文|奇偶派
隨著凜冬迫近，歐洲的能源危機正愈演愈烈。
早在8月，歐洲能源價格就已似脫韁野馬般狂奔。德法兩國電價日常創(chuàng)出新高，從去年同期的不足100歐元/兆瓦時飆升至最高峰值1000歐元/兆瓦時。國際貨幣基金組織發(fā)布也發(fā)布報告稱，即使歐洲留存的燃料儲備能夠度過這個冬天，但2023年將再次面臨天然氣和電力出現(xiàn)創(chuàng)紀錄價格的風險。
事實上，在俄烏沖突之前，歐洲的能源問題便已十分嚴重，作為全球ESG投資的先鋒，歐盟對傳統(tǒng)石化能源相當排斥，也正是因為傳統(tǒng)石化能源的過早退出，清潔能源供給不穩(wěn)定，導致了此次歐洲能源危機。
長期來看，傳統(tǒng)石化能源比重的降低已是板上釘釘、無法逆轉的趨勢。清潔能源的供給穩(wěn)定的重要性日益增加，不過，但凡提到清潔能源供給的穩(wěn)定性，儲能便是那個永遠繞不過的話題。
本文以儲能為主體展開，探討了我們?yōu)槭裁葱枰獌δ埽覀冃枰裁礃拥膬δ艿膯栴}，并分別從國內外兩個視角，觀察大儲與戶儲的機遇所在，最后對業(yè)內龍頭公司進行分析。
01 為什么需要儲能？
在討論一切有關電力的問題之前，我們需要先明白，電網是需要時刻保持平衡的系統(tǒng)，外送線路的容量和調峰調頻余量均會限制電網消納能力，造成限電棄電現(xiàn)象，而伴隨著清潔能源部署的推進，波動會越來越大。
首先，隨著電力系統(tǒng)中風能光伏日內發(fā)電波動明顯，調節(jié)難度增加。
要構建以可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng)，風能與光伏發(fā)電必不可少。然而風光的產出受自然環(huán)境影響，導致日內發(fā)電量波動大，且由于天氣多變，發(fā)電量更加難以預測。
同時，目前已有的電力系統(tǒng)均為以火電為主的電力系統(tǒng)設計的，當風光發(fā)電大規(guī)模并網后，會影響電力系統(tǒng)的可靠性，原有系統(tǒng)不能應對未來復雜的情況，電力系統(tǒng)的調節(jié)難度大幅增加，導致棄電現(xiàn)象。
如東地區(qū)部分風電場出力率曲線圖
其次，風光裝機量大幅提升，電網消納壓力驟增。
復盤風電光伏發(fā)展歷史，在2015至2016年間，風光裝機量大幅提升，電網配套沒有及時跟上，導致全國光伏/風電棄電率一度高達10%/15%以上，主要能源基地的棄電率甚至在30%以上，在后期限制高棄電區(qū)域裝機、調度系統(tǒng)全力保障新能源并網和電網建設等措施多管齊下，棄電率持續(xù)下降。
在30/60戰(zhàn)略下，又到了風光裝機快速增長的風口，對電網消納能力提出了更高要求。據(jù)研究機構統(tǒng)計，2030年風電光伏累計裝機或達12億千瓦以上。參考歷史，隨著裝機數(shù)量快速上漲，會對電網的消納產生很大的壓力，棄電率也會隨之提升。
光伏裝機及各地棄光率情況圖，資料來源：全國新能源消納監(jiān)測預警重心
儲能系統(tǒng)提高發(fā)電穩(wěn)定性與調度靈活性，增加電網調節(jié)余量，協(xié)助電網減少棄電，已成電力系統(tǒng)不可或缺部分。
在配套儲能系統(tǒng)后，可以通過實時調整，跟蹤風電場、光伏電站的總發(fā)電功率，在其出力曲線尖峰時吸收功率，在其出力曲線低谷時輸出功率。提高風光系統(tǒng)發(fā)電穩(wěn)定性的同時，也提高了電網系統(tǒng)的調度靈活性，一舉兩得。
其次，居民用電比例提升，負荷端波動增大。
除發(fā)電側新能源比例的提升而帶來的波動以外，由于我國電力消費結構的變化，負荷端的用電波動不斷增大。
縱向對比來看，近年來我國第一產業(yè)和第二產業(yè)用電量占比持續(xù)下降，而第三產業(yè)和居民用電占比不斷提高，截至2022年上半年，已分別達到17%和15%。
我國用電結構變化趨勢，資料來源：Wind，國聯(lián)證券研究所
橫向對比來看，與發(fā)達國家相比，我國居民用電具有較大的提升空間。我國產業(yè)結構仍然以工業(yè)為主，服務業(yè)及居民消費處于快速發(fā)展過程中；電力消費結構呈現(xiàn)出同樣的特點，未來城市化進程的繼續(xù)和產業(yè)的轉型升級均會提升我國第三產業(yè)和居民用電的比例。
除正常電力消費結構變化外，極端天氣的存在也加劇了負荷的波動性。在全球氣候變化、燃煤供暖逐步取消的背景下，居民冬季電采暖設備的集中使用進一步提升了峰值負荷，對電網造成了極大的瞬時沖擊，電網面臨著更加嚴峻的挑戰(zhàn)。
由于我國靈活調節(jié)電源比重低，應對高波動能力需加強。
儲能，成為提升電力系統(tǒng)靈活性必然選項。
提升電網靈活性主要指提高調峰和調頻能力，依賴于電池儲能、抽水蓄能、燃氣電站等靈活調節(jié)電源的配合。而作為我國主要靈活調節(jié)電源的火電資源，有著調節(jié)能力先天不足、容配比顯著低于海外的明顯短板，疊加高電能安全要求，導致國內電網調節(jié)壓力高于海外。同時考慮到現(xiàn)有調節(jié)能力和用戶側對穩(wěn)定性的要求，傳統(tǒng)的火電作為靈活性資源不足以滿足未來電力系統(tǒng)的要求，應對波動能力亟待加強。
各國靈活調節(jié)電源裝機量，資料來源：中電聯(lián)，國聯(lián)證券研究所
配置儲能可應對短時尖峰供電，大幅節(jié)省電網投資。
尖峰供電時間是指用電量高的時間段，此時用電用戶多，用電量大。電網會出現(xiàn)出現(xiàn)供電不足，系統(tǒng)頻率下降的情況。采用儲能可在用電負荷低谷時充電，在用電尖峰時放電以降低負荷尖峰，降低電網投資。
以2019年江蘇為例，超過95%最高負荷持續(xù)時間只有55小時，在全年運行時長的占比僅為0.6%，但滿足此尖峰負荷供電所需投資高達420億左右；而如果采用500萬千瓦/2小時的電池儲能以保障尖峰負荷供電，所需投資縮減為200億左右，可大幅節(jié)省電網投資。
配置儲能，成為業(yè)內共識。
隨著風光發(fā)電比例的提升，其波動性、間歇性和非靈活調節(jié)等先天缺陷越發(fā)明顯。在未來的新能源發(fā)電項目中，通過配置儲能以改善用電質量，維持電網穩(wěn)定，已經成為行業(yè)內的共識。
02 需要什么樣的儲能？
儲能作為電力的“蓄水池”，起到了協(xié)助電力系統(tǒng)保持穩(wěn)定輸出的作用。而儲能方法的選擇，也是圍繞著“穩(wěn)定”展開，各地需依據(jù)所處場景、儲能時間長短需求，選擇適用儲能調控路線。
電網系統(tǒng)需要達到時刻平衡，對頻率級別的穩(wěn)定提出了要求。光伏、風電等可再生能源輸出頻率波動較大，為了穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)輸出，減少變壓器的擊穿風險，便需要電化學儲能幫助。
電化學儲能有著響應速度快的特點，同時具備高低穿功能，可實現(xiàn)一次、二次調頻和快速功率控制等多種運行模式，維持瞬時平衡，快速響應電網調度的能力更強。
解決日度間波動，則需要抽水、壓縮空氣儲能。
日度間波動已超過4小時儲能時間，屬于長時儲能范疇，對儲能容量與儲能系統(tǒng)可靠性提出了更高的要求，而抽水儲能與壓縮空氣儲能可以較好解決日度間波動。
每天不同時間點用電量曲線/機組發(fā)電曲線
抽水蓄能是當前最成熟、度電成本最低的儲能技術。通過將電能與機械能相互轉化，在電力負荷低谷期將水從下池水庫抽到上池水庫，將電能轉化成重力勢能儲存起來，在負荷高峰時利用反向水流發(fā)電，可以較好地緩釋日度間波動。
但是，雖然抽水蓄能不易老化和儲能容量較大，但抽水蓄能選址受限，且開發(fā)周期較長，只能建造在山與丘陵存在的地方，并必須有著一定的高度差，而且抽水蓄能電站建造成本較高、開發(fā)周期約7年，較適合西南地區(qū)建設。
隨著技術提升，壓縮空氣儲能極具前景。壓縮空氣儲能系統(tǒng)是一種能夠實現(xiàn)大容量、長時間電能儲蓄的電力儲能系統(tǒng)。通過壓縮空氣存儲多余的電能，在需要時，將高壓氣體釋放到膨脹機做功發(fā)電，可以較好地緩釋日度間波動。
但是，雖然壓縮空氣儲能可以隨著大規(guī)模應用快速降本，但壓縮儲能的效率仍然處在一個較低的水平，當前已運行的壓縮空氣儲能項目效率在50%-70%之間，距離抽水蓄能的76%左右的轉化效率還有一定的差距，這一定程度上影響了該技術路線的經濟性，但隨著技術的進步，效率也會逐步提升。
如果為了解決季度間波動，則更多需要氫能、火電參與調節(jié)。
我國全社會用電量總體呈現(xiàn)“兩峰兩谷”的特點，冬夏高、春秋低。因冬季寒冷、夏季炎熱氣候，每年7月到8月、11月到來年1月是用電高峰時期，主要是因為空調的使用增加了用電負荷，隨著居民用電占比的提升，預計未來季度間用電量差異將愈發(fā)顯著。
我國全社會用電量呈現(xiàn)“兩峰兩谷”，資料來源：國家能源局，華泰研究
氫能和靈活性調節(jié)火電，是調節(jié)季度間波動的重要形式。
氫能的優(yōu)勢主要在高度環(huán)保和高能量密度，可進行電力調節(jié)?！丁笆奈濉爆F(xiàn)代能源體系規(guī)劃》將氫能在可再生能源消納、電網調峰等場景示范應用列為科技創(chuàng)新示范工程。目前，氫能發(fā)展的桎梏在于其存儲技術和轉換效率。
火電機組因長期缺乏合理的市場化補償機制，導致火電機組的靈活性價值難以充分發(fā)揮，極大制約了靈活性改造的積極性。但經過改造后，正在從傳統(tǒng)的主體電源向既提供電力、電量，又提供輔助服務的調節(jié)性電源轉變，有望在季度間調節(jié)中發(fā)揮更加重要的作用。
03 國內配儲主線不斷夯實
隨著技術的持續(xù)進步與成本的不斷降低，新型儲能有望成為未來主要的儲能形式。多省區(qū)發(fā)布新能源配儲政策，助推電源側儲能裝機提升。
我國新能源配置儲能的政策正在經歷從鼓勵建立可再生能源配套儲能試點工程，到新建光伏、風電項目強制要求批量化配置儲能的轉變。
資料來源：北極星儲能網，國聯(lián)證券研究所
發(fā)電側、電網側和用戶側對儲能的旺盛需求，促進項目落地。
發(fā)電側：技術降本仍需推進，經濟性拐點即將到達
據(jù)浙商證券研究顯示，在當前組件、電芯價格下，集中式光伏電站系統(tǒng)建設成本約4.1元/W、儲能系統(tǒng)建設成本約2.1元/Wh，尚未達到經濟性拐點，技術降本仍需持續(xù)推進。而當光伏電站系統(tǒng)成本降至3.5元/W、儲能系統(tǒng)成本降至1.7元/Wh以下時，度電成本可降至0.4元/kWh以下，開始具備經濟性。
不過，隨著儲能在發(fā)電側的應用不斷推廣，未來的光伏電站收益模型將發(fā)生較大變化，會考慮到儲能降低棄光產生的收益、參與調峰調頻產生的收益、以及碳排放交易產生的收益等因素的影響，疊加技術發(fā)展降低成本，經濟性拐點即將到達。
電網側：調頻盈利能力突出。
調頻是指電力系統(tǒng)頻率偏離目標頻率時，并網主體通過調速系統(tǒng)、自動發(fā)電控制等方式，調整有功出力減少頻率偏差所提供的服務。我國電網的額定頻率為50Hz，電網發(fā)電功率和負荷功率不匹配時會導致電網頻率的改變。為了將頻率穩(wěn)定在 50Hz附近，需要進行調頻。
各地調頻服務補償費計算需要綜合調頻性能參數(shù)K，而電池儲能憑借優(yōu)異的響應速度K1、響應時間K2、調節(jié)精度K3，綜合調頻性能參數(shù)K均能滿足準入門檻要求，電池儲能計算K值為火電的2~3倍，且均大于1。按照各地AGC調頻服務補償標準，最高調節(jié)里程收入可達6~15元/MW。
截止2021年底，我國各類電源總裝機已達2377GW，其中新能源裝機占比已增長至27%。未來隨著新能源占比持續(xù)提升，電網調頻需求將進一步增加。根據(jù)中科院預測，國內儲能調頻裝機量將保持 8%的年復合增速，未來年調頻裝機需求1.5~2GW，成為儲能設備又一大增長點。
用戶側：電價市場化成為最強催化劑。
用戶側儲能在所有方式中市場化程度最高，經濟性驅動規(guī)模增長，峰谷套利成為最主要的盈利模式。
用戶側儲能削峰填谷的經濟性主要取決于峰谷價差。2022年8月，全國電網代理購電峰谷價差超過0.7元/kWh的省區(qū)有18個，全國范圍內峰谷價差套利空間較2021年呈現(xiàn)明顯擴大趨勢，整體來看，全國范圍內峰谷價差套利仍有較大提升空間。
用戶側削峰填谷示意圖，資料來源：北極星電力網
考慮到儲能EPC建設成本基本位于1500-2000元/kWh之間，在峰谷價差大于0.7元/kWh時，按照20年使用壽命計算，儲能電站的內部收益率基本均可大于8%。伴隨技術進步，建設成本會進一步降至1500元/kWh，此時，在峰谷價差為0.6元/kWh時亦具有經濟性。未來電價完全市場化后，峰谷差會進一步增大，儲能電站對于成本的價格接受度逐漸提高，將提升用戶側儲能的滲透率。
04 海外能源危機帶來“戶儲”機遇
當前歐洲的能源危機和美國的電力需求，給“戶儲”帶來了爆發(fā)機遇。
1、歐洲：供需失衡導致電價高企，奠定儲能剛需屬性
歐洲各國持續(xù)高通脹，在2021年下半年就已將能源價格推至高位，而今年年初的俄烏沖突造成全球范圍內的化石能源供應緊缺，國際煤、石油和天然氣價格自年初以來迅速攀升，受能源價格上漲影響，歐洲電力價格持續(xù)走高。
2021年，歐洲天然氣發(fā)電量占比19.8%，且天然氣占歐洲一次能源消費結構中的25%，在歐洲能源結構中地位十分重要。而燃油及核電機組無法及時填補天然氣的缺口，導致在當前天然氣供應受限的情況下，歐洲當前的發(fā)電結構難以在短期內通過自身的調節(jié)緩解用電緊張的局面。
也正是電價長期保持高位以及持續(xù)增長的居民人均用電量將使居民對光儲系統(tǒng)安裝成本接受度較高。
相比于只安裝光伏系統(tǒng)，配套儲能設施會顯著縮短投資回收期。根據(jù)IEA的預測，2025年前歐洲天然氣價格仍將處于較高水平。隨著光儲系統(tǒng)的有效利用率的不斷增加，安裝光儲系統(tǒng)的經濟性愈發(fā)明顯，根據(jù)測算，安裝光儲系統(tǒng)5.5年的支出即可抵消購電支出，遠低于只安裝光伏系統(tǒng)7.3年的投資回收期。歐洲的高昂用電成本顯著抬升了居民對于儲能系統(tǒng)價格的接受程度，國內出海歐洲廠商的利潤空間明顯提升。
歐洲戶用光伏儲能系統(tǒng)累計費用支出，資料來源：Solaranlagen，中國儲能網
2、美國：成熟電力市場疊加相關政策，促進儲能快速發(fā)展
政策是美國供電側儲能發(fā)展一大驅動力，布局力度全球領先。
美國作為全球最大的儲能市場，長期依靠積極政策驅動儲能市場高速發(fā)展。紐約州、新澤西州、加利福尼亞州、俄勒岡州、馬薩諸塞州等州均已制定了明確的儲能裝機目標數(shù)量，并配備相應行政約束或法律約束條款。而其他地區(qū)即使沒有制定明確具有約束力的儲能裝機目標，也宣告了大規(guī)模采購的公告，穩(wěn)定發(fā)電側大型儲能裝機需求。
除大儲外，政策出臺也在助力用戶側儲能裝機。2021年5月，拜登提出的預算方案中，首次包括了制定針對獨立部署儲能項目的ITC政策，政策力度向儲能傾斜，預計用戶側儲能項目需求將穩(wěn)步提升。
美國針對儲能的ITC稅收抵免政策，資料來源：NREL，浙商證券研究所
成熟電力市場，為儲能發(fā)展奠定堅實基礎。
20世紀90年代開始，美國推進電力放松管制改革，多條法令等不斷頒布。糾正了在壟斷性輸電線路開放中的不正當歧視，市場逐步開放輸電網絡。并對電力市場參與者提出信息公開要求，并對信息公開做量化規(guī)定；明確區(qū)域電網運行中心與獨立系統(tǒng)運行中心實行統(tǒng)一的實時運行模式等等。
在此法律框架下，美國本土經歷了加州能源危機、批發(fā)電力市場建設放緩、電網運行出現(xiàn)安全停電事故等問題，市場機制逐步完善，形成了加州、中西部、新英格蘭、紐約、西北、PJM東南、西南、SPP、德州10個區(qū)域電力市場，成為國際上成熟電力市場的典型代表之一。
成熟的電力現(xiàn)貨以及輔助服務市場，普遍推行的分時電價機制，帶來較大的峰谷價差，凸顯了配置儲能系統(tǒng)的經濟性，為儲能系統(tǒng)落地的經濟性提供了良好的支撐。
05 誰將成為“儲能之王”？
無疑，國內外的旺盛需求和行業(yè)發(fā)展階段，給儲能行業(yè)帶來了巨大發(fā)展機遇。那么到底哪些公司會乘風起飛，成為“儲能之王”？
1、寧德時代：鋰電龍頭整合產業(yè)資源打造儲能生態(tài)
寧德時代作為全球領先的新能源創(chuàng)新科技公司，在新能源領域各業(yè)務線均有建樹，而儲能業(yè)務自公司成立之初便是公司重點發(fā)展業(yè)務之一。2011年，公司成立伊始便中標國家電網張北風光儲輸示范項目，正式步入儲能領域。2021年公司儲能業(yè)務實現(xiàn)營業(yè)收入136.24億元，同比增長601.01%，儲能業(yè)務占總營收的比例達到10.45%。
近年來，寧德時代通過自身超大的規(guī)模與品牌優(yōu)勢，整合產業(yè)資源，在國內外儲能領域建立了覆蓋上中下游的完整的儲能產業(yè)鏈。在國內市場上，公司與國家電網、國家電投、國網綜能等眾多國內大型儲能廠商建立了合作關系。在海外市場方面，與 Nextera、Fluence等國際前十大儲能需求客戶深度開展業(yè)務合作。公司儲能產品遠銷全球35個國家和地區(qū)。2021年寧德時代儲能電池出貨量第一，行業(yè)龍頭地位穩(wěn)固。
同時，寧德時代注重技術儲備。近年來公司研發(fā)費用投入持續(xù)增長，2021年公司研發(fā)費用同比增長115.48%，占總營收的比例達到5.9%。大量的研發(fā)投入使得公司在儲能領域具有充足的技術儲備，公司自主研發(fā)的安全、高效、經濟的電化學儲能系統(tǒng)，能夠廣泛適配發(fā)電、電網和用電領域，使得寧德時代能夠為不同需求的用戶提供一流的儲能解決方案。
寧德時代相關人員對奇偶派表示，在三季度公司的儲能毛利率水平已經有較好的改善，會繼續(xù)投入研發(fā)，建立覆蓋上中下游的完整的儲能產業(yè)鏈。而且目前市場對大儲與戶儲的需求都很大，在全球儲能市場增長明顯提速的當下，儲能業(yè)務會快速起量。
2、派能科技：深耕海外市場多年，渠道優(yōu)勢明顯
伴隨著海外家用儲能需求日益旺盛，派能科技綁定了一批優(yōu)質海外客戶。公司與歐洲最大的儲能系統(tǒng)集成商Sonnen、英國最大的光伏供應商Segen等公司深度綁定，海外市場營收迅速增長。產品已獲得中國、歐盟、北美、澳洲、日本等國際地區(qū)的認證，市場占有率行業(yè)領先。
派能科技作為行業(yè)領先的儲能產品提供商，始終堅持垂直化產業(yè)布局理念，謀求電芯、模組及儲能電池系統(tǒng)一體化發(fā)展。而垂直化布局也恰好迎合了海外儲能行業(yè)產品認證周期較長的特點，多年的耕耘使得公司具有較全的資質認證，讓公司在行業(yè)內擁有較深的護城河。
派能科技在投資者交流會上表示，公司有著自主創(chuàng)新的研發(fā)技術優(yōu)勢與產業(yè)鏈垂直整合的綜合服務優(yōu)勢，擁有很強的儲能系統(tǒng)集成解決方案設計能力，并且會抓住優(yōu)質核心客戶資源，進一步發(fā)展儲能業(yè)務。
3、鵬輝能源：綁定優(yōu)質客戶，儲能電池快速放量
鵬輝能源是國內最早從事儲能電池的公司之一，近年來公司明確加速轉型儲能戰(zhàn)略，集中公司資源配置建設儲能業(yè)務，力爭通過儲能業(yè)務實現(xiàn)公司業(yè)績高速增長。
相較于鋰離子電池，鈉離子電池能量密度略低但成本優(yōu)勢十分明顯。由于儲能領域對電池能量密度要求不高，因此鈉離子電池在儲能領域具有更加廣闊的應用前景。鵬輝能源近年來不斷加大鈉離子電池的研發(fā)投入力度，加快布局鈉離子電池材料產業(yè)鏈，有利于未來公司鈉離子電池產品的開發(fā)和大規(guī)模量產。
在儲能領域，鵬輝能源積累了中國鐵塔、中國移動、南方電網、陽光電源、天合光能等眾多優(yōu)質客戶。近年來，鵬輝能源不斷加快產能建設節(jié)奏，預計隨著儲能市場規(guī)模的不斷攀升以及公司儲能電池產能的建成投產，儲能業(yè)務將有望實現(xiàn)迅速增長。
鵬輝能源相關人士對奇偶派表示，在歐洲天然氣價格波動加大，電價高企的情況下，光伏儲能行業(yè)景氣度將會進一步提升，目前客戶對公司戶儲產品的需求十分強烈。也會根據(jù)市場情況積極推進公司產能，擴大產能規(guī)模。
06 寫在最后
碳中和、碳達峰趨勢下，光伏風電裝機繼續(xù)加速，在風光大規(guī)模并網的同時，也對電力系統(tǒng)提出了更高的要求。而儲能正是應對新能源發(fā)展引起電網波動性增大的必然選項，并且由于儲能設備基數(shù)極低，將在很長的一段時間內保持高增速。
從需求側來看，國內儲能政策推進帶來的大型儲能規(guī)?；b機，以及歐洲能源危機提振的分布式戶儲，作為儲能需求最為突出的兩個Alpha，推動著儲能系統(tǒng)的快速落地。
在可預見的未來，技術進步與市場化政策完善將不斷推進，伴隨著各國家、各地區(qū)輔助服務、分時電價、儲能租賃具體費用的出臺，發(fā)電側、電網側、用戶側儲能的經濟性將持續(xù)提升，有望以一個低廉的價格，真正實現(xiàn)協(xié)助能量時移，護航能源變革！