电力设备及新能源/储能：能源革命大势所趋，推动全球储能蓬勃发展

2023年01月03日 行业研究●证券研究报告 电力设备及新能源/储能 行业深度分析 能源革命大势所趋，推动全球储能蓬勃发展投资要点储能在电力系统全场景大有可为：在发电侧，储能可以协助可再生能源发电满足并网要求，同时提高可再生能源利用率。在电网侧，储能的功能主要为调峰、调频、缓解电网阻塞。在用电侧，储能的功能主要为电力自发自用、峰谷价差套利、容量费用管理。储能技术多样，锂电储能有望成为增长主流技术：按照存储介质划分，储能技术主要分为机械类储能、电气类储能，电化学类储能（包括锂离子电池、液流电池等），各种储能方式各有优缺点，适应不同应用场景。其中锂电储能由于具备能量密度高（130-200Wh/kg）、充放电效率高（90%-95%）、响应速度快、产业链配套完善、不受地域限制等优点，有望成为快速发展的主流技术。2021年全球储能锂离子电池出货量为66.3GWh，同比增长132.4%，2017-2021的年化复合增速为56.7%。国内外储能政策频出：中国储能政策的发展目标为“2025年步入规模化发展，2030年全面市场化发展”。中国各省市“十四五”储能规划落地，2025年储能目标合计超过50GW，强化储能行业增长确定性。全国多个省区发布了新能源强制配储政策，配储比例大多在10%-20%，配储时长2-4小时。风光配储后上网电价无溢价，故各地积极探索“共享储能”模式，来增加储能电站的收益来源。国外推出税收减免、资金补贴等政策促进储能的发展。全球储能多点开花，行业进入高速成长期：2021年中国电化学储能新增装机2.4GW，同比约+50%。电源侧和电网侧大型储能占比高达96%。2021年美国电池储能装机量为3.5GW，其中大型储能占比88%。2020、2021连续两年增速200%左右。虽然美国户储装机量占比不高（2021年约9%），但是仍然保持较好的增长态势。2022H1户储新增装机量约为709MWh，同比约+48%。欧洲由于高电价，户储历年新增装机量占比约50%。2022H1欧洲因能源危机，更是导致户储爆发。我们结合对光伏、风电未来新增装机量的假设，预计2025年全球储能新增需求为129.5GW/309.3GWh，2021-2025年的年化复合增速为70%/74%，成长空间大。储能电池和变流器为价值量最高的环节，相关企业快速切入储能赛道：储能电池是储能系统最主要的构成部分，约占储能系统成本的60%以上；储能变流器PCS可以进行交直流的变换，占系统成本10%。大型储能对于电池的寿命、容量、安全性等要求更高，技术壁垒相对更强，户储对于渠道建设更为重要。派能科技深耕海外户储电池，渠道优势显著。宁德时代侧重大型储能，推出长寿命、280Ah大容量电芯、液冷CTP的预制舱系统EnerC。储能变流器方面，龙头阳光电源2021年全球出货排名第一。其它光伏逆变器厂商也在加速切入储能变流器领域。 投资评级领先大市-A维持首选股票评级300750.SZ宁德时代增持-A688063.SH派能科技买入-B300274.SZ阳光电源买入-B688032.SH禾迈股份买入-B300763.SZ锦浪科技买入-B一年行业表现 资料来源：聚源 升幅%1M3M12M电力设备及新能源相 -5.72-3.69-1.01 对收益电力设备及新能源绝 -5.71-1.94-22.64 对收益储能相对收益-5.92-1.1950.01储能绝对收益-5.90.5628.38 分析师刘荆SAC执业证书编号：S0910520020001liujing1@huajinsc.cn报告联系人顾华昊guhuahao@huajinsc.cn 相关报告电力设备及新能源：山东明确工商业分时电价政策，光伏产业链价格下跌趋势明确-新能源行业周报2022.12.5电力设备及新能源：碳酸锂价格企稳，隆基HJT电池效率创世界纪录-新能源行业周报2022.11.21电力设备及新能源：加拿大限制锂矿投资，隆基发布Hi-MO6-新能源行业周报2022.11.7 华友钴业：业绩承压，但一体化布局逐步完善-华友钴业三季报点评2022.11.4 天赐材料：业绩处于预告中值，正极业务有望快速放量-天赐材料三季报点评2022.11.3 东方电缆：业绩短期承压，但在手订单充足，有望支持明年业绩增长-东方电缆三季报点评2022.11.1 锦浪科技：业绩处于预告中值，储能逆变器快速放量-锦浪科技三季报点评2022.10.31 投资建议：全球可再生能源装机量的增长拉动发电侧、电网侧大型储能的需求，海外能源危机、电力不稳定等因素带动用户侧储能的需求。我们推荐储能系统中价值量较高的电池和变流器，重点推荐储能电池供应商（派能科技、宁德时代），变流器供应商（阳光电源、禾迈股份、锦浪科技），建议关注电池材料（德方纳米）以及南都电源。 风险提示：行业竞争加剧、原材料价格大幅涨价、政策风险、储能行业需求不及预期，疫情等其它突发情况。 内容目录 一、储能在电力系统全场景大有可为6 （一）发电侧储能的功能主要为可再生能源并网6 （二）电网侧储能的功能主要为调峰、调频、缓解电网阻塞6 （三）用电侧储能的功能主要为电力自发自用、峰谷价差套利、容量费用管理7 二、储能技术多样，锂电储能有望成为增长主流技术8 （一）储能技术种类多样，性能决定应用场景8 （二）储能锂离子电池出货量快速增长，有望成为未来储能增长的主流技术14 三、国内外储能政策频出15 （一）中国政策推动可再生能源配储，探索共享储能新模式15 （二）国外推出税收减免、资金补贴等政策促进储能发展18 四、全球储能多点开花，行业进入高速成长期19 （一）中国大型储能快速增长，国外大储、户储齐发力19 （二）储能行业成长空间大，有望高速发展24 五、储能电池和变流器为价值量最高的环节，相关企业快速切入储能赛道25 （一）锂电池26 1、派能科技：深耕海外的户储电池龙头，渠道优势显著27 2、宁德时代：全球储能电池市占率第一，侧重大型储能29 3、南都电源：通信后备电池老兵，转型储能31 （二）储能变流器33 1、阳光电源：储能变流器、储能系统双龙头34 2、禾迈股份：国产微逆龙头，储能逆变器有望快速放量35 3、锦浪科技：专注分布式光储，组串式逆变器龙头36 六、投资建议37 七、风险提示37 图表目录 图1：光伏、风电出力曲线和负荷曲线对比6 图2：储能削峰填谷示意图7 图3：火电调频示意图7 图4：储能调频示意图7 图5：户用光储系统8 图6：储能的分类9 图7：全钒液流电池的原理示意图9 图8：铅酸电池放电时的反应原理10 图9：铅酸电池的结构图10 图10：磷酸铁锂电池充电时的反应原理10 图11：钠硫电池结构11 图12：钠硫电池的放电反应原理11 图13：2021年全球电力储能市场累计装机规模中不同储能方式的结构占比14 图14：全球储能锂电池出货量（GWh）15 图15：中国储能锂电池出货量（GWh）15 图16：共享储能示意图17 图17：全球电化学储能历年新增装机功率（GW）和容量（GWh）20 图18：2021年全球各国电化学储能新增装机功率占比20 图19：中国历年电化学储能新增装机功率（GW）及增速20 图20：2021年中国电化学储能新增装机功率应用场景分布20 图21：2022H1各企业储能招标规模占比20 图22：2022H1各企业储能系统中标规模占比20 图23：美国历年电池储能新增装机功率（MW）、装机容量（MWh）及其增速22 图24：2021年美国电池储能装机容量构成22 图25：美国各季度储能装机量22 图26：美国历年户储新增装机量（MWh）23 图27：欧洲历年电化学储能和户储新增装机量（MWh）23 图28：2021年欧洲各国电化学储能新增装机量占比（MWh%）23 图29：法国EpexSpotSE日前合约电力价格（欧元/MWh）23 图30：电化学储能产业链25 图31：大型储能系统工作原理图26 图32：锂电储能系统的成本构成26 图33：中国储能技术提供商2021年度全球市场储能电池出货量排名27 图34：公司历年储能电池系统营收（亿元）及占比27 图35：公司储能电池系统中各应用的占比27 图36：公司历年储能电池系统毛利率28 图37：公司历年储能系统营收（亿元）及其营收占比30 图38：公司历年储能系统毛利率30 图39：2022H1公司在各行业的营收（亿元）及占比31 图40：2022H1公司各产品的营收（亿元）及占比31 图41：公司历年锂电池和铅蓄电池产品的毛利率32 图42：中国储能PCS提供商2021年度全球市场储能PCS出货量排名34 图43：公司历年储能业务营收（亿元）及占比35 图44：公司历年储能毛利率35 图45：公司的储能逆变器及相关产品36 图46：公司的储能逆变器产品36 图47：公司储能逆变器营收（亿元）及占比37 表1：主流电池的性能比较11 表2：各种储能技术的性能特点14 表3：中国重要的储能政策16 表4：中国各省、直辖市、自治区十四五储能规划16 表5：中国各省市新能源配储比例和配储时间17 表6：美国储能相关政策18 表7：欧洲国家的储能政策19 表8：国内储能中标项目21 表9：全球储能规模测算24 表10：公司产品型号28 表11：公司境外市场主要客户及行业地位29 表12：公司主要的储能产品类型30 表13：公司产品和各自应用领域31 表14：公司在工业储能领域的不同客户32 表15：公司中标的储能项目32 表16：阳光电源储能产品种类35 表17：重点公司盈利预测及估值37 一、储能在电力系统全场景大有可为 在电力系统中，储能的应用场景可以分为发电侧储能、电网侧储能和用电侧储能。不同的储能应用场景所发挥的作用不同。 （一）发电侧储能的功能主要为可再生能源并网 储能可以协助可再生能源发电满足并网要求，同时提高可再生能源利用率。光伏、风电等新能源发电具有波动性和间歇性特点，发电量在不同时间随着光照、风力强度变化。此特点导致新能源发电量和用电侧所需电量不匹配。通过在风电、光伏电站配置储能，基于对电站出力预测和储能充放电调度，可对可再生能源发电进行平滑控制，减少瞬时功率变化，减少对电网的冲击。当用电负荷较低，新能源发电过剩时，储能电站能及时储存多发的电量，减少弃风、弃光率，并在用电负荷高位时，将储存的电量并网，改善新能源发电消纳问题。 图1：光伏、风电出力曲线和负荷曲线对比 资料来源：《面向园区微网的“源–网–荷–储”一体化运营模式》，华金证券研究所 （二）电网侧储能的功能主要为调峰、调频、缓解电网阻塞 调峰方面，储能可实现对用电负荷的削峰填谷，即在用电负荷低谷时发电厂对储能电池充电，在用电负荷高峰时段将存储的电量释放，从而实现电力生产和消纳之间的平衡。 图2：储能削峰填谷示意图 资料来源：北京五洲驭新科技有限公司官网，华金证券研究所 储能系统具备快速精确的调频能力。中国电网的频率为50Hz，允许偏差为±0.2Hz，从而维持电网稳定运行，避免损害各类电器。实际运行中，当电网输出有功功率小于负荷需求有功时，系统频率会下降，反之则会上升。故需要调频来提高电网频率的稳定性。目前电力市场主要依靠火电调频，但储能系统调频具备更高的精确性，其输出功率与AGC（电力自动发电控制）指令匹配度高，调频效果更好。火电厂配套调频储能，其调频能力可显著提高。 图3：火电调频示意图图4：储能调频示意图 资料来源：晟高电气公众号，华金证券研究所资料来源：晟高电气公众号，华金证券研究所 储能可以缓解电网阻塞。电网阻塞是对电力输送的要求大于输电网的实际输送能力，产生阻塞的原因是不同区域内发电和输电能力不平衡。将储能系统安装在电网侧线路上游，当发生线路阻塞时可以将无法输送的电能储存到储能设备中，等到线路负荷小于线路容量时，储能系统再向线路放电。 储能可以成为升级或新建输配电设备的替代方案。在负荷接近设备容量的输配电系统内，可以利用储能系统通过较小的装机容量有效提高电网的