锂电储能专题深度报告：下游应用场景多点开花储能万亿级市场即将开启.pdf

本报告由 川财证 券有限 责任公 司编制 谨请 参阅尾 页的重 要声明 下游应用场景多点开花 ， 储能 万亿 级市场即将开启 证券 研究报告 所属 部门 行业公司 部 报告 类别 行业深度 所属 行业 电力设备 与新 能源 报告时间 2021/1/31 行业 评级 增持评级 分析 师 黄博 证书 编号 ：S1100519090001 张天 楠 证书 编号 ：S1100520070001 川财 研究所 北京 西城 区平 安里 西大街28 号 中海 国际 中心15 楼， 100034 上海 陆家 嘴环路1000 号 恒生 大 厦11 楼，200120 深圳 福田 区福 华一路6 号免 税商 务大厦32 层，518000 成都 中国 （四 川） 自由 贸易 试验 区成 都市 高新 区交 子大 道 177 号中 海国 际中 心B 座17 楼，610041 锂电储能 专题 深度报告 （20210131） 核心观点 锂离子电池占据 电化学储能 主导 地位， 应用场景丰富 储能即能量 的存储。 根据能量 存储形式 的不同， 广义 储能包括电 储能、 热 储能和氢 储 能三 类。抽 水蓄 能是 目前装 机量 最高的 储能 路线 ，占 全球 储能累 计装 机规 模的 90%以上。2019 年， 全球电化 学储能累 计装机规 模为 8.22GW ，占 比 4.5%， 比去年 同期增长 0.9 个百分 点。 在电化 学储能领 域，锂离 子电池占据 电 化学储能 最大比 重 ，2019 年， 全 球锂离子 电池占电 化学储能 装机 87.3%。 未来 ， 下游可 再生能源 并 网、电动车 以及 5G 基站 等应用 场景 将为 锂离子 电池 产业发展贡 献较大 增 量。 风电、光伏 消纳、 新能源车迅速渗透、5G 基站 放量， 孕育万亿级 广义 储能市 场 我们对2020-2025 年间可 再生能源 并网、电 动车以及5G 基站备用电 源三大储 能应 用场景下的 储能 新增 装机需求 进行了测 算。 预计 2020-2025 年 ， 全球 新增锂电 储能 装机容量合 计 1622GWh ，2025 年全球 新增锂电 储能装 机容量 648GWh ；国内 新增锂 电储能装机 容量合计858GWh ，2025 年 国内新增 锂电储 能装机容量 270GWh 。 看好磷 酸铁锂电池 在可再生 能源并网 、电动车 以及 5G 基站 三类应用场 景中的发 展前景， 我们认为 ， 未来磷 酸铁锂电 池 路线在 三类应用 场景下 都将占据主 导。 据 测算 ， 2020- 2025 年， 全 球磷酸铁 锂储能系 统 新增 市 场空间 分 别为478、 774 、 1135 、 1796 、 2783、 4343 亿元， 合计 1.1 万亿元， 万亿级储 能市场正 在孕 育。 多地出台文件支持新能源加配储能 ，青 海出台全国首 个储能补贴政策 平滑新能源 出力波动 、 减少弃 风弃光率 催生发电 侧消 纳需求，2020 年， 中 央、 地 方陆续出台 “ 新能源 配套 储能 ”政策 支 持储能产 业发 展 。2021 年 1 月 18 日，青 海省下发 关于印发 支持储能 产业发展 若干措施 （试 行） 的通知 ， 为全 国首个 针对 “可再生 能源+ 储能 ” 项目补 贴方案。 我 们以青海 省为例， 对光 伏电站加 装储 能项目的成 本进行测 算， 并 评 价其经济 性。 在储 能时长2 小时， 储能 配置比 例 10%、 15% 、20%情 况下， 配 置储能新 增度电成 本 0.05 、0.07 、0.1 元/kWh 。 根据 目前降 本趋势，预计 2020 年底 光伏度电 成本为 0.36 元/度 ，已接近全 国脱硫燃 煤平均 电价0.3624 元/度。 光伏 已初步步入 平价拐 点， 储能 补贴政策可 以在一定 程度缓 解由加装储 能带 来的 新能源装 机压力。 我们 认为， 伴 随着电池产 业降本增 效的推 进 和光伏系 统成本的 下降， 储能经 济性将进 一步提 高 ， 逐步可 实现不 依赖补贴 的 商业化、规 模化发展 。 投资建议 ：关注电池、逆变器、铁锂正 极头部企业 相关标的： （1 ） 储能 电池相关 标的： 宁德时代 、 鹏辉 能源、 派能 科技、 亿 纬锂能 ； （2 ）储能逆 变器标的 ： 阳光电 源、固德 威；（3 ）锂 电正极材料 标的：德 方纳米 、 富临精工。 风险提示： 储能应 用进展不 及预期 、 新能源 装机不及 预期 、 锂电 成本下降 不及 预期。川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 2/38 正文 目录 一、储能 行业概 况及下 游应用 领域 . 5 1. 储能的 分类 . 5 2. 全球储 能以抽 水蓄能 为主， 电化学 储能前 景广阔 . 6 3. 锂离子 电池占 据电化 学储能 主导地 位，应 用场景 丰富 . 9 二、储能 应用场 景分析 及成长 空间测 算 . 11 1. 储能在 电力系 统中的 应用： 新能源 消纳是 储能爆 发风 口 . 11 2. 储能在 通 信领 域的应 用： 5G 基 站建设 带来大 量备用 电 源需求 .15 3. 新能源 车渗透 率提升 ，动力 电池迎 放量 .16 4. 下游应 用场景 储能需 求高增 ，孕育 万亿级 市场 .18 三、光伏 并网加 装 储能 成本及 经济性 测算 - 以青海 省为 例 .21 四、 政策 跟踪， 多地出 台政策 文件支 持新能 源加配 储能 .23 五、电力 系统储 能 产业 链分析 .27 1. 电池、 逆变器 是产业 链价值 量最大 环节 .27 2. 产业链 标的梳 理：关 注电池 、逆变 器、铁 锂正极 头部 企业 .29 六、投资 建议 .32 1. 宁德时 代：全 球 领先 动力电 池提供 商，储 能兴起 注入 新动力 .32 2. 鹏辉能 源 ： 下 游全方 位布局 ，迎行 业量价 齐升 .33 3 . 派能科 技：专 注于户 用储能 电池业 务，充 分受益 行业 成长 .33 4 . 亿纬锂 能 ： 各 业务并 进，有 望凭借 强大开 拓能力 迈向 新高度 .33 5 . 阳光电 源 ： “ E PC + 逆 变器 ” 业务增 速强劲 ，储能 蓄势待 发 .34 6 . 固德威 ：户用 储能逆 变器领 先企业 ，业绩 有望持 续提 升 .34 7 . 德方纳 米 ： “动力 + 储能” L PF 需求齐 驱并进 ，锂电 正极 龙头扬帆 起航 .35 8 . 富临精 工 ： 进 军锂电 正极材 料，携手 宁德 新建 5 万吨 铁锂产能 .35川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 3/38 图 表 目录 图 1 ： 储能的模 式分类 . 5 图 2 ： 全球投运 电力储 能项目 的装机 规模占 比 . 7 图 3 ： 全球电化 学储能 装机规 模占比 . 7 图 4 ： 全球电力 系统储 能装机 规模 . 7 图 5 ： 全球新增 投运锂 电池储 能项目 装机占 比 . 7 图 6 ： 我国投运 电力储 能项目 的装机 规模占 比 . 8 图 7 ： 我国电化 学储能 装 机规 模占比 . 8 图 8 ： 中国电化 学储能 产业发 展历程 . 9 图 9 ： 储能在电 力系统 中的应 用 .11 图 10 ： 电化学储 能系统 结构示 意图 .28 图 11 ： 电力系统 储能 产 业链.28 图 12 ： 储能系统 成本构 成 .29 图 13 ： 2019 年全球 家用储 能产品 出货占比 .30 图 14 ： 2019 年全球 光伏逆 变器出 货量占 比 .30 图 15 ： 2019 年中国 光伏逆 变器出 货量占 比 .30 图 16 ： 2019 年磷酸 铁锂行 业竞争 格局 .31 图 17 ： 2020 年1-11 月磷酸 铁锂行 业竞 争格局 . 31川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 4/38 表格1： 储能分类 情况介 绍. 6 表格2： 锂离子电 池下游 应用领 域 . 10 表格3： 锂电池的 分类 . 10 表格4： 储能在电 力系统 中的应 用 . 11 表格5： 2030 年我国 风电、 光伏装 机规模 测算 . 13 表格6： 2020-2025 年 我国风 电、光 伏并 网储能 装机容 量测算 . 14 表格7： 2020-2025 年 海外风 电、光 伏并 网储能 装机容 量测算 . 14 表格8： 2020-2025 年 我国5G 基站 备用电 源储能 装机容 量测算 . 15 表格9： 2020-2025 年 海外5G 基站 备用电 源储能 装机容 量测算 . 16 表格10： 国内乘用 车磷酸 铁锂需 求预测 . 16 表格11： 国内新能 源客车 和专用 车市场 磷酸铁 锂需求 预 测 . 17 表格12： 海外新能 源乘用 车磷酸 铁锂需 求预测 . 17 表格13： 各场景下 全球锂 电储能 新增装 机预测 汇总 . 18 表格14： 各场景下 国内锂 电储能 新增装 机预测 汇总 . 18 表格15： 全球磷酸 铁锂电 池及储 能系统 市场空 间测算 . 20 表格16： 不同储能 配置比 例下储 能度电 成本测 算 . 22 表格17： 意见 关于未来10 年中国 储能产 业发展 目标 . 24 表格18： 2020 年重点 储能政 策 . 24 表格19： 各省份发 布新能 源储能 相关政 策 . 25 表格20： 储能相关 标的及 业务布 局 . 32 表格21： 重点推荐 公司 . 36川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 5/38 一、 储能行业概况及下游应用领域 1. 储 能的 分 类 储能即能量的存储。根据能量存储形式的不同，广义储能包括电储能、热储 能和氢储能三类。电储能是最主要的储能方式，按照存储原理的不同又分为 电化学储能和机械储能两种技术类型。其中，电化学储能是指各种二次电池 储能，主要包括锂离子电池、铅蓄电池和钠硫电池等；机械储能主要包括抽 水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等。 图1 ： 储能的模式分类 资 料来源 ：派能 科技招 股说明 书，川 财证券 研究所 电化学储能是当前应用范围最广、发展潜力最大的电力储能技术。相比抽水 蓄能，电化学储能受地理条件影响较小，建设周期短，可灵活运用于电力系 统各环节及其他各类场景中。同时，随着成本持续下降、商业化应用日益成 熟，电化学储能技术优势愈发明显，逐渐成为储能新增装机的主流。未来随 着锂电池产业规模效应进一步显现，成本仍有较大下降空间，发展前景广 阔。川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 6/38 表格1 ： 储能分类情况介绍 技术类型 基本原理 优势 缺点 应用场景 电化 学储 能 锂离 子电 池 正负电极由两种不同的锂离子嵌入 化合物构 成。 充电时 ，Li+ 从正极 脱 嵌经 过电 解质 嵌入 负极； 放电 时则 相 反，Li+ 从负极 脱嵌 ，经过 电解质 嵌 入正 极 长 寿 命 、 高 能 量 密度 、 高 效率 、 响 应 速 度 快 、 环 境 适应 性强 价格 依然 偏高 ， 存在 一 定安 全风 险 电能 质量 、 备 用 电源 、UPS 铅蓄 电池 铅蓄 电池 的正 极二 氧化 铅 （PbO2）和 负极 纯铅 （Pb ） 浸 到电 解液 （H2SO4 ） 中， 两极 间会 产生2V 的 电势 。 技 术 成 熟 、 结 构 简单 、 价 格低 廉、 维护 方便 能量 密度 低、 寿命 短 ， 不 宜 深 度 充 放 电 和 大 功率 放电 电能 质量 、 频 率 控 制 、 电 站 备 用、 黑 启动、 可 再生 储能 硫钠 电池 正极 由液 态的 硫组 成， 负 极由 液态 的 钠组成，电池运行温度需保持在 300 以上 ， 以 使电 极处 于熔 融状 态。 能 量 密 度 高 、 循 环 寿 命 长 、 功 率 特 性 好 、 响 应 速 度快 阳 极 的 金 属 钠 是 易 燃 物， 且运 行在 高温 下 ， 因 而 存 在 一 定 的 安 全 风险 电能 质量 、 备 用 电 源 、 调 峰 填 谷、 能量 管理 、 可再 生储 能 机械 储能 抽水 蓄能 电网低谷时利用过剩电力将水从低 标高 的水 库抽 到高 标高 的水 库， 电 网 峰荷时高标高水库中的水回流到下 水库 推动 水轮 发电 机发 电。 技 术 成 熟 、 功 率 和 容 量 较 大 、 寿 命 长 、 运 行 成 本 低 受 地 理 资 源 条 件 的 限 制， 能量 密度 较低 ， 总 投资 较高 日负 荷调 节、 频 率 控 制 与 系 统 备用 压缩 空气 储能 利用 过剩 电力 将空 气压 缩并 储存， 当 需要 时再 将压 缩空 气与 天然 气混 合， 燃烧 膨胀 以推 动燃 气轮 机发 电。 容 量 大 、 工 作 时 间 长 、 充 放 电 循 环 次 数 多 、 寿 命 长 效率 相对 较低 、 建站 条 件较 为苛 刻 调峰 、 系 统备 用 飞轮 储能 利用电能将一个放在真空外壳内的 转子 加速， 将电 能以 动能 形式 储存 起 来。 功 率 密 度 高 、 寿 命长 、环 境友 好 能量 密度 低、 充 放电 时 间短 、自 放电 率较 高 调 峰 、 频 率 控 制、UPS 和 电 能 质量 电磁 储能 超导 储能 正常 运行 时， 电 网电 流通 过整 流向 超 导电 感充 电， 当 电网 发生 瞬态 电压 跌 落或 骤升 、 瞬 态有 功不 平 衡时 ， 可 从 超导 电感 提取 能量， 经逆 变器 转换 为 交流 。 响 应 快 、 比 功 率 高 成本 高、 维护 困难 电能 质量 控制 、 输 配 电 稳 定 、 UPS 超级 电容 储能 通过电解质和电解液之间界面上电 荷分离形成的双电层电容来贮存电 能。 响 应 快 、 比 功 率 高 成本 高、 储能 量低 移动 通信 基站 、 卫星 通信 系统 、 无 线 电 通 信 系 统 资 料来源 ： 钜大 锂电， 川财证 券研究 所 2. 全 球储 能 以抽 水蓄 能为 主， 电 化学 储能 前 景广 阔 抽水蓄能是当前最为成熟的电力储能技术，主要领用领域包括电力系统削峰 填谷、调频调相和紧急事故备用等。抽水蓄能也是目前装机量最大的技术川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 7/38 占全球储能累计装机规模的90%以上。抽水蓄能存在受地理资源条件的限 制，能量密度较低，总投资较高等问题。 图2 ： 全球投运电力储能项目的装机规模占比 图3 ： 全球电化学储能装机规模占比 资 料来源 ：CNESA ， 川财证 券研究 所 资 料来源 ：CNESA ， 川财证 券研究 所 电化学储能占比逐年提升。电化学储能是当前应用范围最广、发展潜力最大 的电力储能技术。相比抽水蓄能，电化学储能受地理条件影响较小，建设周 期短，可灵活运用于电力系统各环节及其他各类场景中。同时，随着成本持 续下降、商业化应用日益成熟，逐渐成为储能新增装机的主流。 根据中关村储能产业技术联盟（CNESA ），截至2019 年底，全球已投运储能 项目累计装机规模183.1GW ，同比增长1.2%。 其中抽水蓄能累计装机占比最 大，为93.4% ，比去年同期下降0.9 个百分点 。电化学储能累计装机规模为 8.22GW，占比4.5%，比去年同期增长0.9 个百 分点。 在电化学储能领域，锂离子电池占据全球新增投运总规模的最大比重，2019 年，全球锂离子电池累计装机占电化学储能87.3% ，居主导地位。 图4 ： 全球电力系统储能装机规模 图5 ： 全球新增锂电项目 占 电化学装机比例川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 8/38 资 料来源 ：CNESA ， 川财证 券研究 所 资 料来源 ：CNESA ， 川财证 券研究 所 截止至2019 年底，我国已投运储能项目累计 装机规模32.3GW ，占全球18%， 同比增长3.2% 。其中抽水蓄能累计装机占比最大，为93.7% ，比去年同期下 降2.1 个百分点。 截至2019 年底 ，我国电化学储能累计装机规 模为1.59GW ，占比4.9% ，比去 年同期增长1.5 个百分点。锂离子电池储能装 机规模1.27GW ，在电化学储能 中 占比79.7% ，其次是铅蓄电池，占比18.60% 。 图6 ： 我国投运电力储能项目的装机规模占比 图7 ： 我国电化学储能装机规模占比 资 料来源 ：CNESA ， 川财证 券研究 所 资 料来源 ：CNESA ， 川财证 券研究 所 总体来看，我国电化学储能装机规模尚小，这与所处的发展阶段相关。我国 电化学储能市场大致可分为四个发展阶段：一是技术验证阶段（2000-2010 年），主要是开展基础研发和技术验证示范；二是示范应用阶段（2011-2015川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 9/38 年），通过示范项目开展，储能技术性能快速提升、应用模式不断清晰，应 用价值被广泛认可；三是商业化初期（2016-2020 年），随着政策支持力度 加大、市场机制逐渐理顺、多领域融合渗透，储能装机规模快速增加、商业 模式逐渐建立；四是产业规模化发展阶段（2021-2025 年），储能项目广泛 应用、技术水平快速提升、标准体系日趋完善，形成较为完整的产业体系和 一批有国际竞争力的市场主体，储能成为能源领域经济新增长点。 图8 ： 中国电化学储能产业发展历程 资 料来源 ：派能 科技招 股说明 书，川 财证券 研究所 3. 锂 离子 电 池占 据电 化学 储能 主 导地 位 ， 应 用场 景丰 富 锂离子电池占据我国 乃至全球 电化学储能总规模的最大比重，发展可期。 未 来 ，下游可再生能源并网、电动车以及5G 基 站等将为锂离子电池产业发展贡 献 较大增量。 锂离 子电池按照应 用领域分类 可分为消费 、动力和 储能电池。 消费电池涵盖 消费与工业领域，包括智能表计、智能安防、智能交通、物联网、智能穿 戴、电动工具等，是支持万物互联的关键能源部件之一。动力电池主要应用 于动力领域，服务的市场包括新能源汽车、电动叉车等工程器械、电动船舶 等领域，储能电池涵盖通讯储能、电力储能、分布式能源系统等，是支持能 源互联网的重要能源系统。川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 10/38 表格2 ： 锂离子电池下游应用领域 应用领域 具体应用场景 消费 消费 与工 业领 域， 包括 智能 表 计、 智能 安防 、 智能 交通 、 物联 网、 智能 穿戴 、 电动 工 具等 。 动力 新能 源汽 车、 电动 叉车 等工 程器 械、 电动 船舶 等领 域。 储能 通讯 储能 、电 力储 能、 分布 式能 源系 统等 。 资 料来源 ： 公司 公告， 川财证 券研究 所 表格3 ： 锂电池的分类 分类标准 锂电池类型 介绍 外形 方形 锂电 池 方形锂 电池 通常 是指 铝壳或 钢壳 方形 锂电 池， 广泛应 用于 勘探 测绘、 医疗 设备 、便 携式 检测 设备 。 圆柱 形锂 电池 圆柱 形锂 离子 电池， 其型 号命 名一 般为5 位 数字， 前两 位数 字为 电池 的 直径， 中间 两位 数字 为电 池的 高度 ， 最 后一 位数 字0代 表圆 柱形 ， 单位 为毫 米。 最常 用的 圆柱 形锂 电池 ：18650 锂 电池 、14500 锂电 池 。 外包 材料 铝壳 锂电 池 铝壳 锂离 子电 池由 于质 量较 轻且 安全 性稍 优于 钢壳 锂离 子电 池 。 钢壳 锂电 池 早期锂 离子 电池 大多 为钢壳 。由 于钢 壳重 量大 ，安全 性较 差， 但钢的 稳定 性强， 后期 很多 厂商 通过 安全 阀、PTC 等 器件 优化 设计 结构 ， 大大 增加了 其安 全性 能。 而有些 则直 接替 换掉 钢壳 ，采用 铝壳 和软 包，例 如现 在的 手机 电池 。 软包 电池 软包装 锂离 子电 池由 于其质 量轻 ，开 模成 本较 低，安 全性 高等 优点， 逐步 在扩 大其 市场 份额 。 正极 材料 锂金 属电 池（ 一次 电池 ） 以金属 锂为 负极 ，固 体盐类 或溶 于有 机溶 剂的 盐类为 电解 质， 金属氧 化物 或其 他固 体、 液 体氧 化剂 为正 极活 性物。 包括 锂二 氧化 锰 电池 等。 锂离 子电 池（ 二次 电池 ） 依靠 锂离 子在 正极 和负 极之 间移 动来 工作。 在充 放电 过程 中，Li+在两 个电 极之 间往 返嵌 入和 脱嵌： 充电 时，Li+ 从 正极 脱嵌 ， 经 过电 解质 嵌 入负极 ，负 极处 于富 锂状态 ；放 电时 则相 反。 包括钴 酸锂 电池 、锰酸 锂电 池、 磷酸 铁锂 电池 、镍 钴锰 酸三 元锂 电池 等。 电解 质 液态 锂离 子电 池 液态 锂离 子电 池使 用的 是液 体电 解质 ，电 解质 为有 机溶 剂+锂 盐。 聚合 物锂 离子 电池 聚合 物锂 离子 电池 以固 体聚 合物 电解 质来 代替 ， 这 种聚 合物 可 以是 “干 态”的 ，也 可以 是“ 胶态” 的 ， 目前 大部 分采 用聚合 物胶 体电 解质。 聚合 物的 基体 主要 为HFP-PVDF 、PEO 、PAN 和PMMA等。 全固 态锂 离子 电池 “全固 态锂 电池 ”是 一种在 工作 温度 区间 内所 使用的 电极 和电 解质材 料均呈 固态 、不 含任 何液态 组份 的锂 电池 ，所 以全称 是“ 全固 态电解 质锂 电池 ”。 资 料来源 ：瑞鼎 电子， 川财证 券研究 所川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 11/38 二、 储能应用场景分析及成长空间 测算 1. 储 能在 电 力系 统中 的 应用 ： 新 能源 消纳 是 储能 爆发 风口 从整个电力系统的角度看，储能的应用场景可分为发电侧储能、输配电侧储 能和用电侧储能三大场景。其中，发电侧对储能的需求场景类型较多，包括 电力调峰、辅助动态运行、系统调频、可再生能源并网等；输配电侧储能主 要用于缓解电网阻塞、延缓输配电设备扩容升级等；用电侧储能主要用于电 力自发自用、峰谷价差套利、容量电费管理和提升供电可靠性等。 图9 ： 储能在电力系统中的应用 资 料来源 ：派能 科技招 股说明 书，川 财证券 研究所 表格4 ： 储能在电力系统中的应用 应用场景 主要用途 具体说明 发电 侧 电力 调峰 通过 储能 的方 式实 现用 电负 荷的 削峰 填谷， 即发 电厂 在用 电负 荷低 谷时 段对 电池 充电 ，在 用电 负荷 高峰 时段 将存 储的 电量 释放 。 辅助 动态 运行 以储 能+传 统机 组联 合运 行的 方式 ， 提供 辅助 动态 运行 、 提 高传 统机 组运 行效 率、 延缓 新建 机组 的功 效。 系统 调频 频率 的变 化会 对发 电及 用电 设备 的安 全高 效运 行及 寿命 产生 影 响， 因 此 频率 调节 至关 重要 。 储能 （特 别 是电 化学 储能 ） 调频 速度 快， 可以 灵活 地在 充放 电状 态之 间转 换， 因而 成为 优质 的调 频资 源。川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 12/38 可再 生能 源并 网 平滑 可再 生能 源发 电出 力。 通过 在风、 光电 站 配置 储能， 基于 电站 出力 预测 和储 能充 放电 调度， 对随 机 性、 间 歇性 和波 动性 的可 再生 能源 发电 出力 进行 平滑 控制 ，满 足并 网要 求。 减少 弃风 弃光。 将可 再生 能源 的弃 风弃 光电 量存 储后 再移 至其 他时 段进 行并 网， 提高 可再 生能 源利 用率 。 电网 侧 缓解 电网 阻塞 将储 能系 统安 装在 线路 上游， 当发 生线 路阻 塞时 可以 将无 法输 送的 电能 储存 到储 能设 备中， 等到 线路 负 荷小 于线 路容 量时， 储能 系统 再向 线路 放电 。 延缓 输配 电设 备扩 容升 级 在负 荷接 近设 备容 量的 输配 电系 统内， 可以 利用 储能 系统 通过 较小 的装 机容 量有 效提 高电 网的 输配 电能 力， 从而 延缓 新建 输配 电设 施， 降低 成本 。 用电 侧 电力 自发 自用 对于 安装 光伏 的家 庭和 工商 业用 户， 考虑 到光 伏在 白天 发电， 而用 户一 般在 夜间 负荷 较高， 通过 配置 储 能可 以更 好地 利用 光伏 电力， 提高 自发 自用 水平 ，降 低用 电成 本。 峰谷 价差 套利 在实 施峰 谷电 价的 电力 市场 中， 通过 低电 价时 给储 能系 统充 电 ， 高电 价 时储 能系 统放 电， 实现 峰谷 电价 差套 利， 降低 用电 成本 。 容量 费用 管理 工业 用户 可以 利用 储能 系统 在用 电低 谷时 储能 ， 在 高峰 负荷 时 放电， 从 而降 低整 体负 荷， 达到 降低 容量 电费 的目 的。 提供 供电 可靠 性 发生 停电 故障 时， 储 能能 够将 储 备的 能量 供应 给终 端用 户， 避 免了 故障 修复 过程 中的 电能 中断 ，以 保证 供电 可靠 性。 资 料来源 ：派能 科技招 股说明 书，川 财证券 研究所 2020 年可再生能源 装机量高增 ，新能源消纳 问题亟 待解决，储能 蓄势待发。 新能源发电具有间歇性和不稳定性的特点，随着新能源装机容量的不断提 高，由此引发的消纳问题日益凸显，储能在其中占据至关重要的地位。“十 三五”期间，消纳问题是制约新能源产业大规模发展的瓶颈，新能源消纳需 要协同电力系统各方综合解决，目前我国新能源已初步进入无需依赖政府补 贴的市场化发展阶段，行业具备成长动力和空间，新能源装机的大幅提升给 电力系统管理提出了新的要求。 我们对 2020-2025 年，风 、光 并网储能 装机 需求进 行 测算 ，首先 ，我们测算 2020-2025 年全国风电、 光伏装机规 模。 假设： （1）2030 年，非化石能源占一次能源消费比重为25%。 （2）2014-2019 年，我国一次能源消费总量年均复合增长率为2.6% ，假设 2019-2030 年我国一次能源消费总量年均复合增长率为1.5% 。 （3）2030 年 各类电源利用小时数与2019 年一 致。 （3）1 万吨标煤约等于 发电量0.32 亿千瓦时 。川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 13/38 （4）当前我国水电开发已进入中后期，假设水电装机容量复合增速为 1%； 核电2020 年重启审批，假设装机容量复合增 速为2%。 （5）2030 年， 风电、光伏发电量一致。 表格5 ： 2030 年我国风电、光伏装机规模测算 2019 2030E 一次 能源 消费 总量 （万 吨标 煤） 487000 573661 非化 石能 源占 比 15% 25% 非化 石能 源消 费总 量（ 万吨 标煤 ） 73050 143415 非化 石能 源发 电总 量（ 亿千 瓦时 ） 23376 45893 水电 发电 量（ 亿千 瓦时 ） 13019 14792 核电 发电 量（ 亿千 瓦时 ） 3483 4510 风电 发电 量（ 亿千 瓦时 ） 4057 13295 光伏 发电 量（ 亿千 瓦时 ） 2243 13295 水电 利用 小时 （h） 3726 3726 核电 利用 小时 （h） 7394 7394 风电 利用 小时 （h） 2082 2082 光伏 利用 小时 （h） 1169 1169 水电 装机 规模 （亿 千瓦 ） 3.56 3.97 核电 装机 规模 （亿 千瓦 ） 0.49 0.61 风电 装机 规模 （亿 千瓦 ） 2.1 6.39 光伏 装机 规模 （亿 千瓦 ） 2.04 11.37 资 料来源 ：北极 星电力 网，川 财证券 研究所 据测算，截至2030 年底，风电累计装机规模 将达到639GW ，光伏累计装机规 模1137GW，CAGR 分别为11%、17%。 接下来，对2020-2025 年间新能源并网储能需 求进行测算。 假设： （1）根据各地出台的新能源配置储能相关政策，储能配置比例在5-20%之 间，我们假设2020 年新增 储能装机规模 配置 比例为10%，配置比例每年上升 2 个百分点。 （2）储能时长为2 小时。 （3）根据前表测算的2030 年风电、光伏 累计 装机规模，计算2020-2030 年川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 14/38 间装机年均复合增长率CAGR 分别为11%、17% ，假设每年 全国风电、光伏装 机以此增速增长。 表格6 ： 2020-2025 年我国风电、光伏并网 储能装机容量测算 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 风电 累计 装机 规模 （GW ） 232 257 284 315 348 385 风电 新增 装机 规模 （GW ） 22 25 27 30 34 37 光伏 累计 装机 规模 （GW ） 238 279 326 381 445 521 光伏 新增 装机 规模 （GW ） 34 40 47 55 64 75 储能 配备 比例 10% 12% 14% 16% 18% 20% 储能 时长 （小 时） 2 2 2 2 2 2 储能 新增 装机 （GWh ） 11.37 15.61 20.86 27.32 35.25 44.95 合计 （GWh ） 155.36 资 料来源 ： 北极 星电力 网， 川 财证券 研究所 据测算，2020-2025 年，全国可再生能源并网带来新增储能装机需求合计 155GWh ，年度新增装机分别为11、16、21、27、35、45GWh 。 我们对2020-2025 年海外新能源并网 储能装机 容量进行测算 。2019 年，海外 风电累计装机容量415GW ，海外光伏累计装机容量438GW 。假设2020-2025 年，海外风电、光伏装机增速均为15%；2020 年储能配备比例为2% ，以后每 年增长1 个百分点 ，储能时长为 2 小时。 表格7 ： 2020-2025 年海外风电、光伏并网储能装机容量测 算 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 风电 累计 装机 规模 （GW ） 477.25 548.84 631.16 725.84 834.71 959.92 风电 新增 装机 规模 （GW ） 62.25 71.59 82.33 94.67 108.88 125.21 光伏 累计 装机 规模 （GW ） 503.70 589.33 689.51 806.73 943.88 1104.34 光伏 新增 装机 规模 （GW ） 65.70 85.63 100.19 117.22 137.14 160.46 储能 配备 比例 2% 3% 4% 5% 6% 7% 储能 时长 （小 时） 2 2 2 2 2 2 储能 新增 装机 （GWh ） 5.12 9.43 14.60 21.19 29.52 39.99 合计 （GWh ） 119.86 资 料来源 ：川财 证券研 究所川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 15/38 据测算，2020-2025 年海外风电、光伏并网新增储能装机容量合计120GWh， 年度新增装机分别为5、9、15、21 、30、40GWh 。 2. 储 能在 通 信领 域的 应用 ：5G 基站 建设带 来 大量 备用 电源 需 求 国家 加速 5G 建设，通信基 站对备电电池 需求量激 增。 工信部数据显示，截至 2020 年底，我国已建设超70 万个5G 基站，2020 年我国新建5G 基站达 到58 万个， 我国5G 终端连接数已超1.8 亿。同时 ，2021 年全国工业和信息化工 作会议和三大运营商2021 年工作会议在北京 召开，2021 年我国将新建5G 基 站60 万个以上，相比2020 年继续提速。 根据智研咨询，2021-2025 年，我国新增5G 基 站数量分别为80、110 、85、 60 、45 万个。5G 单站功耗是4G 单站的2.5-3.5 倍，目前5G 单站满载功耗约 为3700W，备电时长多为4 小时。据测算，2020-2025 年，全国5G 基站备用 电源带来储能需求8.58 、11.84、16.28 、12.58 、8.88、6.66GWh，合计 64.82GWh。 表格8 ： 2020-2025 年我国 5G 基站备用电源储能装机容量 测算 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 全年 新增5G 基 站个 数(万) 58 80 110 85 60 45 基站 单站 功率 （W） 3700 3700 3700 3700 3700 3700 备电 时长 （h ） 4 4 4 4 4 4 单站 储能 容量 （kWh ） 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 全年 新增 储能 需求 （GWh ） 8.58 11.84 16.28 12.58 8.88 6.66 合计 （GWh ） 64.82 资 料来源 ：川财 证券研 究所 对海外5G 基站储能需求进行测算，2020 年海 外5G 基站累计约30 万个，假 设2021-2025 年，海外5G 基站建设增速与我 国保持一致， 单站满载功耗约为 3700W ，备电时长4 小时。据测算，2020-2025 年，海外5G 基站备用电源带 来储能需求3.7 、5.07、6.98、5.39 、3.81、2.85GWh，合计27.8GWh。川财证券研究报告 本报告由 川财证 券有限 责任公司 编制 谨请 参阅尾 页的重要 声明 16/38 表格9 ： 2020-2025 年海外 5G 基站备用电源储能装机容量 测算 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 中国 累计5G 基 站个 数（ 万） 70 150 260 345 405 450 中国5G 基 站建 设增 速 - 114% 73% 33% 17% 11% 海外 累计5G 基 站个 数（ 万） 30 64 111 148 174 193 海外 新增5G 基 站个 数（ 万） 25 34 47 36 26 19 基站 单站 功率 （W ） 3700 3700 3700 3700 3700 3700 备电 时长 （h ） 4 4 4 4 4 4 单站 储能 容量 （kWh ） 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 海外 全年 新增 储能 需求 （GWh ） 3.70 5.07 6.98 5.39 3.81 2.85 合计 （GWh ） 27.8 资 料来源 ：川财 证券研 究所 3. 新 能源 车 渗透 率提 升， 动力 电 池迎 放量 我们对 2020-2025 年国内以及 海外新能源车 磷酸铁 锂电池需求进 行测算。 国内新能源乘用车2020 年产量为124.6 万辆 ，按照工信部2025 年规划，达 到约600 万辆，对应CAGR 为37%，2030 年预 估市占率达到50%，约为1