目前在全球范围内,应对全球变化、尽早实现碳中和已成为各国政府核心课题之一。双碳战略下,全球能源结构调整势在必行,风光电高比例接入电网,为电网安全造成冲击,储能可平抑风光电不稳定性,已渐成刚需。因此,全球政策对储能装机高度倾斜,以保障电力系统安全性:欧洲国家石油、天然气等自然资源受限,故大力发展新能源,并对储能进行相应补贴,现户用储能已率先起量;美国通过税收减免、财政补贴、强制配储等方式支援储能,现已成为全球最大储能市场;国内2021年出台储能顶层政策,随后不断完善实施细则,推动行业发展。
储能在不同场景下发挥作用,需求渐趋刚性。由于新能源发电具有波动性和随机性,无法通过调节自身出力适应用户侧需求变化,传统的“源随荷动”模式将不再适用于新型电力系统,必须通过储能等措施,依靠源网荷储协调互动,实现电力供需动态平衡。具体来看,储能在新型电力系统中的核心作用体现在三方面:(1)提供电力系统稳定性、(2)峰值容量充足性、(3)爬坡灵活性。
现阶段,欧洲户储行情已然演绎,德国居民电价全球最高,催生居民自发电力需求。德国平均居民电价约0.3 EUR/kWh,处于全球最高水平。在德国高居民电价下,居民自装光伏系统实现电力的自给自足成为了比使用电网电力的更佳选择。国内于2016年前,新能源装机量占比不足10%,发电量占比不足4%,渗透率较低,对电力系统影响较小,而当时抽水蓄能是最经济的选择,因此抽水蓄能占据当时储能市场99%以上的份额。抽水蓄能电站受地理位置影响,难以与风电、光伏电站共同建设,而电化学储能安装灵活,成为新能源消纳的最佳技术路径。
储能经济性由度电成本与发电收益共同决定,度电成本方面,应重点关注储能系统降本情况及循环次数提升情况;发电收益方面,应重点关注新能源发电占比情况及电力市场建设情况,新能源发电占比高的地区,储能利用率将更高,电力市场成熟度则决定了储能能否以公允价值足量上网。目前,国内储能度电成本显著低于海外,但由于电力市场不成熟,储能商业模式较差,仍无法实现经济性;欧美地区新能源发电占比高、电力市场成熟,叠加补贴政策影响,储能已具备良好经济性。
完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)以及其他电气设备构成。电池组是储能系统最主要的构成部分;电池管理系统主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等;能量管理系统负责资料获取、网络监控和能量调度等;储能变流器可以控制储能电池组的充电和放电过程,进行交直流的变换。储能电池系统由电池组和电池管理系统两部分组成。电池组是整个储能系统中成本占比最高的部分,约占70%,BMS占比为6%,储能电池系统占电化学储能成本比重达76%。
电池组性能决定最终产品的安全性、使用寿命,也最终决定了储能系统的盈利性。与动力电池追求极致的能量密度不同,储能电池更加注重循环寿命。若要提升储能经济性,除系统降本外,提升循环寿命亦为重要途径。
储能系统的核心需求在于高安全、长寿命和低成本。当前,锂离子电池已成为全球电化学储能的主流技术路线。根据正极材料的不同,锂电储能技术主要包括磷酸铁锂电池和三元锂电池两种。磷酸铁锂电池热稳定性强,正极材料结构稳定且不含贵金属,故其安全可靠性、循环寿命及综合成本均优于三元锂电池。公司专注于软包磷酸铁锂电池技术路线,贴合储能场景的应用需求,具备技术路线优势。
由于海外储能发展较为成熟,笔者会介绍一家海外营收占比较高(8成;5成销往欧洲)的国内家用储能电池系统领先供应商-派能科技。随着刚上述提到未来储能应用场景逐渐增加,行业需求有望加速增长,细分赛道中家用储能市场潜力巨大。公司的主要产品包括储能电池系统及电芯,可广泛应用于家庭、工商业、电网、通信基站和资料中心等领域。家用储能产品(占公司近7成营收)主要结合太阳能电池板使用,通过部署于屋顶的太阳能电池板将电能存储以备日常使用。
锂电储能行业中,资质认证是准入门槛,尤其在海外成熟市场,只有具备相应资质才能获得客户认可。公司主要产品通过国际IEC、欧盟CE、欧洲VDE、美国UL、澳洲CEC、日本JIS、联合国UN38.3等安全认证,并符合REACH、RoHS和WEEE等环保指令要求,是行业内拥有最全资质认证的储能厂商之一。考虑到产品开发、标准认证以及管道建设周期,预计市场开发周期1年以上,公司目前具备管道壁垒优势。
在国外市场,公司与英国最大光伏系统提供商Segen、德国领先的光储系统提供商Krannich、意大利储能领先的储能系统提供商Energy等建立了长期稳定合作关系,在欧洲、南非、东南亚部分国家市场占有率极高,同时还积极拓展北美、日本等家用储能市场。以公司2020年上半年最大客户Segen为例,其为英国最大的光伏产品提供商,目前公司供应产品占Segen采购的份额超过90%,双方合作稳定,凸显公司在海外管道端先发布局的优势和稳定性。
成本是影响储能电池系统应用的关键因素之一,衡量储能电池系统的成本主要分为两个方面,首先是每kWh的前期购置成本,这是消费者首要考虑的因素;其次是电池全生命周期的每kWh的运营成本,即在电池全寿命周期内摊销的前期成本。根据Clean Energy Reviews统计资料,目前市场上主流的户用储能产品中,公司产品(US3000)的每kWh前期购置成本最低,约660美元,在10年的全生命周期下,除两款采用钛酸锂(LTO)路线产品外(Kilowatt和Zenaji LTO),公司产品每kWh成本约0.23美元,较其他产品优势显著。
根据最新公告,公司2021年底已经形成了3GWh的电芯年产能和3.5GWh的系统产能,募投项目第三期2GWh于2022年1季度投建,由于现阶段生产设备综合效率大幅提升,预计到2022年底,公司软包电芯/电池系统产能有望达到6/6.2GWh,进一步保证公司产品交付能力。
原标题:【鹏格斯投资心得】双碳驱动能源革命,储能迎历史性发展契机