新型储能行业动态报告：新型电力系统携手新型储能，全面支撑“双碳”目标达成

新能源发电大规模布局，储能成刚性需求再焕生机。中国储能市场发展始于2010年，历经十余年发展，部分技术已得到验证，示范应用项目成功推行，商业模式在探索中有所改进。2020年，“双碳”目标下，可再生能源开发得到前所未有重视，在高比例不稳定的可再生能源消纳压力下，多省地方政府及电网公司提出集中式“新能源+储能”配套发展政策，2021年中央首次明确了储能是碳达峰、碳中和的关键支撑技术，储能技术对新能源大规模普及的价值充分体现并成共识，“风光水火储一体化”、“源网荷储一体化”推动储能市场与“风光”发电新能源市场繁荣共进。 短期：储能发展需政策引导，依附于新型电力系统转型。2021年以来国家层面密集出台的政策提振了储能市场投资积极性，储能行业的发展空间与可持续性得到充分释放。中央对新型储能的定位决定了短期内其发展仍需依附于新型电力系统的转型，可跟踪指标有发电侧的新能源配储比例、新能源消耗占比、新能源装机数量，输配电侧的电网灵活性水平，用户侧的峰谷价差需求。 长期：成熟商业模式支撑稳健发展。储能参与主体应当借助政策与市场机制改革之风，探索建立成熟商业模式，实现真正的主体独立性并在储能服务市场中取得议价权才能保障行业稳健发展。我国储能企业已在发电侧、输配侧、用户侧开拓多种盈利模式：削峰填谷收益、调峰调频等电网辅助服务、配套储能租赁、共享储能、能源合同管理。目前国内多数大型储能电站主要参与调频服务或调峰服务，用户侧储能主要开展峰谷套利服务，收益来源单一，未来在建立稳定商业模式的同时，储能作为独立市场主体可参与多个细分市场实现效益叠加。 储能技术路径方面，新型储能异军突起，电化学储能为主流，压缩空气储能和熔盐储能值得期待。根据CNESA数据，截至2020年底，电化学储能投运项目累计占比约为9.2%，其中锂离子电池约为88.8%，带动储能逆变器进入高速发展阶段；熔盐储能规模进一步扩大，占比达1.5%，熔盐储能技术系统结构简单，初始投资成本较低，是实现可再生能源大规模利用，提高能效、安全性和经济性的有效途径；2021/9/30，世界首座非补燃压缩空气储能电站并网试验成功，可将电能转换效率提升至60%以上，2021年10月，我国首套10MW先进压缩空气储能系统在贵州毕节并网发电。先进压缩空气储能技术具有规模大、成本低、寿命长、清洁无污染、储能周期不受限制、不依赖化石燃料及地理条件等优势，是极具发展潜力的长时大规模储能技术。 投资建议：新型储能产业链正加速技术攻关与市场化布局，赛道前景广阔。电化学储能系统成本结构中，除电池外，PCS（占比20%）占比最高，重点关注储能逆变器和集成龙头阳光电源，户用储能逆变器龙头锦浪科技、固德威、德业股份、禾望电气，工商业储能逆变器龙头盛弘股份，全场景储能逆变器龙头科华数据，此外建议关注储能温控英维克、高澜股份、申菱环境、松芝股份、科创新源、银轮股份、中鼎股份，储能消防青鸟消防、国安达；先进压缩空气储能我国技术与国际同轨，已有多个成功的示范应用项目，推荐透平机械龙头陕鼓动力，建议关注金通灵；光热储能领域，西子洁能落地熔盐储能项目两个，技术成熟，建议关注。 风险分析：市场化改革不及预期；新型储能核心技术攻关不及预期；经济低迷，“双碳”目标放松。 1、储能与“风光”发电共舞 新能源发电大规模布局，储能成刚性需求再焕生机。中国储能市场发展起始于2010年，历经十余年发展，技术已得到验证，示范应用项目成功推行，商业模式在探索中有所改进。2020年，“双碳”目标下，可再生能源的开发得到前所未有重视，高比例不稳定的可再生能源消纳压力下，多省地方政府及电网公司提出集中式“新能源+储能”配套发展政策，储能技术对新能源大规模普及的价值充分体现并成共识，“风光水火储一体化”、“源网荷储一体化”推动储能市场与“风光”发电新能源市场繁荣共进。 我们认为，2020年以来储能行业的高景气源于新能源强配储能措施的推行，更多是要归功于政策面的利好，而未来储能行业能否欣欣向荣，则有赖于成熟有效商业模式的搭建。 图1：“风光”发电与储能共舞 1.1、短期：看政策引导驱动+电力系统转型 1.1.1、储能成新能源标配于争议中坚定前行 据《中国新闻周刊》记者不完全统计，2020年全国先后约17个省市区出台了“新能源+储能”相关政策。自2021年初至2021年11月，有20个省市区提出了“风光储一体化”，各省区的储能配置比例基本都在5％~20％之间，一般要求储能时长为2小时。 表1：各省储能配置政策 新能源势在必行，储能配备大势所趋背景下，各大央企、国企，以及部分民企纷纷布局，强配储政策引导效果显著，根据CNESA数据，2020年中国电化学储能装机增速跳跃至91%，而2019年装机增速只有59%。 图2：2011-2021年中国电化学储能电站装机规模 图3：2016-2020年中国储能电站装机规模 1.1.2、“双碳”目标衍生政策东风，储能迎来高光时刻 作为“双碳”目标关键支撑技术，储能长期发展后盾强大 支撑性：2021年7月15日，国家发改委、国家能源局《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中首次明确了储能作为碳达峰、碳中和的关键支撑技术，明确了储能的发展目标与重点任务，2025年新型储能装机规模达3000万千瓦以上，接近2021年装机规模的10倍，极大提振行业信心，为储能长期发展奠定了基础。 价值性：2021年7月29日，国家发改委发布《关于进一步完善分时电价机制的通知》推动电价市场化改革，通过峰谷电价、尖峰电价等价格信号，激励市场成员自发配置储能或调峰资源。经济利益可驱动市场成员自发实现分散与集中相互协同的储能设施配置方案，为储能设施商业价值的实现提供空间。峰谷价差拉大，将催生出更多应用新模式。 可持续性：2021年8月24日《电化学储能电站安全管理暂行办法（征求意见稿）》和2021年9月24日《新型储能项目管理规范（暂行）》的出台，将促进形成储能全生命周期、全流程的管理体系，为储能可持续发展保驾护航。 独立性：2021年12月24日国家能源局发布新版“两个细则”，新增新型储能为市场主体；新增转动惯量、爬坡、调相等辅助服务品种；分摊机制由并网电厂内分摊变为发电企业与电力用户共同分摊，进一步优化现有电力辅助服务补偿与分摊机制，为储能开拓了市场获益空间。 “十四五”新型储能发展专项规划值得期待。浙江省已于2022年2月11日由浙江省发改委发布关于组织申报“十四五”新型储能示范项目的通知，拟在全省组织申报新型储能示范项目，示范项目总规模100万千瓦，其中发挥调峰作用的独立储能项目给予容量补偿，联合火电机组调频的项目给予一定用煤量指标。 表2：不同阶段我国储能目标对比 1.1.3、短期内储能发展需跟踪新型电力系统转型步伐 需求刚性，应用广泛，贯穿新型电力系统三大环节。“双碳”目标实现需要大规模新能源建设，而新能源废弃率与新能源发电的不稳定性和间歇性问题增加了电网输配容量、电频波动控制等方面的要求，“风光水火储一体化”、“源网荷储一体化”使得储能在新型电力系统中的刚性需求地位确立。储能在新型电力系统的发电侧、输配电侧、用户侧三大场景中充分发挥价值。 图4：弃风率与弃光率 图5：光、储、充结合模式示意图 图6：储能在不同场景下的价值体现 我们认为当前储能行业与电力系统转型深度绑定，短期可跟踪指标有：（1）发电侧：看新能源配储比例、新能源在能源消耗系统中占比、新能源装机数量。2021年储能发展主靠发电侧配储改革推动，配储比例普遍在10%-20%左右，未来随着配储模式推行，配储比例仍有提升空间，而新能源比重与装机数量的提升则增加了配储量。（2）输配电侧：重点关注电网灵活性水平，看调频、备用、转动惯量、爬坡等电力辅助服务市场化进程。（3）用户侧：看峰谷价差需求，需求越大，削峰填谷的空间与利润更大。 图7：2017-2021年可再生能源装机数量 图8：2017-2021年可再生能源发电量占全社会用电量比重 图9：中国灵活性电源比重显著低于欧美国家 图10：各地电网工作日典型电力峰谷负荷情况 图11：2021年10月15日起浙江省分时电价政策：尖峰和高峰电价有所提高，低谷时段电价有所降低 1.2、长期：成熟商业模式支撑稳健发展 收益模式渐丰富，单项目多层收益模式待发展。政策只能作为行业初步发展的推动力，储能参与主体应当借助政策与市场机制改革之风，探索建立成熟商业模式，实现真正的主体独立性并在储能服务市场中取得议价权才能保障行业稳健发展。 当前，我国储能企业已在发电侧、输配侧、用户侧开拓多种盈利模式，主要有削峰填谷收益、调峰调频等电网辅助服务、配套储能租赁、共享储能、能源合同管理等模式。 表3：储能商业模式及特点 对比英国电力市场，国内储能收益来源较单一。英国电力市场自由化程度高，这为储能获得更多收益提供了可能性。从收益渠道来看，英国电力市场的储能收益来源广泛，包括从价值相对较高的调频服务市场及备用市场，到价值相对不高的能量市场，储能可获得的收益来源超过10种。目前国内多数大型储能电站主要参与调频服务或调峰服务，用户侧储能主要开展峰谷套利服务，收益来源较为单一。储能在建立稳定商业模式同时，作为独立市场主体可参与多个细分市场实现效益叠加。 图12：储能在英国电力市场的潜在收益来源 2、电化学储能成主流，压缩空气储能可期 2.1、新型储能技术路线：电化学储能为主流 储能技术按能量的转化机制不同，可分为物理储能（抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能）、电化学储能（锂离子电池、钠硫电池、铅蓄电池和液流电池等）、电磁储能（超级电容器、超导储能）和光热储能（熔盐储能）四类。 表4：储能技术路线对比 表5：各类主要储能技术成熟度 抽水蓄能技术成熟，电化学储能等新型储能技术不甘落后。多个储能技术中抽水蓄能技术最为成熟，在我国已投运储能项目累计装机规模中占比最大，根据 CNESA数据，截至2020年底占比为89.30%。回顾近年各储能技术装机量占比，抽水蓄能占比其实有所下降，根据CNESA数据，截至2015年，抽水蓄能占比高达99.5%，至2020年降幅高达约10pct，反映出我国新型储能技术商业化应用加速发展。截至2020年底，电化学储能投运项目累计占比约为9.2%，其中锂离子电池约为88.8%；熔盐储能规模进一步扩大，占比达1.5%；液流电池储能、超级电容储能、压缩空气储能项目规模占比较2019年有所下滑，我们认为主要受市场热拥电化学储能赛道挤占该部分储能项目投资资源所致。 图13：抽水储能占主导，但2020年占比大幅下降 图14：电化学储能增量以锂电池为主 2.2、新型储能技术路线：压缩空气储能值得期待 20世纪70年代后期，全球第一座压缩空气储能电站在德国建成，美国、日本等国家在此领域的发展速度也在不断加快。现阶段，全球商业化运行的压缩空气储能电站共有两座，分别位于德国、美国。我国压缩空气储能技术研究起步较晚，2005年才开始发展，但进步迅速，2016年建立示范工程项目，技术已进入全球先进水平。2021年9月23日，山东肥城压缩空气储能调峰电站项目正式实现并网发电，这标志着国际首个盐穴先进压缩空气储能电站已进入正式商业运行状态。2021年以来，全国有多个已签约待建项目，项目密度较往年有所提升。 图15：传统压缩空气储能起步晚，无商业化运行电站；新型压缩空气储能与全球同步发展 表6：国内压缩空气储能项目 新型压缩空气储能攻克传统储能瓶颈，具规模化应用潜能。压缩空气储能分为传统与新型两大技术路线。传统压缩空气储能系统（CAES）是基于燃气轮机技术开发的一种储能系统。在用电低谷，将空气压缩并存于储气室中，使电能转化为空气的内能存储起来；在用电高峰，高压空气从储气室释放，进入燃气轮机燃烧室同燃料一起燃烧，然后驱动透平发电。目前已在德国（Huntorf 290MW）和美国（McIntosh 110 MW）得到了规模化商业应用，在日本、以色列、芬兰和南非等国家也有相关研究和在建项目。