华安证券：长时储能千帆竞，借海扬帆奋者先.pdf

1分 析 师 ： 尹 沿 技 （ SAC执 业 证 书 号 S0010520020001）2023年 8月 6日长 时 储 能 千 帆 竞 ， 借 海 扬 帆 奋 者 先证 券 研 究 报 告 2主 要 观 点Ø 长 时 储 能 需 求 旺 盛 ， 具 备 多 种 优 势 。 长 时 储 能 一 般 定 义 为 持 续 放 电 时 间 4小 时 以 上 的 储 能 技 术 。 长 时 储 能 的 应 用 有 效 提 高 风 光发 电 消 纳 能 力 ； 兼 顾 储 能 系 统 快 速 响 应 特 点 与 长 期 输 出 能 力 ， 提 高 电 网 的 灵 活 性 ； 能 够 更 好 地 实 现 电 力 平 移 ， 提 高 电 力 峰 谷套 利 能 力 。 2022年 全 球 /中 国 已 投 运 电 力 储 能 项 目 累 计 装 机 规 模 237.2/59.8GW， 以 锂 电 储 能 为 主 的 新 型 储 能 装 机 增 长 迅 速 。Ø 长 时 储 能 技 术 种 类 丰 富 ， 可 以 分 为 机 械 储 能 、 电 化 学 储 能 、 热 储 能 以 及 氢 储 能 四 大 主 线 。 机 械 储 能 包 括 压 缩 空 气 、 抽 水 储 能 、重 力 储 能 ； 电 化 学 储 能 根 据 材 料 不 同 分 为 锂 离 子 电 池 、 钠 离 子 电 池 、 铅 蓄 （ 碳 ） 电 池 和 液 流 电 池 储 能 ； 热 储 能 主 要 为 熔 盐 储能 。 ​其 中 ， 抽 水 储 能 和 锂 离 子 电 池 储 能 发 展 较 为 领 先 。Ø 抽 水 储 能 经 济 性 最 高 ， 降 本 仍 是 未 来 长 时 储 能 发 展 的 主 要 驱 动 力 。 抽 水 储 能 技 术 发 展 成 熟 ， 度 电 成 本 低 至 0.21-0.25元 /kWh，显 著 低 于 其 他 储 能 技 术 。 受 制 于 建 设 周 期 长 、 地 理 限 制 因 素 大 ， 抽 水 储 能 电 站 发 展 较 为 局 限 。 新 型 长 时 储 能 技 术 具 备 发 展 空间 ， 锂 离 子 电 池 、 液 流 电 池 、 重 力 储 能 、 铅 碳 电 池 、 压 缩 空 气 储 能 成 本 仅 次 于 抽 水 储 能 ， 度 电 成 本 约 为 0.44元 /kWh、 0.49元/kWh、 0.5元 /kWh、 0.56元 /kWh 、 0.63元 /kWh。 钠 离 子 电 池 储 能 、 熔 盐 储 能 、 氢 储 能 度 电 成 本 偏 高 ， 约 为 0.84元 /kWh 、0.89元 /kWh 、 1元 /kWh， 成 本 优 势 尚 不 明 显 。 Ø 新 型 长 时 储 能 经 济 性 改 善 取 决 于 设 备 与 材 料 成 本 的 降 低 。 机 械 储 能 寿 命 较 长 ， 为 30年 左 右 ， 因 此 储 能 度 电 成 本 较 低 。 压 缩 空气 储 能 所 使 用 设 备 较 为 成 熟 ， 未 来 有 望 通 过 提 升 系 统 转 化 效 率 降 低 度 电 成 本 ； 重 力 储 能 技 术 尚 未 达 到 普 遍 商 业 化 的 水 平 ， 成本 的 下 降 依 赖 于 技 术 突 破 。 熔 盐 储 能 主 要 应 用 于 光 热 发 电 、 余 热 收 集 和 火 电 厂 改 造 等 有 限 领 域 。 电 化 学 储 能 的 设 备 协 调 能 力较 强 ， 因 此 有 较 大 的 耦 合 潜 力 ， 其 中 锂 离 子 电 池 、 液 流 电 池 和 铅 碳 电 池 经 济 性 较 突 出 ， 材 料 成 本 的 下 降 以 及 转 化 效 率 的 提 升决 定 了 成 本 下 降 空 间 。 氢 储 能 具 有 广 阔 前 景 ， 目 前 由 于 制 、 储 端 成 本 高 昂 暂 不 具 备 经 济 性 。Ø 投 资 建 议 ： 未 来 随 着 长 时 储 能 装 机 需 求 持 续 增 长 ， 中 上 游 储 能 设 备 制 造 与 系 统 集 成 相 关 企 业 有 望 受 益 。 抽 水 储 能 建 议 重 点 关注 浙 富 控 股 与 南 网 储 能 ； 熔 盐 储 能 建 议 关 注 西 子 洁 能 与 东 方 电 气 ； 重 力 储 能 建 议 关 注 中 国 天 楹 ； 压 缩 空 气 储 能 建 议 关 注 开 山股 份 与 陕 鼓 动 力 ； 电 化 学 储 能 建 议 关 注 宁 德 时 代 、 比 亚 迪 、 阳 光 电 源 、 上 海 电 气 (液 流 电 池 ） 与 圣 泉 集 团 （ 钠 离 子 电 池 ） ； 氢储 能 建 议 关 注 亚 普 股 份 与 京 城 股 份 。Ø 风 险 提 示 ： 全 球 储 能 装 机 未 及 预 期 、 储 能 成 本 波 动 风 险 、 长 时 储 能 技 术 商 业 化 推 进 滞 后 风 险 、 政 策 推 进 不 及 预 期 风 险 、 行 业竞 争 加 剧 风 险 。 YWFUwPrMtQnMtNtQtOrOrQbRdN6MmOnNsQpMlOpPvNfQoOrO9PmNsPuOtRrOvPnPnN 3关 注 标 的公 司 股 价 归 母 净 利 润 （ 亿 元 ） 利 润 增 速 PE2023/8/6 2022 2023E 2024E 2022 2023E 2024E 2022 2023E 2024E浙 富 控 股 4.28 14.67 18.33 20.95 -36.53% 24.95% 14.29% 14.32 12.22 10.69 南 网 储 能 11.17 16.63 17.48 19.21 33.25% 5.17% 9.88% 27.72 20.38 18.55 西 子 洁 能 14.84 2.04 3.39 5.46 -51.50% 66.29% 60.91% 52.51 32.73 20.34 东 方 电 气 18.68 28.55 38.38 51.15 24.71% 34.46% 33.26% 22.97 15.18 11.39 中 国 天 楹 5.57 1.23 7.55 7.59 -83.06% 511.62% 0.50% 103.62 19.79 18.26 开 山 股 份 14.45 4.09 6.04 8.39 34.58% 47.68% 38.94% 36.47 23.91 17.21陕 鼓 动 力 8.78 9.68 11.33 13.95 12.96% 17.03% 23.06% 20.45 13.43 10.91 宁 德 时 代 239.14 307.29 461.94 621.44 92.89% 50.33% 34.53% 23.38 17.39 13.5 比 亚 迪 268.23 166.22 268.61 376.58 445.86% 61.59% 40.20% 45 29.02 20.69 阳 光 电 源 106.37 35.93 70.55 94.20 127.04% 96.33% 33.53% 46.21 23.31 17.46 上 海 电 气 4.8 -35.66 25.36 32.22 64.29% 171.11% 27.05% 29.37 23.11 18.45圣 泉 集 团 23.21 7.03 9.44 11.81 2.30% 34.27% 25.00% 23.81 19.23 15.38 京 城 股 份 12.44 18.30 — — 178.61% — — 409.76 — —亚 普 股 份 15.15 — — — — — — — — —资 料 来 源 ： iFind机 构 一 致 预 测 ， 华 安 证 券 研 究 所 4目 录 1 长 时 储 能 定 义 及 功 能23 长 时 储 能 发 展 现 状 一 览4 标 的 公 司长 时 储 能 主 要 技 术 分 类 及 市 场 分 析 5长 时 储 能 定 义 及 标 准 资 料 来 源 ： 索 比 储 能 网 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 Ø 定 义 ： 长 时 储 能 是 在 普 通 储 能 系 统 的 基 础 上 ， 可 实 现 跨 天 、 ​跨 月 ， ​乃 至 跨 季 节 充 放 电 循 环 的 储 能 系 统 。 根 据 充 放 电 时 长 长 短 ，一 般 将 储 能 分 为 短 时 储 能 和 长 时 储 能 两 大 类 。 长 时 储 能 具 备 为 电 力 系 统 提 供 稳 定 的 电 力 支 持 ， 同 时 提 高 系 统 的 可 靠 性 和 灵 活 性的 能 力 。Ø 目 前 ， 国 内 外 对 于 长 时 储 能 的 充 放 电 时 长 暂 未 达 成 统 一 标 准 。 1） 国 外 ： 2021年 美 国 桑 迪 亚 国 家 实 验 室 发 布 《 长 时 储 能 简 报 》 ，把 长 时 储 能 定 义 为 持 续 放 电 时 间 不 低 于 4小 时 的 储 能 技 术 。 同 年 ， 美 国 能 源 部 发 布 相 关 报 告 ， 将 其 定 义 为 额 定 功 率 下 至 少 持 续运 行 （ 放 电 ） 10小 时 的 储 能 系 统 。 2） 国 内 ： 为 了 区 分 大 规 模 建 设 的 2小 时 储 能 系 统 ， 一 般 把 长 时 储 能 定 义 为 4小 时 以 上 的 储 能技 术 。 资 料 来 源 ： 华 安 证 券 研 究 所 整 理飞 轮 储 能超 导 电 磁 储 能超 级 电 容 器 12000次 电 能 质 量 、 备 用 电 源 、 可 再 生 储能 — 11-13元 /Wh 约 0.49元/kWh铅 蓄 （ 碳 ） 电 池 70%-85% 百 毫 秒 级 500-1200次 电 能 质 量 顿 率 控 制 、 可 再 生 储 能 、电 动 汽 车 能 源 、 电 网 调 峰 — 0.8-1元 /Wh 约 0.56元/kWh钠 离 子 电 池 80%-90% 毫 秒 级 2000-4000次 储 能 电 池 、 低 速 电 动 车 、 基 站 、两 轮 车 — 0.9-1.2元/Wh 约 0.84元/kWh化 学 储 能 氢 储 能 30%-50% — 约 10年 新 能 源 消 纳 、 削 峰 填 谷 、 备 用 电源 2年 约 13元 Wh 1元 /kWh以 上热 储 能 熔 盐 储 能 低 于 60% — 25-30年 清 洁 供 暖 、 电 力 调 峰 、 余 热 利 用 、太 阳 能 低 温 光 热 利 用 1-2年 约 5元 /Wh 约 0.886元/kWh 19Ø 抽 水 储 能 是 一 种 特 殊 的 水 力 发 电 技 术 ， 依 靠 水 的 重 力 势 能 作 为 介 质 储 能 ， 这 种 技 术 使 用 离 峰 电 力 抽 蓄 水 力 ， 并 在 之后 放 水 发 电 。抽 水 储 能 ： 技 术 最 为 成 熟 的 传 统 储 能 模 式 资 料 来 源 ： 华 安 证 券 研 究 所 整 理 在 负 荷 高 峰 时 则 放 开 水 闸 ， 借 水势 能 推 动 水 道 间 的 涡 轮 机 重 新 发电 ， 使 重 力 势 能 重 新 转 化 为 电 能 。在 电 力 低 谷 期 利 用 剩 余 电 力 通 过电 动 抽 水 泵 将 水 输 往 高 地 势 蓄 水库 ， 转 化 为 重 力 势 能 储 存 20优势劣势优势及劣势抽 水 储 能 ： 技 术 优 势 明 显 但 地 理 与 投 资 约 束 明 显技 术 成 熟度 电 成 本 较 低 地 理 资 源 约 束 明 显初 始 投 资 成 本 高 我 国 抽 水 储 能 技 术 成 熟 ， 早 在 上 世 纪 六 十 年 代 就 已 经 实 现 了 抽 水 储能 的 商 业 化 应 用 ， 目 前 我 国 抽 水 储 能 技 术 已 处 于 世 界 一 流 水 准 。 根据 中 国 证 券 网 的 报 道 ， 从 “ 十 四 五 ” 规 划 实 施 至 2023年 2月 16日 ，已 核 准 抽 水 蓄 能 电 站 共 计 67个 项 目 ， 装 机 规 模 合 计 为 9219.1万 千 瓦 ，项 目 投 资 金 额 合 计 约 为 6116亿 元 。《 储 能 技 术 全 生 命 周 期 度 电 成 本 分 析 》 测 算 ， 抽 水 蓄 能 度 电 成 本在 0.21-0.25元 /kWh， 远 低 于 其 他 储 能 技 术 。 投 资 成 本 方 面 ， 普 通水 电 站 为 9元 /W左 右 ， 大 型 抽 水 蓄 能 电 站 在 6.2元 /W左 右 ， 中 小 型抽 水 蓄 能 电 站 （ 装 机 容 量 小 于 5万 千 瓦 ） 因 技 术 难 度 较 低 ， 投 资 成本 在 5元 /W以 内 。 通 过 优 化 设 计 ， 采 用 小 水 库 容 量 方 案 ， 投 资 成本 还 可 大 幅 降 低 至 2元 /W左 右 ， 同 时 合 理 增 加 每 日 充 放 电 次 数 ，在 现 有 技 术 条 件 下 ， 抽 水 蓄 能 度 电 成 本 可 降 低 到 0.1元 /kWh以 内 。根 据 中 国 储 能 网 数 据 ， 目 前 抽 水 蓄 能 电 站 的 投 资 成 本 为 60~64亿元 /GW， 抽 水 蓄 能 的 系 统 能 量 成 本 为 120~170万 元 /(MWh)， 抽 水蓄 能 电 站 投 资 功 率 成 本 约 5500~7000元 /kW， 度 电 成 本 0.21~0.25元/kWh， 初 始 投 资 确 实 较 大 ； 并 且 开 发 建 设 时 间 长 ， 建 设 周 期 往往 在 5到 8年 。抽 水 储 能 需 要 建 设 在 高 山 、 丘 陵 等 有 着 足 够 落 差 的 地 形 环 境 ， 同时 也 对 上 下 水 库 的 距 离 和 高 度 差 存 在 着 要 求 ， 远 期 来 看 仅 凭 抽 水储 能 尚 还 无 法 足 量 地 满 足 日 益 增 长 的 储 能 需 求 。资 料 来 源 ： 上 海 证 券 报 ， 中 国 储 能 网 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 21抽 水 储 能 ： 发 展 前 景 良 好 ， 仍 为 最 主 要 长 时 储 能 模 式Ø 2022年 我 国 抽 水 蓄 能 总 装 机 规 模 达 4579万 千 瓦 ， 是 2012年 底 的 2.2倍 以 上 ， 规 模 位 居 世 界 首 位 。 中 国 抽 水 蓄 能 行 业 市 场规 模 不 断 扩 大 ， 2021年 达 到 263亿 元 ， 预 计 2026年 将 达 到 499.8亿 元 。 2022年 我 国 投 产 28台 抽 水 蓄 能 机 组 ， 合 计 880万 千瓦 。 根 据 中 电 联 统 计 与 数 据 中 心 预 测 ， 2023年 抽 水 蓄 能 总 装 机 规 模 将 超 过 5000万 千 瓦 。Ø 从 “ 十 四 五 ” 规 划 实 施 至 2023年 2月 16日 ， 国 内 已 核 准 抽 水 蓄 能 电 站 共 计 67个 项 目 ， 装 机 规 模 合 计 为 9219.1万 千 瓦 ， 项目 投 资 金 额 合 计 约 为 6116亿 元 。 根 据 《 抽 水 蓄 能 中 长 期 发 展 规 划 》 ， 到 2030年 我 国 要 投 产 抽 水 蓄 能 总 规 模 1.2亿 千 瓦 左右 ， 到 2035年 我 国 抽 水 蓄 能 总 装 机 规 模 将 达 到 3亿 千 瓦 ， 储 能 资 源 充 足 。图 表 ： 2022年 投 产 的 抽 水 蓄 能 电 站 （ 不 完 全 统 计 ） 资 料 来 源 ： 北 极 星 储 能 网 ， 国 家 能 源 局 ， 上 海 证 券 报 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 序 号 省 份 项 目 名 称 机 组 构 成(台 × 万 千 瓦 ) 装 机 容 量(万 千 瓦 ) 2021年 在 运 装机 （ 万 千 瓦 ） 2022年 在 运 装 机(万 千 瓦 ) 新 增 装 机 容 量(万 千 瓦 )1 山 东 沂 蒙 4× 30 120 60 120 602 黑 龙 江 荒 沟 4× 30 120 30 120 903 吉 林 敦 化 4× 35 140 105 140 354 浙 江 长 龙 山 6× 35 210 105 210 1055 福 建 永 泰 4× 30 120 0 30 306 福 建 周 宁 4× 30 120 30 120 907 广 东 阳 江 一 期 3× 40 120 40 120 808 广 东 梅 州 一 期 4× 30 120 30 120 90 合 计 — — — 1070 400 980 580 22抽 水 储 能 ： 上 游 成 本 集 中 ， 龙 头 效 应 明 显上 游 ： 设 备 供 应水 轮 机· 浙 富 控 股· 通 裕 重 工· 东 方 电 气 · 佳 电 股 份 · 上 海 电 气· 华 光 股 份· 海 陆 重 工· 华 西 能 源 发 电 机· 国 投 电 力· 湖 北 能 源· 华 能 水 电· 川 投 能 源 · 东 方 电 机· 三 峡 水 利· 闽 东 电 力· 梅 雁 吉 祥水 泵· 凌 霄 泵 业· 大 元 泵 业· 泰 福 泵 业 · 东 音 股 份· 利 欧 股 份· 新 界 泵 业 主 变 压 器压 缩 空 气 系 统· 保 变 电 气 · 新 华 都· 丰 电 科 技 · 中 国 电 建 中 游 ： 抽 水 蓄 电 站 建 设 及 运 营抽 水 蓄 能 电 站 设 计 、 建 设· 中 国 电 建 · 国 投 电 力· 湖 北 能 源 · 桂 冠 电 力· 永 福 股 份 · 豫 能 控 股 .· 安 徽 建 工 · 葛 洲 坝 · 吉 电 股 份抽 水 蓄 能 电 站 运 营· 南 方 电 网 · 国 家 电 网· 三 峡 集 团 下 游 ： 电 网 系 统接入电网系 统 调 峰填 谷调 频调 相事 故 备 用资 料 来 源 ： 前 瞻 产 业 研 究 院 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理Ø 抽 水 储 能 产 业 链 上 游 主 要 为 机 电 设 备 ， 其 中 水 泵 水 轮 机 机 组 成 本 占 比 50%; 中 游 行 业 集 中 度 高 ， 龙 头 企 业 为 中 国 电 建 、国 家 电 网 ， 下 游 电 网 系 统 应 用 场 景 中 ， 调 峰 功 能 应 用 最 为 频 繁 。 23压 缩 空 气 储 能 ： 传 统 技 术 受 限 ， 技 术 进 步 有 望 推 动 大 规 模 商 业 化 资 料 来 源 ： 华 安 证 券 研 究 所 整 理 Ø 压 缩 空 气 储 能 系 统 是 一 种 能 够 实 现 大 容 量 、 长 时 间 电 能 储 蓄 的 电 力 储 能 系 统 。 通 过 压 缩 空 气 存 储 多 余 的 电 能 ， 在 需要 时 ， 将 高 压 气 体 释 放 到 膨 胀 机 做 功 发 电 。Ø 压 缩 空 气 储 能 技 术 路 线 主 要 分 为 传 统 空 气 压 缩 技 术 和 新 型 空 气 压 缩 技 术 两 类 ， 传 统 压 缩 空 气 储 能 技 术 的 发 展 和 应 用均 受 到 限 制 ， 新 型 空 气 压 缩 储 能 技 术 摆 脱 对 化 石 燃 料 的 依 赖 ， 系 统 效 率 得 到 提 升 。Ø 传 统 压 缩 空 气 储 能 技 术 原 理 脱 胎 于 燃 气 轮 机 ， 其工 作 流 程 为 ： 压 缩 、 储 存 、 加 热 、 膨 胀 、 冷 却 。Ø 当 前 压 缩 空 气 技 术 以 中 温 蓄 热 式 压 缩 空 气 储 能 为主 。 中 温 技 术 将 压 缩 空 气 加 热 到 200-300℃ ， 温 度越 高 ， 转 换 效 率 就 越 高 ， 最 新 压 缩 空 气 储 能 的 电转 换 效 率 可 以 达 到 60-70%。Ø 但 高 温 对 压 缩 机 等 设 备 材 料 的 要 求 更 高 ， 当 前 产业 化 方 向 以 中 温 为 主 。图 表 ： 压 缩 空 气 储 能 原 理 示 意 图 24优势劣势优势及劣势压 缩 空 气 储 能 ： 当 前 系 统 效 率 较 低 ， 成 本 有 望 继 续 下 降规 模 较 大 且 地 理 约 束 小 单 位 成 本 相 对 较 低 随 着 技 术 的 进 步 ， 可 以 通 过 储 气 罐 的 形 式 存 储 压缩 气 体 ， 从 而 摆 脱 了 地 理 约 束 ， 可 以 大 规 模 上 量 。传 统 的 压 缩 空 气 储 能 需 要 借 助 特 定 的 地 理 条 件 建造 大 型 储 气 室 ， 如 岩 石 洞 穴 、 盐 洞 、 废 弃 矿 井 等 ，从 而 大 大 限 制 了 压 缩 空 气 储 能 系 统 的 应 用 范 围 。当 前 随 着 技 术 的 进 步 ， 可 以 通 过 建 设 大 型 储 气 罐来 进 行 存 储 。单 位 成 本 相 对 较 低 。 设 备 成 本 占 系 统 成 本 的 大 部分 ， 存 在 着 随 着 大 规 模 应 用 快 速 降 本 的 可 能 。整 个 系 统 的 效 率 相 对 来 说 仍 在 较 低 的 水 平 。 当 前涉 及 运 行 的 项 目 效 率 在 40%-70%之 间 ， 较 成 熟 的抽 水 蓄 能 的 76%左 右 还 有 一 定 的 差 距 ， 这 一 定 程度 上 影 响 了 其 经 济 性 。 资 料 来 源 ： 搜 狐 网 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理系 统 效 率 相 对 较 低 25压 缩 空 气 储 能 ： 储 能 装 机 规 模 迅 速 扩 张 ， 产 业 化 速 度 开 始 加 快Ø 中 国 压 缩 空 气 储 能 行 业 目 前 处 于 高 速 增 长 阶 段 。 2021年 全 国 累 计 装 机 规 模 182.5MW， 市 场 规 模 达 12.8亿 元 ， 2022年 市 场规 模 达 18.4亿 元 。 据 不 完 全 统 计 ， 2022年 已 有 20个 压 缩 空 气 储 能 示 范 项 目 签 约 ， 已 公 开 的 储 能 规 模 可 达 7.98GW。Ø 未 来 压 缩 空 气 储 能 市 场 有 望 保 持 高 速 增 长 态 势 。 压 缩 空 气 储 能 当 前 在 储 能 市 场 中 的 渗 透 率 较 低 ， 仍 在 1%以 下 。 压 缩 空气 储 能 具 有 规 模 大 、 寿 命 长 、 建 设 周 期 短 、 站 址 布 局 相 对 灵 活 等 优 点 ， 有 望 成 为 抽 水 蓄 能 在 大 规 模 储 能 电 站 领 域 的 重要 补 充 ， 渗 透 率 有 所 提 升 ， 行 业 规 模 也 将 受 益 于 储 能 市 场 整 体 规 模 的 扩 张 而 水 涨 船 高 。图 表 ： 压 缩 空 气 储 能 项 目 装 机 容 量 （ MW） 资 料 来 源 ： 立 鼎 产 业 研 究 网 ， 北 极 星 储 能 网 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 图 表 ： 2022年 压 缩 空 气 储 能 项 目 （ 不 完 全 统 计 ） 0.5 0.5 182.5 7975 0100020003000400050006000 700080009000 2014 2018 2021 2022 26压 缩 空 气 储 能 ： 产 业 链 较 长 ， 核 心 设 备 集 中 于 上 游上 游 ： 设 备 供 应空 气 压 缩 机· 开 山 股 份· 宁 波 鲍 斯 · 汉 钟 精 机· 福 建 雪 人 中 游 ： 储 能 系 统 集 成 与 项 目 建 设 方 下 游 ： 电 网 系 统接入电 网系 统 调 峰 填 谷可 再 生 能 源 消 纳工 业 用 电商 业 用 电居 民 用 电透 平 膨 胀 机· 东 方 电 气· 四 川 空 分 · 山 东 华 屹· 简 阳 瑞 特换 热 器· 巨 元 瀚 洋· 蓝 科 石 化 · 阿 法 拉 伐· 睿 能 太 宇 技 术 支 持· 中 科 院 · 清 华 大 学系 统 集 成· 中 储 国 能 · 中 科 储 能项 目 建 设· 中 国 电 建· 国 源 储 能 · 中 国 能 建· 华 能 集 团Ø 压 缩 空 气 储 能 产 业 链 上 游 包 括 空 气 压 缩 机 供 应 商 、 透 平 膨 胀 机 供 应 商 、 换 热 器 供 应 商 与 盐 矿 企 业 ， 从 设 备 成 本 角 度 分析 ， 空 气 压 缩 机 、 透 平 膨 胀 机 和 换 热 器 是 压 缩 空 气 储 能 系 统 的 核 心 设 备 ， 成 本 占 比 分 别 为 20%、 20%、 12%， 产 业 链 中游 包 括 压 缩 空 气 储 能 系 统 集 成 商 与 项 目 建 设 方 ， 产 业 链 下 游 对 接 发 电 侧 、 电 网 侧 、 用 户 侧 。资 料 来 源 ： 中 商 情 报 网 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 27重 力 储 能 ： 可 持 续 性 较 高 的 创 新 机 械 储 能 技 术Ø 定 义 和 原 理 ： 重 力 储 能 是 一 种 机 械 式 的 储 能 ， 其 储 能 介 质 主 要 分 为 水 和 固 体 物 质 ， 基 于 高 度 落 差 对 储 能 介 质 进 行 升降 来 实 现 储 能 系 统 的 充 放 电 过 程 。 其 主 要 原 理 为 ， 通 过 电 力 将 重 物 提 升 至 高 处 ， 以 增 加 其 重 力 势 能 完 成 储 能 过 程 ，通 过 重 物 下 落 过 程 将 重 力 势 能 转 化 为 动 能 ， 进 而 转 化 为 电 能 。Ø 与 抽 水 蓄 能 相 比 ， 重 力 储 能 发 电 的 应 用 高 差 小 于 抽 水 蓄 能 电 站 的 发 电 水 头 ， 故 重 力 储 能 电 站 的 发 电 容 量 低 于 抽 水 储能 。 但 考 虑 到 重 力 储 能 受 地 理 选 址 条 件 的 限 制 更 小 ， 仍 有 一 定 的 发 展 空 间 。 • 在 重 物 输 送 、 势 能 储 存 、 机 械 能 发 电 等 工 作 流 程 中 ， 不涉 及 化 学 反 应 ， 运 行 安 全 可 靠 。 重 力 储 能 发 电 清 洁 低 碳 ，对 自 然 环 境 影 响 小 。纯 物 理 储 能 、 安 全 性高 、 环 境 友 好 • 重 物 的 存 储 、 输 送 及 发 电 过 程 没 有 特 殊 条 件 和 要 求 ， 因此 ， 重 力 储 能 电 站 基 本 无 选 址 、 天 气 等 外 部 条 件 限 制 ，应 用 很 灵 活 。强 环 境 适 应 性 ， 可 以根 据 需 要 灵 活 布 置 • 重 物 以 混 凝 土 或 当 地 材 料 为 主 材 ， 或 者 利 用 其 他 再 生 材料 ， 能 循 环 使 用 数 十 年 ， 运 行 过 程 中 重 物 损 耗 小 。 储 能 发 电 循 环 寿 命 长 、成 本 低 • 重 力 储 能 电 站 上 下 仓 扩 展 相 对 容 易 ， 重 物 势 能 储 存 期 间 不 会 有 损 失 ， 具 备 长 时 间 储 能 的 便 利 条 件 和 先 天 优 势 。 储 能 时 间 长 且 无 放 电问 题 图 表 ： 山 地 式 重 力 储 能 技 术 原 理 图 图 表 ： 重 力 储 能 技 术 优 势 资 料 来 源 ： 《 重 力 储 能 技 术 研 究 进 展 》 ， 华 安 证 券 研 究 所 28重 力 储 能 ： 技 术 开 发 处 于 早 期 阶 段 ， 部 分 项 目 加 快 落 地Ø 目 前 重 力 储 能 大 多 处 于 方 案 构 想 时 期 与 商 用 试 验 时 期 。 海 内 外 提 出 了 构 筑 物 高 度 差 、 山 体 落 差 、 地 下 竖 井 等 多 种 重 力 储 能 技 术路 线 。Ø 部 分 项 目 开 始 进 入 商 用 项 目 开 发 阶 段 。 经 前 期 项 目 检 验 ， EV和 Gravitricity重 力 储 能 项 目 预 计 于 2022年 率 先 落 地 商 用 。 2022年 1月 ，中 国 天 楹 子 公 司 Atlas获 得 EV技 术 授 权 并 用 于 江 苏 如 东 100MWh的 重 力 储 能 示 范 项 目 ， 该 项 目 正 加 快 推 进 建 设 。 资 料 来 源 ： 华 经 产 业 研 究 院 ， 智 研 咨 询 ， 华 安 证 券 研 究 所 项 目 及 储 能 类 别 代 表 企 业 参 数 提 出 时 间 研 发 进 程 特 点构 筑 物 高 度差 储 能 塔 Energy Vault 容 量 35MWh,峰 值 功 率 可 达 4MWW 2017 2022年 开 始 商 用 优 点 ： 运 营 成 本 低 ， 持 续 时 间 长 ， 可 利 用 本 地 废 弃 物 实 现 可 持 续 生 产 ， 安 全 性 高 ， 选址 灵 活难 点 ： 在 室 外 环 境 做 到 毫 米 级 别 的 误 差 控 制支 撑 架 徐 州 中 矿 大公 司 — 2017 提 出 方 案 优 点 ： 采 用 定 滑 轮 组 和 减 速 器 减 少 电 机 成 本难 点 ： 在 室 外 环 境 做 到 毫 米 级 别 的 误 差 控 制承 重 墙 上 海 发 电 设 备 成 套 设计 研 究 院 — 2020 提 出 方 案 优 点 ： 空 间 利 用 率 高 ， 储 能 密 度 大难 点 ： 在 室 外 环 境 做 到 毫 米 级 别 的 误 差 控 制山 地 落 差 轨 道 机 车 ARES 可 以 提 供 持 续 15分 钟 50MW的 电 力 ，效 率 可 达 75%-86% 2014 首 个 商 业 部 署 正 在 开 发 优 点 ： 利 用 山 地 地 形 和 轨 道 车 辆 实 现 室 外 环 境 下 大 容 量 储 能难 点 ： 平 整 山 坡 的 土 建 成 本 较 高 ， 链 条 传 动 平 稳 性 差 易 磨 损缆 车 IIASA 储 能 容 量 设 计 为 0.5-20MWh,发 电功 率 500-5000kw， 平 准 化 成 本 约为 度 电 0.323-0.647元 2019 提 出 方 案 优 点 ： 利 用 天 然 山 坡 、 使 用 砂 砾 作 为 储 能 介 质 以 减 少 建 造 成 本难 点 ： 缆 车 运 载 能 力 较 低 ， 室 外 环 境 对 缆 车 运 行 影 响 较 大 绞 盘 机 天 津 大 学 — 2014 构 想 优 点 ： 使 用 电 动 发 电 一 体 机 提 高 整 体 储 能 效 率难 点 ： 未 形 成 可 操 作 方 案直 线 电 机 中 科 院 — 2017 构 想 优 点 ： 采 用 永 磁 直 线 同 步 电 机 轮 轨 支 撑 结 构难 点 ： 未 形 成 可 操 作 方 案地 下 竖 井 钻 井 Gravitricity 使 用 寿 命 50年 ， 效 率 最 高 90%，储 能 容 量 可 自 由 配 置 2016 2022年 商 用 项 目 开 始 选址 优 点 ： 减 少 自 然 环 境 的 影 响 ， 安 全 系 数 较 高难 点 ： 电 动 绞 盘 的 工 作 稳 定 性 ， 重 物 的 旋 转 晃 动 以 及 固 定 问 题矿 井 缆 绳 葛 洲 坝 中 科 储 能 技 术公 司 1-20MW,输 出 持 续 时 间 为 15分 钟 -8小 时 2018 提 出 方 设 成 本 案 优 点 ： 解 决 废 弃 矿 井 长 时 间 不 使 用 的 风 险 和 浪 费 问 题 ， 降 低 系 统 建 设 成 本难 点 ： 深 井 吊 机 的 载 重 能 力 有 限 ， 废 弃 矿 井 资 源 有 限 ， 选 址 不 够 灵 活 ， 瓦 斯 泄 漏 等 安全 隐 患 29重 力 储 能 ： 高 行 业 壁 垒 ， 部 分 龙 头 率 先 进 入 商 用 阶 段Ø 中 游 储 能 系 统 集 成 商 未 来 是 产 业 链 主 角 。 产 业 链 上 游 以 建 设 原 材 料 （ 水 泥 、 金 属 、 钢 铁 等 ） 和 装 备 为 主 ， 中 游 为 储能 系 统 集 成 商 ， 下 游 应 用 分 布 在 发 电 侧 、 电 网 侧 以 及 用 户 侧 。Ø 重 力 储 能 行 业 尚 未 进 入 全 面 商 业 化 阶 段 ， 资 本 壁 垒 与 技 术 壁 垒 较 高 。 目 前 国 内 外 的 重 点 企 业 主 要 有 Energy Vault、 Gravitricity和 中 国 天 楹 等 。 资 料 来 源 ： 智 研 咨 询 ， 新 浪 财 经 ， 华 安 证 券 研 究 所 上 游 中 游 下 游混 凝 土 机 械挖 掘 机吊 车起 重 机水 泥缆 车金 属钢 铁 重 力 储 能 系统 安 装 储能系统重 力 储 能 系统 运 维储能系统集成 发 电 侧 储 能电 网 侧 储 能用 电 侧 储 能（ 工 商 业 ） 企 业 名 业 务 概 况Energy Vault EV打 造 的 可 持 续 储 能 解 决 方 案 旨 在 推 动 全 球 公 用 事 业 规 模 的储 能 转 型 ， 以 提 升 电 网 弹 性 。 其 专 有 的 重 力 储 能 技 术 、 储 能管 理 和 一 体 化 平 台 旨 在 帮 助 电 力 公 司 、 独 立 发 电 商 和 大 型 工业 能 源 用 户 大 幅 削 减 平 准 化 能 源 成 本 ， 同 时 确 保 其 电 力 系 统的 可 靠 性 。 该 公 司 采 用 环 保 原 材 料 并 资 源 化 再 利 用 废 弃 物 ，在 促 进 世 界 向 循 环 经 济 转 变 的 同 时 加 快 客 户 的 清 洁 能 源 转 型 。Gravitricity 通 过 在 深 井 中 增 加 重 量 来 扩 大 项 目 规 模 ， 该 公 司 目 前 致 力 利用 废 弃 的 矿 井 进 行 开 发 ， 其 开 发 的 单 个 全 尺 寸 重 力 储 能 系 统的 储 能 容 量 可 高 达 2MWh， 而 在 未 来 开 发 的 重 力 储 能 系 统 具有 达 到 25MWh或 更 多 储 能 容 量 潜 力 。 Atlas (中 国 天 楹 ) 中 国 天 楹 的 技 术 授 权 主 要 系 公 司 控 股 海 外 子 公 司 Atlas Renewable LLC与 Energy Vault 签 订 技 术 授 权 协 议 的 方 式 获 得 。以 5000万 美 元 的 许 可 费 ， 获 得 EV授 权 在 中 国 区 (含 香 港 和 澳 门 )独 家 使 用 许 可 技 术 建 造 和 运 营 重 力 储 能 系 统 (“ GESS” ) 设 施 。 图 表 ： 重 力 储 能 产 业 链 全 景 图 图 表 ： 重 力 储 能 头 部 企 业 概 况 30分 类 定 义 原 理 优 势 劣 势锂 离 子 电 池 锂 离 子 电 池 是 一 种 依 靠 锂 离 子 在正 极 和 负 极 之 间 的 移 动 来 工 作的 充 电 电 池 。 充 电 时 电 池 正 极 上 方 生