儲(chǔ)能受到各方資本熱捧,40多家央企出手參與投資(附儲(chǔ)能系統(tǒng)各環(huán)節(jié)要點(diǎn))
發(fā)布日期:2022-12-12 瀏覽次數(shù):807
儲(chǔ)能需求旺盛
各類(lèi)資本紛紛加碼近兩年,儲(chǔ)能受到各方資本熱捧。作為新能源產(chǎn)業(yè)的核心,儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也備受關(guān)注。隨著市場(chǎng)需求的逐漸擴(kuò)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(chǔ)能這一價(jià)值藍(lán)海。在2022年至今新成立的企業(yè)中,國(guó)家能源集團(tuán)、國(guó)家電投、大唐集團(tuán)、華電集團(tuán)、中國(guó)能建、三峽集團(tuán)、國(guó)家電網(wǎng)等多家央企參與投資。
具體情況如下:
各類(lèi)新技術(shù)迭出,共同促進(jìn)大儲(chǔ)行業(yè)持續(xù)發(fā)展。高壓級(jí)聯(lián)儲(chǔ)能在大容量場(chǎng)景優(yōu)勢(shì)顯著;儲(chǔ)能電站火災(zāi)頻發(fā),政策不斷強(qiáng)調(diào)儲(chǔ)能安全,液冷、全氟己酮方案受到關(guān)注;新的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)快速發(fā)展,鈉離子電池儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)等產(chǎn)業(yè)化不斷加速;新的物理儲(chǔ)能技術(shù)層出不窮,光熱儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等示范項(xiàng)目逐步落地。
儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈:儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈涉及環(huán)節(jié)包括
1、儲(chǔ)能系統(tǒng):包含電池、PCS、BMS、EMS等多個(gè)環(huán)節(jié),具體標(biāo)的包括寧德時(shí)代、億緯鋰能、陽(yáng)光電源、南都電源、科士達(dá)、科華數(shù)據(jù)等,其中龍頭公司寧德時(shí)代、比亞迪、陽(yáng)光電源、錦浪科技等出口海外較多;2、工程EPC、并網(wǎng)檢測(cè)、后期運(yùn)維:具體標(biāo)的包括南網(wǎng)科技、阿特斯、林洋能源、寶光電氣、萬(wàn)里揚(yáng)、電科院等。
儲(chǔ)能電池
儲(chǔ)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(jìn)。根據(jù)工信部要求,儲(chǔ)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(dāng)前的電化學(xué)儲(chǔ)能尤其是鋰電儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新變革周期,大電芯、高電壓、水冷/液冷等新產(chǎn)品新技術(shù)逐漸登上舞臺(tái),儲(chǔ)能系統(tǒng)向大容量方向在持續(xù)演進(jìn),同時(shí)鈉離子電池在未來(lái)憑借成本優(yōu)勢(shì)可能占據(jù)一席之位。
全球儲(chǔ)能電芯中國(guó)廠商出貨領(lǐng)先,寧德時(shí)代出貨量全球第一。
根據(jù)測(cè)算,2021年全球儲(chǔ)能電芯出貨量59.9GWh,其中寧德時(shí)代作為最大電芯供應(yīng)商占據(jù)榜首,出貨量16.7GWh,占比達(dá)27.9\%;派能科技作為戶儲(chǔ)龍頭,出貨1.5GWh,占比2.6\%。我們預(yù)計(jì)2022年全球出貨114.9GWh,同增91.9\%,其中寧德時(shí)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(cè)算,預(yù)計(jì)2022-2023年全球儲(chǔ)能電芯出貨122.5/219.6GWh,同增101\%/79\%;其中,寧德時(shí)代作為最大電芯供應(yīng)商占據(jù)榜首,我們預(yù)計(jì)寧德時(shí)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(shù)
在逆變器技術(shù)領(lǐng)域,直流1500V取代傳統(tǒng)1000V架構(gòu)成為趨勢(shì),電站級(jí)滲透較快。2021年國(guó)內(nèi)光伏直流電壓等級(jí)為1500V的市場(chǎng)占比約49.4\%,1000V市場(chǎng)占比50.6\%。拆分來(lái)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(jí)系統(tǒng),工商業(yè)有80\%采用1000V等級(jí)系統(tǒng)。
1500V儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)明顯,1500V系統(tǒng)核心產(chǎn)品為1500V儲(chǔ)能PCS。1500V儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量密度、功率密度將在原來(lái)的基礎(chǔ)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(jī)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(huì)大幅下降。近期大型項(xiàng)目,1500V滲透率已超過(guò)2/3。
代表廠商有:陽(yáng)光、上能、科華。其中上能電氣包攬了山東5個(gè)百兆瓦級(jí)儲(chǔ)能項(xiàng)目的1500V PCS。
逆變器技術(shù)應(yīng)用層出不窮,組串式PCS開(kāi)始規(guī)?;瘧?yīng)用。
組串PCS彌補(bǔ)集中式不足,開(kāi)啟規(guī)?;瘧?yīng)用。業(yè)內(nèi)目前電池儲(chǔ)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(huì)出現(xiàn)一部分電池實(shí)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(yīng);而組串式PCS可以實(shí)現(xiàn)簇級(jí)管理,提升系統(tǒng)壽命,提高全壽命周期放電容量,規(guī)?;瘧?yīng)用趨勢(shì)已見(jiàn)雛形。
應(yīng)用實(shí)例1-2:華能黃臺(tái)100MW/200MWh項(xiàng)目,是國(guó)內(nèi)首個(gè)采用組串式PCS架構(gòu)的大型儲(chǔ)能電站(PCS由上能提供);此外山東德州林洋光儲(chǔ)3MW/6MWh項(xiàng)目也采用該系統(tǒng)架構(gòu)(華為提供整套系統(tǒng))。
應(yīng)用實(shí)例3:國(guó)電投油城大慶200MW光儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。上能電氣為基地提供了230臺(tái)250kW組串一體機(jī)、數(shù)十臺(tái)225kW與175kW組串式逆變器以及3.125MW集中式一體機(jī)、3.15MW集散式一體機(jī)等多款機(jī)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(guò)1MW集成平臺(tái)設(shè)計(jì)、進(jìn)行集中式運(yùn)維管理模式,大大節(jié)省了時(shí)間和人力,提升了運(yùn)維效率。
電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
在電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面,大容量下高壓級(jí)聯(lián)方案優(yōu)勢(shì)顯著。
隨著儲(chǔ)能集成系統(tǒng)容量增加,傳統(tǒng)串聯(lián)升壓方案會(huì)面臨多種問(wèn)題:大容量下所需電芯數(shù)量眾多,安全風(fēng)險(xiǎn)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(jī)容量通常有限,隨著并聯(lián)設(shè)備增加,二次通信、協(xié)調(diào)控制變得更加復(fù)雜。
大容量下高壓級(jí)聯(lián)方案優(yōu)勢(shì)凸顯:高壓級(jí)聯(lián)方案由多個(gè)儲(chǔ)能單元構(gòu)成,采用去并聯(lián)組合,每個(gè)儲(chǔ)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(nèi)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(guó)內(nèi)掌握高壓級(jí)聯(lián)技術(shù)的企業(yè):國(guó)電南瑞、金盤(pán)科技、智光電氣、四方股份、新風(fēng)光等幾家,其中金盤(pán)科技產(chǎn)品高壓級(jí)聯(lián)方案落地較快、容量更大,相關(guān)產(chǎn)品率先發(fā)布并已獲得1.35億訂單。
儲(chǔ)能安全
近年來(lái),儲(chǔ)能電站火災(zāi)頻發(fā),溫控?zé)峁芾?、?chǔ)能消防受到重視,行業(yè)政策接連出臺(tái),儲(chǔ)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(dòng)性最強(qiáng)的,在汽車(chē)領(lǐng)域熱失控現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,給鋰電池在儲(chǔ)能上的應(yīng)用埋下了安全隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2022年全球已發(fā)生超17起儲(chǔ)能著火事故,2021年以來(lái)國(guó)家已經(jīng)發(fā)布了多個(gè)涉及儲(chǔ)能消防安全的政策,新標(biāo)準(zhǔn)下儲(chǔ)能消防的重要性不斷突顯。
儲(chǔ)能系統(tǒng)集成
在儲(chǔ)能系統(tǒng)集成領(lǐng)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(guó)內(nèi)代表企業(yè)為比亞迪。Ⅱ、專業(yè)集成:集成商從外部采購(gòu)部件,專做系統(tǒng)集成,該模式國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少,國(guó)外Doosan、IHI等為代表;Ⅲ、基于自身產(chǎn)品,由單純?cè)O(shè)備供應(yīng)商向系統(tǒng)集成商轉(zhuǎn)型:該模式國(guó)內(nèi)應(yīng)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(dòng)力電池切入儲(chǔ)能電池的生產(chǎn)商億緯鋰能、鵬輝能源等;3.由電力設(shè)備、電子設(shè)備切入PCS/BMS/EMS等部件的生產(chǎn)商金盤(pán)科技、科士達(dá)、科華數(shù)據(jù)、寶光股份、科陸電子等。復(fù)盤(pán)美國(guó)市場(chǎng),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(xiàng)目資源、客戶資源是儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商的重要競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。在項(xiàng)目資源方面,對(duì)集成商而言,已建設(shè)的項(xiàng)目、已獲取的訂單是對(duì)公司既有實(shí)力的有效證明,對(duì)未來(lái)訂單獲取具有指引作用。同時(shí),長(zhǎng)期來(lái)看,儲(chǔ)能項(xiàng)目并網(wǎng)點(diǎn)資源有限。
在客戶資源方面:1、從項(xiàng)目獲取看,目前發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能需求主要仍來(lái)自新能源強(qiáng)制配儲(chǔ),而電力集團(tuán)是風(fēng)電、光伏開(kāi)發(fā)的主力軍,也是招標(biāo)項(xiàng)目的主要來(lái)源。儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商正通過(guò)戰(zhàn)略合作尋求與業(yè)主的深度綁定,2021年華為、陽(yáng)光電源等紛紛與“兩網(wǎng)”、“五大六小”等電力集團(tuán)以及地方政府等簽訂系列戰(zhàn)略合作協(xié)議,以求在項(xiàng)目獲取上能有更大優(yōu)勢(shì)。
2、從收益核算看,獨(dú)立儲(chǔ)能與共享儲(chǔ)能要參與現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)交易必須接受電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度,有相關(guān)資源企業(yè)在后期市場(chǎng)交易中更有可能處于有利地位。
分析對(duì)比主要儲(chǔ)能集成商的項(xiàng)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(tuán)建立了合作關(guān)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(cè)、居民側(cè)潛力更大,長(zhǎng)期在共享儲(chǔ)能等項(xiàng)目獲取中可能獲利。
在項(xiàng)目上,陽(yáng)光電源、海博思創(chuàng)等龍頭已具有GWh以上項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn),先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯;同時(shí),后起之秀金盤(pán)科技、科陸電子等訂單獲取能力較強(qiáng);此外,行業(yè)需求強(qiáng)勁,企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)力度較大,金盤(pán)科技、智光股份現(xiàn)有產(chǎn)能均超GWh,仍處于擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)程中。
儲(chǔ)能集成商玩家眾多,參與環(huán)節(jié)有差異化。儲(chǔ)能集成商通常在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)全線布局,但通過(guò)對(duì)已有項(xiàng)目、在手訂單拆分,我們認(rèn)為不同企業(yè)仍各有側(cè)重,市場(chǎng)呈現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。具體可從三側(cè)、國(guó)內(nèi)外兩個(gè)維度區(qū)分。
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