美国大储深度报告：需求篇：现实与预期共振向上，多维度支撑增长

证券研究报告 美国大储深度报告-需求篇： 现实与预期共振向上，多维度支撑增长 华安电新张志邦 SAC职业证书号：S0010523120004 邮箱：zhangzhibang@hazq.com2024年9月4日 报告总结 现状：美国大储市场当前属于弱现实弱预期，潜在向上空间充裕 需求来源：美国大储需求高增主要来自老电站（以煤炭为主）退役+光伏电站建设量高增，我们将美国市场主要分为三类： 1）成熟稳定增长市场：加州因天然气退役，光伏/储能电站已各自前后弥补退役电站的发电和调峰需求，后续将稳定增长； 2）储能快速增长市场：德州/WEST目前新能源项目快速弥补退役电站发电需求，储能需求迎来爆发； 3）美国新兴市场：其余地区退役电站需求尚未弥补，风光电站或将迎来快速装机，储能需求随后爆发。 趋势：受制于规划流程久+电网投资数量激增+高压变压器产能提升有滞后性，美国高压电网建设缓慢，储能项目可有效推迟部分高压电网建设投资数量，潜在需求充裕。 并网节奏：美国大储并网节奏慢，主要系电网消纳能力不足且电力系统行政效率低下，电力项目排队队列过长抑制装机需求。FERC2023 号令在各州逐步落地，有望25年起加速消纳并网队列。 IRR测算：我们基于单项目收益模型，测算出降息/系统成本下降对美国大储需求刺激效果最明显，后续随着降息落地，储能系统集成交付价格下降，需求有支撑。 对应标的：美国大储降本需求下，独立第三方PCS有望加速切入美国供应链，标的包括上能电气、盛弘股份等。美国储能电池26年加税， 25年有望迎来抢装需求，提振业绩，强控本能力+渠道/品牌能力的系统集成商有望受益，标的包括阳光电源、阿特斯等。 风险提示： 美国新能源与储能需求下行； 行业竞争加剧影响利润率； 美国政策落地不稳定性。 目录 1现状：弱现实弱预期，潜在向上空间充裕 2来源：电站退役+新能源建设，支撑储能需求基石 3趋势：电网建设滞后，储能协助电力调节 4节奏：并网排队拖累，堵塞问题有望逐步缓解 5经济性：项目IRR敏感性探讨 6投资建议及风险提示 敬请参阅末页重要声明及评级说明 华安证券研究所3 年加息以来，连续承压，实际建设情 1.1弱现实：自22况有压力 美国大储23FY新增装机7.91GW/24GWh，同增99%/111%；23Q4装机3.98GW/11.77GWh，同增358%/354%。 美国大储23FY并网6.57GW，同增57%；加州/德州/亚利桑那位列前三，分别并网2.95GW/1.47GW/0.84GW。 23FY全美大储装机7910MW/24000MWh，23年年初预期装机超10GW。并网不及预期拖延项目建设节奏，装 机量受到影响。 图表121Q4-23Q4美国大储装机量图表22017-2023FY美国大储并网量 4,500 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 21Q422Q1 装机量（MW）YOY 22Q222Q322Q423Q123Q223Q323Q4 400% 350% 300% 250% 200% 150% 100% 50% 0% -50% 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 并网量（MW）YOY 2017201820192020202120222023 600% 500% 400% 300% 200% 100% 0% -100% 资料来源：WoodMackenzie，华安证券研究所资料来源：EIA，华安证券研究所 1.2弱现实：23年EIA实际并网和年初预期差值较大 23FY预期并网9.45GW，实际并网6.57GW；主要系电网建设进度缓慢，公用事业公司审批流程慢等原因。 延迟项目通常系因公用事业公司导致未能按时并网，导致滚动推迟。EIA通常会将该类项目放入未来1-3个月并网预期内，导致短期并网预期会累积较多滚动推迟项目，这类项目实际并网规划的确定性比较低。 图表3EIA2023E（22年12月数据库）与2023A差距图表4美国大储24年1-6月实际并网量及7-12月预计并网量 2,500 2,000 1,500 1,000 500 2023E（MW）2023A（MW） 0 1234 567 89101112 资料来源：EIA，华安证券研究所 建设的信心 累了对于美国大储 1.3弱预期：22-23年不及预期，拖 延迟项目通常系因公用事业公司导致未能按时并网，导致滚动推迟。EIA通常会将该类项目放入未来1-3个月并 网预期内，导致短期并网预期会累积较多滚动推迟项目，这类项目实际并网规划并不明确。 因为历史并网延迟情况较多，导致市场对于美国大储仍心存疑虑，后续增速有担心，WoodMackenzie大幅降低预期，23Q1预计24FY装机量约为11GW，实际24FY装机量为8.7GW，差距较为明显。 图表5美国调整前22-27年新增装机量预测 资料来源：WoodMackenzie，华安证券研究所 图表6美国调整后24-28年新增装机量预测 目录 1现状：弱现实弱预期，潜在向上空间充裕 2来源：电站退役+新能源建设，支撑储能需求基石 3趋势：电网建设滞后，储能协助电力调节 4节奏：并网排队拖累，堵塞问题有望逐步缓解 5经济性：项目IRR敏感性探讨 6投资建议及风险提示 敬请参阅末页重要声明及评级说明 华安证券研究所7 步上升 力不足带动电价稳 2.1美国电力需求稳步提升，供电能 能源转型淘汰煤炭等传统能源，总发电量较为稳定，2023年总发电量4178TWh，同减1.2%，由于整体需求稳 步上升，电价屡创新高。 图表7美国公用事业总发电量 资料来源：EIA，华安证券研究所 图表8美国电价趋势 至，支撑储能需求 2.2美国燃煤发电机组退役高峰期将 据EIA，计划在2035年前退役的燃煤发电装机占28%（59GW）。截至21年9月，美国燃煤电站运行212GW， 大多建于1970-1990年，美国燃煤电站平均运行年限为45年，逐步迎来退役潮。 美国电网前期通过燃煤电站具有较强的调峰能力，燃煤电站占比大幅下调电网面临调峰能力失衡。 图表9美国燃煤电厂初始运营年产能（1950-2021） 资料来源：EIA，华安证券研究所 2.3美国风光需求 稳定增长，并网储备项目多 美国可再生能源替换煤炭等传统能源需求稳定，煤炭/石油/可再生能源消费来源占比从2008年23.0%/37.7%/7.4%变化至2022年10.1%/36.8%/13.5%；2020-2022，可再生能源消费量迎来爆发，占比提升1.7pct。EIA预计2021-2050美国可再生能源发电占比将从21%提升至44%，风光新增需求稳定且持续增长。 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 图表102008-2022美国能源消费来源占比 煤炭天然气石油核能可再生能源 200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022 图表11EIA美国2021-2050可再生能源发电占比预测 资料来源：EIA，华安证券研究所 2015-2023年，光伏发电量增速可观，从2015年25TWh提升至2023年164TWh。 加州增量明显 2.4光伏电站并网量高速增长，德州 加州光伏电站最先起量，2016年新增并网2.8GW，同增124%；德州2020年开始高速增长，新增并网2.5GW， 同增395%。2023年，加州/德州新增光伏电站并网量2.3GW/4.2GW，同增10%/66%。 大量新增光伏电站并网，间歇性发电特性影响电网稳定性。 图表12美国2010-2023光伏电站新增并网量（MW/年）图表13美国2015-2023光伏电站累积并网量（MW） 资料来源：EIA，华安证券研究所 光伏占比提升，电力需求谷峰更明显，电网负载压力加大。IEA研究表明，当可再生能源占比达到15%时， 消纳瓶颈将会体现，美国目前电网消纳问题已开始显现。 据NREL，当光伏渗透率在25%-40%之间时，弃电率增长速度快，储能电站有助于削峰填谷。 图表142035年与2020年电力需求谷峰分布（LTS） 资料来源：NREL，IEA，华安证券研究所 LTS系美国政府长期战略情景，相对更为保守 图表15各限制条件下光伏渗透率对弃电率的影响 资料来源：IEA 加州光伏电站基数较高，15-16年光伏并网迎来高增长，17-23年增幅保持稳定；德州15-17年光伏电站高速增长，但基数较低，对电网影响有限，20-21年迎来第二波高增长，整体占比有明显提升。 图表16加州发电机并网占比 资料来源：EIA，华安证券研究所 图表17德州发电机并网占比 煤电退役+光伏电站占比提升，加州德州电网净负荷在中午时段明显下滑，形成“鸭子曲线”。美国市场新能源装机非强制配储，储能装机需求相比削峰调谷需求有一定滞后性。 加州2015年开始，“鸭子曲线”落差加速扩大，22-23年净负荷中午时段约为0。德州2018年-2022年，“鸭子曲线”落差开始加大，且落差增速暂未有减缓迹象。 图表182015-2023加州鸭子曲线加深历程 资料来源：EIA，CAISO，华安证券研究所 图表192018-2024E德州鸭子曲线 资料来源：PowerMagazine，华安证券研究所 奏 2.8从鸭子曲线，看储能需求释放节 光伏电站并网增速影响电网鸭子曲线震幅，系判断储能未来潜在节奏的关键，我们预估德州相比加州储能需求有1-2年的滞后。 加州/德州24年分别预期储能并网5.0GW/6.4GW；加州系前期装机并网较多，增速有所放缓；德州受夏冬极端天气影响，同时光伏/风能发电部署量较多弃电率较高，ERCOT大幅度增加大储项目以加强电网弹性。非加州/德州地区开始呈现低基数高增长的态势，其中亚利桑那州24年预计并网1.4GW。加州24-25带来稳定增量，非加州地区则带来额外增量。 图表202017-2023加州德州新增储能并网量图表21EIA2024E美国储能并网占比 资料来源：EIA，华安证券研究所 美国电力市场运营商分为区域输电组织/独立系统运营（RTOs/ISOs），共有10家，加州系CAISO，德州对应ERCOT，亚利桑那归属于WEST。 用目前退役与新增电站规模对比，我们将各个州节奏分为三类。1）成熟稳定增长市场：加州因退役天然气/煤电电站，光伏/储能电站已各自前后弥补退役电站的发电和调峰需求，后续将稳定增长；2)储能快速增长市场：德州/WEST目前新能源项目快速弥补退役电站发电需求，储能需求迎来爆发；3)美国新兴市场：其余地区退役电站需求尚未弥补，新能源将迎来快速装机，储能需求随后有望加速释放。 图表22美国电力市场运营商分布及2022年并网队列图表23各市场2013-2023新加与退役电站规模 资料来源：LBNL，华安证券研究所 敬请参阅末页重要声明及评级说明 资料来源：FERC,华安证券研究所 华安证券研究所16 2.10从PJM容量市场拍卖，看美国新兴市场潜在需求 PJM系第三类美国新兴市场，旧电站退役造成容量拍卖资源不足，25/26年度容量拍卖清算价格相较24/25年度提升超8倍，达到269.92美元/MW，亦提升储能的经济性水平，支撑储能需求。 图表24容量拍卖结果（RPM） 资料来源：PJM，华安证券研究所 图表25按类型提供和结算总量（RPM+FRR） 上快车道 2.11美国光伏装机高增，储能开始走 据LBNL，2013年后风光需求快速反弹并屡创新高，催化储能项目2018年排队容量迎来高速发展期，其中 2018-2023每年新增排队独立储能项目从14GW/年提升至219GW/年，同时风光配储排队数量亦