全球储能市场:多维度边际向好驱动储能装机提升
发布时间:2024-07-03 19:56:53      来源:中金点睛

7月3日:

摘要

国内大储:降本及收益模式理顺加速经济性拐点到来。碳酸锂及储能系统价格企稳,叠加项目并网抢装,催化终端需求。电力现货市场建设持续推进,我们认为储能有望体现时空价值获得合理收益。短期内,我们认为中国新能源装机驱动力仍来自于新能源强制配储政策,且配储比例与配储时长要求持续提升。中长期看,随着我国电力市场改革推进,储能有望受经济性驱动而迎来持续健康发展。

海外:需求趋势整体向上,中国企业机遇和挑战并存。1)美国市场:从短期维度看,经济性提升推动大储市场出货边际改善,关税政策或将带来抢装潮。从中期维度看,美国市场能源转型、极端天气、AI发展等将推动储能需求向上,储能电池安全性也将得到更多关注,中国企业虽面临挑战但仍有较好的发展机遇。2)欧洲市场:户储去库接近尾声,终端需求依旧旺盛。欧盟提升可再生能源占比规划,多个国家上调目标加速建设,带来大储机遇。3)中东及北非市场:地理位置较好+可再生能源丰富,中东及北非或承接新能源需求外溢。4)其他:澳洲、日本、东南亚市场等均边际向好。

储能技术持续迭代,新品逐渐应用。1)大电芯带来更高集成效率。行业从280Ah过渡至314Ah电芯,并逐步向500Ah+电芯发展,趋势明确。2)构网型PCS有效支撑电网。我们预计随新能源装机持续提升、构网型PCS成本下降(目前0.3元/W+,远高于跟网型),其应用项目有望逐渐渗透。

风险

政策推进不及预期,全球储能需求不及预期,产业链竞争加剧利润率下滑,贸易摩擦影响。

正文

国内大储:降本及收益模式理顺加速经济性拐点到来

碳酸锂带动储能系统价格企稳,2Q需求旺盛。碳酸锂及储能系统价格企稳,叠加项目并网抢装,催化终端需求。,企业出货环比持续高增。1Q24碳酸锂价格在10万元/吨附近价格企稳并小幅回升,3月后储能系统价格也逐步企稳,此前担心进一步降价而产生观望情绪已然消退,叠加国内630项目并网抢装,我们预计2Q24储能项目需求持续旺盛。

图表1:碳酸锂企稳

资料来源:Wind,中金公司研究部

图表2:中国大储系统及EPC中标价格

资料来源:CNESA,中金公司研究部

电力市场加快改革,储能参与市场机制逐步理顺。从顶层设计维度加快建设全国统一电力市场体系。2024年5月14日,国家发改委发布修订后的《电力市场运行基本规则》[1],明确电力市场交易类型包括电能量交易、电力辅助服务交易、容量交易等,新规进一步推进全国统一电力市场体系建设,持续完善电力市场功能,发挥市场机制作用。电力现货市场建设持续推进,储能有望体现时空价值获得合理收益。政策支持新型储能并网调度,储能收益模式或逐步理顺。2024年4月12日,国家能源局发布《关于促进新型储能并网和调度运用的通知》[2],新型储能可在电力系统运行中发挥调峰、调频、调压、备用、黑启动、惯量响应等多种功能,是构建新型电力系统的重要支撑技术。

图表3:山东独立储能项目IRR敏感性分析

注:假设容量租赁比例为80%

资料来源:CNESA,北极星储能网,山东省电力交易中心,中金公司研究部

图表4:部分市场独立储能项目IRR

注:假设2小时储能系统EPC价格为1.4元/Wh;假设容量租赁比例为80%

资料来源:EESA,中金公司研究部

短期政策驱动,中期经济性驱动储能装机。短期内,我们认为中国新能源装机驱动力仍来自于新能源强制配储政策,且配储比例与配储时长要求持续提升。中长期看,随着我国电力市场改革推进,储能有望受经济性驱动而迎来持续健康发展。我们预计2024年中国大储装机量有望超68GWh,同比增长约62%。2025年大储装机量有望达近90GWh,装机持续快速增长。

海外:需求趋势整体向上,中国企业机遇和挑战并存

美国市场:新关税政策启动抢装潮,看好未来两年中国企业表现。电芯价格下降,加州独立储能电站运营经济性可达约25%,储能资产盈利性较高。301关税政策将在2026年针对储能电池加税,我们预计或将带来24-25年储能抢装潮。我们预计2024-2025年美国储能装机量分别可达46/58GWh,出货量达78/92GWh。

机遇与挑战并存,中期维度仍看好中国企业发展潜力。美国电价问题或将长期存在,储能需求潜力较大。美国电价长期存在高价格及高波动性问题,缺电断电情况时有发生,整体影响较大。在能源转型,极端天气频发、AI数据中心用电量快速增长背景下,电价问题或将更为严重。储能是解决该类问题的有效方法之一,在中期维度,我们仍然看好储能在美发展潜力。

图表5:加州日内峰谷电价情况

资料来源:energyonline,中金公司研究部

图表6:德州日内峰谷电价情况

资料来源:energyonline,中金公司研究部

图表7:美国各类能源净发电量对比

资料来源:EIA,中金公司研究部

图表8:美国加州月度弃风弃光量(2014年5月-2024年5月)

注:时间截至2024年5月

资料来源:EIA,中金公司研究部

图表9:美国极端天气指数趋势

注:数据包含热带气旋

资料来源:National Centers for Environmental Information,中金公司研究部

图表10:美国电价组成来源(2022)

资料来源:EIA,中金公司研究部

储能事故频发,或将推动磷酸铁锂路线,中国企业机遇与挑战并存。近年储能电池安全事故频发,我们认为储能安全核心还是电芯技术方向选择,当下中国的磷酸铁锂技术相对三元锂电池安全很多,三元锂电池发生热失控,会产生大量氢、氧等可燃气体,燃烧反应剧烈;相较之下,磷酸铁锂电池热失控后,不会产生氧气,可以通过隔绝空气,较容易的阻止热失控蔓延。在此背景下,我们认为中国企业可凭借更安全的技术路线强化核心竞争力,紧握储能发展机遇。

图表11:2012-2024储能事故按地区统计

资料来源:EPRI,中金公司研究部

图表12:2012-2024储能事故分供应商统计(次)

资料来源:EPRI,中金公司研究部

欧洲市场:户储拐点临近,中长期规划带来大储机遇。欧洲去库接近尾声,户储终端需求依旧旺盛目前欧洲天然气价格、居民电价回落,但仍然维持历史高位。户用光储系统目前经济性仍然较高。我们以德国为例测算欧洲户用光储系统的回本周期:仅安装光伏系统投资的回收期约7.2年,光伏+储能系统投资回收期约6.8年,光储系统中添加额外的储能的投资回收期约6.0年,户用光伏及储能系统仍然具备一定经济性。

图表13:德国户用光储系统回本周期测算

资料来源:Fraunhofer ISE,BDEW,Photovoltaik4all,中金公司研究部

中长期能源规划带来大储机遇,电力系统灵活性需求推动储能装机提升。欧盟提升可再生能源占比规划,多个国家上调目标加速建设。为减少俄罗斯化石燃料的使用,欧盟2023年10月修订的可再生能源指令EU/2023/2413 将欧盟2030年可再生能源消费比例目标从之前的 32%提高到最低42.5%,并希望达到45%。根据欧洲环境署[3]预测,到 2030 年,欧盟电力系统的灵活性需要几乎翻倍以匹配可再生电力来源的增长。根据Eurelectric[4],如果不增加储能等灵活性资源,到2030年,欧洲多个地区的可再生能源弃电率预计将达到30-36%,这将导致消费者成本及碳排放量的增加,为解决灵活度问题,2030年储能将提供约191GW的灵活容量,到2050年将达到486GW,相较2023年60GW装机提升显著。

中东及北非市场:新能源需求外溢带来能源转型及制氢行业机遇

地理位置较好+可再生能源丰富,中东及北非或承接新能源需求外溢。中东及北非长期为能源输出地,具备较好的设施及商业基础。地理位置占优,位于欧/亚/非洲中心,可节约能源输送费用。可再生能源资源丰富,成本较低。我们认为,在可再生能源为主体的能源体系下,中东及北非新能源及相关产业的未来需求潜力可挖。

气候承诺下,风光装机增速或将提升,带动储能装机加速。2023 年底,在中东的中心地带,COP28 做出了几项重大气候承诺。除了围绕能源效率和摆脱化石燃料的承诺外,125个国家还签署了一项承诺,到2030年将可再生能源产能增加两倍[5]。根据我们对部分国家2023-2024年储能招标/建设数据进行的不完全统计,整体项目建设较为景气,我们认为该地区2024-2025年整体需求在5GWh以上。

图表14:中东及北非部分国家2023-2024年储能招标/建设数据

资料来源:Energy Storage News,中金公司研究部

低成本可再生能源奠定基础,看好氢能发展潜力。电解水制氢电价成本占比约为60%-70%[6],拥有较大的可再生能源资源可以使得中东及北非地区以相对较低的成本生产低碳氢能。另外,大面积的可用土地、现有的石油和天然气基础设施,以及地理位置接近主要采购市场使得中东和北非地区有可能在未来的氢能经济中占据很大份额。在该地区主要的六个国家中,摩洛哥、埃及、阿曼和阿联酋签署了《关于相互承认氢能和氢能衍生物认证计划的 COP28 政府间意向宣言》[7],已发布专门的氢能政策。一些国家已经设定了实质性的氢气生产目标。我们看好该地区未来氢能产业发展。

图表15:各地制氢成本对比

注:地图来自中华人民共和国自然资源部监制

资料来源:World economic forum,国家地理信息公共服务平台[8],中金公司研究部

其他市场:多个细分市场边际向上,储能需求景气

澳大利亚市场:能源转型诉求强烈,持续加大预算投入,政府招标及电价水平高波动推动装机加速。澳大利亚能源转型目标较为激进,政策[9]提出到 2030 年将国家电⼒市场 (NEM) 可再⽣能源份额提⾼到 82%,而2023年清洁能源占比仅为36.7%。对应相关预算持续提升,2023 年11月23日,澳大利亚政府宣布扩大产能投资计划,目标是在全国范围内新增 32 GW的新产能,投资额达520亿美元,以及9吉瓦的清洁可调度容量,投资额达150亿美元,扩大后的计划将于2024年至2027年推出。根据SUNWIZ[10],2023 年澳大利亚安装57,000 个户储系统,同比+21%,656MWh户储容量并网。2024年的规模将更大,目前在建的产能是去年同期的六倍。我们看好在政府招标及电价水平高波动的推动下,澳大利亚户储及大储加速装机。

图表16:澳大利亚能源发电结构

资料来源:EMBER,中金公司研究部

图表17:澳大利亚NSW/SA/QLD 2024年5月峰谷价差

注:已删除个别极端值

资料来源:AEMO,中金公司研究部

日本市场:能源长期依赖进口,能源转型需求推动光伏等可再生能源加速发展,电价波动或将加大,电力市场政策推动储能经济性提升。日本是能源消费大国,其近90%的能源需求来自进口[11],2023年日本燃煤及天然气发电量占比分别为32%、33%,根据日本的能源转型政策规划,EIA预计2030年两项发电量将分别下降到19%、20%[12]。由于核能发展存在不确定性,以及陆海风发展存在一定制约,日本持续加大光伏建设,从 2023 年 4 月至 2024 年 3 月财政年度启动了清洁能源拍卖系统,旨在通过提前获得固定成本资金来刺激对清洁能源的投资,以推动该国到 2050 年的脱碳。而2024年FIT基本无明显退坡[13],并针对屋顶光伏给了更高的FIT价格,我们看好大型光伏的持续招标及屋顶光伏的建设需求不断提升。日本与其他国家电网互联较少,我们认为储能成为未来电力发展的必需品。2021-2022年能源价格的不稳定导致日本电价上涨较快,后续经济下行需求不足导致电价下降。2024年,我们认为随着可再生能源占比提升、气温上升,日元贬值,疫情后经济修复等多个因素影响,电价波动性或将加大,另外自2024年开始,日本启动一个提前一天&一周的辅助服务市场[14],或将提升储能经济性。日本居民具备较强的抗风险意识,户用储能装机持续提升。基于以上分析,我们看好后续日本市场的大储、户储及工商储整体需求景气。

图表18:日本能源发电结构

资料来源:EMBER,中金公司研究部

图表19:日本光伏上网电价情况

注:财年从每年4月开始

资料来源:日本经济产业省,中金公司研究部

东南亚市场:新兴经济体增长需求vs薄弱基础设施构成底层矛盾,高气温助推储能装机。随着东南亚地区工业的发展,电力需求也呈现了攀升的趋势,IEA数据显示2023年东南亚电力需求同比+4.6%,我们预计2024-2026年平均同比+5.3%,对比2023年世界电力需求同比+2.2%,我们预计2024-2026年平均同比+3.4%。与此同时,在化石燃料价格高涨的情况下,电价也呈现上升趋势。东南亚电力基础设施相对薄弱,去年受厄尔尼诺现象影响,各国出现电力短缺。2024年以来,东南亚多地遭遇持续高温天气,多个国家打破最高气温纪录,导致不同程度的停电、限电情况,我们认为新兴经济体的高电力需求与薄弱电网基础设施的矛盾将促进储能装机持续提升。

部分国家电网形式以离网为主,适合屋顶光伏+储能形式保障居民用电。部分国家人口居住相分散,电网的架空线路规范性较差。例如,菲律宾燃料价格波动性较大导致电力成本高昂,类似的情况也出现岛屿众多而电网覆盖率不足的印度尼西亚。随着屋顶光伏的大力推进和电力交易范围的拓宽,分布式光储或光储柴互补逐渐成为当地居民的选择。除上述区域之外,受益于政策支持,印度、乌兹别克斯坦、沙特阿拉伯等其他亚洲区域的储能建设也在快速推进。

图表20:东南亚国家发电能源结构

注:数据对应2021年

资料来源:IEA,中金公司研究部

图表21:东南亚风电和光伏年新增装机情况

资料来源:BNEF,中金公司研究部

储能技术持续迭代,新品逐渐应用

大电芯带来更高集成效率

大容量电芯具备天然成本优势,发展趋势明确。行业从280Ah过渡至314Ah电芯,并逐步向500Ah+电芯发展。2021-2022 年,国内主流电芯厂均推出 280Ah 电芯并快速实现批量应用;2023年上半年各企业研发并逐步量产300Ah+储能电芯,截至目前,314Ah电芯成各厂商储能新品首选与主推产品,并开始加速渗透;目前各电芯厂开始研发更大容量储能电芯,如宁德时代580Ah+、亿纬锂能628Ah、海辰储能1130Ah、瑞浦兰钧587Ah/625Ah电芯、南都电源690Ah、欣旺达628Ah,大多企业计划2025年起量产。

大容量电芯带动集装箱系统能量密度提升,节约土地与运输施工成本。280Ah电芯下,20尺集装箱采用液冷系统普遍可容纳3.44MWh电芯,而使用目前逐步渗透的314Ah电芯,20尺集装箱可容纳5MWh电芯,随更大容量电芯研发量产,企业已推出6-7MWh大容量直流舱产品,单舱容量较目前314Ah的5MWh集装箱提升20%-40%。更大的单舱容量可节约土地面积,同时推动运输安装施工等成本下降,带动储能终端成本下行。

图表22:314Ah电芯对应约5MWh储能集装箱

资料来源:储能与电力市场,中金公司研究部

图表23:500Ah+电芯集装箱容量提升至6-7MWh

资料来源:储能与电力市场,中金公司研究部

构网型PCS有效支撑电网

风光装机增长催化构网型PCS需求。目前储能变流器均采用跟网型控制,无法提供与传统同步发电机类似的惯性响应和频率/电压控制能力,随着可再生能源的大规模接入,电网的暂态抗扰能力和小信号抗扰能力均有所下降,低惯量、低阻尼、弱电压支撑等问题凸显,而构网型储能可以有效提升电网惯量阻尼特性,为系统提供电压和频率支撑。2023年下半年起,西北地区出现部分构网型储能项目招标,我们预计随新能源装机持续提升、构网型PCS成本下降(目前0.3元/W+,远高于跟网型),其应用项目有望逐渐渗透。

图表24:跟网型与构网型PCS技术对比

资料来源:EESA,中金公司研究部

我们看好 2024 年全球储能需求有望保持高增需求。预计2024年全球储能出货量(不含通信储能)将达到273GWh,其中中国/美国/欧洲/澳洲/日本/其他地区分别为86/78/50/6/3/49GWh。

图表25:全球储能分地区出货量预估(不含通信储能)

资料来源:SNEC,Energy storage,IEA,中金公司研究部

风险提示

政策推进不及预期。当前国内储能市场政策依赖性仍然较强,各地方具体发展情况需要依照后续地方性政策细则落实而定,未来若政策推进力度不足可能对储能电站运营经济性造成直接影响。

全球储能需求不及预期。一方面风光装机持续高增驱动储能等灵活性资源需求,同时各国通过政策补贴、完善市场机制等方式提升储能经济性。若未来光伏风电装机量增长放缓将影响配储需求,同时,若未来储能补贴退坡、储能盈利模式开拓不及预期,储能经济性将受到影响,最终影响全球储能需求量。

产业链竞争加剧利润率下滑。目前储能集成端价格竞争激烈,若未来竞争进一步加剧压缩收益空间,可能影响企业盈利水平。

贸易摩擦影响。2023年海外储能市场占全球储能市场行业空间超60%,储能相关行业受到关税等贸易政策影响,若贸易摩擦加大,我们认为中国企业的出货及盈利能力或将受到影响。