机械行业周报：储能市场加速开启，关注设备领域投资机会

本周关注：天地科技、三一重工、苏试试验、迈为股份 本周核心观点：近期在原材料成本回落、疫情修复的背景下，机械板块超跌个股均有回升。我们认为短期修复后，疫情长期影响仍值得关注。因此我们更看好具备长期优势的龙头个股，以自身α抵御行业波动。看好检测、工程机械板块。 “新能源+储能“将成为”双碳“实现主要途径。在全球“能源危机”、“能源转型”背景之下，清洁能源将逐步替代传统化石能源，各领域电气化趋势加快，新能源发电占比不断提升。据国家能源局数据，截至2021年12月底，全国可再生能源发电累计装机容量10.6亿千瓦，占全部电力装机的44.8%，其中水电装机3.91亿千瓦、风电装机3.28亿千瓦、太阳能发电装机3.06亿千瓦。然而，随着新型电力系统建设的持续推进，电力系统呈现出高比例可再生能源、高比例电力电子设备的“双高”特征。新能源发电的不稳定、随机性、间歇性等缺点，极易产生供需错配问题，供应侧也将出现随机波动的特性，电网频率控制愈发重要，调峰调频需求日益迫切。 抽水储能在我国仍占据主要地位，但新型储能发展迅速。储能，即能量的存储，指在能量富余时利用装置或介质将能量存储起来，并在需要时再释放的过程，可调节能量供求在时间和强度上的不匹配问题。储能的技术路径可分为机械储能、电化学储能、电磁储能、热储能、化学储能等方式。从电储能市场结构来看，抽水储能在我国仍占据主要地位，但新型储能发展迅速。根据CNESA的不完全统计，截至2021年底，国内抽水蓄能的累计装机规模为39.8GW，同比增长25%，但所占比重与去年同期相比再次下降了3pct，而装机规模增量主要来自新型储能，累计装机规模达到5729.7MW，同比增长75%。 从分散支持到全面管理，储能进入政策出台密集期。2021年之前，储能行业支持政策主要以省为单位展开，且大多集中于可再生能源并网、储能参与辅助服务市场等层面，部分省市对此出台了补贴政策。随着“碳中和”目标的确定，2021年各部委层面频出储能相关政策，且政策覆盖到电力系统发电、电网、用户侧、安全管理、并网管理、辅助服务等各个环节。2022年2月，国家发展和改革委员会、国家能源局正式印发《“十四五”新型储能发展实施方案》，方案提出到2025年新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，具备大规模商业化应用条件；电化学储能技术性能进一步提升，系统成本降低30%以上；到2030年，新型储能全面市场化发展，新型储能核心技术装备自主可控。 到2025年实现新型储能装机规模3000万千瓦，储能设备迎来百亿年市场空间。储能系统设备通常包括电池堆单元、能量管理系统（EMS）、电池管理系统（BMS）、储能变流器（PCS）及其他设备（集装箱、汇流、配电、温控、消防、视频监控、照明、箱内电缆等辅助系统）。根据轻舟科技数据，储能EPC项目成本中约有80%为储能系统设备，其中，电池堆单元、BMS、PCS又分别占设备成本比重70%、9%、10%。根据我们对发电测、电网侧、用户侧对储能需求的初步测算，预计2022-2025年储能装机需求分别为13.4、33.1、63、105.6GWh，对应2021-2025年复合增长率为122.2%。设备方面，预计2022-2025年电化学储能装机需求对应的设备成本分别为61、196、454、887亿元，储能消防市场空间分别为13、33、63、106亿元，储能温控市场空间分别为6、17、35、63亿元。 投资建议：建议关注青鸟消防、同飞股份、英维克、高澜股份。 风险提示：宏观环境不确定性的风险、装机规模不及预期的风险、技术更新迭代的风险、市场竞争加剧的风险。 1上周组合表现 上周关注组合:高测股份、苏试试验、杭氧股份、杭可科技、三一重工。截至2022年5月27日，周区间涨跌幅-2.12%，同期机械设备申万指数涨跌幅-0.64%，同比跑输设备指数。从2021年11月21日组合开始至今，累计收益率-22.68%，跑输沪深300指数6.32pct，跑赢申万机械指数1.80pct。 2“双碳”背景下，储能迎来加速发展期 2.1“新能源+储能”将成为“双碳”实现主要途径 2.1.1新能源发电占比不断提升，“双高、双随机”形势下电力系统亟需转型 在全球“能源危机”、“能源转型”背景之下，清洁能源将逐步替代传统化石能源，各领域电气化趋势加快，新能源发电占比不断提升。据国家能源局数据，截至2021年12月底，全国可再生能源发电累计装机容量10.6亿千瓦，占全部电力装机的44.8%，其中水电装机3.91亿千瓦、风电装机3.28亿千瓦、太阳能发电装机3.06亿千瓦、生物质发电装机3798万千瓦。在全球碳中和目标下，风电、光伏发电等新能源电将成为未来能源结构中的绝对主力。 随着新型电力系统建设的持续推进，叠加电动车、分布式能源、储能等交互式用能设备的广泛应用，电力系统呈现出高比例可再生能源、高比例电力电子设备的“双高”特征。然而，新能源发电具有不稳定性、随机性、间歇性的缺点，极易产生供需错配问题。 从日用电与供电匹配情况来看，风电、光电站分别在凌晨、中午出力最大，而用电高峰在早晨10点和晚上8点，其出力时段分布与用电负荷存在较大矛盾。此外，季节、天气等因素也将加大系能源发电的不稳定性。随着波动性和间歇性可再生能源在电源结构中占的比持续增长，供应侧也将出现随机波动的特性，电网频率控制愈发重要，调峰调频需求日益迫切。 图1：2011-2021年各类能源累计装机量（万千瓦时） 图2：储能的削峰填谷 2.1.2储能成为新型电力系统的关键一环，规模不断增长 储能，即能量的存储，指在能量富余时利用装置或介质将能量存储起来，并在需要时再释放的过程，可调节能量供求在时间和强度上的不匹配问题。根据能量存储形式的不同，广义储能包括电储能、热储能、氢储能三类。由于电能是目前应用最为广泛的能量形式，因而电储能是最主要的储能方式。但由于电能本身不易大规模存储，因此储电的基本思路是将电能转化为其他形式的能量，在需要时再转化回来。 由于我国的能源中心和电力负荷中心距离跨度大，电力系统一直遵循大电网、大电机的发展方向，按照集中输配电模式运行，随着可再生能源发电的飞速发展和社会对电能质量要求的不断提高，储能市场规模增长迅速，前景广阔。 图3：全球储能累计装机容量变化（GW） 图4：中国储能累计装机容量变化（GW） 2.2储能的多种解决方案 储能的技术路径主要可以分为机械储能、电化学储能、电磁储能、热储能、化学储能等方式。 其中，机械储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等；电化学储能是指各种二次电池储能，主要包括铅酸电池、铅炭电池、锂离子电池、钠硫电池、钠离子电池等。电磁储能主要包括超导储能、超级电容器存储能等方式。热储能主要包括储热、储冷等方式。化学储能包括电解水制氢、合成天然气等方式。 表1：储能的多种解决方案 按照储能作用时间的长短，可以将储能系统分为数时级以上、分钟至小时级、秒级等。其中，超导储能、超级电容器储能可以实现额定功率下放电时间在秒级水平，电化学储能放电时间在分钟至小时级，机械储能、氢储能等方式可实现数时级以上放电。 从电储能市场结构来看，抽水储能在我国仍占据主要地位，但新型储能发展迅速。抽水蓄能时当前最为成熟的电力储能技术，早在20世纪90年代就实现了商业化应用，主要用于电力系统削峰填谷、调频调相和紧急事故备用，但受限于选址和建设施工的局限性，未来发展空间有限。 电化学时当前应用范围最广、发展潜力最大的储能技术。相比抽水蓄能，电化学储能受地理条件影响小，建设周期短，可灵活运用于电力系统各环节及其他场景中。另外，随着成本持续下降，商业化应用日渐成熟，其技术优势愈发明显，发展前景广阔。 根据CNESA的不完全统计，截至2021年底，全球抽水蓄能的累计装机规模占比首次低于90%，相比2020年下降4.1p Ct ；新型储能累计装机规模为25.4GW，同比增长67.7%。在国内市场中，抽水蓄能的累计装机规模最大，为39.8GW，同比增长25%，所占比重与去年同期相比再次下降，下降了3个百分点；市场增量主要来自新型储能，累计装机规模达到5729.7MW，同比增长75%。 图5：中国电力储能市场累计装机构成 图6：储能的三大应用场景 从整个电力系统角度看，储能的应用场景可以分为发电侧（电源侧）、输配电侧（电网侧）、用电侧储能三大场景。1）发电测对储能的需求场景较多，例如电力调峰、辅助动态运行、系统调频、可再生能源并网、备用电源等；2）输配电侧存储能主要用于缓解电网阻塞、延缓输配电设备扩容升级、改善电能质量等；3）用电侧储能主要用于电力自发自用、风骨价差套利、容量电费管理、提升供电可靠性、偏远地区供电、智能交通等领域。 3从分散支持到全面管理，储能进入政策出台密集期 根据中国节能协会碳中和专业委员会，2021年之前，对储能行业的支持政策主要以省为单位展开，且大多集中于可再生能源并网、储能参与辅助服务市场等层面，部分省市对此出台了补贴政策。随着“碳中和”目标的确定，2021年各部委层面频出储能相关政策，且政策覆盖到电力系统发电、输配、用电等各个环节。 国家层面政策规划：储能是我国战略性新兴产业的重要组成部分，近年来一系列鼓励政策的加速出台为储能产业大发展蓄势，推动行业进入规模化发展阶段。2022年2月，国家发展和改革委员会、国家能源局正式印发《“十四五”新型储能发展实施方案》，方案提出到2025年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，具备大规模商业化应用条件；电化学储能技术性能进一步提升，系统成本降低30%以上；到2030年，新型储能全面市场化发展，新型储能核心技术装备自主可控。2022年5月25日，国家能源局综合司发布《关于加强电化学储能电站安全管理的通知》，从七个方面对电化学储能电站安全作出指引，储能行业得到进一步规范。 表2：2016-2022年储能相关政策 地方扶持政策：2022年3月《“十四五”新型储能发展实施方案》发布以来，各省积极响应，发布多项储能相关政策。政策要点主要有：1）多地鼓励“新能源+储能”建设模式；推动风电、光伏发电储能项目建设，新建新能源电站按照不低于装机容量10-15%（2小时）配置储能； 2）政策指导工商业用户直接参与市场交易；3）建立用户参与辅助服务分担共享机制；4）推动各类储能安全发展，为新能源发展提供安全保障；5）加强储能技术人才培养；6）“十四五”新型储能示范项目集中申报，其中，青海省力争建成电化学新型储能600万千瓦，排名第一；7）明确氢能在能源系统中的定位和中长期发展目标；8）《“十四五”新型储能发展实施方案》，明确新型储能规模化、产业化、市场化发展；9）开展储能等先进能源技术研发与示范应用；10）山东2022年度储能示范项目共29个，总规模达3.103GW。 表3：2022年4月地方出台储能相关政策 4电化学储能是发展最快的储能方式 4.1电化学储能优势凸显，锂离子电池储能方式发展迅速 4.1.1电化学储能的分类 电化学储能是通过电池所完成的能量储存、释放与管理过程，是当前应用范围最广、发展潜力最大的电力储能技术。相比抽水蓄能，电化学储能受地理条件影响较小，建设周期短，可灵活运用于电力系统各环节及其他各类场景中。同时，随着成本持续下降、商业化应用日益成熟，电化学储能技术优势愈发明显，或逐渐成为储能新增装机的主流。未来随着锂电池产业规模效应进一步显现，成本仍有较大下降空间，发展前景广阔。 图7：全球电化学储能累计装机容量（GW） 图8：中国电化学储能累计装机容量（GW） 电化学储能主要分为铅酸电池、铅炭电池、锂离子电池、钠离子电池、钠硫电池、液流电池等六类。截至2021年，在国内电化学储能市场中，锂离子电池占据绝对主导地位，市场份额达到89.7%。 表4：电化学储能分类 铅酸电池有较长的发展历史，自20实际70年代开始就一直被用于住宅太阳能发电设施的别用电源，由于铅酸电池成本低，可大规模生产，使用较为安全，因此早期的电