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分析师:尹沿技(SAC职业证书号S0010520020001)2023年07月17日储 能 系 统 集 成 行 业 四 大 门 槛 高 筑,争 位 赛 正 当 时证券研究报告2摘要:储能系统集成构筑“安全+经济+渠道和经验+资金”四大门槛目前,储能系统集成环节正处于由行业成长期向成熟期过渡的关键节点,入局玩家众多,行业集中度不高。随着专业化集成商的出现和发展,其对安全问题和降本路径的探索并提出创新解决方案,将逐步抬高行业门槛,新入局者望而却步并压缩不具备核心实力的企业的生存空间,待到储能集成系统商业化落地,行业大洗牌将如期而至。实际上,储能系统集成并非简单地组装,而是具备多重门槛,具体如下:门槛之安全性:由于储能电站安全事故频发,人力、物力损伤惨重,引发重视。国内强制配储政策下,由于商业模式尚不完善,储能系统产品出现低价竞争、质量良莠不齐的现象,产品安全认证标准亟待落地。对于安全问题,未来将从认证、温控、监测和服务等四大方面寻求保障方案,具备解决能力的集成商将获得生存空间。门槛之经济性:未来随着系统大容量化、循环寿命延长、集成度不断提高,储能系统全生命周期度电成本逐步降低。掌握降本的技术路线且能够不断实现技术迭代的储能系统集成商有望获得成本优势。门槛之渠道和经验:大储作为重资产行业,下游客户主要为五大四小等央国企,采取项目招标模式,与下游客户绑定合作关系的企业有望受益。其中,原PCS和原电网系储能系统集成企业具备电网运行经验,一般渠道资源丰富。门槛之资金实力:储能系统集采占比最高,具备大规模集采订单招标能力的集成商占据优势。由于下游客户议价能力强,储能电站建设周期长,通常储能系统集成商的资金占款时间长,具备一定资金储备规模的企业持续经营能力更强。投资建议:未来储能系统集成行业市场份额将向头部集中,具备优势的企业有望在卡位赛中胜出。建议关注标的宁德时代,比亚迪,阳光电源,上能电气,科华数据,科陆电子,智光电气,金盘科技,南网科技,南都电源,东方日升。风险提示:储能装机量不及预期、原材料价格波动、行业市场竞争加剧、海外市场需求波动、技术路线更迭的风险等。ZXDWyRnQsRrQqOoNmRtMrQ9PcMbRsQnNpNmPlOoOsNkPqRqP6MoPmRwMpNpPvPtOqP3建议关注公司盈利预测及估值:注:预测数据采用机构一致预期资料来源:iFind,华安证券研究所整理 建议关注标的:宁德时代、比亚迪、阳光电源、科华数据、上能电气、科陆电子、智光电气、金盘科技、南网科技、南都电源、东方日升图:建议关注公司估值表股票代码 股票名称股价 EPS(元)PE(倍)(7月14日)2023E 2024E 2025E 2023E 2024E 2025E300750.SZ 宁德时代 228.28 11.13 14.99 18.72 20.72 15.39 12.30002594.SZ 比亚迪 264.41 9.25 12.99 17.14 28.58 20.36 15.43300274.SZ 阳光电源 113.85 4.68 6.28 8.22 24.24 18.07 13.85300827.SZ 上能电气 39.54 1.60 2.47 3.26 33.67 21.83 15.14002335.SZ 科华数据 39.99 1.50 2.02 2.69 26.72 19.80 14.86002121.SZ 科陆电子 6.97 0.18 0.37 0.53 41.34 19.65 13.72002169.SZ 智光电气 7.93 0.13 0.32 0.00 60.07 25.09 0.00688676.SH 金盘科技 30.40 1.19 1.88 2.85 25.58 16.18 10.66688248.SH 南网科技 37.87 0.87 1.45 2.07 43.52 26.16 18.30300068.SZ 南都电源 19.94 1.01 1.50 2.07 19.84 13.27 9.63300118.SZ 东方日升 25.01 1.66 2.28 2.93 15.10 10.96 8.544目录1基 本 面:问 题 初 显 引 关 注23产 业 链:周 期 过 渡 争 位 赛4企 业:个 性 布 局 显 优 势行 业:四 大 门 槛 着 力 点5项目名称 电池类型 电站状态 事故时间韩国庆尚北道储能项目 三元/2021-03韩国忠清南道光伏储能项目 三元 投运3年 2021-04澳大利亚Bohle Plains储能项目 三元 投运1.2年 2021-04北京丰台大红门储能项目 碳酸铁锂 投运2年 2021-04美国密歇根州 Standish储能项目/建设中 2021-04法国Boulouparis,New Caledonia储能项目/2021-07德国诺伊哈登贝格机场储能项目 碳酸铁锂 投运5年 2021-07美国伊利诺伊州Grand Ridge储能项目 碳酸铁锂 投运6.2年 2021-07澳大利亚维多利亚特斯拉大电池储能项目 三元 调试中 2021-07美国加州蒙特雷县Moss Landing储能项目 三元 投运0.8年 2021-09京港澳高速武汉江夏区附近货车运输中的储能系统 碳酸铁锂 运输中 2022-01韩国蔚山SK工厂储能项目 三元 投运2年 2022-01韩国庆尚北道军威郡牛宝郡新谷里太阳能发电厂储能项目 三元 投运3年 2022-01江西上饶黄金埠某储能项目 碳酸铁锂 调试中 2022-02美国加州蒙特雷县Moss Landing储能项目 三元 投运1年 2022-02台湾工研院龙井储能项目 三元 投运2年 2022-03美国加州Valley Center储能项目 三元 投运0.2年 2022-04美国亚利桑那Chandler电池储能项目 三元 投运3年 2022-04资料来源:CNESA全球储能数据库,唐亮等电化学储能产业发展对安全标准的需求,华安证券研究所整理注意:不包括户用储能事故图:20212022全球储能事故统计(截至2022年8月)问题一之安全性:储能电站全生命周期大型安全事故频发 根据CNESA不完全统计,近十年全球储能安全事故发生60余起。2021年全球储能市场爆发,大规模储能项目越来越多,单个储能项目规模越来越大,储能安全隐患也随之增大。截至2022年8月,2021-2022 年全球共发生 18 起储能项目事故。其中,有两个关注点:1)安全事故多发于锂离子电池,一旦发生,通常事故等级高,损失惨重。例如2018 年 7 月 2 日,韩国一风力发电园区内 ESS 储能设备发生重大火灾事故,造成 706m2 规模电池建筑和 3500 块以上锂电池全部烧毁。2)多事故发生在电站投运多年后,储能全生命周期的安全问题引发重视。6问题一之安全性:储能电站建设全流程涉及的标准均尚未落地 储能正处于由研发示范向商业化过渡的关键时期,迫切需要建立健全储能技术标准为产业发展保驾护航。实际上,储能标准涉及设计、运输、安装、验收、投运、运维、灾后处理、电池回收等多个环节。但在电化学储能技术统一规范、并网调度规则、产品检测认证等方面仍无明确标准;储能系统运输、安装、调试、运维方面的安全性标准尚不成熟;对储能消防要求、环保、社会经济效益等方面的评价标准仍是空白。在光伏强制配储的背景下,缺乏电网公司对储能系统调度频次、充放电次数等的明确规定,储能产品的质量和安全无法保证。图:储能全流程涉及六类标准资料来源:索比储能网,华安证券研究所整理标准类型 具体内容设计标准 规定项目选址、规划、布局,电器接线要求等,保证对环境的安全和结构安全。生产控制标准对生产车间的原材料进行把关,目前国家标准电力储能用锂离子电池监造导则正在起草,将来根据此类标准对锂离子电池生产过程进行控制,实现有标准可依。此外,生产控制标准还为施工现场管理监督提供依据,但目前储能行业无此标准。到货验收标准 通过对主要到货部件进行抽样验收,保证出厂、运输过程中没有损坏。竣工验收标准 通过对系统安装过程以及整体进行验收,保证项目文件、消防安全、电气安全等质量。并网调试标准 模拟电网异常时,接入电网的电站对电网的支撑性测试,包括电能质量、高低电压穿越、功率控制等。日常运行维护 为了保障电站安全运营与收益。7问题一之安全性:安全总责环节向专业化过渡道阻且长 中游的储能系统集成环节是安全问题“第一责任人”:中游储能系统集成具备标准化机架式设备,组装难度低。一般地,下游客户对上游元器件的要求较高,而对集成商的品牌关注度较低,因此“低毛利、高营收”的特性吸引了众多企业入局,内卷激烈。而下游的所有权、使用权和收益权分化,权责不明晰,均无法对全链条安全问题负责。由于储能集成系统是对上游元器件的耦合,成为唯一能对整个储能系统产品的安全负责的环节。集成商向上游拓展难:未来集成商将向专业化过渡,例如必须熟悉上游三大核心技术,因此向上游环节拓展是一大路径。而上游各环节要么技术壁垒高,要么规模效应明显,进入壁垒高。另外,上游竞争格局稳定,未来将朝着市场细化演进,而各细分市场的龙头企业已具备边际优势,保护壁垒难以打破,集成商专业化道阻且长。图:储能产业链“微笑曲线”图:储能系统耦合结构和三大核心技术资料来源:SMM储能,阳光电源,华安证券研究所整理上游 中游 下游利润率高利润率 高利润率向上游延伸向下游延伸分类 技术 具体功能能量存储 电化学技术 让能量存储更加安全高效能量控制 电力电子技术 打通电池到电网的双向能量能量应用 电网支撑技术 打造电网友好型储能电站低利润率资料来源:北极星储能网,华安证券研究所整理8问题二之经济性:国内电力市场的交易模式和地区政策不完善 国内电力市场盈利模式尚不完善。从现货市场来看,与国外相比,我国的现货市场以发电侧单边交易为主,价格信号无法传导到用户侧形成有效激励引导,商业模式未形成闭环。从中长期交易市场来看,美国电力整体市场通过竞争性拍卖进行发电资源交易;零售市场允许消费者自主选择供电商;中国电力市场以计划调度和双边协商为主,市场化程度相对较低。虽然各地出台了一些辅助服务政策,但交易品种单一,难以覆盖储能投资成本。另外,各地市相关辅助服务政策不一,部分地区没有长效政策机制,缺乏稳定性,投资风险较大,一定程度上制约了投资者的参与积极性。资料来源:独立新型储能电站价格形成机制及成本疏导优化方法,华安证券研究所整理图:2019年美国电力市场结构 图:储能电站参与电力市场结构图资料来源:ISO/RTO Council,华安证券研究所整理(注:彩色部分代表已经进行了市场化改革的区域电网)9问题二之经济性:储能投资成本高导致供应商低价竞争 储能电站建设成本高:储能电站成本分为技术成本和非技术成本,其中技术成本高主要是因为储能尚未规模化应用,电池、PCS、EMS等设备成本高;非技术成本高,主要是储能电站开发、土地、接入、并网验收、融资成本高。低价竞争,忽视质量与安全:根据毕马威新型储能助力能源转型报告,当前新能源企业配储成本主要由企业自身承担,压力较大。例如,一座光伏电站配建装机量20%、时长2小时的储能项目,其初始投资将增加8%-10%;而风电场配建同样容量的储能项目,其初始投资成本将增加15%-20%,内部收益率降低 0.5%2%不等。因此,发电企业出于经济性考虑,会更倾向于选择低成本储能项目,相对忽视性能和安全问题,传导到储能供应方就会引发低价竞争问题,甚至导致劣币驱逐良币。资料来源:电力储能经济性分析与综合评价方法研究,华安证券研究所整理图:风电渗透率越高,储能建设成本越高成本项(万美元)/风电渗透率(%)0%5%10%15%20%燃料成本 0.72-1.55-0.47 4.25 15.15启动成本 27.67 20.56 32.12 22.24 23.13备用服务成本 1.63 1.67 1.14 2.44 0.52启停补偿 0 0 0 0 0深度调峰 0 0.03 0.17 1.16 1.25环保成本 0.7 0.74 0.67 0.46 0.84网损成本-1.32-0.53-9.5 13。26 28.7总成本 29.4 20.92 24.13 43.81 69.59资料来源:电力储能经济性分析与综合评价方法研究,华安证券研究所整理图:有无风电场景下储能的成本结构7.2267.716.30 07-9.1151.5231.35.2012.58.4287-50050100150200250300350燃料成本启停成本备用成本启停调峰成本深度调峰成本污染物减排成本网损成本生产成本减少(K美元)无风电场景 有风电场景1 0 市场参与积极性不高:目前储能度电成本约为0.8元/kWh,而大多调峰价格均低于0.8元/kWh,不具备经济性,市场参与不积极。根据中电联数据,中国当前电化学储能项目平均等效利用系数仅为12.2%。个别项目存在仅部分储能单元被调用、每月平均充放2次、甚至基本不调用的情况。运维成本高于预期:以AGC储能调频为例,按照设计寿命,电池组深浅组合充放需保障3年以上。但部分电站实际运行中,由于电池充、放电过于频繁,容量衰减过快,投运半年就需要大规模更换电池,质量隐患高,原有的全周期投资收益逻辑不成立,运维成本高。早期储能构网能力不足:很多储能项目在前期论证阶段,都按照电网中新能源最大弃电规模进行调用情况测,放大了电网的调用需求。另外,早期的储能只有充放电功能,不具备稳定支撑等构网型能力,同时单体规模较小,对调峰弃电、断面受限等问题的解决贡献度偏低,限制了应用范围。问题二之经济性:储能电站市场参与度、收益性和贡献率较低资料来源:储能的度电成本和里程成本分析,华安证券研究所整理图:典型储能技术的度电成本(元/kWh)0.21 0.61 0.71 0.67 0.62 0.86 0.250.820.950.880.821.260.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 抽水蓄能 铅蓄电池 全钒液流电池 钠硫电池 碳酸铁锂电池 三元锂电池图:中国电化学储能电站利用率资料来源:中电联,华安证券研究所整理6.1%15.3%14.8%28.3%0%5%10%15%20%25%30%新能源配储 火电厂配储 电网储能 用户储能平均等效利用系数为12.2%1 1问题三之标准化:储能集成系统产品设计参差、软硬件不兼容 储能集成系统直接对安全负责,其电池原件能量密集、拓扑结构灵活多变、电芯数量多和特性不一,并非简单堆砌和拼凑,而是涉及系统控制、电气安全、直流侧管理、设备优化匹配、电池健康及安全联动保护管理等多领域知识。众多入局储能系统集成企业能力参差不齐,不少厂家缺乏集成拓扑设计经验和能力。另外,目前储能行业并未出台权威标准,储能项目仍为非标准化招标,提供的是定制化产品和服务,储能集成设计参差不齐、软硬件不兼容,阻碍储能系统行业的健康发展。资料来源:华安证券研究所整理图:储能电池系统结构设计 图:储能系统集成软硬件不兼容类型资料来源:科陆电子,华安证券研究所整理类型 详细内容通信协议不兼容储能系统中的不同设备和组件可能使用不同的通信协议和接口标准。如果这些设备之间的通信协议不兼容,就会导致数据传输和控制信号的交互困难,影响系统的整体性能和功能。控制系统不匹配储能系统集成通常涉及多个控制系统,如储能逆变器控制、电池管理系统、能量管理系统等。如果这些控制系统之间的软件和硬件不兼容,可能导致数据交互和指令传输的问题,影响系统的协调运行和性能优化。数据格式不一致储能系统中涉及大量的数据采集和处理,不同设备和软件可能使用不同的数据格式和数据结构。如果数据格式不一致,就会导致数据解析和处理的困难,影响数据的准确性和可用性。安全和认证标准不统一储能系统集成需要考虑安全和认证方面的要求。如果不同设备和组件的安全和认证标准不统一,可能导致系统的安全性和可靠性受到威胁。1 2目录23产 业 链:周 期 过 渡 争 位 赛4企 业:个 性 布 局 显 优 势行 业:四 大 门 槛 着 力 点1基 本 面:问 题 初 显 引 关 注1 3技术类型:电化学储能是当今应用最广、潜力最大的储能技术 2022年全球已投运电力储能规模累计237.2GW,年增长率15%;抽水蓄能是当前最为成熟的电力储能技术,但受地理选址和建设施工的局限,未来发展空间有限。2022年抽水蓄能累计装机规模占比首次低于80%,同比下降6.8%;截至2022年底,中国已投运电力储能项目累计装机规模59.8GW,占全球市场总规模的25%,年增长率38%。抽水蓄能累计装机占比同样首次低于80%,与2021年同期相比下降8.3%。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,2022年累计装机14054GWh,储能项目占比近20%。未来随着成本持续下降、商业化应用日益成熟,将逐渐成为储能新增装机的主流。资料来源:智研咨询,华安证券研究所整理图:2012-2022年电化学储能电站装机情况 图:截至2022年底我国储能项目累计装机市场占比(%)资料来源:中国电力企业联合会,华安证券研究所整理785714054126.8%0%20%40%60%80%100%120%140%160%180%200%02000400060008000100001200014000160002012 2013 2014 2015 2017 2018 2019 2020 2021 2022新增(MWh)累计(MWh)累计YOY(%)抽水蓄能,46.1GW78%电化学储能,11.61GW19%其他储能,1.69GW3%1 4产业链:储能系统集成环节承上启下,属兵家必争之地 作为储能产业链的核心环节,储能系统集成(ESS)上承设备提供商,下接储能系统业主,成为储能厂商必争之地。主要包括上游原材料及零部件;中游核心环节储能系统集成,含电池组、储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)四大关键部分以及其他设备(如:电池控制柜、本地控制器、温控系统与消防系统等),并提供给下游储能EPC厂商完成项目安装与运维,终端应用场景主要在发电侧、电网侧、用户侧和微电网四大领域。资料来源:能源电力说,前瞻产业研究院,派能科技招股书,MIR 睿工业,华安证券研究所整理五大技术路线:集成式分布式智能组串式高压级联集散式储能系统安装与运维储能变流器(PCS)能量管理系统器(EMS)其他电气设备:集装箱电器电缆检测设备电池管理系统(BMS)电池/PACK正极材料负极材料隔膜结构件电解液IGBT元器件PMIC电源芯片无源器件管理系统:程序开发半导体零部件电池原材料 零部件发电侧:火电辅助调频核电储能新能源储能(风/光、水电)电网侧:输电侧配电侧用户侧:户用储能工商业储能数据中心储能储能系统集成上游:供应商 中游:储能系统集成 下游:终端应用EPC1 5应用场景:不同终端的储能系统集成产品具有差异性 储能行业应用场景主要可分为电源侧、电网侧和用户侧三类:其中安装在电源侧与电网侧的储能称之为“表前储能”,而用户侧的储能则称为“表后储能”。1)表前储能:又称“大储”,主要应用在新能源电站、电网等场景,储能功率大,属于电力工程投资,应用端强调安全稳定;2)表后储能:分为工商业和户用,储能功率较小。2022年,大储在电化学储能装机中占比达92%,处于主导地位。根据下游储能应用场景差异化,储能系统集成产品也具有差异性。工商业储能系统大型地面储能系统500W便携式户外储能移动电源户用电池资料来源:阳光电源年报,聚和源公告,安证券研究所整理图:不同应用场景对应的储能系统产品图例资料来源:中国电力企业联合会,华安证券研究所整理图:2022年新增电化学储能项目装机应用场景分布新能源配储,29%火储,2.13%其他,11.58%独立储能,87.92%变电站,0.29%其他(应急电源/多站融合/移动电源车等),11.79%产业园,21.59%EV充电站,10.31%其他,2.55%电源侧,49.24%电网侧,43.13%用户侧,7.63%1 6应用场景:大型储能电站对系统集成产品的要求更高 不同应用场景对储能系统元器件的要求不同:工商业储能多一体化建造,采用一体柜,储能相对容量较小,系统功能也相对简单,对系统控制的要求低于储能电站。储能电站由于运行寿命较长,维修难度较大,对于储能系统的性能、安全性、建造和运维成本要求较高。资料来源:锂电知识分享,华安证券研究所整理设备元件 大储 工商业储能电池大多采用能量型电池,用于调频、紧急备用时选用功率型采用能量型电池,对响应时间要求相对较低BMS对电池进行分层分级的统一管理,可提供准确有效的电池管理信息,结构层次更加复杂。可以通过后台软件进行参数配置和数据监控,与多种不同类型的PCS进行通讯及联合对储能系统进行智能化管理。PCS除变流器的基本功能外,还具备电网支撑的功能功能相对单一,更具适配性。以双向变流为基础,体积小巧。EMS除了基本的能量管理功能,还需要具备为微电网系统提供电网调度接口及能量管理的功能。功能较为基础,不需要接受电网调度,只需做好本地能量管理,实现储能子系统设备集成管理和集中调控。资料来源:阳光电源官网,华安证券研究所整理图:大储VS工商业储能系统结构图图:大储VS工商业储能之元器件性能差异大型储能系统交流耦合方案分布式储能系统解决方案 大型储能系统直流耦合方案1 7海外市场:中美是全球大储主战场,美国大储装机占比达84%海外储能市场主要分为两类:第一类是成熟市场,如欧洲、美国、日本、韩国、澳洲等,市场需求趋于稳定;第二类是新兴市场,如巴西、爱尔兰、印度、非洲、埃及等,正处于新需求增量的爆发期。1)从成熟市场来看,欧洲是全球最大的家用储能市场,其中德国、意大利、英国位居前三;日本、澳洲储能装机需求同样集中在表后户储。美国、韩国市场是表前储能主导。2)从新兴市场来看,印度、巴西、非洲等地区,在电网改造、新能源市场快速崛起的背景下,也相继进军储能市场。从2022年全球储能新增装机来看,中国/欧洲/美国市占比分别为36%/26%/24%。其中,中国以表前储能为主,当前需求主要来源于国内新能源的强制配储政策;而美国表前储能的主要需求来源于当地老旧电网的建设刚需。资料来源:Wood Mackenzie,华安证券研究所整理图:2022年全球新增投运新型储能项目的地区分布(MW%)图:2021-2022年美国储能装机量(MW)资料来源:CNESA,华安证券研究所整理2967.4136.4403.44006195593050010001500200025003000350040004500大储 工商业储能 户储2021 20221 8中美市场:美国行业集中度较高,国内集成商初步跻身美国市场 根据IHS Markit,2021年美国大储集成商CR5达55%,大储集成商以本土厂商为主,其中Fluence占18%,居第一;国内储能集成商阳光电源跻身美国大储集成商TOP10。另外,国内储能系统集成商中,阳光电源、阿特斯、科陆电子、比亚迪均以自主品牌出货,其中阿特斯依靠集团旗下EPC部门在美国多年的项目资源积累,美国出货占比高。而目前,中国市场的储能集成商参与者众多,但集中度仍不高。图:2021年大储集成商格局(含工商业出货)资料来源:IHS Markit,华安证券研究所整理Fluence18%NextEra14%特斯拉11%Wartsila7%Powin5%FlexGen4%NEC Energy4%SMA3%阳光电源3%Nidec2%其他29%资料来源:EnergyTrend储能,华安证券研究所整理图:国内厂商美国出货及规划情况公司 产品2022年出货(GWh)2023年出货(GWh)美国 总计 美国 总计阳光电源 大储系统 3.5 6 6.5 15阿特斯 大储系统 1.4-1.5 1.8-1.9 3.2 4科士达 小储电池PACK 0.5 0.7 2 3.1科陆电子 大储系统 0.2 1 0.6 3盛弘股份 大储PCS 0.2 1.2 0.6 2.4宁德时代 大储电芯 25 50 50 100亿纬锂能 大储电芯 2 10 10 35比亚迪 大储系统/小储一体机 5 10 10 301 9行业现状:导入期向成长期加速过渡,市场面临盘整出清生命周期阶段 导入期:自由竞争市场 成长期:垄断竞争市场 成熟期:寡头垄断市场行业特征1、规模小;2、行业集中度低;3、参与企业的盈利能力差,无成熟的产品标杆和定价体系。1、初具规模,增速较快;2、技术成熟,几乎无技术空白;3、差异化卖点,尝试多维度进行市场分割,划分细分赛道;4、品牌效应显现。1、规模大,增速放缓;2、少数寡头占据主导地位,寡头的产品体系、定价体系互动性较强驱动力 生存战 市场份额争位赛 弱势产能出清竞争着力点主力(优势):着力解决行业发展瓶颈,主研行业技术空白。产品力(本价):硬件+软件并重。1)硬件主要为标准产品基本需求,各厂商进行老产品更新换代,并推出新产品抢占市场;2)软件为个性化产品布局,构筑产业护城河,如手机、汽车智能化。主力:品牌效应+营销策略并重辅力(生存):产业链整合,尽量实现全部件自研。如元器件短缺时,比亚迪的弗迪电子实现逆周期增长。品牌力(溢价):经营效率+生产效率。辅力(增量):关联产业产品延申产业 储能系统集成商 汽车整车厂商 手机厂商 由于锂离子电池下游应用由消费、动力和储能三分天下,因此对标行业全生命周期演变具有参考意义:1)手机厂竞争格局演变经历了“新旧势力开始交锋新势力进旧势力退新势力淘汰赛洗牌结束格局稳定”四个阶段,目前进入了寡头垄断市场;2)汽车整车厂2023年开年迎来了激烈的价格战,特斯拉和比亚迪双雄降价后,各电车品牌纷纷跟调价格。随着价格逼近成本线,行业迎来盘整。目前储能系统集成商入局企业众多,但行业集中度仍较低。随着行业全生命周期的规范落地,政策明晰,缺乏核心技术、不符合安全标准的企业将在行业趋势下面临淘汰。资料来源:华安证券研究所整理图:储能系统集成行业生命周期演变格局2 0行业现状:“专业化+一体化”双线发展路径目前储能系统发展尚处于早期,主要有两种发展模式:1)专业集成商发展模式:专注于本身环节,定位第三方供应商。如海博思创、科陆电子等,竞争优势在于与部分集成商无利益冲突,销售渠道广,通过集成商快速铺开;2)一体化发展模式:PCS、电池厂商纵向延伸价值链,实现PCS、电芯等储能系统主要部件自主生产制造,并由自主设计部门完成系统集成服务,竞争优势在于产品一体化销售,有利于降本增利。资料来源:高工锂电,北极星储能网,华经产业研究院,能源电力说,集邦咨询,华安证券研究所整理分类 发展模式 详细 代表企业 优势专业化 器件组装模式集中提供系统服务,上游零部件均为外采拼装海博思创、电工时代、新源智储、林洋亿纬、采日能源拥有丰富的产品应用经验与项目实施经验,拥有电力电子、控制管理、大数据分析、热管理方案等方面的专利布局一体化 供应商转型模式1、单一器件供应商依托较强的组件制造能力,向下游系统集成商延伸;2、BMS、PCS、EMS等关键器件均采用自研产品,软硬件同平台、协同设计,一体化系统集成PCS厂商阳光电源、华为、上能电气、科华数据1、多为光伏PCS企业,光伏系统与储能系统同源性高,可充分利用其在光伏行业积累的经验以及建立的分销渠道、服务体系,客户重合度高,有利于开拓市场;进入障碍小;2、光伏逆变器深谙控制技术,且懂得光伏发电特性,做系统集成会有更强的设计开发能力。电池厂商宁德时代、比亚迪、亿纬锂能储能电池是整个系统中是最核心也是成本最高的部分,电池企业掌握了储能系统降本的命脉。通过电芯自研有利于产业链一体化布局。电力企业 许继电气、平高集团在传统电厂集成中积累了丰富的经验,熟悉电网运行特点,在有效配置储能系统方面有优势。图:典型的储能系统集成商发展路径分类2 1 除了专业从事系统集成业务,中游主营四大主要部件的企业具备器件生产的技术优势,向系统集成环节拓展。资料来源:各公司公告,高工锂电,CNESA,华安证券研究所整理 温控 消防 电芯 BMS EMS PCS 系统集成储能 EPC国内青岛消防 英维克 宁德时代 宁德时代 中国能建 亿纬锂能 亿纬锂能 中国电建 鹏辉能源 鹏辉能源 许继电气 比亚迪 平高集团 阳光电源 科华数据 科陆电子 华为 上能电气 南都电源 南都电源 国轩高科 国轩高科 蜂巢能源 蜂巢能源 派能科技 派能科技 国外 Power Electronics SMA Next Era Fluence Wartsila NEC Energy 特斯拉 松下行业现状:多元器件企业向下游储能系统集成环节拓展图:由四大部件向下游储能集成业务拓展的代表企业2 2盈利分析框架:盈亏平衡分析框架:本量利营业利润(单价单位变动成本)业务量固定成本量 利-企业市场份额单位价格 单位成本元器件价格(电芯、PCS为主)技术端:1、硬件:降本(经济性)3、软件(智能化)品牌:1、安全(专业化)2、产业链整合政策补贴行业规模 下游储能装机需求上游原材料价格、供应量1、驱动力:风光强制配储2、渡过瓶颈:共享储能+独立储能1、碳酸锂价格振荡回稳,正处低位;2、元器件国产化替代,供给短缺的可能性降低。组装成本(元器件自产率、安装验证周期、拓扑结构、集成度)定价策略:(市场定位于表前/表后)渠道和经验:1、海外市场(认证周期)2、国内市场品牌影响力:溢价空间资料来源:华安证券研究所整理2 3目录34企 业:个 性 布 局 显 优 势行 业:四 大 门 槛 着 力 点1基 本 面:问 题 初 显 引 关 注2产 业 链:周 期 过 渡 争 位 赛门 槛 一:安 全 性2 4 起火爆炸是储能系统的首要安全问题,其特点有:1)原因多:根据失效形式,导致热失控的原因可分为三类:机械滥用,如挤压、碰撞、针刺等;电滥用,如过度充/放电、低温充电、过高倍率充电等;热滥用,如着火、环境温度过高等。2)荷载大:储能电站储存荷载电量较多,其内含电池数量多、模块组数多,电站的电流电压高、容量大,一旦发生故障,热失控传递速度较快,发生链式反应,能量大规模集中释放,从而引发大规模的剧烈燃烧、爆炸事故。3)副作用:火灾过程大致分为升温、初爆、漏液和复燃阶段,过程中易产生有毒有害气体,造成次生伤害。4)难度大:电池类火灾扑救难度大,无特效灭火剂。安全性问题:储能系统起火爆炸是首要安全问题资料来源:储能用锂离子电池安全性测试与评估方法比较,华安证券研究所整理图:不同滥用场景下的起火爆炸机制 图:锂离子电池火灾危险性等级划分图资料来源:集装箱式锂离子电池储能系统消防技术研究进展,锂离子电池储能系统安全技术发展现状,华安证券研究所整理2 5 国内将在建设前中后期分别制定规范落实储能系统安全问题。具体来说,1)在设计建设之初要详细考虑各种安全风险因素和应对措施;2)在投运阶段做好运维监控,及时发现安全隐患并加以解决;3)回收阶段要监测安全隐患和环境污染。因此,储能系统相关的电气安全、功能安全、电池热失控蔓延、火灾试验等相关要求进一步明确以后,将对储能系统集成商提出更高要求。解决方案(一):多环节落实规范是维护储能系统安全的基底措施图:储能安全标准未来发展趋势资料来源:电化学储能产业发展对安全标准的需求,华安证券研究所整理环节 储能安全标准亟待解决的问题设计建设GB 510482014电化学储能电站设计规范对锂离子电池火灾危险性客观认识不足。根据不同储能技术的安全风险,进一步明确相关的选址、布局、通风、排烟防爆和消防安全等要求以及相应的施工建设要求,以指导储能项目建设,以及监管部门、用户等对储能项目的评估。运输在锂电池运输安全方面,UN 38.3作为国际通行标准,明确了锂电池运输状态条件的一系列测试要求,包括高度模拟、热测试、振动、冲击、55 外短路、撞击试验、过充电试验、强制放电试验等。但目前针对成套储能系统的运输,还未有其他的明确要求。运维锂离子电池在使用过程中会发生衰减,部分储能事故是在系统投运一段时间后发生。为避免事故,需要对电池进行实时监测,准确计算电池健康状态,有待进一步明确储能系统运维监测相关要求。消防安全目前相关标准要求没有给出明确措施,针对储能模组、储能柜、储能集装箱等不同尺寸级别的火灾特性有待进一步研究,可能导致实际项目难以执行。应急救援锂离子电池一旦发生热失控,灭火非常困难;此外储能项目中锂离子电池布置方式导致消防水很难直接作用于事故电池。有效的灭火手段和应对措施仍有待行业研究。退役回收锂离子电池储能退役如果处置不当可能会带来两大问题:一是环境污染;二是存在严重的安全隐患。工信部发布相关文件要求对动力蓄电池全生命周期过程实施监测,建立动力蓄电池回收渠道和溯源管理平台。未来储能电站退役回收过程中电池运输、贮存以及后期处理的安全风险仍有待研究。图:各国(地区)锂电储能安全性标准号资料来源:慧闻科技,华安证券研究所整理安全类型 欧盟 美国 日本 中国电池安全 IEC 62619UL 1973UL 1642JIS C 8715-2 GB/T 36276热安全/UL 9540UL 9540A/GB/T 36276电气安全IEC/EN 62477-1IEC/EN 62109-1/-2/UL 1741 JIS C 8715-1功能安全IEC 61508IEC 60730-1UL 1998UL991/电磁兼容 EN 61000-6-4/2FCC(第十五部分甲类)/运输安全 UN 38.3(全球通用)2 6 海外市场门槛高,企业进入海外市场需要各种资质认证、业绩案例、海外客户的供应商体系认证等,所需时间周期长,且国际标准体系更加严格。目前行业标准主要有欧标CE认证和美标UL认证,前者适用于欧盟国,后者是进入美国市场的主要认证标准之一。其中,UL 9540是全球首个储能系统和设备安全的标准,2015年被授权为美国国家标准,2016年被授权为加拿大国家标准;UL 9540A则是储能电池最具权威的热失控防护测试之一,也已得到北美地区相关权威部门的广泛认可及采纳。因此,已通过海外电力电气设备的技术和生产制造标准的企业具备先发优势。解决方案(一):通过海外储能安全认证的集成商具备先发优势认证标准 是否强制 认证周期 说明UL 否 5-12周一个集成、综合性的认证标准体系,是储能设备生产厂商进入美国市场的监管门槛,非官当但具有权威性和国际通用性。获得UL认证有助于提升其国际声誉和品牌影响力。是中国进军美标市场的硬性条件之一。FCC 是 3-5周FCC认证即电磁兼容认证,是美国电子电器类产品销售必须申请的强制性认证。ETL 否 2-3周经过测试符合相关的产品安全标准的,代表着生产工厂同意接收严格的定期检查,以保证产品品质的一致性,可以销往美国和加拿大两国市场。CE 是 4-6周不论是欧盟内部企业生产的产品,还是其他国家生产的产品,要想在欧盟市场上自由流通,就必须加贴CE标识,以表明产品符合欧盟技术协调与标准化新方法指令的基本要求。KC 是 8-10周KC Safety是韩国市场的强制性认证要求,所有在韩国市场销售的电能驱动产品(带电产品)都必须获得KC Safety认证才能合法销售。资料来源:顺企网,爱采购,欧测检测官网,华安证券研究所整理图:海外电气设备标准认证 图:各企业UL 9540和UL 9540A安全认证通过情况统计资料来源:各公司官网,北极星储能网,SGS官网,索比光伏网,中国化学与物理电源行业协会,华安证券研究所整理企业 具体内容 通过时间宁德时代磷酸铁锂储能产品风冷产品(1P20S系列)和水冷产品(1P52S系列),顺利通过电芯、模组及电柜级的UL9540A测试,成为国内首家通过该项测试的锂电企业。2020年南都电源 全球第一批通过MW级集装箱储能系统UL9540、UL9540A认证的企业。2021年上海电气国轩本次上海电气国轩获得UL 9540A证书标志着其获得全球储能电池领先标准安全认证认可,具有高安全等级,从而更能有效助力其开拓国际储能市场。2021年阳光电源PowerTitan液冷储能系统通过UL 9540、UL 9540A安全测试。这是中国唯一以“电池系统+PCS”通过双认证的大型地面储能
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