2019年中国微电网行业概览.pdf

1 报告编码19RI0307 28.7 31.2 34.3 39.8 43.7 49.0 54.8 61.4 68.8 77.0 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 亿元 中国微电网行业市场规模 年复合增长率 2014-2018 11.1% 2019预测-2023预测 12.0% 中国微电网行业市场规模，2014-2023年预测头豹研究院 | 城市能源网络系列行业概览 400-072-5588 2019 年 中国微电网行业概览 报告摘要 工业团队 微电网是一种新型的小型发配电网络，是由分布式 电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、 保护装置构成的单一可控的发配电系统。中国微电 网行业市场规模从 2014 年的 28.7 亿元增长至 2018 年的 43.7 亿元，年复合增长率达到 11.1%，随着国 家行业扶持政策的推进、核心技术的进步与下游应 用领域的拓展，预计中国微电网行业市场规模将会 在 2023 年突破 70 亿元， 2019 年至 2023 年的年复 合增长率将达到 12.0%。 热点一：多能互补模式提供更加稳定、高效的发电 热点二：环保监管趋紧带动了微电网行业的发展 热点三：智能化微电网将成为未来主流发展趋势 微电网的发电系统使用多能互补的发电模式，能够将各 种新能源发电形式集成起来，从而克服使用单一新能源 发电形式导致的发电量缺乏的弱点。各种新能源发电形 式互相补足其发电形式的缺点，使微电网保持不间断、 高质量的电能供应，降低了电力断供的风险，提高了电 网的稳定性与可靠性。 微电网作为能够真正使新能源电力替代现在的火力发电 的电网系统，给社会带来了更加节能环保、低排放的供 电模式，在解决电力需求的同时，大幅降低对环境的污 染程度。随着中国政府环保政策趋严与监管处罚力度的 加重，具有节能减排特点的微电网逐步受到重视，并大 量投入使用，从而替代部分集中式大电网的电力供应。 电力设备正逐渐向安全化、 智能化、 科技化的方向发展， 以满足电力行业发展的基本需求， 保持稳定的电力供应。 智能微电网能够独立运行，可以迅速补足大电网的供电 需求，保证重要用户的不间断供电，在灾害发生地，组 建不同形式与不同规模的智能微电网，可以帮助灾后供 电系统的快速恢复，从而提高电网整体的抗灾害能力与 应急供电能力。 庄林楠 高级分析师 王旸 分析师 邮箱：csleadleo 行业走势图 相关热点报告 城市能源网络系列行业概览 2019 年中国页岩气行业 概览 城市能源网络系列行业概览 2019 年中国天然气运营 行业概览 城市能源网络系列行业概览 2019 年中国直流电源行 业概览 城市能源网络系列深度研究 2019 年中国光伏逆变器 行业概览 2 报告编号19RI0307 目录 1 方法论 . 5 1.1 研究方法 . 5 1.2 名词解释 . 6 2 中国微电网行业市场综述 . 8 2.1 中国微电网行业定义及分类 . 8 2.2 中国微电网行业发展历程 . 9 2.3 中国微电网行业市场现状 . 12 2.4 中国微电网行业产业链 . 12 2.4.1 上游分析 . 13 2.4.2 中游分析 . 14 2.4.3 下游分析 . 14 2.5 中国微电网行业市场规模 . 15 3 中国微电网行业驱动与制约因素 . 17 3.1 驱动因素 . 1 7 3.1.1 多能互补模式为微电网提供更加稳定、高效的发电模式 . 17 3.1.2 微电网便利的自发自用模式弥补了现有大电网的不足 . 18 3.1.3 环保监管力度的加大带动了微电网行业的发展 . 1 9 3.2 制约因素 . 1 9 3.2.1 高额的成本压缩了微电网行业的商业效益 . 19 3.2.2 中心城市对微电网的需求度偏低 . 20 3.2.3 技术水平不成熟导致微电网行业发展受限 . 21 3 报告编号19RI0307 4 中国微电网行业政策及监管分析 . 21 4.1 行业支持政策 . 21 4.2 行业监管政策 . 23 5 中国微电网行业市场趋势 . 24 5.1 智能化微电网将成为未来主流发展趋势 . 24 5.2 微电网将打破中国电网垄断局面 . 25 5.3 储能技术的进步助力微电网的发展 . 26 6 中国微电网行业竞争格局分析 . 26 6.1 中国微电网行业竞争格局概述 . 26 6.2 中国微电网行业典型企业分析 . 28 6.2.1 华仪电气股份有限公司 . 28 6.2.2 深圳市科陆电子科技股份有限公司 . 30 6.2.3 中天科技股份有限公司 . 31 4 报告编号19RI0307 图表目录 图 2-1 微电网分类（根据运行模式划分） . 8 图 2-2 中国微电网行业发展历程 . 9 图 2-3 中国微电网行业产业链分析 . 12 图 2-4 中国微电网下游应用领域占比 . 15 图 2-5 中国微电网行业市场规模，2014-2023 年预测 . 16 图 3-1 中国城镇化率，2014-2018 年 . 18 图 4-1 中国微电网行业支持政策 . 22 图 4-2 中国微电网行业监管政策 . 24 图 6-1 中国微电网行业主要竞争企业介绍 . 27 5 报告编号19RI0307 1 方法论 1.1 研究方法 头豹研究院布局中国市场， 深入研究 10 大行业， 54 个垂直行业的市场变化， 已经积累 了近 50 万行业研究样本，完成近 10,000 多个独立的研究咨询项目。 研究院依托中国活跃的经济环境，从电力系统、新能源、工业制造等领域着手，研 究内容覆盖整个行业的发展周期，伴随着行业中企业的创立，发展，扩张，到企业 走向上市及上市后的成熟期， 研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业 模式，企业的商业模式和运营模式，以专业的视野解读行业的沿革。 研究院融合传统与新型的研究方法， 采用自主研发的算法， 结合行业交叉的大数据， 以多元化的调研方法， 挖掘定量数据背后的逻辑， 分析定性内容背后的观点， 客观 和真实地阐述行业的现状， 前瞻性地预测行业未来的发展趋势， 在研究院的每一份 研究报告中，完整地呈现行业的过去，现在和未来。 研究院秉承匠心研究， 砥砺前行的宗旨， 从战略的角度分析行业， 从执行的层面阅 读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。 头豹研究院本次研究于 2019 年 6 月完成。 6 报告编号19RI0307 1.2 名词解释 储能成本：储能的成本包括电池成本，系统成本和度电成本。 微电网：指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的 小型发配电系统。 光伏微电网：是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的微电网技术。 分布式电源：指功率为数千瓦至 50MW 小型模块式的、与环境兼容的独立电源。这些 电源由电力部门、 电力用户或第三方所有， 用以满足电力系统和用户特定的要求， 如调 峰、为边远用户或商业区和居民区供电，节省输变电投资、提高供电可靠性等等。 智能电网： 智能电网就是电网的智能化 （智电电力） ， 也被称为“电网 2.0”， 它是建立 在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、设备技术、控制 方法以及决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和 使用安全的目标。 清洁能源：即绿色能源，指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，包括核能和 “可再生能源”。 负荷： 指机器或主动机所克服的外界阻力， 对某一系统业务能力所提出的要求 （如电路 交换台、邮政、铁路等） ，又指物体所承载的重量。 拓扑结构： 指网络中各个站点相互连接的形式， 在局域网中就是文件服务器、 工作站和 电缆等的连接形式。 MW：即兆瓦，是一种表示功率的单位。 863 计划： 指国家高技术研究发展计划， 是中国的一项高技术发展计划。 这个计划是以 政府为主导，以一些有限的领域作为研究目标的国家性基础研究计划。 973 计划： 指国家重点基础研究发展计划， 旨在解决国家战略需求中的重大科学问题以 7 报告编号19RI0307 及对人类认识世界将会起到重要作用的科学前沿问题。 低温热：指品位相对较低的热能，一般温度低于 200 度，这些能源种类繁多，包括太 阳热能、地热等可再生能源。 光伏发电：是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。 生物质能发电： 是以生物质及其加工转化成的固体、 液体、 气体为燃料的热力发电技术。 EPC： 指工程总承包， 是公司受业主委托， 按照合同约定对工程建设项目的设计、 采购、 施工、试运行等实行全过程或若干阶段的承包过程。8 报告编号19RI0307 2 中国微电网行业市场综述 2.1 中国微电网行业定义及分类 微电网是一种新型的小型发配电网络，是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相 关负荷和监控、 保护装置构成的单一可控的发配电系统。 微电网拥有的多个分布式电源及相 关负载按照一定的拓扑结构组成网络，通过静态开关关联至常规电网。相对于传统大电网， 微电网可以实现系统的自我控制、保护及管理，既可独立运行，也可与外部电网并网运行。 微电网的电源供应可大量采用可再生能源， 实现对负荷多种能源形式的高可靠供给， 是实现 主动式配电网的一种有效方式，微电网的发展积极推动传统电网向智能电网过渡的进程。 微电网根据运行模式的不同可分为两种类型（见图 2-1） ：并网型微电网与独立型微电 网。 并网型微电网与外部电网联网运行， 可在自身电力不足时使用外部电网的电力以保持自 身的电压， 也可在外部电网电力不足时， 对外部电网进行电力输出； 独立型微电网不与外部 电网连接，通过自身各分布式电源的配合并采用合适的控制方式保持自身电力电量的平衡。 图 2-1 微电网分类（根据运行模式划分） 来源：头豹研究院编辑整理 微电网的分布式电源可采用各种清洁能源发电方式进行能源供应，如光伏发电、水力 发电、风力发电等形式，各种可再生能源以互补的方式同时接入微电网以便满足不同气候 9 报告编号19RI0307 条件下的电力供应。与此同时，微电网还能够利用储能系统与能量转换装置，如微型燃气 轮机等，作为供电的调节手段，通过先进的自动控制技术和信息网络技术实现微电网内的 智能控制和网间的远程调度，直接对供电区域内部的用户负荷进行供电。微电网有助于减 少现有电网的需求负担，增加现有电网的运行稳定性，提供了更加灵活小型发配电系统， 是未来智能电网发展中重要的一环。 2.2 中国微电网行业发展历程 中国微电网行业发展至今，主要经历了起步和快速发展两个阶段（见图 2-2） ： 图 2-2 中国微电网行业发展历程 来源：头豹研究院编辑整理 起步阶段 （2008-2015 年） ： 这一时期中国微电网结合可再生能源的发电模式处于起步 阶段，因太阳能光伏发电设备的成本相对较高，分布式能源的建设主要以风力发电为主。 2008 年，微电网理论和相关核心技术方面的研究收到来自 863、973 等国家高科技项目发 起的研发资助，同一时间“北方地区 MW 级分布式冷热电联供系统集成技术与示范工程” 也已进入执行期， 将难以转换的低温热用于能源供应， 实现能源的阶梯利用， 为可再生分布 10 报告编号19RI0307 式能源与微电网行业的发展奠定了良好的基础。2015 年，中国国务院发布了关于进一步 深化电力体制改革的若干意见 ，指出要促进电力行业结构调整与产业升级，建立多元化的 电力市场体系并结合新能源的使用， 提高电力服务水平， 推动电力行业的快速发展， 将建立 分布式电源发展的新机制， 并开展微电网项目建设。 这一阶段， 研发投入的提高与国家政策 的支持拉动了中国微电网行业的发展速率。 快速发展阶段（2016 年至今） ：自 2016 年起，中国微电网行业开始进入快速发展阶 段。 随着中国经济坏境的高速发展， 国家陆续出台多项行业利好政策， 微电网项目建设普及 率提升。2017 年 4 月，中国吐鲁番新能源城市的微电网示范项目获得了售电许可，成为中 国第一例获得供电类电力业务许可证的微电网项目， 意味着中国的微电网售电许可正在不断 放开。 吐鲁番的微电网项目在 293 栋居民楼顶共建设光伏 8.7 兆瓦， 同时建设了一座 10 千 伏开关站及监控中心、 一座 1 兆瓦的储能装置、 一座公交车充电站等， 向区域内的所有居民 及事业单位通过微电网系统进行供电。2017 年 5 月，中国发改委与能源局发布了 28 个新 能源微电网示范项目名单，24 个为并网型微电网项目，4 个为独立型微电网项目，其中独 立型微电网项目合计新增光伏装机 899 兆瓦。2017 年 7 月，中国发改委与能源局发布了 推进并网型微电网建设试行办法 ，提出要推进能源供给侧结构性改革，促进微电网健康 有序发展，构建多元融合、供需互动、高效配置的能源生产与消费体系，并且微电网的新能 源项目可以纳入国家基金补贴范围， 享受可再生能源的发电补贴政策。 国家政府的重视与政 策的扶持以及新能源应用的高速发展促使中国微电网行业步入快速发展的时期， 打造了良好 的行业成长环境。 11 报告编号19RI0307 12 报告编号19RI0307 2.3 中国微电网行业市场现状 微电网利用新能源发电（如风力发电、光伏发电、生物质能发电等）与传统能源发电 （如柴油机发电，燃油机发电等）相互结合的方式形成了分布式能源供给系统，为所服务 区域的用户提供有效、清洁、便利的电力供给服务。现阶段，中国微电网的应用主要处于 实验和示范阶段，但微电网的技术推广已从起步阶段步入快速发展阶段，2018 年中国微 电网市场规模达到 43.7 亿元，同比提高 9.8%，微电网市场规模得到稳步增长。 中国政府、民营微电网企业、国有微电网企业以及大型电力公司积极主导并参与微电 网工程项目的建设，微电网的使用地区分布与应用场所有较为明显的拓展，覆盖范围已涵 盖海岛地区、中心城市、边远地区、工业园区等。目前，微电网已独立成为一整套完整的 电力运行系统，能够通过各种可再生能源的多能互补，进行发电并供应服务区域内的用户 使用。同时微电网也可与集中式大电网连接合作，当区域内用电负荷超过微电网的供电量 时，微电网能够使用外部电网进行调剂，从地区电网购电，从而向用户提供足够的电力服 务；当区域内用电负荷小于微电网的供电量时，微电网可以将多余电量出售给外部电网， 在获得利润的同时也减轻了外部电网的发电负担。微电网现已成为解决国家电力系统众多 问题的一个重要辅助手段，对提升集中式大电网的稳定性、应急功能性及友好性具有积极 推进作用。 2.4 中国微电网行业产业链 中国微电网行业产业链可分为上游原料供应行业、 设备供应行业、 设计与施工行业、 电 力供应行业，中游微电网行业及下游应用领域（见图 2-3） ： 图 2-3 中国微电网行业产业链分析 13 报告编号19RI0307 来源：头豹研究院编辑整理 2.4.1 上游分析 中国微电网行业产业链上游主要包括原料供应行业、 设备供应行业、 设计与施工行业及 电力供应行业等。微电网项目的运行成本包含六个部分：原料花费、设备花费、设计与施工 花费、运营管理花费以及电网接入成本，其中占比最大的两个部分为设备花费与原料花费， 设备花费占总成本的 40%左右， 原料花费占总成本的 20%左右， 总计占比达到总成本的 60% 左右。由此可见原料与设备两个部分是微电网项目的成本花费的主要影响因素。 原料供应行业主要是为微电网提供燃料、 电子材料、 建设材料等所需原材料， 用于构建 微电网的各个部件以及作为不可再生能源发电系统中的使用燃料， 是微电网的重要组成部分 且用量较大。 设备供应行业主要是为微电网提供微电源、 储能设备、 电力设备等所需设备。 微电源主 要用于采集本地信息来控制电源系统， 反应时间在毫秒级， 自身不需与电源直接联系， 可根 据不同的能量来源进行供电电源的划分。 储能设备主要用于各种形式能量的储存， 之后再将 储能转化为电能， 因此可达到在电网供电量高于负荷时， 对多余电能进行储存， 也可在电网 供电量低于负荷时， 利用储能对电网进行电能的输出。 常用的储能技术设备有抽水储能设备， 压缩空气储能设备，超级电容、锂电池等。电力设备主要用来接受、分配以及控制电能，保 障线路的正常运转，将电能输送给用户，是微电网与智能电网建设中不可或缺的一部分。 14 报告编号19RI0307 设计与施工行业的主要内容是由各类设计院进行微电网项目的设计然后交由施工企业 完成项目建设，技术要求与技术含量较高，耗时也较长。 电力供应行业则主要为大型的电力公司，如国家电网有限公司以及南方电网有限公司， 当微电网自发电力不足时，可以向电力公司购电以满足用户的需要。 整体而言，上游行业内企业规模大，知名度高，行业集中度高，产品质量良好，并且是 微电网关键组成部分，因此上游议价能力较强。 2.4.2 中游分析 中国微电网行业的产业链中游主要为微电网发电行业、 微电网储能行业以及微电网供电 行业， 通过使用上游产品构建好的微电网架构进行电力系统的运作， 从而满足下游应用领域 的需求。在微电网发电行业方面，微电网企业利用光伏发电、生物质能发电、风力发电等方 法， 通过多能互补的方式进行电能的供给， 随着中国新能源开发利用技术的发展， 微电网企 业的发电系统效率将逐步提升。 微电网储能行业是对储能设备的合理应用， 对能量进行存储 与输出， 使电网稳定性与可靠性增加。 微电网供电行业主要是为下游用户提供各种不同类别 的供电服务，如车辆充电桩、充电设备连接装置、变电器、充放电设备以及逆变设备等。由 于微电网企业还处于发展阶段， 规模有限， 产品也还在改良与进步的阶段， 因此中游议价能 力相对较弱。 2.4.3 下游分析 中国微电网行业的产业链下游主要为不同的微电网应用领域， 主要包括校园与公共机构、 社区、工商业区、军队和孤岛区域、电网售电服务等（见图 2-4） 。其中校园与公共机构领 域、社区居住领域以及工商业区为微电网主要三大应用领域，应用占比分别为 45.5%， 15 报告编号19RI0307 20.6%，16.8%，合计占比超过 80%。 微电网在的应用可更有效地助力产业提升运营水平， 提高电力风险应急能力， 当外部电 网发生故障或者产生供电不足的情况时， 微电网能发挥其自发自用的特性， 解决电力的供应 问题，保障校园、公共设施、住户、工业及商业活动等方面的正常运作。 此外， 在孤岛以及军队驻扎的偏远区域， 由于距离太远、 地势严峻等地理位置限制因素， 导致了大电网输电成本过高、 电力输送损耗较严重、 输电效率较低等问题， 大电网无法较好 地适应当地环境进行电力输出。 微电网凭借其完整的电力生态系统且具有自给自足、 自发自 用的优异性能特点， 可利用当地环境的可再生能源， 较好地解决当地的电力供应问题， 因此 微电网在偏远及地势较特殊区域的应用逐渐普及， 未来微电网在下游领域的应用有望得到进 一步拓展。 图 2-4 中国微电网下游应用领域占比 来源：头豹研究院编辑整理 2.5 中国微电网行业市场规模 中国微电网行业已进入快速发展阶段， 技术正在不断发展与成熟中。 中国新能源行业的 16 报告编号19RI0307 发展同样带动着微电网行业的成长，2018 年，中国生物质能发电累计装机容量已达到 1,781.0 万千瓦，中国分布式光伏发电装机市场规模已达到 50.3 吉瓦，中国风力发电累计 装机容量突破 2.1 亿千瓦， 新能源的使用率与技术成熟度逐步上升， 为微电网结合新能源进 行电力供应的模式奠定了坚实的基础。 国家政策正大力推进中国微电网行业的成长并给予了微电网行业良好的发展环境与清 晰的指导方针。2017 年 7 月，中国发改委与国家能源局联合颁布了推进并网型微电网建 设试行办法 ，提出要推进电力体制的改革，发展微电网与新能源的结合使用模式，促进微 电网健康有序发展， 建立集中与分布式协同， 多元融合， 多能互补的高效能源生产与消费体 系。中国微电网行业市场规模从 2014 年的 28.7 亿元增长至 2018 年的 43.7 亿元，年复合 增长率达到 11.1%，随着国家行业扶持政策的推进、核心技术的进步与下游应用领域的拓 展， 预计中国微电网行业市场规模将会在 2023 年突破 70 亿元， 2019 年至 2023 年的年复 合增长率将达到 12.0%，微电网的市场潜力巨大，未来拥有较大的发展空间。 图 2-5 中国微电网行业市场规模，2014-2023 年预测 来源：头豹研究院编辑整理 17 报告编号19RI0307 3 中国微电网行业驱动与制约因素 3.1 驱动因素 3.1.1 多能互补模式为微电网提供更加稳定、高效的发电模式 中国微电网行业的发展与新能源行业有着密不可分的联系， 微电网主要采用可再生能源 与柴油机或燃油机进行发电，其中使用到的可再生能源有风能、光能、生物质能、水能等能 源形式，因此新能源利用率的提高与技术的进步可拉动微电网行业发电系统效率的提升。 2018 年中国生物质能发电累计装机容量已达到 1,781.0 万千瓦，中国分布式光伏发电装机 市场规模达到 50.3 吉瓦，新能源发电量的增加标志着微电网电力生产力的提高。 微电网的发电系统使用多能互补的发电模式， 能够将各种新能源发电形式集成起来， 从 而克服使用单一新能源发电形式导致的发电量缺乏的弱点。 如微电网能够在白天利用光能进 行光伏发电， 在夜晚则可以使用风能发电、 水能发电或生物质能发电进行电能供应， 避免了 夜晚没有日光的环境而导致无法使用光伏发电的窘境。 各种新能源发电形式互相补足其发电 形式的缺点，使微电网保持不间断、高质量的电能供应，降低了电力断供的风险，提高了电 网的稳定性与可靠性。 此外， 由于地域的不同， 新能源的丰富程度也有所不同， 微电网能够灵活地用各种新能 源形式进行电力供应， 多能互补的特点使其可以适应大部分地区环境， 如太阳能资源分布较 为丰富的地区：新疆南部、内蒙西部、海南、宁夏、甘肃等地；风能资源分布较为丰富的地 区：黑龙江南部、山东、海上岛屿以及湖北南部等地。微电网使用当地较为丰富的新能源不 仅可提高电力的供应量，同时也可降低生产成本，从而推动微电网行业的进一步发展。 18 报告编号19RI0307 3.1.2 微电网便利的自发自用模式弥补了现有大电网的不足 中国经济环境的利好与社会的迅速发展， 促使各大城市的成长速率提升， 促成中国城镇 化率的持续增长 （见图 3-1） 。 根据国家统计局数据显示， 中国城镇化率从 2014 年的 54.8% 上涨至 2018 年的 59.6%。 城市人口的增加以及新农村的建设， 对电力服务提出了更高的要 求，从而刺激了供电需求的上涨，带动了微电网行业的发展。 部分地理位置较为偏远的地区在城镇化建设的过程中， 若利用大电网进行电力传输的话 存在单线容量较小、 电能损耗较大的劣势， 通过骨干电网长距离供电的方式将大幅增加成本， 造成经济与资源的双重浪费。 相比之下， 微电网可在需要服务的区域内采用各种新能源就近 发电，因其自发自用、自给自足的性能特点，使其可以完整、高效的对相应地区进行高质量 的电力服务。 微电网的应用大幅减少了面向乡镇的大型干线电网的投入， 减少了低效率、 远 距离、 小容量的集中式电网传输， 同时减少了集中式电网的负担， 有助于大电网的稳定运行。 因此，微电网的应用市场需求将得到迅速攀升，从而驱动微电网行业快速发展。 图 3-1 中国城镇化