储能行业供需格局如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/11/14 14:29

多因素驱动储能需求高增,未来储能电池有望头部集中。

1.需求端:多因素驱动储能需求高增,储能电池企业深度受益

新能源发电装机占比稳步提升,储能在新型电力系统中具有刚性需求。我国新能源发电及 装机占比持续稳步提升,2021 年我国风光发电占比合计达到 11.7%,同比增加 2.2pct; 2022 年我国风光装机占比合计达到 29.6%,同比增加 2.8pct。新能源占比的不断提升将持 续放大新能源发电所带来的发电质量不稳定、供电用电存在时间错配等系统问题。储能是 解决以上问题的重要方式,因此具有刚性需求。

电化学储能是新型储能建设的当前阶段主流技术路径。从 2022 年储能结构来看,全球和 我国均以抽水蓄能为主,装机占比分别为 79.3%和 77.1%;电化学储能次之,装机占比分 别约为 19.3%和 21.9%,其中锂离子电池又为主要的电化学储能方式,装机占比分别为 18.2%和 20.6%。电化学储能具有爬坡速率高(100%Pn/min)、启停时间短、可做供需双 向调节、调节速率快等优势,可以更好的满足电力系统的需求;并且基于电化学产业链的 成熟度及经济性等方面考虑,我们认为电化学储能为当前新型储能建设的主流技术路径。

电化学储能装机持续增长。2022 年全球电化学储能新增项目功率约为 21.5GW,同比 增长超 180%,其中中国市场新增 7.3GW,占比 36%领先全球。截至 2022 年底,全球 电化学储能累计装机 45.7GW,中国电化学储能累计装机 13.1GW/27.1GWh。从新增 项目结构来看, 2021 年在全球新增电化学储能项目中,新能源+储能占比 30.9%,分 布式及微网+用户侧削峰填谷合计占比 10.4%。我们认为电化学储能空间广阔(户储+大储),从而带动储能电池需求高增,除此之外 便携式储能等其他应用领域也给储能电池带来需求增量。下面我们具体研究分析各个 市场的增长逻辑以及需求空间。

1.1户储:经济性+可靠性驱动海外需求爆发

成本下降、用电量增长、政策补贴等经济性因素+用户供电可靠性共同推动海外户储持 续发展。根据我们发布的《【信达电新】户储深度报告:户储星辰划天际,万亿蓝海 照月明》报告,户储行业增长驱动力主要包括: 1)度电成本下行+用电量增长:2022 年能源通胀和地缘局势使欧洲电价飞涨是户储装 机大增的重要原因之一。近期电价虽有所回落,但光储度电成本持续下行仍使其具 有良好的投资经济性。我们预计在人均生活用电量持续增长的大背景下,以及俄罗 斯与欧洲能源脱钩隐患下,欧洲户用家储未来 2-3 年仍将处于高景气高增长阶段;

2)补贴政策:欧美澳等地区税收减免、资金补贴等政策变相降低投资成本。如美国针 对 5 度电以上储能系统,给予最高 30%投资退税减免,并把期限延长至 2026 年; 英国 2022 年将户用光伏系统增值税从 5%减低至 0%,有效期 5 年,刺激户储系统 采购;德国巴伐利亚州为每个容量 3kWh 以上的储能系统提供 500 欧元补贴等; 3)增加用户供电可靠性:北美电网系统设施老旧,亚非拉地区缺乏强大电力设施建设 投入,导致断电、缺电现象频发,叠加极端气候,当地居民对紧急备电需求属于刚 需。户用家储可在电厂事故或者极端自然灾害中提供应急电源,提高用电稳定性。

我们预计 2023-2025 年全球户储新增装机规模分别达 26、42、63GWh,22-25 年 CAGR 为 59.1%。欧洲美国为主要户储市场,分地区来看: 1)对于欧洲市场,据 SolarPower 统计,2022 年欧洲户储主要市场德国的新增装机量 达 5.55GWh,欧洲前 5 大市场占比 84%,欧洲整体新增装机量增速超 280%。我们预 计 2023-2025 年欧洲户储新增装机规模分别达 16.17、25.82、38.64GWh。 2)对于美国市场,虽然美国户储起步晚于欧洲,但人口居住条件及光照条件等决定其 具有巨大的市场空间。叠加美国《住宅侧储能系统税收抵免新规则》(ITC)、《加州 自我发电激励计划(SGIP)》等政策推动,未来有望持续高增。我们预计 2023-2025 年美国户储新增装机规模分别达 2.6、4.0、5.7GWh。

欧美户储天花板尚远,远期需求空间广阔。2022年欧洲户储因能源危机+地缘政治因素 超预期增长,我们预计 23 年增速有所回落,但我们认为目前无需过多担心户储需求, 欧美户储距天花板尚远,我们测算得到 22 年欧洲、美国户储渗透率为 1.12%/0.56%。 主要测算逻辑为:户储需求主要来自于屋顶光伏系统配套装机,基于当前欧美人口数, 假设欧美地区拥有屋顶的户数占比 40%,其中有 80%的屋顶适合安装光储系统,进而 测算得有效屋顶数分别为 0.99 亿/0.41 亿个。同时假设欧美地区每个屋顶平均装机量分 别为 10/13KWh,我们预计当前欧洲、美国户储需求天花板分别为 993.3/534.4GWh。

1.2大储:政策面与基本面共振,国内高增大年现端倪

大储为我国主要储能类型,受益于新能源配储需求及政策端发力,未来增长空间广阔。大 储的应用场景主要是电源侧和电网侧,随着中国新型储能装机不断提速,以及各地集中式 共享储能和风光储等一体化项目的迅猛发展,市场对大型储能电站的规模也有一个更高的 预期。未来大储市场发展的主要推动力包括:1)利好政策:各项具有实际效益的政策落地,推动我国各省装机量快速增长。例如 2019 年青岛首次推出共享储能商业模式,并在年中为共享储能市场化交易提供规范,2020 年青海新增新型储能装机同比增长约 392.6%。另外山东、山西、江苏、河北等省份也 相继推出包括调峰服务补偿、提高峰谷电价差、规范调频辅助服务报价等政策增加储能 收益。我们认为随着其他省份的跟进,商业模式不断完善,有望推动未来储能渗透率提 高。

2)成本下行:电池环节(电芯+PACK+BMS)是储能系统的核心,在储能电站成本占比约 60%,具有较大降本空间。目前碳酸锂是主要正极材料成本来源,其价格很大程度影响 电芯的成本。2022 年碳酸锂价格飞涨,至 2023 年已出现下行趋势,我们预计未来储能 电站成本随碳酸锂价格回稳而下降,大储经济型有望进一步提升。 3)招标量高:根据储能与电力市场统计,2022 年全国已完成招标的储能项目规模已达 44GWh。全年并网投运独立电站38座,启动施工建设和EPC/设备招标的电站109座, 总规模达 16.5GW/35GWh。另外,2022 年还新增公开宣布独立式储能电站 142 座,总 规模 28.3GW/67.6GWh,这将是 2023 年独立式储能增长的强储备力量。我们预计以上 已经进入招标和正在建设的独立储能项目在今明两年有望逐步落地,我国大储高增黄金 时期已经初现端倪。

我们预计 2023-2025 年全球大储(包括工商业,下同)新增装机规模为 76、122、 196GWh,23 年同比增长 135%。中美构成全球大储主要市场,具体分地区来看: 1)中国市场,我们预计 2023-2025 年大储新增装机规模为 39、63、104GWh。据上文分 析,2023 年独立式储能电站招标项目储备充足,我们预计 2023 年我国大储同比增长达 166%。2)美国市场,我们预计 2023-2025 年大储新增装机规模为 29、43、59GWh,2023 年同比增长约 168%。 3)欧洲市场,我们预计 2023-2025 年大储新增装机规模为 5、7、9.5GWh,2023 年同比 增长约 67%。

1.3便携式储能:户外应用场景扩宽,品牌+渠道构成护城河

户外运动和应急备灾需求推动便携式储能市场发展,美日为核心市场。据中国化学与物理 电源行业协会估计,2021年全球便携储能产品出货483.8万台,市场规模达到111.3亿元, 2016-2021 年出货量 CAGR 高达 148%。在全球市场中,2020 年美国和日本市场合计占比 超 75%,主要由于美国户外活动普及率高以及日本地震多发导致应急装备需求高。2022 年 受美澳野营经济、日韩救灾备电需求刺激,便携式储能出货有望延续 2021 年高增态势。我 国便携式储能市场外向型明显,2020 年市场占比仅 5%,随着露营等户外运动逐渐兴起, 我们预计未来便携式储能设备在国内渗透率也有望进一步提高。

便携式储能产品具有消费品属性,品牌优势铸就高壁垒。便携式储能从 2018 年才开始起量, 行业内以小企业居多。从企业产品出货量来看,2020 年华宝新能市占率最高,达到 16.6%; 其次为正浩科技、Goal Zero 和德兰明海,占比在 5-6%左右。由于便携式储能产品具有 To C 端属性,布局较早的企业在品牌、渠道上具备较为显著的护城河。目前国内有大量企业 涌入便携式储能赛道,小米、公牛、传音等消费电子电器巨头陆续入局,我们预计在终端 产品环节,市场份额有望继续向头部企业集中。

我们预计 2023-2025 年全球便携式储能销量为 1032.6、1481.7、2004.7 万台;新增便携式 储能市场容量为 7.0、10.6、15.2GWh。其中美国市场容量为 2.8、4.0、5.5GWh;日本市 场容量为 1.7、2.4、3.2GWh。测算假设条件: 1)便携式储能渗透率提升。随着美国参与户外运动家庭比例提升,以及日本应急备灾需求 在家庭中更加普及,假设便携式储能产品在美日市场渗透率对应提升; 2)产品容量逐步提升。目前主要以 100-500Wh 的产品为主,市场占比约 50%,500- 1000Wh 和 1000Wh 以上的较高容量产品随着平均户外活动时长增加、应急备灾场景对容 量要求提高、上游电芯单体能量密度提升,市场份额呈现每年递增的趋势。

1.4其他领域:新基建持续发力,5G基站+数据中心带动需求

5G 基站和数据中心大规模建设升级,通信后备电源需求高增。其他领域主要包括通信储能 等,通信储能主要应用领域包括 5G 基站和数据中心,受益于国家数字化发展规划,通信数 据新基建正步入大规模建设时期,有望带动储能后备电源规模快速增长。 1)5G 基站:2020 年 5G 基站开启大规模建设,2022 年我国新增 5G 基站 88.7 万个,累计 建成并开通 5G 基站 231.2 万个,总量占全球 60%以上,已建成全球最大 5G 网络。传统 4G 基站单站功耗 780-930W,而 5G 基站单站功耗 2700W 左右。以应急时长 4h 计算,单 个 5G 宏基站备用电源需要 10.8kWh。前瞻研究院预计相比 4G 基站,5G 单站功率提升约 2 倍,且由于 5G 属于中高频段,基站建设需更密集,其个数预计显著提升,对应储能需求 将大幅增长。

2)数据中心:2021 年我国数据中心行业市场收入 1500.2 亿元,同比增长 28.5%,在用数 据中心机架规模达 520 万架,五年年均复合增速超过 30%。我们预计 2022 年中国/全球数 据中心市场规模将增至 1900.7 亿元/746.5 亿美元。在数据中心稳步增长的同时,也带来电 力能源消耗加剧。2021 年我国数据中心耗电量约为 2372 亿 kWh,我们预计 2022 年将达到 2700 亿 kWh。在此背景下,储能系统的引入将应用于平抑峰谷电价、配套绿色能源发电设 施、作为后备电源等,增强数据中心供电可靠性、控制 PUE。

我们预计 2023-2025 年我国新增通信新型储能需求为 7.9、6.9、5.9GWh;全球新增通信 新型储能需求为 10.8、11.2、11.7GWh。测算假设条件: 1)储能配置应急时长为 4H。以 2021 年单站功耗 3500W 为基期,2021-2023 年 5G 基站 单站功耗年均下降 10%,2023-2025 年年均下降 7%; 2)通信储能中新型储能占比不断提升,预计 2025 年达 95%。 3)根据工信部等十部门联合发布《5G 应用“扬帆”行动计划(2021-2023 年)》明确 2023 年实现 5G 基站 18 个/万人的覆盖率,以及去年工信部发布的《“十四五”信息通信 行业发展规划》明确 2025 年实现 5G 基站 26 个/万人的覆盖率,按适度超前原则,预期2023 年和 2025 年我国 5G 基站将分别达到 357.5 万个和 422.5 万个;

4)随着后期基站规模达到一定程度,建设力度有所放缓,同时 6G 逐步进入技术迭代阶段, 每年新增通信储能需求逐渐降低。我们预计2023-2025年全球新增储能规模(包括便携式储能等)为119、186、285GWh, 2022-2025 年复合增长率为 65%。据上文分析,在经济发展、利好政策、储能产品经济性 增强等多重因素推动下,储能市场发展空间广阔,带动储能电池需求高增。

2.供给端:产能或阶段性充裕,市场有望头部集中

电池是储能系统中的主要成本。在储能电池产业链中,上游的电池组材料主要包括正负极 材料、隔膜和电解液等。中游储能系统及集成由电池和电池组、电池管理系统、能量管理 系统、储能变流器和其他软硬件系统构成。下游的应用场景分为发电侧、电网侧、用户侧、 便携式储能和通信储能等。在储能系统中,电池是最主要的组成部分,成本占比约 60%。我国储能电池发展大致分为三个阶段。技术验证、示范应用初期(2000-2015 年)储能电 池市场规模较小,主要以铅蓄电池的应用为主,国家尚未就储能电池行业发布明确性的规 范政策;

商业化扩张期(2016-2019 年)以磷酸铁锂、三元锂离子电池为代表的锂离子电 池开始作为储能电池广泛使用,国家陆续出台鼓励新型储能和储能电池的政策;产业化发 展期(2020 年-至今)随着降本技术不断迭代,配储等支持政策力度加大,行业高速发展。全球锂离子电池装机、出货持续高增。据 CNESA 相关统计,2021 年全球电化学储能装机 中,锂离子电池储能技术装机规模 19.85GW,功率规模占比 93.9%;铅蓄电池和钠基电池 分别占比 2.2%/2.0%。在已投运的新型储能项目中,2021 年锂离子电池储能项目新增装机 规模达 9.9GW,是 2020 年的两倍以上。2017-2021 年,锂离子电池储能累计装机规模从 2.2GW 迅速涨至 23GW,CAGR 达 79.7%。

我国储能电池出货高速增长,便携式储能电池驶入蓝海。近五年中国储能锂电池的出货量 也飞速增长,从 2018 年的 3.2GWh 增长至 2022 年的 130GWh,CAGR 为 110%。其中大 储、户用、通信和便携式储能电池于 2022 年分别出货 92/25/9/4GWh。 1)户用储能电池出货增速最快,22 年同比增长达 354.5pct。主要由于俄乌冲突刺激欧洲 光伏+家储装机需求大爆发; 2)大储和便携式储能电池稳定高增,同比增长 216.2pct/207.7pct,其中便携式储能电池出 口需求持续兑现,作为 22 年跨境电商最火项目,蓝海赛道特质愈发凸显;

3)通信储能电池出货逐步退坡。一方面由于我国通信储能电池主要用于三大通信运营商和 铁塔通信基站备电,应用场景较为简单,使用频率不高,利润较低。另一方面,我国通信 储能市场属于典型的招投标市场,2022 年因上游锂矿价格暴涨,国内通信电池集采需求减 弱。因此出现了根据新增 5G 基站测算得到的通信储能需求高于实际电池出货的情况。我们 预计未来 5G 基站加速接入虚拟电网,有望激发通信储能的聚合效应,拓宽通信储能的应用 场景,进而激发储能电池新需求。