(报告出品方/作者:华泰证券)一、经济性拖累前期推广节奏,能源转型持续催生储能需求储能协助提升系统价值,电力系统中需求场景多元电力是需要维持瞬时平衡的复杂系统,需要源网荷储之间相互配合,共同助力维持电网的 稳定性。
储能作为电力系统的蓄水池,协助电力系统进行电量与电力的实时平衡。
储能的 价值是依托于系统而存在的,在不同场景下储能需求有所差异,按照当前的应用场景划分, 主要包括发电侧、电网侧和用户侧三个方向:发电侧储能用于大规模风光并网,通过负荷 跟踪、平滑输出等解决新能源消纳问题,实现电网一次调频;电网侧储能可布置于电网枢 纽处,既提供调峰调频等电力辅助服务,也可联合周边新能源电站提升新能源消纳;用户 侧储能在分布式发电、微网及普通配网系统中通过能量时移实现用户电费管理与需求侧响 应,实现电能质量改善、应急备用和无功补偿等附加价值。
电化学储能适用场景丰富,新能源配储带动储能需求提升。
电化学储能在电网侧和用户侧 早已有应用,受储能项目经济性影响和以火电为主的能源结构影响,电化学储能在储能装 机占比仍处于低位。
随着场景逐步丰富,电化学储能规模及占比持续提升,截至 2020 年,全球电化学储能累计装机 14.2GW(同比+49.2%),占储能系统装机 的 7.4%;国内电化学储能累计装机 3.27GW(同比+91.2%),占整体储能的 9.2%。
值得注 意的是,20 年我国新增电化学储能装机达 1.56GW(同比+145%),配储政策释放储能需求, 国内新增储能装机首次突破 GW 大关。
动力电池协助培育储能产业链,安全和经济性为核心关注点。
动力电池多年发展为储能产 业链培育奠定基础,储能系统的针对性的设计进一步带动储能普及。
储能项目共有安全和 经济性两大核心关注点,安全性影响竞争壁垒,经济性影响推广节奏。
安全是储能推广的 首要条件,随着准入门槛和流程标准提高,电池、BMS 和储能系统设计更具针对性,储能 的安全性有望持续提升。
经济性影响储能的推广节奏和产业链各环节话语权,经济性不满 足的情况下,储能建设多以强制配储为主,内生增长动力欠缺。
经济性:个别场景经济性已符合要求,内生增长动力仍需提升电化学储能经济性仍有待提升,个别场景下已能满足收益要求。
经济性影响储能自发性推 广节奏和储能产业链各器件话语权,当前储能项目初始投资成本仍较高,拖累储能项目的 经济性。
此外,在储能实际运行过程中,售电收入的增值税、系统循环效率和储能寿命等 因素也会对储能项目产生影响。
我们按照储能获取收益的典型模式,测算不同模式下储能 电站收益情况,当前高电价差区域的峰谷电价模式项目 IRR 较高,原有高补贴光伏电站配 备的储能项目收益率已经满足商业化运营的收益要求。
模型假设:储能 EPC 成本下降,电池寿命及充放电效率提升储能 EPC 成本:储能的 EPC 建设成本与产品价格和放电时长均有关,20 年以来公示的储能项目 EPC 价格呈现下降态势,风电配储(1C,充电时间 1 小 时)的最低中标价格已经从 20 年初的 2.154 元/Wh 下降到 1.634 元/Wh,降幅达 24.1%。
光伏配储(0.5C,充电时间 2 小时)的最低中标价格从 20 年初的 1.448 元/wh 下降到年底 的 1.06 元/wh(降幅达 26.8%),其中示例项目的风光配储价格不同主要受放电时长和电池 倍率影响。
20 年底三家中标候选单位储能系统(0.5C,充电时间 2 小时)报价分别为 1.06-1.231 元/Wh, 考虑到土建等费用仍需资本投入,我们假设发电侧和电网侧 2 小时放电时长的储能 EPC 项 目平均建设成本为 1.3 元/Wh,用户侧储能因规模小,平摊到单 Wh 的土地成本和土建成本 较高,我们假设用户侧储能 EPC 建设成本约 1.6 元/wh。
电池寿命:储能电池在使用一段时间后,电池容量会发生衰减,影响储能系统全生命周期 的平均充电深度。
根据宁德时代储能产品说明书,在 25℃且 SoH(State of Health,电池 健康度)70%的限制条件下,不同冷却方案和充放电倍率下,储能电池的使用寿命在 5300 次-8000 次。
我们假设在储能循环 6120 次(储能系统运行约 17 年)的情况下,储能电池 全生命周期的平均充放电深度为 85%,因 Soh 降至 70%以下后,电池仍有回收以及梯次 利用价值,我们假设残值率为 10%。
循环效率:储能系统由电池、PCS(储能变流器)、EMS(能源管理系统)、BMS(电池管 理系统)、支撑结构和其他电器元件构成。
各转换器件在运行中均有能量损耗,导致储能系 统的充电量和放电量之间存在差值。
从各公司的官网产品披露情况看,PCS 的循环效率在 95-99%之间,箱式储能系统的循环效率约 85%-88%以上,考虑箱式储能系统外仍有变压 器等能量耗损器件,我们假设基准条件下储能系统的循环效率为 85%。
需求场景:高弃电率、高补贴、高峰谷电价差地区 IRR 可达要求储能系统的需求场景多元,当前主要分为发电侧自用、电网侧辅助服务和用户侧峰谷调节 模式等。
储能在发电侧可以协助电源满足调度系统调节的需要,减少弃电量,增加售电收 入。
按照 2020 年 5 月发布的《新疆电网发电侧储能管理暂行规则》,发电侧储能电站可以 有两种不同的运作模式:(1)弃光严重时期作为自用容量,放电收益享受光伏电站的补贴 标准;(2)弃光不足时期作为调峰可用容量,享受 0.55 元/kWh 的充电补贴,放电收益按 标杆上网电价进行结算。
此外,对于高峰谷电价的区域,一般工商业和大工业客户可以通 过储能系统在谷电价充电,峰电价时期自用,降低自身的用能成本。
我们按照全年运行 360 天,每天一次充放电操作,测算不同场景下的储能电站收益情况。
发电自用模式:选择新疆、甘肃、浙江和西安平价电站进行测算,其中新疆地区光伏电站 的补贴电价采用原有三类资源区光伏电站补贴后上网电价 0.9 元/kwh,甘肃和浙江分别是 西部集中式基地和东南部分布式电站的代表。
辅助服务模式:电站可以用作调峰可用容量,辅助电网进行调峰调频,并获得调峰调频补 偿。
当前电力市场辅助服务市场的调峰和调频补偿额度以市场竞价为主,火电、水电等发 电企业与储能、综合能源服务商共同决定辅助服务价格。
以江苏《关于做好辅助服务(调 峰)市场试运行有关工作的通知》为例,调峰辅助服务最高限价为 0.6 元/kwh,未报价机 组临时调用价格为 0.15 元/kwh,对应的调频里程申报价格在 0.1-1.2 元/MW,辅助服务市 场报价范围波动大,火电等原有已装机电站的边际调节成本低,参与辅助市场的里程优势 明显,储能电站主要胜在响应速度,辅助服务市场对储能电站影响主要在于拓展收入