储能专题报告：储能技术路线更加丰富，应用场景盈利模式不断创新

行 和 业储能技术路线更加丰富，应用场景盈利模式不断创新 研储能专题报告 究 分析师 梁晨 内容提要： 2023年12月25日 执业证书编号：S1380518120001联系电话：010-88300853 证邮箱：liangchen@gkzq.com.cn 券 储能指数与沪深300指数涨跌幅比较 研 究 报1.00% -9.00% 告-19.00% -29.00% -39.00% 储能沪深300 资料来源：WIND，国开证券研究与发展部 行业专题报告 在全球主要国家追求碳中和及能源自主可控的大背景下，储能作为光伏和风电产业的最强辅助，成为新兴电力系统中不可或缺的一环。根据CNESA的不完全统计，截至2023年9月底，中国已投运电力储能项目累计装机规模75.2GW，同比增长50%，2023年前三季度，新增投运电力储能项目装机规模15.8GW，同比增加74%，2024年储能行业有望延续高景气度。 2023年储能相关政策密集发布，主要涉及储能发展规划、储能参与电力市场、促进新型储能发展等。其中分时电价政策提出优化分时电价机制，重点完善峰谷电 价机制、建立尖峰电价机制、健全季节性电价机制。过去一年，全国各地大部分地区电价差基本呈现增长趋势，随着电力需求增加，电力能源结构转型的不断深化，预计未来峰谷价差有望呈现缓慢增长态势。 电化学储能系统按电池组可分为锂离子电池储能、钠离子电池储能、液流电池储能等类别，技术路线各有特点。其中锂离子电池储能系统在装机功率上占据绝对 优势；钠离子电池具备成本优势，有望与锂电池互补；全钒液流电池是长时储能的代表，目前初始投资成本较高。 储能按照应用场景可以分为电源侧、电网侧、用户侧储能。其中电源侧、电网侧储能又称为大储，用户侧储能可分为工商业储能和家庭储能。国内装机形式以大储 为主，未来独立储能有望成为大储主流形式，其收益模式包括容量租赁、现货套利、辅助服务、容量补偿，多个省份探索出三大创新商业模式；工商业储能盈利模式主要包括：峰谷套利、能量时移、需量管理、备电需求以及未来的电力现货市场套利及电力辅助服务，目前工商业经济性主要来自峰谷价差套利。此外，“虚拟电厂+工商业储能”有望相互赋能，实现市场化与电力系统加速融合；全球户储增速翻倍，欧洲是最大市场，目前欧洲户储去库将完成，产品逐步向一体机转变，企业盈利能力有望提升。 风险提示:政策推进不达预期，公司业绩不达预期，市场竞争加剧，原材料价格异常波动，储能技术更新迭代，海外市场波动，国内外二级市场系统性风险，国内 外疫情超预期恶化风险，国内外经济复苏低于预期。 目录 1、储能装机快速增长，新型储能占比提升3 2、配储、补贴政策陆续发布，分时电价政策提升工商业储能经济性5 3、电化学储能技术路线多向发展7 3.1锂离子电池是电化学储能主流路线，行业竞争加剧8 3.2钠离子电池具备成本优势，有望与锂电池互补10 3.3全钒液流电池是长时储能的代表，初始投资成本较高12 4、电化学储能应用场景多样，盈利模式丰富15 4.1大储需求快速增长，独立储能如火如荼15 4.2工商业储能盈利能力提升，虚拟电厂提供灵活性18 4.3欧洲户储去库将完成，产品逐步向一体机转变20 5、风险提示22 图表目录 图1：2017-2022年全球储能累计装机情况3 图2：2017-2022年国内储能累计装机情况3 图3：2023年三季度末国内储能累计装机细分4 图4：2023年三季度末国内新型储能累计装机细分4 图5：2017-2022年全球新型储能累计装机情况4 图6：2017-2022年国内新型储能累计装机情况4 图7：2023-2027年新型储能累计装机规模预测（GW）5 图8：锂电池成本结构8 图9：磷酸铁锂电池结构8 图10：2021-2023年锂离子储能电池头部企业出货量（GWh）9 图11：2022年锂离子储能电池头部企业出货量占比9 图12：近年国内储能锂电池出货量（GWh）10 图13：近年全球锂电池出货量（GWh）10 图14：钠离子电池工作原理10 图15：宁德时代第一代钠离子电池10 图16：钠离子电池材料成本11 图17：锂离子电池材料成本11 图18：钒液流电池原理13 图19：全钒液流电池成本结构14 图20：全钒液流电池不同时长的储能系统初始投资成本（元/kwh）14 图21：国内企业钒产品产能情况（万吨/年）14 图22：国内钒电解液企业布局14 图23：2022年国内已完成招标储能项目容量占比16 图24：2023年国内储能中标容量（MWh）16 图25：业主自建工商业储能模式18 图26：合同能源管理模式建工商业储能18 图27：2023年8月各地最大峰谷电价差（元/kWh）19 图28：全球家庭储能新增装机及预测21 图29：储能企业境内外毛利率对比22 图30：派能科技一体机示意图22 表1：2023年储能相关政策梳理5 表2：部分省市新能源配置储能政策6 表3：电化学储能技术路线对比7 表4：钠离子电池企业技术路线和产能布局11 表5：2023年国内部分钒电池储能电站项目规划15 表6：电化学储能类型划分15 表7：国内部分地区独立储能电站收益模式17 表8：国内部分地区独立储能电站理想年度收益估算（万元）18 表9：工商业储能盈利模式19 表10：2022年全球家庭储能电池企业出货量排名21 1、储能装机快速增长，新型储能占比提升 储能市场持续高速发展。在全球主要国家追求碳中和及能源自主可控的大背景下，储能作为光伏和风电产业的最强辅助，成为新兴电力系统中不可或缺的一环。根据 中关村储能产业技术联盟（CNESA）数据显示，截至2022年底，全球已投运储能项目累计装机容量达到237.2GW，同比增长13%，其中全球新增投运电力储能项目装机规模27.8GW，同比增长52%；我国累计储能装机量达到59.4GW，同比增长37%，约占全球比重的25%,较前一年上升4个百分点，其中2022年新增装机 16.1GW，同比高增109%，国内储能行业快速发展。根据CNESA的不完全统计，截至2023年9月底，中国已投运电力储能项目累计装机规模75.2GW，同比增长50%，2023年前三季度，新增投运电力储能项目装机规模15.8GW，同比增加74%，2024年储能行业有望延续高景气度。 图1：2017-2022年全球储能累计装机情况图2：2017-2022年国内储能累计装机情况 250 200 150 100 50 0 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 201720182019202020212022 7040% 6035% 5030% 25% 40 20% 30 15% 2010% 105% 00% 201720182019202020212022 全球储能累计装机规模（GW）同比（%）国内储能累计装机规模（GW）同比（%） 资料来源：CNESA，国开证券研究与发展部，资料来源：CNESA，国开证券研究与发展部 新型储能占比连年提升，锂离子电池占比达96.5%。在全球储能细分类型中，抽水蓄能累计装机占比在90%左右，排名第一，其次是新型储能占比10%左右。随着储 能技术的不断发展，新型储能规模占比不断提升。在新型储能中，以锂离子电池为主，累计装机占比90%左右。以国内储能为例，2022年新型储能累计装机占比21.9%，同比+9.4pct，新型储能中锂离子电池累计装机占比94%，同比+3.3%。根据CNESA数据，截至2023年三季度末，国内新型储能累计装机规模25.2GW，占比提升20.2pct至33.5%，锂离子电池累计装机占比96.5%,2024年有进一步提升的趋势。 图3：2023年三季度末国内储能累计装机细分图4：2023年三季度末国内新型储能累计装机细分 0.80%0.70%0.20%0.08% 0.80% 33.50% 65.70% 抽水蓄能新型储能熔融盐储热 1.70% 0.02% 96.50% 锂离子电池铅蓄电池压缩空气液流电池飞轮储能超级电容其他 资料来源：CNESA，国开证券研究与发展部资料来源：CNESA，国开证券研究与发展部 新型储能进入快速增长期。根据CNESA数据，2022年全球新型储能累计装机规模 45.7GW，同比大幅增长80%，新增装机规模为20.4GW；国内新型储能累计装机规模13.08GW，同比大增128%，新增投运规模7.3GW，占全球市场规模的35.8%，全球居首。根据CNESA数据，2023年前三季度，中国新增投运新型储能项目装机规模12.3GW，新增规划、在建新型储能项目规模102.8GW，由于大多数项目的投产期集中在四季度，预计2023年底装机规模会有大幅提升。 图5：2017-2022年全球新型储能累计装机情况图6：2017-2022年国内新型储能累计装机情况 50140% 40120% 100% 3080% 2060% 40% 1020% 00% 201720182019202020212022 全球新型储能累计装机规模（GW）同比（%） 14200% 12 10150% 8 100% 6 450% 2 00% 201720182019202020212022 国内新型储能累计装机规模（GW）同比（%） 资料来源：CNESA，国开证券研究与发展部资料来源：CNESA，国开证券研究与发展部 受国内构建新型电力系统政策推动、欧洲能源危机、美国推进大储项目等多方因 素影响，未来5年储能行业有望迎来加速发展机遇。根据CNESA预测，保守场景 下，预计2027年新型储能累计规模将达到97.0GW，2023-2027年复合年均增长率约为49.3%；理想场景下，预计2027年新型储能累计规模将达到138.4GW，2023-2027年复合年均增长率约为60.3%。 图7：2023-2027年新型储能累计装机规模预测（GW） 160 140 120 100 80 60 40 20 0 2023E2024E2025E2026E2027E 保守预期理想预期 资料来源：CNESA，国开证券研究与发展部 2、配储、补贴政策陆续发布，分时电价政策提升工商业储能经济性 储能规划类+市场类政策陆续发布，促进产业高质量发展。为把握“十四🖂”储能发 展机遇，加快推动新型储能规模化、产业化和市场化发展，2023年储能相关政策密集发布，主要涉及储能发展规划、储能参与电力市场、促进新型储能发展等。其中，电力市场交易政策促使储能参与现货交易，建立完善市场机制、价格机制和运行机制，提升新型储能盈利水平。这些政策明确了储能发展的阶段性目标、参与电力现货市场规则、新型储能标准体系、探索“新能源+储能”方式等，为产业高质量发展打下坚实基础。 时间 部门 文件名称 主要内容 规划类 1月18日 国家能源局 《2023年能源监管工作要点》 明确2023年要深入推进全国统一电力市场体系建设，进一步发挥电力市场机制作用，不断扩大新能源参与市场化交易规模，完善辅助服务市场机制，建立健全用户参与的辅助服务分担共享机制，推动虚拟电厂、新型储能等新型主体参与系统调节。 4月6日 国家能源局 《2023年能源工作指导意见》 明确加快完善新型储能技术标准，根据新能源发电并网配置和源网荷储一体化需要，抓紧建立涵盖新型储能项目建设、生产运行 表1：2023年储能相关政策梳理 全流程以及安全环保、技术管理等专业技术内容的标准体系。 市场交易类 9月15日 国家发展改革委、国家能源局 《电力现货市场基本规则（试行）》 明确了电力市场成员，并将分布式发电、负荷聚合商、储能和虚拟电厂等列入新型经营主体，并将“推动分布式发电、负荷聚合商、储能和虚拟电厂等新型经营主体参与交易”列为电力现货市场近期建设主要任务。 11月1日 国家发展改革委、国家能源局 《关于进一步加快电力现货市场建设工作的通知》 要求在确保有利于电力安全稳定供应的前提下，有序实现电力现货市场全覆盖