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【研报】新能源行业储能专题:锂电成本下降电化学储能进入爆发前夕-20200622[32页].pdf

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【研报】新能源行业储能专题:锂电成本下降电化学储能进入爆发前夕-20200622[32页].pdf

1、 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 Table_MainInfo 行业研究/机械工业/新能源板块 证券研究报告 行业专题报告行业专题报告 2020 年 06 月 22 日 Table_InvestInfo 投资评级 优于大市 优于大市 维持维持 市场表现市场表现 Table_QuoteInfo -12.99% -8.40% -3.81% 0.78% 5.37% 9.96% 2019/62019/92019/122020/3 新能源板块海通综指 资料来源:海通证券研究所 相关研究相关研究 Table_ReportInfo 新能源产业链 6 月月报2020.06.16 5 月新能源车销量同比

2、下滑 23.5% 2020.06.15 新能源车周报:5 月新能源车销量环比 增 12.2%2020.06.14 Table_AuthorInfo 分析师:张一弛 Tel:(021)23219402 Email: 证书:S0850516060003 分析师:徐柏乔 Tel:(021)23219171 Email: 证书:S0850513090008 分析师:曾彪 Tel:(021)23154148 Email: 证书:S0850517080006 分析师:陈佳彬 Tel:(021)23154513 Email: 证书:S0850519090004 储能储能专题专题:锂锂电电成本下降,电化学储能

3、进成本下降,电化学储能进 入爆发前夕入爆发前夕 Table_Summary 投资要点:投资要点: 电化学电化学储能迎来快速发展储能迎来快速发展。储能是能源电力系统实现能量转换、存储和利用的 有效途径,包括物理储能、电化学储能、电磁储能等储能方式。根据 CNESA 微信公众号数据,截至 2019 年底,全球累计投运电化学储能项目的累计装机达 9520.5MW,较 2018 年底增长 43.7%,中国电化学储能项目累计装机达 1709.6MW,较 2018 年底增长 59.4%,电化学储能迎来快速发展。 当前磷酸铁锂当前磷酸铁锂储能系统储能系统投资投资成本在成本在 2 元元/Wh 左右左右,呈,呈

4、下降下降趋势趋势。成本结构来看, 根据彭博新能源财经微信公众号数据,电池系统占储能系统成本在 53%左右。 根据 GGII 数据,磷酸铁锂电池系统储能集装箱成本在 2 元/Wh 左右,而电池模 组的成本平均水平在 1.0-1.2 元/Wh 左右,其中比亚迪在平高集团 2018-2019 年江苏 352MW 储能项目设备采购中的中标均价为 0.86 元/Wh。锂电池成本的 下降,拉动储能系统投资成本的下降。 新增电化学新增电化学储能项目,用户侧占比超储能项目,用户侧占比超 4 成成。对于电化学储能而言,应用场景包 括发电侧、辅助服务、电网侧、可再生能源领域以及用户侧。根据 CNESA 微 信公众

5、号数据,2019 年国内新投运电化学储能项目中,用户侧项目占比达到 44%,辅助服务、电网侧和集中式可再生能源并网分别占 20%、19%、17%。 用户侧用户侧: 峰谷峰谷电价套利电价套利&备用电源备用电源。 峰谷电价套利是目前用户侧储能相对较为成 熟的商业化运营领域,理想的用能状态下,不考虑融资,峰谷电价差在 0.6 元 /KWh 以上时,项目有一定的经济性。考虑融资,当储能成本降至 1.6 元/Wh 以 下时,峰谷电价差在 0.5 元/Kwh 以上时,项目也有较好的经济性。 备用电源是电化学储能在用户侧的另一大重要应用。2018 年,中国铁塔已停止 采购铅酸电池,大部分基站改造升级项目选择

6、锂离子电池。根据高工锂电数据 统计,2019 年中国基站锂电池出货量达 5.5GWh,同比增长 71.9%,基于高工 锂电保守预计,2020 年国内新建及改造的 5G 基站需求量将达到 10GWh。 可再生能源可再生能源配套储能配套储能。可再生能源发电具有间隙性、易变性等特点,其渗透率 的不断提高也对电网系统的运行和调度提出了严峻的挑战。储能应用于风电、 光伏发电,能够平滑功率输出波动,降低其对电力系统的冲击,提高电站的跟 踪计划出力的能力,减少弃风弃光。在储能系统单位投资成本在 2 元/Wh 的情 况下,我们分别选择甘肃(I 类资源区) 、四川(II 类资源区) 、浙江(III 类资源 区)

7、进行测算,假设增发电量按当地燃煤基准电价上网,对应静态回收期分别 为 12.1 年、9.3 年和 9.1 年;回收期对应的电池循环次数分别为 7284 次、5588 次和 5438 次。 投资投资建议建议。2020 年 6 月,国家发改委、能源局印发关于做好 2020 年能源安 全保障工作的指导意见 ,提出: “推动储能技术应用,鼓励电源侧、电网侧和 用户侧储能应用,鼓励多元化的社会资源投资储能建设。 ”我们认为,随着锂电 池成本的持续下降,储能在用户侧、可再生能源并网配套等领域的需求有望迎 来快速增长。建议关注:宁德时代、科士达、南都电源、阳光电源、欣旺达、 亿纬锂能、德方纳米等。 风险提示

8、风险提示。 (1)产业政策变化风险; (2)峰谷价差收窄风险; (3)技术变动风 险。 行业研究新能源板块行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 2 目目 录录 1. 储能行业概述 . 5 1.1 电化学储能近年快速发展. 5 1.2 产业链拆分 . 8 2. 储能应用场景 . 10 2.1 用户侧. 11 2.2 可再生能源并网 . 12 2.3 备用电源 . 14 2.4 其他 . 16 3. 用户侧峰谷电价套利经济性测算 . 17 3.1 江苏省. 17 3.2 浙江省. 18 3.3 简化模型及敏感性分析 . 19 4. 可再生能源并网配套储能经济性测算 . 21 5. 相关标的

9、 . 23 5.1 宁德时代 . 23 5.2 科士达. 24 5.3 南都电源 . 25 5.4 阳光电源 . 26 6. 投资建议 . 28 7. 风险提示 . 28 oPtMoQzRmMqPnNtMqOoQmP8O8QbRnPrRsQnNjMmMrPfQtRtQ8OmMxOMYoNtPMYrQnP 行业研究新能源板块行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 3 图目录图目录 图 1 全球已投运储能项目装机类型分布(截止 2019 年底) . 5 图 2 中国已投运储能项目装机类型分布(截止 2019 年底) . 5 图 3 全球电化学储能累计规模及增速 . 6 图 4 中国电化学储能

10、累计规模及增速 . 6 图 5 2019 年全球新增投运电化学储能项目装机规模排名前十国家(MW) . 6 图 6 磷酸铁锂和三元锂电池包不含税价格(元/Wh) . 7 图 7 电池储能系统结构示意图 . 8 图 8 储能系统建设成本构成(2019 年) . 9 图 9 储能系统建设成本预测(美元/KWh,以 20MW/80MWh 项目为例) . 9 图 10 2019 年全球新增投运电化学储能项目的应用分布(MW%) . 11 图 11 2019 年中国新增投运电化学储能项目的应用分布(MW%) . 11 图 12 阳光电源江苏扬子江船厂 17MW/38.7WMh 储能项目 . 11 图 1

11、3 中国用户侧储能项目累计装机规模(MW) . 12 图 14 阳光电源新疆特变光伏电站解决限发项目 . 13 图 15 阳光电源集中存储应用方案 . 13 图 16 中国已投运光伏储能项目累计装机规模 . 13 图 17 宁德时代营收、利润情况 . 23 图 18 宁德时代 2015-2019 年分业务收入情况(百万元) . 23 图 19 宁德时代收入构成(2019 年) . 23 图 20 科士达营收、利润情况 . 24 图 21 科士达 2018 年分业务收入情况(亿元) . 24 图 22 科士达 2019 年分业务收入情况(亿元) . 24 图 23 南都电源营收、利润情况 . 2

12、5 图 24 南都电源 2015-2019 年分业务收入情况(百万元) . 25 图 25 南都电源 2019 年分业务收入情况(百万元) . 25 图 26 阳光电源营收、利润情况 . 26 图 27 阳光电源 2015-2019 年分业务收入情况(百万元) . 26 图 28 阳光电源 2019 年分业务收入情况(百万元) . 26 行业研究新能源板块行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 4 表目录表目录 表 1 海外部分国家储能相关激励措施 . 7 表 2 储能应用类型 . 10 表 3 储能应用类型 . 10 表 4 国内部分省市峰谷电价差(元/KWh) . 12 表 5 国内

13、部分地区鼓励可再生能源配套储能相关政策 . 14 表 6 可再生能源并网对储能电池需求测算(2020 年) . 14 表 7 5G 主流设备厂商功耗 . 15 表 8 铅蓄电池与磷酸铁锂电池参数对比 . 15 表 9 中国移动 2020 年通信用磷酸铁锂电池中标结果 . 16 表 10 江苏省用户侧储能项目收益测算(250KW/1MWh) . 18 表 11 浙江省用户侧储能项目收益测算(250KW/500KWh) . 19 表 12 用户侧储能项目收益测算(250KW/1MWh) . 20 表 13 考虑融资情况下,储能项目投资回报敏感性分析 . 20 表 14 储能项目全投资回报敏感性分析

14、 . 20 表 15 光伏配套储能回收期测算 . 21 表 16 光伏配套储能项目回收期敏感性分析(年) . 21 表 17 度电存储成本敏感性分析(元/KWh) . 22 表 18 宁德时代储能业务合作布局 . 24 表 19 阳光电源参与的部分储能项目 . 27 行业研究新能源板块行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 5 1. 储能行业储能行业概述概述 储能是能源电力系统实现能量转换、存储和利用的有效途径,包括物理储能(如抽 水蓄能、飞轮储能等) 、电化学储能(如铅酸电池、锂离子电池、液流电池等) 、电磁储 能(如超级电容器、超导储能等)等储能方式。 全球来看,根据 CNESA 微

15、信公众号数据,截至 2019 年底,全球已投运储能项目 累计装机规模 184.6GW,其中,抽水蓄能的累计装机占比 92.6%;电化学储能的累计 装机占比达 5.2%,对应装机容量 9599MW(其中锂离子电池的累计装机为 8523.9MW, 占电化学储能比重达 88.8%) 。 国内来看,根据 CNESA 微信公众号数据,中国已投运储能项目累计装机规模 32.4GW,占全球市场总规模的 17.55%,其中抽水蓄能的的累计装机占比 93.4%;电化 学储能的累计装机占比达 5.3%,对应装机容量 1709.6MW(其中锂离子电池的累计装 机规模约 1378MW,占电化学储能比重达 80.6%)

16、 。 图图1 全球已投运全球已投运储能项目装机储能项目装机类型类型分布(分布(截止截止 2019 年底年底) 抽水蓄能 92.6% 熔融盐储热 1.7% 飞轮储能 0.2% 压缩空气储能 0.2% 锂离子电池 88.8% 钠硫电池 5.4% 铅蓄电池 4.5% 液流电池 0.9% 超级电容 0.1% 其他 0.3% 电化学储能电化学储能 5.2% 资料来源:CNESA 微信公众号,海通证券研究所 图图2 中国已投运中国已投运储能项目装机储能项目装机类型类型分分布(布(截止截止 2019 年底年底) 抽水蓄能 93.4% 熔融盐储热 2.3% 压缩空气储能 0.04% 锂离子电池 80.6% 铅

17、蓄电池 17.8% 液流电池 1.2% 超级电容 0.4% 其他 2000 充电性能 超过 25,充放电能力下降,寿命降低 充放电能力基本一致,不影响寿命 倍率放电能力 1C 10C 每月自放电比例 4%以下 2%以下 能量转化效率 低于 80% 高于 95% 快速充电能力 差 强 耐过充能力 好 优秀 安全性 腐蚀性 强 记忆效应 有 无 资料来源:刘圣庆延长基站传输备电时长的技术应用 ,海通证券研究所 2018 年,中国铁塔已停止采购铅酸电池,大部分基站改造升级项目选择锂离子电 池。根据高工锂电数据统计,2019 年中国基站锂电池出货量达 5.5GWh,同比增长 71.9%,其主要增量来自

18、铁塔采购的梯次电池,而新生锂电池的增量低于 2019 年初的 预期,直接原因是三大运营商推迟基站锂电池招标。 2020 年 3 月,中国移动发布公告,2020 年计划招标 1.95GWh 磷酸铁锂电池,用 于通信领域;中国铁塔发布采购公告,宣布将招标采购 2GWh 磷酸铁锂电池组产品。 根据高工锂电,5G 基站锂电池市场的产业临界点已接近,2020 年将是中国 5G 基站锂 电池产业快速发展的起始之年,基于高工锂电保守预计,2020 年新建及改造的 5G 基 站需求量将达到 10GWh。 价格方面,根据中国移动 2020 年通信用磷酸铁锂电池中标结果来看,不含税中标 均价在 0.7 元/WH,

19、其中中天科技中标份额 18.85%,中标价格在 0.66 元/WH。 行业研究新能源板块行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 16 表表 9 中国移中国移动动 2020 年年通信用磷酸铁锂电池中标结果通信用磷酸铁锂电池中标结果 中标份额中标份额 中标容量(中标容量(GWH) 中标金额 (不含税, 亿元)中标金额 (不含税, 亿元) 不含税单价(元不含税单价(元/WH) 中天科技中天科技 18.85% 0.368 2.434 0.66 海四达海四达 15.94% 0.311 2.118 0.68 双登集团双登集团 14.49% 0.283 2.061 0.73 亿纬锂能亿纬锂能 13.0

20、4% 0.255 1.790 0.70 南都电源南都电源 11.59% 0.226 1.575 0.70 雄韬电源雄韬电源 10.14% 0.198 1.430 0.72 哈尔滨光宇哈尔滨光宇 8.70% 0.170 1.216 0.72 力朗电池力朗电池 7.25% 0.142 1.054 0.74 合计合计 100.00% 1.95 13.68 0.70 资料来源:采招网,海通证券研究所 2.4 其他其他 传统传统电源侧,电源侧,储能储能主要用于主要用于辅助辅助动态运行动态运行:储能装臵和火电机组共同按照调度的要 求调整输出,从而尽可能减小火电机组输出的波动,使火电机组工作在接近经济运行状

21、 态下。我们认为,由于储能技术具备快速响应能力,通过应用储能技术进行辅助动态运 行可以提高火电机组的效率,减少碳排放。 电网侧电网侧,储能在调峰、调频、缓解阻塞、替代和储能在调峰、调频、缓解阻塞、替代和延缓输配电投资、电压支撑与无功延缓输配电投资、电压支撑与无功 控制、故障紧急备用等方面发挥重要作用。控制、故障紧急备用等方面发挥重要作用。储能与电网的深度融合,可以改进偏重于电 力平衡的传统电网规划和调度方式,提升清洁能源消纳能力、大电网安全稳定运行水平 和电网投资运行效率,将开启电网智能柔性、经济高效的新模式。 辅助辅助服务,服务,包括包括容量型和功率型服务,容量型服务如电网调峰、加载跟随和黑

22、启动容量型和功率型服务,容量型服务如电网调峰、加载跟随和黑启动 等,等,功率型服务如调频辅助和电压支持等功率型服务如调频辅助和电压支持等。储能电池技术在提高电网调频能力方面,可 以减小因频繁切换而造成传统调频电源的损耗;在提升电网调峰能力方面,根据电源和 负荷的变化情况, 储能系统可以及时可靠地响应调度指令, 并根据指令改变其出力水平。 行业研究新能源板块行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 17 3. 用户侧峰谷用户侧峰谷电价套利电价套利经济经济性性测算测算 我们以江苏省、浙江省为例进行用户侧储能投资回报测算,然后进一步对简化后的 模型进行敏感性分析。以下测算假设为较为理想的企业用能

23、状态,即企业在尖峰/高峰 时段有充足的用能需求,现实中需结合企业实际用能情况。 根据我们的测算,理想的用能状态下,江苏用户侧储能项目全投资回报率在 7.5%, 考虑融资情况下(70%融资,利率 6%) ,回报率在 11.3%;浙江用户侧储能项目全投资 回报率 3.8%。 简化模型来看,理想的用能状态下,不考虑融资,峰谷电价差在 0.6 元/KWh 以上 时,项目有一定的经济性;考虑融资,当储能成本降至 1.6 元/Wh 以下时,峰谷电价差 在 0.5 元/KWh 以上时,项目有较好的经济性。 3.1 江苏省江苏省 分时电价分时电价情况:情况:对于 1-10KV 的大工业用电用户,高峰时段为:8

24、:00-12:00、 17:00-21:00,对应电价 1.0697 元/KWh;平段为:12:00-17:00、21:00-24:00,对应电 价 0.6418 元/KWh;低谷为 0:00-8:00,对应电价 0.3139 元/KWh。 考虑江苏省峰谷电价特点,假设在用户侧安装 250KW/1MWh(实际放电能力 1MWh)的项目,按 2 元/Wh 的投资成本计算,投资额在 200 万元。 基础基础假设:假设: 充放电充放电次数次数:一天 2 充 2 放,最大功率下,单次充放电时间均在 4h,具体如下: 0:00-8:00, 谷电充电; 8:00-12:00, 峰电放电; 12:00-17

25、:00, 平电充电; 17:00-21:00, 峰电放电。 生命生命周期周期:10 年生命周期,一年运行 350 天,对应 7000 次循环。 充电充电效率:效率:95% 年年维护成本:维护成本:项目投资额的 2% 人工人工成本:成本:3.6 万元/年 容量容量每年递减比例:每年递减比例:2% 残值残值率率:0% 融资融资比例:比例:70% 融资融资利率:利率:6% 我们测算得到,不考虑融资情况下,项目全投资回报率 7.5%,静态回收期 7 年; 考虑融资情况下(70%融资,利率 6%) ,回报率 11.3%,静态回收期为 6 年。 行业研究新能源板块行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声

26、明 18 表表 10 江苏省江苏省用户侧用户侧储能储能项目收益测算(项目收益测算(250KW/1MWh) 年份年份 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 放电容量(KWh) 1000 980 960 941 922 904 886 868 851 834 年运行时间(天) 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 谷段充电费用(元) -115647 -113334 -111068 -108846 -106669 -104536 -102445 -100396 -98389 -96421 平段充电费用(元) -236453 -231724 -2270

27、89 -222547 -218096 -213734 -209460 -205271 -201165 -197142 峰段放电收入(元) 748790 733814 719138 704755 690660 676847 663310 650044 637043 624302 电费节省收益电费节省收益( (元)元) 396690 388756 380981 373361 365894 358576 351405 344377 337489 330739 本金投入(元) 600000 贷款余额(元) 1400000 1293785 1181197 1061853 935350 801255 65

28、9116 508447 348739 179448 0 还本付息(元) -190215 -190215 -190215 -190215 -190215 -190215 -190215 -190215 -190215 -190215 人工成本(元) -36000 -36000 -36000 -36000 -36000 -36000 -36000 -36000 -36000 -36000 维护成本(元) -40000 -40000 -40000 -40000 -40000 -40000 -40000 -40000 -40000 -40000 净现金流(元)净现金流(元) -600000 13047

29、5 122541 114766 107146 99679 92361 85190 78162 71274 64524 累计现金流(元)累计现金流(元) -469525 -346984 -232218 -125072 -25393 66968 152158 230320 301594 366118 全投资现金流(元)全投资现金流(元) -2000000 320690 312756 304981 297361 289894 282576 275405 268377 261489 254739 全投资累计现金流全投资累计现金流 (元)(元) -1679310 -1366554 -1061573 -7

30、64211 -474317 -191741 83664 352041 613530 868269 资料来源:海通证券研究所测算 3.2 浙江省浙江省 分时电价分时电价情况:情况:对于 1-10KV 的大工业用电用户,尖峰时段为:19:00-21:00,对应 电价 1.0824 元/KWh;高峰时段为:8:00-11:00、13:00-19:00、21:00-22:00,对应电 价 0.9004 元/KWh;低谷为 22:00-8:00,11:00-13:00,对应电价 0.4164 元/KWh。 考虑浙江省峰谷电价特点,假设在用户侧安装 250KW/500KWh(实际放电能力 500KWh)的

31、项目,按 2 元/Wh 的投资成本计算,投资额在 100 万元。 基础基础假设:假设: 充放电充放电次数次数:一天 2 充 2 放,最大功率下,单次充放电时间均在 2h,具体如下: 22:00-8:00, 谷电充电; 8:00-11:00, 峰电放电; 11:00-13:00, 谷电充电; 19:00-21:00, 尖峰放电 生命生命周期周期:10 年生命周期,一年运行 350 天,对应 7000 次循环 充电充电效率:效率:95% 年年维护成本:维护成本:项目投资额的 2% 人工人工成本:成本:3.6 万元/年 容量容量每年递减比例:每年递减比例:2% 残值残值率率:0% 融资融资比例:比例

32、:70% 融资融资利率:利率:6% 我们测算得到,不考虑融资情况下,项目全投资回报率 3.8%,静态回收期 9 年。 行业研究新能源板块行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 19 表表 11 浙江浙江省省用户侧用户侧储能储能项目收益测算(项目收益测算(250KW/500KWh) 年份年份 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 放电容量(KWh) 500 490 480 471 461 452 443 434 425 417 年运行时间(天) 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 谷段充电费用(元) -153411 -150342 -147335 -144389 -141501 -138671 -135898 -133180 -130516 -127906 峰段放电费用(元) 157570 154419 151330 148304 145338 142431 139582 136791 1

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