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顶层设计激活万亿市场,储能产业迎来风起之时

文章来源:中国建银投资有限责任公司                   发布时间:2022-07-22
摘要:历经多年曲折发展的储能产业终于迎来了“东风”。今年3月下旬,《“十四五”新型储能发展实施方案》(下称《方案》)《“十四五”现代能源体系规划》接连出炉,提出加快新型储能技术规模化应用,2025年步入规模

历经多年曲折发展的储能产业终于迎来了“东风”。

今年3月下旬,《“十四五”新型储能发展实施方案》(下称《方案》)《“十四五”现代能源体系规划》接连出炉,提出加快新型储能技术规模化应用,2025年步入规模化发展,2030年全面市场化发展。

6月,国家发改委、国家能源局联合发布《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》(下称《通知》),鼓励新型储能自主选择参与电力市场、解决独立储能电价问题,为顶层设计落地按下“加速键”。

三次“点名”后,A股储能概念股已多达220多只,分析人士直呼“又一万亿市场冉冉升起”。

“十四五”时期,储能产业在更加完善、系统的顶层设计下,在力图超越自身瓶颈的同时,更将深刻影响各行各业,在与社会生活的广泛互动中找到新的航向。

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风起萍末:潜力十足的储能产业

风起于青萍之末。此次热潮之前,我国储能产业早已显示出茁壮成长的态势,兢兢业业地服务能源系统的稳定、高新技术产品的发展。

2020年,新冠疫情席卷全球,储能产业虽也遇到一时的挫折,但很快就逆势上扬,单年新增投运规模超过2019年的1.6倍,刷新纪录。

在全球储能产业的迅速增长中,中国新增投运电化学储能项目占比重居世界第一,超过美国和欧洲,成为主导全球储能市场规模化发展的国家之一,在风口浪尖显示出澎湃的增长动能。

在“双碳”背景下,随着新能源装机量的迅速上升和能源系统的分布式、智能化演进,能够缓和新能源系统波动,提升供能可靠性,满足终端消费需求的储能产业更迎来腾飞时刻。

据国家能源局统计,截至2021年底,我国可再生能源装机规模突破10亿千瓦,其中风电、光伏均突破3亿千瓦。而我国新增投运的储能项目也是在新能源发电侧装机规模最大,超过580兆瓦,同比增长438%。

随着我国进一步接近“双碳”目标,能源系统还将迎来更大规模、更全面的新能源接入,低碳社会需要储能技术的支持,以在电源侧实现新能源发电友好性,在电网侧促进新能源与电网的协调优化运行,在用户侧扩大新能源终端应用,这正是储能产业的风口。

据机构测算,2020年至2025年,我国储能投资市场空间累计可达1.6万亿元,至2030年累计6万亿元,至2060年累计高达122万亿元,是一个不折不扣的万亿级市场。

随着《方案》《通知》的出台,我国储能产业正式步入规模化、市场化发展阶段,值得更多的、更持久的关注。

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乘风破浪:“三化”剑指三大瓶颈

《方案》重点阐述了“十四五”时期我国新型储能发展的指导思想和基本原则,明确了主要目标和重点任务,为产业创新与可持续发展指明了方向;而《通知》则立足市场,为新型储能谋划了一套从进入到定价的市场化路线图。

总的来说,两份文件基于储能产业发展现状,从打破产业瓶颈和满足未来需求两个角度,提出了“三化”的方向。

首先是前沿化,打破储能产业面临的技术瓶颈。目前全世界范围内的储能技术落地应用中,抽水蓄能依然是主流,占全球储能市场累积装机规模的90%。但是,抽水蓄能需要适宜的地理条件和大量的地理资源,且综合效率只有75%左右,响应速度较慢,故其增速正明显放缓。

在这一背景下,以锂离子电池为代表的电化学储能正迎来快速上升。2020年,我国抽水蓄能装机规模同比增长4.9%,而电化学储能同比增长91.2%,储能技术的全面革新换代趋势明显。

然而,储能技术的升级当前正遇到瓶颈。技术成熟、度电成本低的抽水蓄能,事实上划定了一条新储能技术“及格线”,只有在成本和性能上胜过抽水蓄能,一项新储能技术才能站到起跑线上。

在电化学储能领域占据九成“江山”的锂离子电池,目前度电成本在抽水蓄能成本的2倍左右,且安全性问题一直挥之不去;近来兴起的液流电池技术虽然寿命长、成本低,但尚未解决占地面积和能效问题,尚处在商业化早期;金属空气电池、钠离子电池等新技术则还在攻关。

业内人士普遍认为,相对安全的磷酸铁锂电池将在未来5-10年内扛起电化学储能的“大旗”,等待后起之秀的来临。

在技术突破尚需时日的背景下,《方案》对新型储能技术创新加强战略性布局和系统性谋划,推动多元化技术开发,提出研发储备技术方向,鼓励不同技术路线“百花齐放”;《通知》则引导新型储能“开源节流”,为新型储能的成长提供实实在在的营养。

今年,无论是已经崭露头角的锂电池、液流电池,还是尚待探索的氢储能、超级电容,包括机械储能领域的空气压缩和飞轮储能,都被“点将”攻关,特别在氢能领域还出台首个氢能产业的中长期规划《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,可谓“针砭时弊”,不拘一格突破储能产业技术瓶颈。

鉴于空气压缩储能需要地理条件支持,短期来看,磷酸铁锂电池和飞轮储能会成为储能产业新一轮技术攻关的“排头兵”,初露锋芒的液流电池和环境友好的氢能源有望成为冲击“双碳”时代储能产业的中坚力量。

第二大方向是市场化,即拓展储能产业的商业模式。储能产业的应用场景非常广,在商业模式的设计上,特别是在用户端产品方面有广阔的想象空间。

然而目前,我国储能产业的商业模式局限在提供调峰等辅助服务、减少弃风弃光电量增加电费收入、以及削峰填谷获得峰谷价差三种,整体依附于发电侧,和发达国家储能产业以独立市场主体地位全方位参与能源生产、输送和消费的商业模式相比有较大差异,没能充分激活储能产业的潜力。

有鉴于此,《方案》和《通知》不约而同地提出明确新型储能独立市场主体地位,推动新型储能参与各类电力市场,完善与新型储能相适应的电力市场机制,为逐步走向市场化发展破除体制障碍,同时努力拓宽新型储能收益渠道,拓展新型储能商业模式,探索共享储能、云储能、储能聚合等商业模式应用,聚焦系统价值、挖掘商业价值,创新投资运营模式,引导社会资本积极投资建设新型储能项目,为储能产业的进一步发展准备好了制度和政策空间。

《方案》对储能产业进一步市场化所做的铺垫,可以让储能产业在能源互联、碳交易等方面更新商业模式,如实现传统能源与可再生能源互联网,建立安全可靠的多能互补能源体系,以及基于储能技术和云平台,建立电力现货市场和绿色能源交易长效机制,进而促进碳交易等等;而《通知》中单列一段强调进一步支持用户侧储能发展,更是打开了新的市场空间。

除了前沿化、市场化,《方案》《通知》还反复强调规范化发展,意在守住储能产业的安全关。在世界储能产业发展历史中,安全问题一直是笼罩全产业的一朵乌云。2019年美国APS公司储能电站爆炸事故使该公司被迫叫停数十个项目建设,储能产业发达的韩国因为2017年起的二十余起事故,储能装机量断崖式下跌;我国方兴未艾的储能业,也因安全问题一路曲折发展。

前车之鉴告诉我们,储能产业绝不只关乎“电池”技术和生产,以系统的观点看待储能设施和产业,确保系统安全性是重中之重。为了保障储能系统安全,助力产业行稳致远,《方案》《通知》都不吝笔墨,强调因地制宜、示范先行,避免“一刀切”上规模,以稳步推进、分批实施的原则推动先进储能技术试点示范。

同时,两份文件还强调强化标准的规范引领和安全保障作用,完善新型储能全产业链标准体系,加快制定安全相关标准,开展多元化应用技术标准制修订,要求加快建立新型储能项目管理机制,规范产业管理,强化安全风险防范。

一系列抓系统安全的举措,可谓切中储能产业发展痛点。可以预见,现有的储能技术,特别是电化学储能技术将迎来一轮全面的验证和“洗牌”。

而在“电池”之外,电源调节系统、热管理系统、消防系统等产业内长期以来扮演“配角”的板块将在储能产业规范化发展的时期迎来“高光时刻”,成熟的整合方案将逐渐引起市场的注意。

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风来潮涌:储能产业带动多方布局

能源无处不在,储能产业风起,众多产业闻风而动。目前,储能产业上游原材料、化工、机械制造等产业已经乘风而起,如磷酸铁锂产业链更持续高景气。此外,与储能产业高度相关的电力辅助服务、电网建设、新能源汽车等产业也借势开启了新一轮发展,并与储能产业互相助推,形成合力。

预估市场空间近千亿的电力辅助服务市场正成为一片新蓝海。电力辅助服务是指在基本能源系统以外,维护电力系统的安全稳定运行、保证电能质量的服务,也是储能产业实现市场化的重要一环。

中国电力辅助服务事业在经历了无偿服务、计划补偿阶段后,来到了市场化的阶段,但市场规模仍远低于国际水平。据国家能源局初步统计,我国电力辅助服务费用约占全社会总电费的1.5%;而根据国际经验,这个数字一般在3%以上。

随着储能产业的进一步发展,我国电力辅助服务的能力也在提高,新能源的全面铺开也使得社会对电力辅助服务的需求扩大。由此观之,电力辅助产业处于建设早期,项目较少,而市场空间大,未来可期。

电网建设则顺应新能源和储能产业的大发展迎来黄金期。随着新能源大规模发展对电网消纳能力构成挑战,叠加“十四五”国民经济发展规划,电力新基建将在“十四五”期间稳步推进,特别是数字化转型将更加深入,电网投资力度或将明显加大。

在新时期电网建设初期,新型储能方案将成为应对挑战的“及时雨”;而在电网数字化、信息化发展更加深入后,储能产业也能借鉴和利用电网云平台、能源大数据中心、电力物联网平台等信息化系统,在规范化、系统化发展上更进一步。

而与储能产业有着“不解之缘”的新能源汽车产业更是与储能产业一同走进新的时代。因为原料、技术等方面的共通性,储能产业的增长对于新源汽车产业也是机遇,将会带来纯粹的增量业务;而对于储能产业来说,新能源汽车也是一种重要的分布式储能单元。

在产业前沿,V2G(Vehicle to grid)系统,即通过充电站实现电动汽车和电网之间的能源互动,是一项储能产业正在探索的技术。在V2G系统中,电动汽车可以充当电源来优化电网运行,这无疑改变了新能源汽车和储能两个产业之间的关系。

目前,V2G充电站建设尚处早期,但随着新概念的逐渐落地,储能产业和新能源汽车产业将构建全新的互利共生关系,改变社会对于储能的想象。

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风云未定:储能产业前方的问题

虽然“东风”已来,但储能产业面对的问题更不容忽视。

首先,资源约束问题将成为储能产业未来发展的一大掣肘。锂、钴、镍三种重要原材料已经“首当其冲”,特别是锂的涨价已经威胁到电化学储能产业的发展。

2021年初,国内碳酸锂价格仅为5万元/吨,2022年初这一数字竟突破30万元/吨,还有继续上涨的趋势,在新型储能系统中担任“主力军”的锂电池成本明显上涨。

机构估计,从全球市场看,到2023年前碳酸锂供应紧张的局面很难改变,而钠离子电池、金属空气电池、氢能等新技术还在探索和验证阶段,且新能源汽车产业也对锂有刚性需求,这意味着电化学储能的降成本前景相当不乐观即使未来锂价回落,新型储能技术成熟,资源约束也依然决定着储能产业的上限,需要牢记。

其次,安全性问题对储能产业而言依然如影随形。专家表示,新型储能的发展仍处于初级阶段,在安全管理方面仍存在瓶颈。

在我国,储能产业的各项标准还在紧锣密鼓地探索、制定与优化中。而放眼世界,储能产业规范集中在建设和运营阶段,事故预案和科学有效的救援规范尚需时日进行深入探讨与研究。综合世界储能事故记录来看,储能事故复杂,难以统一规范,如何攻克事故后减灾的难题将是储能产业的一大前沿问题。

最后,储能产业的竞争领域已经超越电池技术,国际储能巨头正投身于终端系统化储能解决方案的设计,特别是消费级方案的竞争中。《通知》更直接吹响了我国进军这一领域的号角。

特斯拉家用储能系统Powerwall,从太阳能电池和家庭电网中储存富余电量,可充当备用电源,还可实时监控住宅发电用电情况,优化电量使用。

2021年初,特斯拉更推出太阳能逆变器,与Powerwall深度结合,为家庭级消费者提供了一整套光储互动控制方案,深受欢迎。2019年,松下推出EverVolt住宅储能系统,同样可与太阳能模块结合运用;2020年松下进一步将EverVolt与Span智能面板搭配,提供组合解决方案,提高了系统的灵活性和可控性并简化了安装过程,同样有较好表现。

在工商业储能领域,特斯拉Megapack将所有逆变器、电池模组、热管理系统、电力电子元件高度整合,其高能量密度、安全性、易安装等特点得到进一步提升。在技术尚需突破,原材料吃紧的境况下,整合方案的优化将成为储能产业大势所趋。

总而言之,顶层设计的到来和路线图的绘制,为我国储能产业吹起了政策的顺风,我国潜力巨大的储能产业将自此开启前沿化、市场化、规范化发展的新时期,产业瓶颈能否迎来重大突破值得期待。

在储能产业的带动下,电力辅助服务、电网建设、新能源汽车等领域也迎来新的局面,虽然资源约束和安全性问题依然必须得到重视,但终端储能解决方案领域尚方兴未艾,百花齐放。

顺应、把握、乃至引领“双碳”趋势和产业发展趋势的过程中,我国储能产业的活力将日益凸显,助力千家万户、各行各业的绿色生活。

(作者:曾庆平,中国建投成员企业中国投资咨询)