： 储能在英国电力市场的潜在收益来源 . 12 图表 29： 英国电力市场辅助服务种类 . 13 图表 30： 英国电网侧储能项目收入来源分布（英镑 /MW/年） . 13 图表 31： 英国 T-4 容量市场出清价格（英镑 /kW） 14 图表 32： 2022 年英国 T-4 容量拍卖新建项目（ MW） . 14 图表 33： 英国电力现货市场机制 . 14 图表 34： 电力现货交易种类 . 15 图表 35： 2016-2021 年日内价差（月平均值） 15 图表 36： 英国储能电站静态投资回收期测算（年） . 15 图表 37： 2018-2024 年欧洲大储装机预测（ MW） 15 图表 38： 英国前十大储能电站开发商项目开发规模排名（ MW） . 16 图表 39： 近期国内储能企业签署的欧洲大储订单 . 16 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 4 1、 欧洲 政策利好频发，各国大储发展有望 加速 1.1 欧洲灵活性资源告急 ， 电改 有望 加快 大储 部署 灵活性资源 是指具备灵活调节能力 、维持 电力 系统动态供需平衡的各类资源， 按照调节方式 的不同可分为供给和需求的向上 /下灵活性，供给向上灵活性和需求向下灵活性分别通过电 源提高出力和需求侧资源降低需求来实现，保障电力供应安全；供给向下灵活性和需求向上 灵活性与之相反，主要为了增加新能源消纳和减少 能源 浪费。 图表 1： 电力系统灵活性维持供需平衡示意图 来源： 《 电力系统灵活性提升：技术路径、经济性与政策建议 》， 国金证券研究所 图表 2： 灵活性资源应用场景示例 调节方式划分 应用场景 实现方式 示例 供给向上灵活性 电力供给小于需求 电源提高 出力 火电提高出力、储能放电、抽蓄发电 需求向下灵活性 用户减少 需求 需求响应中断或转移负荷需求、电动汽车放电 供给向下灵活性 电力供给大于需求 电源压减 出力 火电深度调峰、水电减少出力等 需求向上灵活性 用户提高 需求 需求响应转移的负荷需求、电动汽车有序充电、储能充电 等 来源： 《 电力系统灵活性提升：技术路径、经济性与政策建议 》， 国金证券研究所 随着波动 性 可再生能源（ Variable Renewable Energy Sources， VRES）装机比例的提高， 电网对灵活性资源的需求量日益增长。 根据国际能源署（ IEA）对各国电网 负荷曲线和可再 生能源发电 等因素的评估，目前丹麦、德国、爱尔兰、西班牙、英国、意大利等欧洲国家可 再生能源发电 占比已达到 15%以上，但由于 各国电网特性及灵活性资源的不同，可再生能源 对 系统运营 的影响不尽相同。 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 5 图表 3： 各国 波动性可再生能源 发电占比及 其 对 电力系统的影响 评估 来源： IEA， 国金证券研究所 传统电力系统灵活性资源以火电、燃气发电、 抽水蓄能电站为主 ，但在全球脱碳的大趋势下， 未来 电池 储能、氢能、需求侧响应 、电网输送通道 等也将成为灵活性资源重要组成部分 。根 据 IEA 预测，到 2050 年电力灵活性资源的 30%将 由电池储能提供，而化石燃料机组占比将 降低至 5%以下 。 目前 天然气 调峰 机组是 欧洲电力市场 最 主要的 灵活 性 调节电源 ，此外水电、核电在欧洲 部分 地区也提供较高比例的灵活性支持，但近两年 由于燃料和碳价格不断上涨 、 核电机组检修、 水电来水不足等，欧洲灵活性资源 紧张 ， 导致电价飞速上涨 。 图表 4： 2020vs2050 不同地区 灵活性资源 分布 来源： IEA， 国金证券研究所 面对欧洲几十年来最为严重的能源危机， 虽然 2021 年以来欧盟出台了一系列加速清洁能源 转型的政策，包括“ Fit-for-55”、“ REPowerEU” 等计划 ，但 2022 年欧洲电力价格的暴涨使 得欧盟不得不重新审视现有的基于边际成本定价的 电力市场设计 ，并于今年初提出更适应于 可再生能源发展的 电力市场改革方案，有望 加快欧洲 可再生能源以及 储能和需求 侧 响应 等灵 活性资源 的部署 。 2023 年 3 月 14 日 ， 欧盟委员会发布了 电力市场改革草案 ， 7 月 19 日欧洲议会正式投票通 过了 电力市场设计改革方案。 此次改革的重心主要是完善长期电力市场的流动性和可靠性， 通过对欧盟相关电力法规等进行修改， 鼓励 可再生能源发电商签订长期购电合同（ PPA）和 政府授权的差价合约（ CfDs），以减少短期价格波动 ，同时鼓励电网引入更多非化石燃料灵 活性资源（如储能、 需求 侧 响应） ，并通过容量市场等方式 为其提供合理的投资回报 ，从顶 层架构层面强调 新型 储能在构建可靠的能源系统中的重要作用 。 此外， 2022 年 12 月 14 日欧洲议会投票通过 REPowerEU 修正案，计划加快包括电池储能在 内的多种可再生能源项目的审批许可速度，有望从实际执行层面加快欧洲大型储能项目的部 署。 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 6 图表 5： 欧洲储能相关重要支持政策 时间 政策 内容 2022 年 12 月 14 日 REPowerEU 修正案 包括加快欧盟清洁能源项目许可的措施， 以及 允许加快 共址 电池储能项目许可的建 议 。 2023 年 3 月 14 日 《 2022-2031 年综合能 源系统研发路线图》 明确了未来十年的研发创新优先事项， 提出需投入共计约 45 亿欧元，围绕 9 大应用场 景实施 63 项研发创新优先项目 。其中主要举措包括 优化跨部门集成和电网级储能 、 可 再生能源大规模并入输配电网 等技术方向。 2023 年 7 月 19 日 欧盟电力市场设计改 革方案 鼓励可再生能源发电商签订长期购电合同（ PPA）和政府授权的差价合约（ CfDs），以 减少短期价格波动 ；鼓励 电网引入更多 非化石燃料 灵活性资源 （如储能、需求侧响 应），并通过容量市场等方式为其提供合理的投资回报 。 来源：欧盟委员会、欧洲议会，国金证券研究所 1.2 英国装机占比最高，意大利需求或将 爆发 根据欧洲储能协会（ EASE）统计， 2022 年欧洲储能新增装机 4.5GW，其中表前储能 （大储） /户储分别为 2/2.5GW；从表前 储能 装机区域来看，英国市场占比 42%，是欧洲最大的大储市 场，爱尔兰、德国、法国紧随其后，装机占比分别为 16%、 12%、 11%。 图表 6： 2022年 欧洲 新增 储能装机 分布 （ MW） 图表 7： 2022年 欧洲表前储能 新增 装机 市场 （ MW） 来源： EASE、 LCP-Delta， 国金证券研究所 来源： EASE、 LCP-Delta， 国金证券研究所 根据彭博新能源财经（ BNEF）的数据， 欧洲 大储项目主要通过提供 频率响应 服务赚取收入， 2022 年欧洲储能市场超过 80%的收入来自 英国、爱尔兰、德国、法国、比利时和荷兰的频率 响应 ， 频率响应市场的收益十分丰厚 。 随着 未来 调频市场逐渐饱和，欧洲储能项目将更多的 转向 电价 套利和容量市场， 目前西班牙、意大利的储能项目电价套利收入占比较高，但仍无 法覆盖投资成本， 为了降低新项目的收益风险， 英国、 意大利、波兰、 比利时 等国 已为 储能 建立容量市场机制 ，通过容量合同为储能收益托底 。 图表 8： 欧洲储能项目主要收入来源为频率响应 来源： BNEF， 国金证券研究所 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 7 根据 2022 年 意大利 容量市场拍卖计划，预计 2024 年将新增 1.1GW/6.6GWh 电池储能系统。 2023 年 6 月 意大利监管机构批准了 电网规模储能的新拍卖规则，允许 Terna（输电系统运营 商）进行大规模的电池储能系统拍卖 ，首次 拍卖将在 2023 年底或 2024 年初举行 ， 同时 还 批 准了英国开发商 Aura Power 的 200MW/800MWh 电池储能系统项目，预计未来几年意大利装 机 规模将呈现爆发式增长 。 此外， 希腊 、 德国、西班牙 也出台针对大储的 招标 及补贴 等支持政策， 有望推动当地大储装 机在未来几年高速增长。 图表 9： 欧洲各国出台支持大储装机政策 国家 政策 意大利 意大利监管机构批准了电网规模储能的新拍卖规则 ， 允许 Terna 进行大规模的电池储能系 统拍卖， 同时 批准了英国开发商 Aura Power 的 200MW/800MWh 电池储能系统项目 西班牙 计划为独立 储能项目提供 1.6 亿欧元 (1.7 亿美元 )资助，旨在为 2026 年并网的 600MW 储 能项目提供资金，根据申请规模，资助的费用将涵盖项目成本的 40%～ 65% 德国 2020 年首次启动“创新招标”， 帮助含储能在内的可再生能源项目落地 希腊 2023 年计划 举行三次总计 1GW 的电池储能招标，资金主要来自欧盟范围内以清洁能源为 重点的 支持 计划 ， 这些 项目将于 2025 年底前并网 来源： Energytrend、 PV-tech， 国金证券研究所 根据欧洲储能协会预测， 英国具有吸引力的市场机制下装机将持续增长，受益于政策支持 意 大利、希腊大储需求将在 2023-2025 年爆发，爱尔兰由于并网瓶颈等原因短期装机或受到影 响， 但未来仍具有增长潜力， 预计 2023 年英国、意大利、爱尔兰大储新增装机分别为 1517、 853、 205MW，意大利将一跃成为欧洲第二大大储市场。 图表 10： 欧洲储能协会对英国装机预测 （ MW） 图表 11： 欧洲储能协会对意大利装机预测 （ MW） 来源： EASE、 LCP-Delta， 国金证券研究所 来源： EASE、 LCP-Delta， 国金证券研究所 图表 12： 欧洲储能协会对爱尔兰装机预测 （ MW） 图表 13： 欧洲储能协会对希腊装机预测 （ MW） 来源： EASE、 LCP-Delta， 国金证券研究所 来源： EASE、 LCP-Delta， 国金证券研究所 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 8 2、 英国： 政策支持力度大， 市场机制成熟 2.1 政策 支持 调频市场启动 ，推动新型储能从“ 0”到“ 1” 2.1.1 大规模风电并网导致电网调频需求增加 英国 作为海岛国家，风力资源丰富， 拥有世界上最大的海上风电装机容量 ， 风电在英国未来 能源规划中也占有极其重要的地位， 2020 年英国政府颁布《绿色工业革命 10 点计划》，宣 布 到 2030 年海上风力装机将 达到 40GW， 2022 年发布的《英国能源安全战略》中进一步将 2030 年的海上风电装机目标提高到了 50GW。根据英国 商务、能源和工业战略部 (BEIS)统计， 2022 年 英国 海上 风电 和陆上风电分别 占 其 总 发电量 的 15%和 12%，冬季风电出力占比可达 30%以上 ，已成为英国主要的发电机组之一 。 图表 14： 2022年英国不同类型机组发电量占比 来源： BEIS， 国金证券研究所 图表 15： 1998-2022 年英国不同类型机组发电量分季度变化趋势 来源： BEIS， 国金证券研究所 然而由于风力发电 的间歇性和波动性 ， 对 电网 的 可靠性、电能质量等带来 比较大的压力 ， 同 时 大部分并网 风机 采用异步电机， 需要吸收系统无功 ，导致 故障后电压失稳更容易发生 ，因 此充足的快速响应能力对高风电渗透率电网的稳定运行显得尤为重要 。 2019 年 8 月 9 日英 国发生大面积停电事故， 导致大约 100 万人受到影响，官方报告中指出， 事故的原因 之一 就 是 雷击后引起的振荡导致 Hornsea 风电厂的 风机大规模脱网 。 本次事故后 电网快速启动频 率响应服务，最终电网频率在 4 分钟内恢复到安全运行水平， 45 分钟内电网恢复供电 ，避 免了更恶劣情况的发生 。 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 9 图表 16： 英国 电网的快速响应服务在 2019/8/9停电 事故中起到了重要作用 来源： Energy-Storage News， 国金证券研究所 2.1.2 储能 政策 迎来重要催化 ， 储备项目规模大幅增长 英国 新型 储能市场起步于 2014 年， 早年 主要是英国低碳网络基金 (LCNF)资助 项目 ， 单体规 模较小（ 0.005~10MW）。 2015 年 英国国家电网启动“增强型调频服务招标采购计划”， 英国调 频辅助服务市场正式启动， 主要 采购能够在 1 s 或更短时间里对频率偏差实现 100%有功功 率输出的调频服务 ， 电化学储能技术直接受益 ， 越来越多储能项目进入调频市场，项目 单体 规模 也 逐渐增大 。 但此时英国 50MW 及以上项目审批流程复杂， 大规模储能的发展仍面临重 重壁垒。 2017 年 英国修订电力法，将储能的定义从单纯的发电资产丰富至电力系统的组成部分。 2020 年英国 政府 正式 取消单个 电池 储能项目 50MW 容量限制， 大幅缩短 大型储能项目 审批周期， 同时取消储能在发 /用电端的双重收费机制，储能只需支付发电端的系统费用， 大型电池储 能项目 规划 爆发式增长 。 图表 17： 英国 新型 储能发展历程 时间 主要 推动因素 主要 业主类型 主要 项目规模 2012-2015 年 英国低碳网络基金 (LCNF)资助 项目，主要为配网侧储能 配电网络运营商，如 UK Power Networks 和 Northern Powergrid 单体 储能项目容量在 0.005～ 10 MW 2015-2020 年 调频 辅助服务 市场启动，可再 生能源 渗透率提升 可再生能源开发商，如 RES、 EDF 单体规模变大， 但由于 50 MW 及以上 项目审批 流程 复杂 ，主要项目规模在 49.9MW 及以下 2020 年至今 更加积极的可再生能源支持政 策 可再生能源开发商、负荷聚合商 2020 年 单个储能项目容量上限取消 ，大多数储能项目容量达到 50MW 以上 来源： 《 英国储能相关政策机制与商业模式及对我国的启示 》， 国金证券研究所 截至 2022 年底，英国累计储能装机规模达到 6GW/30GWh 以上，按照功率 看，抽水蓄能、锂 电池及其他储能技术（飞轮储能等）占比分别为 46%、 38%、 16%， 分别为 2.76/2.28/0.96GW, 其中抽蓄项目全部建设于 2000 年以前， 由于审批周期长、环保评估等要求高， 近年来抽蓄 电站发展缓慢 ，新增装机主要来自锂电池储能项目 。 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 10 图表 18： 英国已投运的四座抽水蓄能电站主要位于苏格兰、威尔士地区 地区 项目名称 技术路线 功率（ MW） 投运时间（年） 苏格兰 门厅电站 抽水蓄能 300 1974 威尔士 迪诺维格电站 抽水蓄能 1728 1984 苏格兰 克鲁阿坎 电站 抽水蓄能 440 1965 威尔士 费斯蒂尼奥格电站 抽水蓄能 360 1963 来源： BEIS、 NS Energy，国金证券研究所 图表 19： 不同储能技术应用场景分布 图表 20： 截至 2022年底英国不同储能技术 装机 （ GW） 来源： Fraunhofer Institute， 国金证券研究所 来源： BEIS， 国金证券研究所 根据 Solar Media 统计， 近几年英国储能装机呈现加速的趋势， 2022 年英国公用事业规模 新型储能新增装机为 569MW/789MWh，同比增长 28%/27%，平均配储时长 1.4 小时。 根据 Modo Energy 统计，截至 2023 年 6 月底英国大型电池储能累计装机 2.9GW，其中今年 Q1/Q2新增 装机分别为 470/413MW，同比增长 543%/129%，上半年并网量已超去年全年装机。 图表 21： 英国 公用事业规模 新型 储能新增装机 （ MW） 图表 22： 英国 公用事业规模 新型 储能新增装机（ MWh） 来源： Solar Media， 国金证券研究所 来源： Solar Media， 国金证券研究所 图表 23： 英国大型电池储能电站季度装机规模（ GW） 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 11 来源： Modo Energy， 国金证券研究所 此外，随着政策取消对储能项目容量的限制， 2021 年至今英国大型储能备案项目规模大幅 增长 ，其中 50MW 以上的大型项目占比明显提升 。 目前已有 20.2GW 项目 在规划中获得批准 （已并网 4.9GW） ，包括 33 个 100MW 或以上的站点，这些项目预计将在未来 3-4 年内完成； 已提交规划的项目有 11GW，预计将在未来几个月内获批 ； 处于申请前阶段 的项目有 28.1GW。 图表 24： 英国公用事业规模储能项目 Pipeline（ MW） 来源： Solar Media， 国金证券研究所 近几年随着越来越多的可再生能源规划落地，可再生能源与储能共建项目也逐渐成为主流。 从 2021 年英国光伏项目 申请 情况来看， 3542MW 的光伏项目备案中 约 有 1725MW 的光伏项目 包含储能电池 的规划，占总体光伏项目申请容量的 48.7%， 2020 年该比例仅为 30.5%，越来 越多光伏项目将同步配置储能 。 图表 25： 英国公用事业规模储能 项目申请状态 （ GW） 图表 26： 英国光伏和光储项目规划申请 （ MW） 来源： Solar Media， 国金证券研究所 来源： BNEF， 国金证券研究所 2.2 市场机制成熟， 三大 来源 贡献收益 英国大型 储能电站的收入来源 比较丰富 ， 主要包括 辅助服务 、 容量市场 和电力现货市场收入 三大类 。 目前英国大部分电池储能项目采取多种收益叠加的方式，根据彭博新能源财经（ BNEF） 的预测， 一个持续时间为 1 小时的 100MW/100MWh 的项目， 2021 年 频率响应 收入可 高达 1350 万英镑，占 其年收入的 96%，即使未来价格大幅下降，频率响应仍占该项目总收入的 69%， 能源套利约占其收入的 31%，容量收入占比 1%左右。 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 12 图表 27： 预计该项目 15年生命周期内的 IRR 为 19.3% 来源： BNEF， 国金证券研究所 图表 28： 储能在英国电力市场的潜在收益来源 市场类别 主要收益来源 进入市场的方式 市场容量 接入点 频率响应 增强型频率响应 投标（辅助服务） 200~700MW 输电网络，配电网络 固定频率响应 投标（辅助服务） 2000~3000MW 输电网络，配电网络，需求响应或用户侧 动态遏制 投标（辅助服务） 500MV~1.4GW 输电网络，配电网络 需求侧响应 投标（辅助服务） - 需求响应或用户侧 备用 快速储备容量 投标（平衡服务） 百 MW 输电网络，配电网络，需求响应或用户侧 用户备用功率 合同 - 需求响应或用户侧 短期运行储备容量（发电 容量或负荷削减量） 投标（平衡服务） 2~4GW 输电网络，配电网络，需求响应或用户侧 容量市场 投标 -容量拍卖 GWs 输电网络，配电网络 时移 /套利 输电成本避免 市场机制 /成本避免 GWs 配电网络，需求响应或用户侧 配电成本避免 市场机制 /成本避免 GWs 配电网络，需求响应或用户侧 发电商“自用” 通过电价或成本避免参 与市场 GWs 需求侧响应或用户侧，与可再生能源共享站 址 发电商弃电 通过电价或补贴或避免 改造费用支出参与市场 GWs 输电网络，配电网络，需求侧响应或用户侧 价格套利 投标（辅助服务） GWs 与可再生能源共享站址 来源：《 英国储能相关政策机制与商业模式及对我国的启示 》，国金证券研究所 2.2.1 电力辅助服务市场 ： 电池储能 天然适配 DC 调频 需求 2015 年 底 英国国家电网 启动 增强型调频服务招标采购计划， 采用竞争性拍卖的方式来更有 效地获取服务，服务的提供商可以是电力公司、电力贸易商、新能源公司或其他服务提供商。 2020 年英国国家电网在 增强频率响应 服务（ Enhanced Frequency Response）的基础上推出 了 DC 服务（ Dynamic Containment）， 2022 年又推出了 DR 服务（ Dynamic Regulation）和 DM 服务（ Dynamic Moderation），区别在于 DR/DM 主要负责± 0.2Hz 以内调频服务，响应时 间分别为 10 秒 /1 秒， DC 负责是± 0.2Hz 以上的调频服务，响应时间为 1 秒 。 DC、 DR 和 DM 服务市场 均在日前进行交易，且 同时竞拍、 同时出清， 同一机组无法同时提供 这三个服务，但可在不同时段申报不同服务类型。 目前 DC 调频服务需求最大，且对响应速 度要求高，主要由电池储能技术提供 ，因此 DC 调频市场成为电池储能项目第一大收入来源。 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 13 图表 29： 英国电力市场辅助服务种类 项目名称 中文释义 含义 响应速度 Dynamic Containment 动态遏制 在电力系统发生严重故障或紧急情况后 （± 0.2 Hz~0.5Hz） ，将 频率 快速 控制在安全范围内， 持续时间 15 分钟 。 1 秒 内 Dynamic Moderation 动态修正 当电网特别不稳定时 （± 0.2Hz 以内） ， 提供快速的动态响应服 务 ，持续时间 30 分钟以上 。 1 秒 内 Dynamic Regulation 动态调节 当电网 特别 不稳定时 （± 0.2Hz 以内） ，提供相对慢速的动态响 应服务 ，持续时间 60 分钟以上 。 10 秒 内 Firm Frequency Response （ FFR） 固定频率响应 通过调整发电机输出或负荷来维持电网频率在合适的范围内， 23-24 财年将逐步被新的动态响应服务（ DC/DM/DR）取代 。 10 秒 内 Enhanced Frequency Response（ EFR） 增强频率响应 与 FFR 类似， EFR 也是为了维持电网频率稳定，但是响应速度 更 快，响应时间在 1 秒以内， 现已升级为 DC 服务 。 1 秒 内 来源： 英国国家电网， 国金证券研究所 根据 Modo Energy 统计， 2020 年 DC 调频服务推出后 收入 占比不断提升， 2022 年 DC 调频平 均报价 达到 97 英镑 /KW/年，收入占比达到 62%， 2020 年占比最高的 固定频率响应（ FFR） 服 务占比从 41%跌至 25%。 图表 30： 英国电网侧储能项目收入来源分布 （英镑 /MW/年 ） 来源： Modo Energy， 国金证券研究所 2.2.2 容量市场 ：储能长期收益保障 ， 推动 项目 规划 增长 容量市场 （ Capacity Market） 是政府电力市场改革的一部分， 通过竞争性拍卖确保有足够 的可靠容量来满足英国的峰值电力需求，防止未来停电的可能性 ， 是政府确保英国电力供应 安全战略的核心计划。 英国容量市场自 2014 年启动以来，已经进行了多次拍卖 ，大部分电 网侧储能项目都 可以 通过参与容量市场拍卖来锁定部分长期 收入 。 容量市场 主要 包括 T-4 和 T-1 拍卖，分别表示 提前 4 年和 1 年进行容量拍卖 。 T-1 容量拍卖 的合同有效期是 1 年， 主要针对 已经投运的机组， T-4 容量拍卖大部分也是针对存量机组的 1 年期合同，但 对于新的储能项目 T-4 拍卖可提供 高达 15 年 的长期容量合同 ，相当于提前 4 年锁定项目投运 15 年的稳定现金流， 对开发商 和融资机构 具有很高的投资吸引力， 有力 推动 了 英国 储能项目备案规模的增长 。 近几年在能源转型的目标驱动下，英国 开始对 容量市场加入碳排放量的限制， 从 2022 年英 国 T-4 容量市场拍卖结果来看，天然气机组 仍然是 容量市场的 第一大来源，占比高达 71%， 电池储能规模为 1.5GW，占比 27%， 成 为第二大中标 机组 类型 。 2021-2022 年随着 天然气价 格 的 上涨 ，容量拍卖 价格 不断 创下历史新高， 2022 年 T-4 容量拍卖出清价格达到 63 英镑 /KW，吸引了大批开发商进入储能市场 。 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 14 图表 31： 英国 T-4容量市场出清价格 （英镑 /kW） 图表 32： 2022年英国 T-4容量拍卖新建项目 （ MW） 来源： 英国国家电网， 国金证券研究所 来源： 英国国家电网， 国金证券研究所 （以上为 15 年合同期拍卖结果） 2.2.3 电力现货市场 ：日前市场交易 +实时平衡机制 ，构成电量套利主要来源 英国的电力市场改革可以追溯至 1990 年， 在此之前，英国电力行业是一个由国有垄断公司 控制的行业， 1990 年 英国 将国有电力公司拆分成了不同的公司，并将其出售给私人投资者 ， 使电力行业市场化，并引入了市场机制，此时辅助服务市场以调峰为主 。 2001 年 英国引入 电力现货市场机制，允许电力供应商和消费者在市场上直接交易 ，日前市场 +实时市场的电 力交易模式初步形成 。 目前英国电力交易采用中长期合同和日前 +实时交易结合的方式，即相对稳定的基础负荷通 过中长期合同交易，由于中长期合同具有一定预测性，需要日前和实时市场进行补充，日前 交易是指提前一天通过交易平台对电量进行竞价交易，并确定每个交易时段的电价，实时市 场主要解决电力实时平衡问题，实 际供需不匹配产生的偏差电量由电网公司通过平衡机制进 行交易，因此通常实时市场价格比日前市场价格的波动更大、更不稳定，但日前交易电量远 远大于实时交易电量，二者共同构成储能项目电量套利的主要来源。 对于 电力用户和发电商， 电网会对其 征收“系统使用费”和“平衡服务系统使用费”。由于 储能具有充电和放电的特性，实际情况中储能会被双重收费， 2020 年上半年 英国能源监管 机构 （ Ofgem） 对 电价政策进行修订，批准取消针对电储能的“双重收费”，使储能设施只支 付发电时的网络使用费 ，充分认可储能对电力系统平衡的贡献 。 图表 33： 英国电力现货市 场机制 来源： 英国国家电网， 国金证券研究所 目前英国现货交易收入占存量储能项目的比例较低，近几年随着波动性可再生能源装机的增 长，电网价格波动逐渐加大，预计未来现货市场电价套利空间将越来越大。 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 15 图表 34： 电力现货交易种类 图表 35： 2016-2021 年日内价差（月平均值） 日前交易（ Day ahead） 平衡机制（ Balancing） 含义 提前一天在电力市 场中竞价买卖电 量，电价由边际机 组的出清价格决 定。 用于实时平衡电力 供需的机制，价格 由市场参与者的 “出价”或“报 价”决定。 交易时间 日前 15-60 分钟 来源： 英国国家电网， 国金证券研究所 来源： 英国国家电网 ， 国金证券研究所 2.3 项目收益率受调频收入影响最大，静态投资 回收期 10 年以内 根据 Modo Energy 统计， 2020-2022 年英国储能项目各类收入叠加平均值分别为 65、 131、 156 英镑 /KW/年 ， 2023 年伴随着 天然气价格回落 ，调频市场收入有所下降， 我们假设未来储 能项目年化收入维持在 55-73 英镑 /KW/年 （未包含容量市场收入） 。 根据 NREL 预测， 2024年 2 小时的公用事业规模储能投资成