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户用储能

公用事业2023-09-15蔡晔雨头豹研究院机构上传
户用储能

户用储能行业分类 1.根据耦合方式进行分类:直流耦合系统和交流耦合系统。2.根据是否并网进行分类:并网系统和离网系 统。3.根据集成程度进行分类:分体机和一体机。 户用储能(按耦合方式划分) 包含电池系统和混合逆变器,兼具光伏并网逆变器与储能逆变器的功能。系统集成程度高,功率反转少,功率损耗低,安装售后效率高。适用于新安装光伏+储能系统的家庭。 直流耦合系统 户用储能分类 无需更改现有设置和并网逆变器,只需加装蓄电池和储能变流器,可以添加到任何并网系统中。适用于已安装光伏,新增储能系统的家庭。 交流耦合系统 户用储能(按是否并网划分) 户用储能分类 以电池+离网储能逆变器为核心,使用离网储能逆变 器,通常具备柴油发电机接口,在夜间电池供电不足时补充电力。不需要依赖电网,对电价不敏感。适用于没有电网的沙漠、海岛等地区或者电网不稳定需要自发自用的区域。 离网系统 户用储能(按集成程度划分) 产品为包含电池和逆变器的一体机系统,通常为交流耦合产品,上游电池系统和逆变器作为供应商提供产品。 一体机 使用方便,产品的销售售后全部由品牌商承担。适用于追求使用方便、通过触摸屏快捷直观的显示工作状态和修改参数的家庭。 户用储能分类 部分交流耦合产品和直流耦合产品采用分体机模式,电池系统和逆变器系统分别由pack厂商和逆变器厂商。 分体机 选择空间大,可自主选择电池系统和逆变器系统,两者无需绑定。适用于追求自由选配、根据自身需求匹配户用储能逆变器的家庭。 欧美引领发展,全球市场广阔 欧美市场高度景气,中国市场规模相对落后 2021年以来,在高电价和能源安全需求驱动下,全球户用储能需求迎来爆发。2022年全球户用储能新增装机达到15GWh,其中欧洲和美国是全球户用储能装机主力,各占据约全球25%的市场。在欧美市场高用 电成本、政策补贴两方面的因素下,带动用户需求高增长。进一步提高配储积极性。中国市场方面,户用储能市场需求同样旺盛,但是整体规模发展较为落后。2021年中国新增投运电化学储能中用户侧储能占比 达到42.9%,主要是受益于中国分布式光伏建设。根据官方(CNESA)数据显示,2025年全球户储新增装机需求可达50GWh,按照每套10kWh储能系统(包括电池系统和变流器)价值量1万美元计算,单GWh 对应10亿美元(70亿人民币)市场空间,未来全球户用储能市场空间可达千亿级。 本土品牌商为主导,寻求纵向一体化 户储终端产品环节以本土品牌为主导,中国产商从产业链上游环节切入户储市场 在户用储能市场竞争格局方面,由于户用储能终端需求多样化、渠道分散,本土企业在当地优势显著,因 而集成企业呈现百花齐放的竞争格局,客户群体分散且专业性较低,对终端产品企业的品牌认知度和服务能力提出高要求。中国参与者通常从产业链上游的电池或变流器入手,切入欧美户储市场。与欧美企业相 比,中国企业在终端产品市场占据的份额相对较小,但在户用储能产业链的关键环节——储能锂电池、储能变流器环节中,中国动力电池企业、光伏逆变器企业具备强劲的竞争力,持续发力海外户储市场。从产 业链上游环节切入的同时,中国部分规模较大、产品较成熟的厂商也在尝试向下一体化,直接提供面向C端用户的储能一体机或分体成套产品,打造自有品牌、获得溢价。 毛利率总体较高,存在核心壁垒 户储赛道毛利率总体高于其他储能赛道,核心壁垒在于与储能逆变器的适配和渠道优势 从户用储能赛道特征来看,户用储能属于典型的C端消费品且以高端市场为主,终端用户在选择产品时关注其品质胜于价格,为企业保持高毛利提供保障。因此,户储赛道毛利率总体高于其他储能赛道。作为户用 储能行业代表性企业,2019到2022年沃太能源毛利率分别为28.21%、30.5%、26.81%、24.62%,总体毛利率高于聚焦为大型工商业储能系统商阳光电源。户用储能作为小型储能电池,集成的内核技术要求并 不高,其核心竞争力是产品设计和市场开发(关键是市场品牌和渠道构建)。产品设计主要是与储能逆变 器的适配(各国/地区有不同的要求)和针对客户需求进行的定制产品设计。消费者购买储能电池时考虑的最大因素是品牌声誉,消费者很少会知道所用的电芯和零部件的来源,而海外渠道认证周期复杂且比较 长,储能厂商与下游集成商、安装商的渠道构建与维护尤为重要。 户用储能发展历程 中国储能市场目前可分为四个发展阶段:1)技术验证阶段(2010年以前),主要是开展基础研发和技术验 证示范;2)示范应用阶段(2011-2015年),储能装机以传统的抽水蓄能为主,通过示范项目开展,储能技术性能快速提升、应用模式不断清晰,应用价值被广泛认可;3)商业化初期(2016-2020年),随着政策支持力 度加大、市场机制逐渐理顺、多领域融合渗透,储能装机规模快速增加、商业模式逐渐建立;4)产业规模化发 展阶段(2021-2025年),储能产业进入从产业化初期向规模化发展的过渡阶段,随着国家“双碳”政策提出,储能规模获得快速增长,储能项目广泛应用、技术水平快速提升、标准体系日趋完善,形成较为完整的产业体系 [7] 和一批有国际竞争力的市场主体,储能成为能源领域经济新增长点。 萌芽期 2005~2010 2005年出台的《可再生能源发展指导目录》,氧化还原液流储能电池、地下热能储存系统位列其 中,中国在储能产业开始战略布局;2010年,储能首次被写入法案。 以实施科研计划和技术验证示范的基础研究为主,停留在技术研究层面。 启动期 2011~2015 2011年,储能被写入“十二五”规划纲要;截止2015年,电化学储能累计装机规模164.1MW。 通过开展示范项目、探索应用模式、开拓国际市场等措施,储能技术快速提升,应用模式逐渐清晰,应用价值被广泛认可。 高速发展期 2016~2025 2017年,正式发布《关于促进储能产业与技术发展的指导意见》;2018年,国家能源局批复同意中 国第一个电池储能试验示范项目,同年正式发布《南方区域电化学储能电站并网运行管理及辅助管理实施细则》;2019年,世界银行正式批准为中国可再生能源和电池储能促进项目提供3亿美元,全球 首个最大储能项目正式落地中国;2021年,储能写入“十四五”规划草案中。 政策支持力度加大,市场机制逐渐理顺,多领域融合渗透,储能装机规模快速增加、储能项目广泛应 用、技术水平快速提升、标准体系日趋完善、商业模式逐渐建立,储能产业进入从产业化初期向规模 户用储能产业链分析 户用储能产业链上游为储能电池、电池管理系统(BMS)、储能变流器(PCS)、能量管理系统(EMS)、空 气压缩机、换热器、氢气等原材料及核心设备供应,代表企业为宁德时代、派能科技、阳光电源等;中游为储能系统的集成与安装,包括电化学储能、压缩空气储能、飞轮储能、超级电容、氢(氨)储能、热(冷)储能等, 代表企业派能科技、比亚迪、华为数字能源等;下游为储能系统的应用,直接对接消费者。 产业链上游的生产成本主要聚焦于电池组,电池组是未来产业链技术迭代和降成本的主要环节。影响储能项 目成本的因素之多,包括储能时长、项目规模、电池材料体系以及项目部署国家;产业链中游,以铅蓄电池为主 的企业装机规模有所下降,取而代之的是以磷酸铁锂电池为主的企业,龙头企业的储能业务自2018年开始爆 [9] 发,主要通过海外发力、用户侧比拼。产业链下游直接对接消费者终端,消费需求持续上升,未来空间广阔。 上 产业链上游 生产制造端 储能电池、电池管理系统(BMS)、储能变流器(PCS)、能量管理系统(EMS)、空气压缩机、换热器、氢气等原材料及核心设备供应。 上游厂商 宁德时代新能源科技股份有限公司 广州鹏辉能源科技股份有限公司 阳光电源股份有限公司 查看全部 产业链上游说明 1)从生产成本角度分析,目前中国户用储能以锂离子电池为代表的电化学储能为主。一个完整的电 化学储能系统主要由电池组、储能变流器(PCS)、能量管理系统(EMS)、电池管理系统(BMS)以及其他电气设备构成。根据中国能源研究会数据显示,储能电池组在整个电化学储能系统成本中占 比最高,达到60%;其次是储能变流器(PCS),成本占比20%。一个完成安装的4小时电站级储能系统的成本范围为235-446美元/千瓦时。成本范围之大也凸显了影响储能项目成本的因素之多,包 括储能时长、项目规模、电池材料体系以及项目部署国家。预计2030年成本下降至167美元/千瓦 时,主要原因是电池组成本的下降。电池组成本是电化学储能系统的主要成本,是未来产业链技术迭 代和降成本的主要环节。 2)从上游竞争格局角度分析,宁德时代通过中国海外市场齐发力,2022年全球储能电池出货量达到 122.2GWh,占比达到43.4%(约53GWh),连续两年位列全球第1。比亚迪涉足储能时间长,在海外集中式储能和户用储能均建立强大的销售渠道和客户网络,居中国第二。瑞浦兰钧储能业务发展迅 猛,位居第三。2021年中国新增投运的新型储能项目中,装机规模排名前十位的储能PCS提供商,依次为上能电气、科华数能、索英电气、南瑞继保、阳光电源、盛弘股份、华自科技、智光储能、汇川 技术和许继。中国其他厂商出货量均出现大幅度增长,整体格局变动明显。 中 产业链中游 品牌端 储能系统的集成与安装,包括电化学储能、压缩空气储能、飞轮储能、超级电容、氢(氨)储能、热(冷)储能等。 中游厂商 宁德时代新能源科技股份有限公司 阳光电源股份有限公司 深圳市科陆电子科技股份有限公司 查看全部 产业链中游说明 1)从生产模式角度分析,一方面南都电源等以铅蓄电池为主的企业装机规模有所下降,取而代之的是以磷酸铁锂电池为主的企业;另一方面行业集中度进一步提升,阳光电源、海博思创两家企业为第 一梯队,合计装机占比高达约35%。目前,涉及储能业务的企业可以分为以储能逆变器发展的企业和 以电池组发展的企业。储能逆变器代表企业包括阳光电源、固德威、英威腾等,基于其在光伏逆变器行业的多年技术研发经验,形成较高壁垒,布局储能行业;电池组代表企业包括比亚迪、宁德时代、 亿纬锂能、派能科技等,基于其在电芯的多年深耕向储能市场发力。 2)从头部企业角度分析,2022年,比亚迪储能全球订单总量超14GWh,公司储能系统累计出货量 超6.5GWh,在英国储能市场占有率达80%。派能科技客户多为境外储能系统集成商,主攻海外用户侧,2022年公司实现储能收入60.13亿元,同比增长191.54%。古瑞瓦特2022年在用户侧储能逆变器 出货量全球第一,储能板块占古瑞瓦特营收比重达到40.3%,创造高达28.6亿元的收入。宁德时代自2018年开始设立单独的储能事业部开始大力发展储能业务,2022年储能电池系统业务营收449.8亿 元,同比增长230.16%,为所有业务中增速最快板块,占营收比重为13.69%。阳光电源是全球最大的光伏逆变器制造商之一。2018年储能业务进入高速发展期,2022年储能系统营收101.26亿元,同 产业链下游 渠道端及终端客户 储能系统的应用。 渠道端 消费者 产业链下游说明 1)从需求角度分析,户用储能的经济性越发凸显。欧洲能源危机持续发酵,欧洲等地区居民面临高 电价。预计法国2023年交付的基本负荷电价达到1130欧元/兆瓦时(约7.73元人民币/千瓦时),日内涨25%,历史上首次超过1000欧元,比去年同期的约85欧元/兆瓦时上涨至少11倍。德国同类产品 也刷新历史新高,日内涨幅高达33%,至995欧元/兆瓦时(约6.81元人民币/千瓦时),当周累计涨幅约为70%。面对能源危机叠加上网电价补贴(Feed-intariff,FiT)带来电价下降,欧洲户用储能自 发自用经济性凸显。以德国为例,光储/光伏度电成本为16/10欧分/kWh,居民电价目前接近1欧 元/kWh,光