公用事业及环保产业行业研究：浅谈新型储能的主要类型及对比

本周（8.19-8.23）上证综指下跌0.87%，创业板指下跌2.80%。公用事业板块下跌1.18%，煤炭板块下跌2.41%，碳中和板块下跌3.50%，环保板块下跌3.55%。 新能源发电具有波动性和随机性的特点，间歇式能源的大规模并网给电网运行带来了不利影响。储能技术可以通过“削峰填谷”的调节作用实现电源侧与用户侧的解耦，减小电源侧波动的负面效果。《加快构建新型电力系统行动方案》明确要建设共享储能电站，探索应用新型储能技术，在储能层面优化电力系统调节能力。 新型储能是指除抽水蓄能以外，以输出电力为主要形式的储能技术。分化学储能和物理储能看： （1）化学储能：锂离子电池为当前主要新型储能类型，成熟度最高，已在市场进行大规模应用；钠离子电池的低温性能佳、安全性高且成本低，适合用于低温地区的能量储存；液流电池具有较长的循环寿命；固态电池的优点主要有高能量密度、强宽温适应性、长寿命及卓越的安全性；水系电池具有安全、成本低、环保的特点。 （2）物理储能：压缩空气储能更适合作为大规模、长时间的储能模式，在压缩空气储能技术路线中液态空气储能系统能量密度大，选址灵活，但储能效率低。重力储能具有成本优势。飞轮储能能量转换效率高，但是功率等级相对较低。 近日，经新疆自治区人民政府同意，自治区发展改革委会同国网新疆电力有限公司印发《关于深化新能源开发管理改革优化新能源项目建设管理工作的通知》，明确风电、光伏项目由地、州、市属地备案，进一步激发社会资本参与我区新能源开发的积极性，推动新能源规模加速壮大。 8月23日，国家发展改革委国家能源局印发《电力中长期交易基本规则—绿色电力交易专章》的通知。通知指出，电网企业切实履行电量计量、电费结算责任，保障绿色电力交易合同执行。电力交易机构要不断优化提升绿电交易组织、交易结算、信息披露、平台建设等全方位准备工作，做好绿电交易及绿色电力消费情况汇总分析，为发电企业、电力用户和售电公司等提供绿色电力交易便捷服务。 甘肃送北京的首笔绿色电力交易21日实现，这是北京首次通过市场化交易方式引入西北绿电。今年8月，在北京电力交易中心统一组织下，首都电力交易中心积极拓展绿电进京渠道，持续提升绿电交易规模，与甘肃电力交易中心通力协作，通过“e-交易”平台实现了甘肃送北京绿电首次成功交易。来自北京的30家电力用户和甘肃的142家新能源发电企业达成了此次交易，预成交电量2597万千瓦时，其中，风电占31%，太阳能发电占69%。 该笔交易完成后，来自甘肃的绿色电力将通过超高压输电通道输送至北京电网。 火电板块：我们建议关注发电资产主要布局在电力供需偏紧、发电侧竞争格局较好地区的火电企业，如浙能电力、皖能电力。水电板块：建议关注水电运营商龙头长江电力。核电板块：建议关注核电龙头企业中国核电。新能源板块：建议关注综合能源运营商南网能源。 电力板块：新增装机容量不及预期；下游需求景气度不高、用电需求降低导致利用小时数不及预期；电力市场化进度不及预期；煤价维持高位影响火电企业盈利；补贴退坡影响新能源发电企业盈利等。 环保板块：环境治理政策释放不及预期等。 本周（8.19-8.23）上证综指下跌0.87%，创业板指下跌2.80%。公用事业板块下跌1.18%，煤炭板块下跌2.41%，碳中和板块下跌3.50%，环保板块下跌3.55%。从公用事业子板块涨跌幅情况来看，核力发电涨幅最大、上涨2.81%，热力服务跌幅最大、下跌5.21%，水力发电下跌0.23%、风力发电下跌2.43%、电能综合服务下跌2.55%、火力发电下跌2.96%、其他能源发电下跌3.53%、燃气Ⅲ下跌3.88%、光伏发电下跌4.83%。从环保子板块涨跌幅情况来看，大气治理跌幅最大、下跌8.27%，固废治理下跌2.66%、水务及水治理下跌3.27%、综合环境治理下跌4.87%、环保设备Ⅲ下跌4.89%。 图表1：本周板块涨跌幅 图表2：本周环保行业细分板块涨跌幅 图表3：本周公用行业细分板块涨跌幅 公用事业涨跌幅前五个股：涨幅前五个股——聆达股份、皖能电力、晓程科技、中国广核、蓝天燃气；跌幅前五个股——ST热电、珈伟新能、成都燃气、首华燃气、明星电力。 环保涨跌幅前五个股：涨幅前五个股——国中水务、惠城环保、华控赛格、艾布鲁、倍杰特；跌幅前五个股——清研环境、中创环保、路德环境、天源环保、津膜科技。 煤炭涨跌幅前五个股：本周煤炭行业仅陕西黑猫上涨；跌幅前五个股——平煤股份、晋控煤业、山煤国际、靖远煤电、云维股份。 图表4：本周公用行业涨幅前五个股 图表5：本周公用行业跌幅前五个股 图表6：本周环保行业涨幅前五个股 图表7：本周环保行业跌幅前五个股 图表8：本周煤炭行业仅一股上涨 图表9：本周煤炭行业跌幅前五个股 碳中和上、中、下游板块PE估值情况：截至2024年8月23日，沪深300估值为10.29倍（ TTM 整体法，剔除负值），中游-光伏设备、中游-风电设备、中游-电池设备、中游-电网设备、中游-储能设备板块PE估值分别为14.94、24.06、17.81、20.70、17.25，上游能源金属板块PE估值为15.10，下游光伏运营板块、风电运营板块PE估值分别为18.22、16.35；对应沪深300的估值溢价率分别为0.45、1.34、0.73、1.01、0.68、0.47、0.77、0.59。 图表10：碳中和上、中、下游板块PE估值情况 图表11：碳中和上、中、下游板块风险溢价情况（风险溢价=板块PE估值/沪深300指数-1） 中国作为世界上最大的能源消费国和碳排放国，承诺二氧化碳碳排放量在2030年达到峰值后，在2060年前完成低碳化转型，达到零碳排放。非化石能源逐步替代化石能源成为主体能源是完成“双碳”目标的重要一步。我国的风电、光伏等新能源发电技术快速发展，新能源（风+光）发电量的占比不断攀升，从2016年占比22.03%增加到2023年占比25.19%。新能源发电具有波动性和随机性的特点，间歇式能源的大规模并网给电网运行带来了不利影响，清洁能源的有效利用被极大限制。而储能技术可以通过“削峰填谷”的调节作用实现电源侧与用户侧的解耦，减小电源侧波动的负面效果，是推动清洁能源转型和电网安全稳定运行的关键技术。 图表12：新能源发电装机规模稳步增长 国家发展改革委8月6日与其他三部门联合印发了《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》，明确未来将重点开展26项具体行动，推进新型电力系统建设取得实效。《行动方案》中第十八条指出要建设一批共享储能电站，第十九条指出要探索应用一批新型储能技术，在储能层面优化电力系统调节能力。 新型储能是指除抽水蓄能以外，以输出电力为主要形式的储能技术，是构建以新能源为主体新型电力系统的重要支撑技术。在电力系统技术改造需求推动下，新型储能发展提速。截至2024年上半年，全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达4444万千瓦/9906万千瓦时，较2023年底增长超过40%。另外，根据CNESA全球储能数据库的不完全统计，2024年6月，国内新增投运新型储能项目规模共计5.40GW/11.77GWh，创2024年以来新高，同比+21%/+25%。截至2024年上半年，已投运锂离子电池储能占比97%，压缩空气储能占比1.1%，铅炭（酸）电池储能占比0.8%，液流电池储能占比0.4%，其他技术路线占比0.7%。 图表13：锂离子电池为当前新型储能主要类型 目前主要使用的新型储能技术主要有电化学储能技术、物理储能与储热技术两大类，电化学储能主要包括锂离子电池、钠离子电池、液流电池、固态电池和水系电池五类，其中锂离子电池、钠离子电池、液流电池都已实现商业化应用，固态电池和水系电池尚未实现大规模商业化应用。 已实现大规模商业化应用的电化学储能中：锂离子电池技术的成熟度最高，已在市场进行大规模应用，未来主要的技术瓶颈在于安全问题和能量密度问题。钠离子电池的低温性能佳、安全性高且成本低，适合用于低温地区的能量储存，但钠离子电池的能量密度和循环寿命有待提升，当前的产业化进程较慢。液流电池技术逐渐成熟，其中全钒液流电池已初步实现商业化。液流电池具有较长的循环寿命，但面临能量密度低、成本高、存在不良副反应等问题。 未实现大规模商业化应用的电化学储能中：固态电池的优点主要有高能量密度、强宽温适应性、长寿命及卓越的安全性，电解质技术提升显著，但未来要解决离子传输、枝晶生长和多物理场耦合问题。水系电池具有安全、成本低、环保的特点，应用前景广阔，海水基水系电池的研究是当前热点。但水系电池发展面临电化学稳定窗口窄、材料不稳定和环境适应性差等挑战，这些问题限制了其能量密度、循环寿命和极端条件下的工作能力。 图表14：商业化电化学储能电池的基本性能对比 新型物理储能与储热技术是指除抽水蓄能外的物理储能技术，与化学储能相比，物理储能的优势显著，例如寿命长、方便维修、安全性强等。新型物理储能与储热技术主要包括压缩空气储能、飞轮储能、重力储能等。 压缩空气储能是指在充电过程中利用电网中低谷电或新能源中不稳定的弃风、弃光等电能驱动压缩机，吸取环境空气并将其压缩至高压空气储存在储气装置中，使电能转化为压缩空气的内能。在放电过程中，系统释放出高压空气，推动空气膨胀机做功发电，使压缩空气的内能重新转化为电能。压缩空气储能更适合作为大规模、长时间的储能模式，在压缩空气储能技术路线中液态空气储能系统能量密度大，选址更灵活，但储能效率低。国内300MW级以上大型压缩空气储能设备制造技术尚不成熟。 重力储能系统主要利用谷电或过剩电力驱动起重机等设备提升重物储存势能，用电高峰时重物下落带动发电机发电。与抽水储能不同的是，重物选择金属砂石、混凝土等密度较大的建筑废料，具有成本优势，同时更加灵活。 飞轮储能是一种简单的动能存储形式，充电时电能转化为飞轮转子的机械能，放电时转子机械能转化为电能，并且系统的响应速度非常快，能够在短时间内实现高效率的存储。飞轮储能能量转换效率高，但是功率等级相对较低。 图表15：新型物理储能方式对比 储能技术将在电力系统的各个领域有着广泛的应用，随着双碳目标的深入推进，电力系统储能技术的发展前景广阔，新型储能技术的不断发展将是推进新能源发电并网的重要技术支撑。 3.1煤炭价格跟踪 欧洲ARA港动力本周FOB离岸价（8.23）最新报价为124.0美元/吨，环比上涨1.64%； 纽卡斯尔NEWC动力煤FOB离岸价（8.23）最新报价为146.0美元/吨，环比上涨2.82%。 广州港印尼煤（Q5500）本周库提价（8.23）最新报价为917.78元/吨，环比下跌0.38%。 山东滕州动力煤（Q5500）本周坑口价（8.23）最新报价为765.0元/吨，环比持平； 秦皇岛动力煤平仓价（8.23）最新报价为834.0元/吨，环比下跌0.36%。 北方港煤炭合计库存本周（8.23）最新库存2398.00万吨，环比下降3.93%。 图表16：欧洲ARA港、纽卡斯尔NEWC动力煤现货价 图表17：广州港印尼煤库提价：Q5500 图表18：山东滕州动力煤坑口价、秦皇岛动力煤坑口价：Q5500 图表19：北方港煤炭合计库存（万吨） 3.2天然气价格跟踪 ICE英国天然气价格上涨，ICE英国天然气价8月23日报价为88.00便士/色姆，周环比下跌6.83便士/色姆，跌幅7.20%。 美国Henry Hub天然气现货价8月23日报价为1.83美元/百万英热，周环比下跌0.20便士/色姆，跌幅9.66%。 欧洲TTF天然气价格8月23日报价为12.02美元/百万英热，周环比下跌0.53美元/百万英热，跌幅4.22%。 全国LNG到岸价格8月23日报价为13.44美元/百万英热，周环比下跌0.91美元/百万英热，跌幅6.36%。 图表20：ICE英国天然气价 图表21：美国Henry Hub天然气价 图表22：欧洲TTF天然气价 图表23：国内LNG到岸价