儲能受到各方資本熱捧,40多家央企出手參與投資(附儲能系統(tǒng)各環(huán)節(jié)要點)
發(fā)布日期:2022-12-12 瀏覽次數(shù):699
儲能需求旺盛
各類資本紛紛加碼近兩年,儲能受到各方資本熱捧。作為新能源產(chǎn)業(yè)的核心,儲能技術和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也備受關注。隨著市場需求的逐漸擴張,以及利好政策的不斷加持,不僅初創(chuàng)企業(yè)和上市公司投資布局,各大私企、央企也紛紛步入儲能這一價值藍海。在2022年至今新成立的企業(yè)中,國家能源集團、國家電投、大唐集團、華電集團、中國能建、三峽集團、國家電網(wǎng)等多家央企參與投資。
具體情況如下:
各類新技術迭出,共同促進大儲行業(yè)持續(xù)發(fā)展。高壓級聯(lián)儲能在大容量場景優(yōu)勢顯著;儲能電站火災頻發(fā),政策不斷強調儲能安全,液冷、全氟己酮方案受到關注;新的電化學儲能技術快速發(fā)展,鈉離子電池儲能、液流電池儲能、氫儲等產(chǎn)業(yè)化不斷加速;新的物理儲能技術層出不窮,光熱儲能、重力儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等示范項目逐步落地。
儲能產(chǎn)業(yè)鏈:儲能產(chǎn)業(yè)鏈涉及環(huán)節(jié)包括
1、儲能系統(tǒng):包含電池、PCS、BMS、EMS等多個環(huán)節(jié),具體標的包括寧德時代、億緯鋰能、陽光電源、南都電源、科士達、科華數(shù)據(jù)等,其中龍頭公司寧德時代、比亞迪、陽光電源、錦浪科技等出口海外較多;2、工程EPC、并網(wǎng)檢測、后期運維:具體標的包括南網(wǎng)科技、阿特斯、林洋能源、寶光電氣、萬里揚、電科院等。
儲能電池
儲能電池材料體系以磷酸鐵鋰為主,電池向大容量方向持續(xù)演進。根據(jù)工信部要求,儲能型電池能量密度≥145Wh/kg,電池組能量密度≥110Wh/kg。循環(huán)壽命≥5000次且容量保持率≥80\%。當前的電化學儲能尤其是鋰電儲能技術進入了一個新變革周期,大電芯、高電壓、水冷/液冷等新產(chǎn)品新技術逐漸登上舞臺,儲能系統(tǒng)向大容量方向在持續(xù)演進,同時鈉離子電池在未來憑借成本優(yōu)勢可能占據(jù)一席之位。
全球儲能電芯中國廠商出貨領先,寧德時代出貨量全球第一。
根據(jù)測算,2021年全球儲能電芯出貨量59.9GWh,其中寧德時代作為最大電芯供應商占據(jù)榜首,出貨量16.7GWh,占比達27.9\%;派能科技作為戶儲龍頭,出貨1.5GWh,占比2.6\%。我們預計2022年全球出貨114.9GWh,同增91.9\%,其中寧德時代出貨45.0GWh,同增169.5\%;派能科技出貨3.5GWh,同增127.3\%。
根據(jù)測算,預計2022-2023年全球儲能電芯出貨122.5/219.6GWh,同增101\%/79\%;其中,寧德時代作為最大電芯供應商占據(jù)榜首,我們預計寧德時代2022-2023年出貨50/100GWh,同增199\%/100\%,占比40.8\%/45.5\%,龍頭地位穩(wěn)固。
逆變器技術
在逆變器技術領域,直流1500V取代傳統(tǒng)1000V架構成為趨勢,電站級滲透較快。2021年國內光伏直流電壓等級為1500V的市場占比約49.4\%,1000V市場占比50.6\%。拆分來看,分布式光伏中1000V電壓仍為主流,21年戶用全部采用1000V等級系統(tǒng),工商業(yè)有80\%采用1000V等級系統(tǒng)。
1500V儲能系統(tǒng)優(yōu)勢明顯,1500V系統(tǒng)核心產(chǎn)品為1500V儲能PCS。1500V儲能系統(tǒng)的能量密度、功率密度將在原來的基礎上可提升35\%+,系統(tǒng)成本降低5\%+,系統(tǒng)效率提高0.3\%+。40尺的集裝箱+280Ah的電芯下,1000V的電池最大裝機容量為3.3MWh,1500V可以提高到4.5MWh,除了PCS、電池、輔助配件成本可以減少外,人工、地基和土地成本也會大幅下降。近期大型項目,1500V滲透率已超過2/3。
代表廠商有:陽光、上能、科華。其中上能電氣包攬了山東5個百兆瓦級儲能項目的1500V PCS。
逆變器技術應用層出不窮,組串式PCS開始規(guī)?;瘧谩?
組串PCS彌補集中式不足,開啟規(guī)?;瘧?。業(yè)內目前電池儲能系統(tǒng)主要采取集中式PCS,多組電池并聯(lián)將引起電池簇之間的不均衡,久之并聯(lián)電池簇中會出現(xiàn)一部分電池實際出力不足,而另一部分超出倍率使用的現(xiàn)象,造成“木桶”效應;而組串式PCS可以實現(xiàn)簇級管理,提升系統(tǒng)壽命,提高全壽命周期放電容量,規(guī)模化應用趨勢已見雛形。
應用實例1-2:華能黃臺100MW/200MWh項目,是國內首個采用組串式PCS架構的大型儲能電站(PCS由上能提供);此外山東德州林洋光儲3MW/6MWh項目也采用該系統(tǒng)架構(華為提供整套系統(tǒng))。
應用實例3:國電投油城大慶200MW光儲實驗平臺。上能電氣為基地提供了230臺250kW組串一體機、數(shù)十臺225kW與175kW組串式逆變器以及3.125MW集中式一體機、3.15MW集散式一體機等多款機型逆變器。其中250kW組串式逆變器一改傳統(tǒng)常規(guī)的分散安裝方式,通過1MW集成平臺設計、進行集中式運維管理模式,大大節(jié)省了時間和人力,提升了運維效率。
電氣拓撲結構
在電氣拓撲結構方面,大容量下高壓級聯(lián)方案優(yōu)勢顯著。
隨著儲能集成系統(tǒng)容量增加,傳統(tǒng)串聯(lián)升壓方案會面臨多種問題:大容量下所需電芯數(shù)量眾多,安全風險較大;隨著電芯循環(huán)次數(shù)增加,電芯本體差異化逐步體現(xiàn),系統(tǒng)一致性變差;受上述兩因素制約,系統(tǒng)單機容量通常有限,隨著并聯(lián)設備增加,二次通信、協(xié)調控制變得更加復雜。
大容量下高壓級聯(lián)方案優(yōu)勢凸顯:高壓級聯(lián)方案由多個儲能單元構成,采用去并聯(lián)組合,每個儲能單元輸出幾十到幾百伏電壓,將電池堆離散化,既大幅度降低了電池堆電量,減少了電池堆內電池單體數(shù)量,又大幅提高了系統(tǒng)容量,提升系統(tǒng)安全性。目前國內掌握高壓級聯(lián)技術的企業(yè):國電南瑞、金盤科技、智光電氣、四方股份、新風光等幾家,其中金盤科技產(chǎn)品高壓級聯(lián)方案落地較快、容量更大,相關產(chǎn)品率先發(fā)布并已獲得1.35億訂單。
儲能安全
近年來,儲能電站火災頻發(fā),溫控熱管理、儲能消防受到重視,行業(yè)政策接連出臺,儲能消防系統(tǒng)發(fā)展加速。鋰離子電池中金屬鋰是已知元素(包括放射性元素)中金屬活動性最強的,在汽車領域熱失控現(xiàn)象時有發(fā)生,給鋰電池在儲能上的應用埋下了安全隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計,2022年全球已發(fā)生超17起儲能著火事故,2021年以來國家已經(jīng)發(fā)布了多個涉及儲能消防安全的政策,新標準下儲能消防的重要性不斷突顯。
儲能系統(tǒng)集成
在儲能系統(tǒng)集成領域,集成商玩家眾多,多種模式并存,現(xiàn)在主要有三種模式:
?、袢a(chǎn)業(yè)鏈布局:電芯、PCS、BMS、EMS均為自產(chǎn),國內代表企業(yè)為比亞迪。Ⅱ、專業(yè)集成:集成商從外部采購部件,專做系統(tǒng)集成,該模式國內應用較少,國外Doosan、IHI等為代表;Ⅲ、基于自身產(chǎn)品,由單純設備供應商向系統(tǒng)集成商轉型:該模式國內應用最多,代表企業(yè)有:1.光伏逆變器切入PCS的生產(chǎn)商錦浪科技、固德威、德業(yè)科技等;2.動力電池切入儲能電池的生產(chǎn)商億緯鋰能、鵬輝能源等;3.由電力設備、電子設備切入PCS/BMS/EMS等部件的生產(chǎn)商金盤科技、科士達、科華數(shù)據(jù)、寶光股份、科陸電子等。復盤美國市場,可以發(fā)現(xiàn)主流集成廠商采用上述三種模式的均有案例。
項目資源、客戶資源是儲能系統(tǒng)集成商的重要競爭點。在項目資源方面,對集成商而言,已建設的項目、已獲取的訂單是對公司既有實力的有效證明,對未來訂單獲取具有指引作用。同時,長期來看,儲能項目并網(wǎng)點資源有限。
在客戶資源方面:1、從項目獲取看,目前發(fā)電側儲能需求主要仍來自新能源強制配儲,而電力集團是風電、光伏開發(fā)的主力軍,也是招標項目的主要來源。儲能系統(tǒng)集成商正通過戰(zhàn)略合作尋求與業(yè)主的深度綁定,2021年華為、陽光電源等紛紛與“兩網(wǎng)”、“五大六小”等電力集團以及地方政府等簽訂系列戰(zhàn)略合作協(xié)議,以求在項目獲取上能有更大優(yōu)勢。
2、從收益核算看,獨立儲能與共享儲能要參與現(xiàn)貨市場、輔助服務市場交易必須接受電網(wǎng)統(tǒng)一調度,有相關資源企業(yè)在后期市場交易中更有可能處于有利地位。
分析對比主要儲能集成商的項目、客戶資源,可以發(fā)現(xiàn)主要企業(yè)均與主要電網(wǎng)集團建立了合作關系,除此之外,科華數(shù)據(jù)、海博思創(chuàng)、科陸電子等在工商業(yè)側、居民側潛力更大,長期在共享儲能等項目獲取中可能獲利。
在項目上,陽光電源、海博思創(chuàng)等龍頭已具有GWh以上項目建設經(jīng)驗,先發(fā)優(yōu)勢明顯;同時,后起之秀金盤科技、科陸電子等訂單獲取能力較強;此外,行業(yè)需求強勁,企業(yè)擴產(chǎn)力度較大,金盤科技、智光股份現(xiàn)有產(chǎn)能均超GWh,仍處于擴產(chǎn)進程中。
儲能集成商玩家眾多,參與環(huán)節(jié)有差異化。儲能集成商通常在發(fā)電側、電網(wǎng)側、用戶側全線布局,但通過對已有項目、在手訂單拆分,我們認為不同企業(yè)仍各有側重,市場呈現(xiàn)差異化競爭態(tài)勢。具體可從三側、國內外兩個維度區(qū)分。
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