储能行业东风已至，五大高景气储能设备成长赛道未来可期

证券研究报告 储能行业东风已至， 五大高景气储能设备成长赛道未来可期 华安机械张帆S0010522070003 2023年1月12日 证券研究报告 目录 1电化学储能系统集成介绍 2电池-储能系统成本核心 3储能变流器-储能系统技术壁垒 4管理系统-储能系统信息交互中心 5温控系统-储能系统效率保证 6消防系统-储能系统安全保证 7储能系统集成思考 证券研究报告 01电化学储能系统集成介绍 技术类别 项目功率规模 放电时长 响应时间 综合效率/% 循环寿命/次 功率型应用 容量型应用 技术成熟度 度电成本/元/kWh 抽水储能 百MW以上 1-24h min级 70-80 15000-25000 不适合 完全适合 成熟 0.21-0.25 压缩空气储能 几十-几百 MW 1-24h min级 65-75 15000-25000 不适合 完全适合 商业化早期 0.20-0.24 全钒液流电池 kW-百MW m-h ms级 65-75 5000-15000+ 不适合 完全适合 商业化早期 0.7-1.0 氢储能 kW-百MW以上 NA NA 30-50 NA NA 完全适合 开发阶段 50-80元/kg 飞轮储能 kW-几十MW s-30min ms级 90 10000+ 完全适合 不适合 商业化早期 9.2-12.7/元 /MW 超级电容储能 kW-几十MW s-m ms级 70-95 10000+ 完全适合 不适合 开发阶段 12.7-17.3 元/MW 酸（铅碳）电池 kW-几十MW m-h ms级 50-85 300-1500 适合 完全适合 成熟 0.5-0.7 锂电池 kW-几百MW m-h ms级 85-95 6000-10000 完全适合 完全适合 成熟 0.6-0.8 钠离子电池 kW-几十MW m-h ms级 80 3000或更高 完全适合 完全适合 开发阶段 0.9-1.2 图1：2022年新型储能技术对比 •新型储能技术路线具有多样化特征。多种新型储能技术正逐 步从示范试验走向商业化应用，在电力系统各个环节发挥重要作用。 •从目前的现状来看，锂电池储能在规模化发展的新型储能中占据绝对主导地位。 •对比目前抽水储能度电成本， 目前主流的电化学锂电池储能 度电成本降低空间大，储能系铅 统降本需求旺盛。 资料来源：电力规划设计总院，华安证券研究所整理 •电池储能系统，是一种由蓄电池和并联电压型变流器构成的能量存储系统，具备快速调节与交流系统间交换 （输出或吸收）功率（有功或无功）的能力。 电池储能系统 •根据实际应用，电池储能系统主要包含电池、储能变流器（PCS）、温控系统、消防系统以及管理控制系统和其他软硬件系统。 •不同于动力电池系统，储能电池系统在一体化、标准化等技术方面存在很大优化空间，长寿命、多循环、高安全、低成本是未来的发展趋势，特别是长时储能亟待发展。 图2：储能电池系统组成 其他软硬件系统 消防系统 温控系统 能量管理系统 储能变流器 电池管理系统 电池 资料来源：阳光电源官网，华安证券研究所整理 •我们根据行业储能系统报价推算储能系统中，成本占比情况，电池占比约60%，储能变流器PCS占比约20%，温控系统占比约5%，储能消防系统和能量管理系统各占比2%左右。 •储能系统中，电池占比最高，成为成本核心，也是系统降本的重要因素。 图3：储能电池系统成本占比 资料来源：华安证券研究所整理 电池PCS消防系统温控系统能量管理系统其余 能量管理系统其余 2%11% 温控系统 5% 消防系统 2% PCS20% 电池 60% 注：PCS的成本占比，单独储能变流器占比10%，加上变压器等设备的成本整体 PCS系统成本占比约20% •根据CNESA统计，全球新增装机量方面，从2021年新增7GW，预计到2025年全球新增41.3GW，复合增长率55.85%； •中国新增装机量方面，从2021年新增1.8GW，预计到2025年新增23.3GW，复合增长率89.68%。 图4：全球储能新增装机量趋势图5：中国储能新增装机量趋势 45 40270.00% 35 30 25 104.29% 41.3 29.3 300.00%25 250.00%20 200.00% 15 150.00% 166.67% 227.78% 23.3 14.4 250.00% 200.00% 150.00% 20 1575.00% 62.07% 14.3 17.8 64.61% 100.00%10 50.00% 7.2 5.9 100.00% 100.00% 61.81% 42.86% 10 -21.62% 48.94% 7 24.48% 40.96%5 1.61.8 50.00% 5 0.40.71 3.72.94.7 0.00% 0.60.6 0 0.00% 12.50% 22.03% 0.00% 0 20152016201720182019202020212022E2023E2024E2025E -50.00% 20182019202020212022E2023E2024E2025E 中国储能系统新增装机量（GW）同比增长 全球储能系统新增装机量（GW）同比增长 注：CNESA，华安证券研究所整理注：CNESA，华安证券研究所整理 •根据CNESA统计，2021年中国储能累计装机量为19.5GW，全球储能累计装机量为203.5GW。根据目前储能系统的市场价格约为1.5元/wh，以及PCS成本占比10%，我们测算2023年储能累计装机量将达到32.6GW，储能系统国内市场规模将达近千亿元。 图6：全球储能新增装机量趋势 时间 全球累计储能装机量（GW） 中国储能累计装机量（GW） 2021 203.5 19.5 2022 217.8 25.4 2023E 235.6 32.6 2024E 264.9 47.0 2025E 306.2 70.3 图7：储能十四五期间的发展趋势 储能未来商业化、规模化应用大发展，东风将至 政策支持力度加大 新型电力系统稳步建设 •2021年，国家发展改革委、国家能源局联合印发的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出，到2025年，实现新型储能装机规模达到3000万千瓦以上的目标。未来3-4年的装机总量超过之前近10年的总增长量。 多领域融合逐步渗透 市场机制深入探讨 •根据国家十四五规划，储能的未来发展趋势往商业化、规模化的方向发展。 •电化学储能相关国家法律法规政策已经陆续颁布。在接下来政策的指引下，储能行业将迎来大规模发展。 规 图8：2022年国家颁布的储能相关政策法律法 政策内容颁布部门时间重点内容 新型储能可作为独立储能参与电力市场;鼓励配建新型储能与所属电源联合 关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用 的通知 关于加强电化学储能电站安全管理的通知 2022年能源工作指导意见 “十四五”新型储能发展实施方案 锂离子电池行业规范条件（2021年本） 资料来源：工信部，华安证券研究所整理 能源局、发改委 能源局 能源局 能源局、发改委 工信部 2022年6月 2022年4月 2022年3月 2022年2月 2021年12月 参与电力市场;加快推动独立储能参与电力市场配合电网调峰;充分发挥独立储能技术优势提供辅助服务;优化储能调度运行机制;进一步支持用户侧储能发展;建立电网侧储能价格机制;加强技术支持。 开展电化学储能电站的电池及其管理系统等到货抽检应当委托具备储能专业检测检验资质的机构；定期开展电池系统健康状态的评估和检查；规范电站、电池的退役管理;定期组织开展电解液泄漏处置、电池热失控、火灾等应急演练等。 落实“十四五”新型储能发展实施方案，跟踪评估首批科技创新(储能)试点示范项目，围绕不同技术、应用场景和重点区域实施试点示范，研究建立大型风电光伏基地配套储能建设运行机制。 该方案指出到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，2030年新型储能全面市场化发展，开展钠离子电池、新型锂离 子电池、铅 炭电池、液流电池、压缩空气、氢（氨）储能、热（冷）储能等关键核心技术、装备和 集成优化设计研究，集中攻关超导、超级电容等储能技术，研发储备液态金属电池、固 态锂离子电池、金属空气电池等新一代高能量密度储能技术。 该规范进一步明确了锂离子电池行业的产业布局及项目设立的相关要求，规范了工艺技术、质量管理和产品性能的量化指标，并对安全和管理、资源综合利用和生态环境保护、卫生和社会责任、监督和管理提出具体要求。 图9：储能（885921.TI）行情复盘 2500 收盘价(元) 2000 1500 1000 500 2021年4月21日，国家发改委和国家能源局联合发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见（征求意见稿）》，政策推动储能行情上涨 2021年12月开始，跟随大盘整体回调 2022年4月，多地响应十四五能源规划，颁布光储一体化以及强制配储等政策 2022年8月，大盘回调，受疫情影响以及上半年经济水平未达预期，整体下调 0 2021-04-232021-07-082021-09-162021-12-062022-02-222022-05-102022-07-20 2022-09-292022-12-15 资料来源：iFinD，华安证券研究所整理 目录 1电化学储能系统集成介绍 证券研究报告 2电池-储能系统成本核心 3储能变流器-储能系统技术壁垒 4管理系统-储能系统信息交互中心 5温控系统-储能系统效率保证 6消防系统-储能系统安全保证 7储能系统集成思考 证券研究报告 02电池-储能系统成本核心 •电池储能是通过电池、电化学技术存储能量，常用的电池包括锂电池、铅蓄电池、钠电池、液流电池等。电池储能作为电能存储的重要方式，具有功率和能量可根据不同应用需求灵活配置，响应速度快，不受地理资源等外部条件的限制，适合大规模应用和批量生产等优势，使得电池储能在新能源领域有着不可替代的地位。 燃料电池：催化剂/气体扩 散层/膜电极组件/双极板 电池 铅蓄电池：铅冶炼 钠电池：正负极材料/电解液/隔膜 图10：储能电池产业链 图11：280AH方形磷酸铁锂电芯图 锂电池：正负极材料/电解液/隔膜 钒液流电池：钒材料/离子交换膜 注：光伏盒子，华安证券研究所整理注：海辰新能源官网，华安证券研究所整理 资料来源：光伏盒子公众号，海辰新能源官网，华安证券研究所整理 •根据工信部最新统计，全行业持续深化创新，先进三元电池、磷酸铁锂电池单体能量密度分别平均达到280Wh/kg、170Wh/kg，骨干企业电池系统循环寿命超过5000次。锂电产品安全标准体系加快完善，《电能储能系统用锂蓄电池和电池组安全要求》等安全强标正式立项，相关公共服务平台不断建立健全。 •储能系统在电网的应用目前也逐步完善，根据目前市场的统计，储能系统中电池成本占比约为60%，成为储能系统中的成本核心。完整的储能系统集成在新型电力系统中逐步形成了源-电-荷-储一体化的应用模式，保证了储能削峰填谷、新能源消纳等作用很好的发挥。 图12：电池储能系统在电网的应用 注：晶科能源官网，华安证券研究所整理 资料来源：工信部，华安证券研究所整理 •锂电池经过几十年的发展革新，储能电池逐步形成从上游电池正负极材料、电解液、隔膜，到电芯、电池PACK以及电池簇，到下游储能电池系统集成的完整产业链。 1)锂电池正负极材料：目前正极材料主要以钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）、三元（NCM/NCA）为技术路径，其中磷酸铁锂由于其自身安全性能以及循环性能良好的优势，主要应用于储能电池的应用。负极材料主要包括人造石墨、天然石墨为主，其中目前主流的负极材料是人造石墨。 2)锂电池电解液：在锂电池中起到正负极之间离子传导的作用，是电池性能保证的关