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新型储能5年7倍增长空间,个股投资机会全面梳理

安福双2022-06-20 17:42发文

2021年7月23日,国家发展改革委、国家能源局正式联合发布《国家发展改革委 国家能源局关于加快推动新型储能发展的指导意见》,《意见》提出,到2025年新型储能装机规模达30GW以上。

所谓新型储能,指的是指除抽水蓄能外的新型电储能技术,包括飞轮储能、压缩空气储能、超导储能、电化学储能等。以2020年的数据来看,我国抽水储能累计装机量为31.8GW,占比89.0%,电化学储能累计装机规模3.3GW,占比9.2%,两者合计贡献了全国95.3%的装机量,其他储能占比只有4.7%。

按此测算,2020年我国新型储能装机规模约为4.06GW,根据政策要求30GW计算,行业在5年市场规模至少为7倍空间,年化增速约为49.18%。

而且储能目前的需求不仅仅来自于国内,由于海外电价远高于国内市场,海外储能的部分应用场景需求更为强烈。根据CNESA全球储能项目库数据,2021年全球新型储能的累计装机规模达到25.4GW,同比增长67.7%。

这个增速对于A股很多优质成长股来说都是无法达到的,而行业预期能增长如此之快,绝对值得我们重视起来。

一年时间过去,那么新型储能市场到底发展如何呢?根据中国能源研究会储能专委会以及储能产业技术联盟(CNESA)不完全统计,2021年中国新型储能市场累计装机规模达到5.72GW,较2020年增长74.5%。

2022年6月,两部委(国家发改委办公厅、国家能源局综合司)再次发文《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》,进一步明确新型储能市场定位,建立完善相关市场机制、价格机制和运行机制。由此可见,新型储能不管是在实际装机量上,还是政策推动上,都处于未来可期、实施有落地的状态。

在2021年新增的新型储能装机量中,电化学储能占比86.36%,其中以锂离子电池储能技术装机规模占比99.3%。但从总量上看,抽水蓄能仍是现阶段储能市场的主力,不管是在总量还是在新增装机量上,都占据市场主要份额。但是作为投资而言,“大而笨重”的抽水无法成为关注的重点,新型储能才是本文的焦点。

在我国新型储能的发展中,目前以电化学路径为主。放眼全球市场,与国内情况也基本相似。

一、新型储能百花齐放,锂离子电池最为成熟

现阶段市场一致选择了电化学储能,电化学储能中锂离子储能又是最靓的崽,那么它比其他新型储能方式到底好在那里?

从下图各项储能方式的优缺点和应用可见,锂离子储能是目前循环次数较高,产业化最成熟的方式,而其他诸如飞轮储能、超导储能等都因为成本高,且存在自放电,自然资源限制等因素难以实现大规模的商业化应用。

展望未来,除了锂离子储能外,尚处于商业化早期的全钒液流电池和钠离子电池也存在规模化商用的可能性。此外,处于产业化早期的氢储能也不失为未来对电化学储能方式的一种有益补充。

氢储能在《氢能产业链(二):上游制氢环节的相关公司梳理》中有所提及,它主要是通过可再生能源(风、光)电解水制氢,这种方式不仅能达到制作“绿氢”的效果,而且可以合理消纳风电与光伏的弃电。

它与电化学储能互补性强于竞争性,首先在储能时长上,氢储能基本没有刚性的储存容量限制,可根据需要满足数天、数月乃至更长时间的储能需求,从而平滑可再生能源季节性的波动。

此外,氢能在空间上的转移也更为灵活,氢气的运输不受输配电网络的限制,可实现能量跨区域、长距离、不定向的转移,比起电化学储能,氢储能更适用于长时间、跨区域的储能场景。

但是其在能量转换效率、响应速度、运输成本等方面劣于电化学储能。不过目前整个氢气产业尚处于萌芽期,预估其大规模发展的进度将慢于电化学储能。

二、锂离子电池储能蓬勃发展 电池变流器价值含量高

电化学储能方面,目前成熟进行规模化商业应用的只有锂电储能。其产业链上游为电池、电池管理、能量管理系统以及储能变流器供应商,中游为储能系统集成商、安装商以及终端用户等,下游为终端应用客户,包括风/光/传统电站、电网公司、家用储能等。

涉及到锂电储能的个股数量很多,所以单独列一篇,参见下期的《锂电储能个股投资机会全面梳理》。

三、大局未定,钒离子&钠离子安全性更胜一筹

电化学储能领域,除了应用成熟的锂离子电池外,还有全钒液流电池和钠离子电池。

3.1钒电池:上游资源充足,降成本有待时间

钒电池是通过钒化合价的变化来实现电能与化学能之间的转化,其主要优点是使用寿命长、电池容量扩充性强、安全性好等,缺点是比能量低,电池沉重,需要人工经常维护,目前成本较高等。

与锂电池相比,钒电池最大的劣势就是成本,但在安全性上,钒离子电池具备显著优势。参考近30年来,锂电池成本下降趋势,随着未来储能的大发展,钒离子电池渗透率提升将带动钒电池成本的下降。

全钒液流电池储能系统由电堆、电解液、管路系统、储能变流器等组成,其中电堆和电解液成本占系统总成本的 85%。所以降低两者的成本是关键,南瑞集团在2019年已将全钒液流电池单堆电流密度提高到140毫安/平方厘米,预计2021年有望达到160毫安/平方厘米,同时,通过改进隔膜密封方式,降低隔膜使用面积和密封件数量,电堆的总成本降低了30%。

而钒电解液由于具有不消耗、残值高、可循环利用的特点,通过电解液租赁方式,实现对电解液成本的管理。

政策方面,2021年7月,国家发改委和能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,文件提出要坚持储能技术多元化,推动锂离子电池等相对成熟新型储能技术成本持续下降和商业化规模应用,实现液流电池等长时储能技术进入商业化发展初期。

在项目落实层面,根据太平洋证券整理,根据各地公告的项目信息,未来预期能达到的项目装机量已经超过6GW。

如下图为河南淅川县和新疆阿克苏项目启动仪式现场,由此可见,目前的钒电池已经不仅仅停留在概念层面,而是进入了商业化初期。

在钒资源的储量和产能方面,我国都占据绝大多数份额,目前全球已探明的钒资源储量有2000万吨,中国占比为47%。2020年全球钒产品产量约8.6万金属吨,其中中国产量为5.3万吨,占比62%。所以发展钒电池,在上游资源方面,我国是较为充足的。

目前上市公司中涉及钒电池的公司主要有资源端的樊钢钒钛、安宁股份,电池端的国网英大、上海电气。

3.2、钠离子电池:配套产业成熟 有望快速占据一席之地

钠离子电池市场,钠离子电池是一种类似锂离子电池的摇椅式二次电池。钠离子电池与锂离子电池同属摇椅式电池。由于锂、钠元素物化性质的差异,钠离子能量密度低于锂离子电池,但是安全性、稳定性、电导率优于更优。

与锂资源稀缺不同的是,钠资源供需关系稳定,价格波动小。在地壳中含量很高,地壳丰度为锂元素的1000 倍以上。在技术发展上,钠离子电池的研究起步于上世纪70年代,2017年国内第一家钠离子电池制造商中科海钠成立,2021年工信部对政协委员会议《关于在我国大力发展钠离子电池的提案》回应大力支持钠离子电池发展。

在经济性和主要性能指标上,钠电池由于嵌入效率低,能量密度和循环次数逊色于锂离子电池,但是在安全性和成本方面优于锂离子电池。

目前,钠离子电池制造工艺尚未完全成熟,制造规模较小,其制造成本约为 1 元/Wh,与三元锂电池相当;而据中科海钠预测,在规模效应的加持下,钠离子电池成本有望进一步压缩至 0.2~0.3 元/Wh。

在钠离子电池专利储备方面,截止 2021 年 11 月已生效的钠离子电池专利中,中科院物理所拥有 67 个,中科海钠 18 个,宁德时代 32 个。

钠离子电池产品中以中科海钠、宁德时代的技术为最领先。其他已研发完成钠离子电池产品的公司还有鹏辉能源、浙江钠创、湖南立方、贲安能源、星空钠电、山东章鼓、江苏众钠等。

由于其原理结构与锂离子电池类似,所以钠离子的产业化基础相对完备,目前A股上市中原锂电产业链公司在钠离子电池产业上大多都有布局。如振华新材、容百科技、当升科技布局细分领域为钠离子正极,道氏技术、杉杉股份布局了钠离子负极。

四、消防与温控  锂电池组重要的辅助系统

在梳理完主要电池路线之后,我们再看电池组的辅助系统,主要包括消防和温控两方面。

由于锂电池热失控难控制,极早探测和高效灭火是关键。因此对储能电站进行火灾安全防护, 越早探测热失控,就越早越容易将火灾风险提前化解。

目前消防投入占储能电站总投资的比例小于2%,价值量约为 3000万/GWh,2022 年 2 月 14 日,为做好安全生产、防灾减灾救灾等工作,积极推进应急管理体系和能力现代化,国务院发布了《“十四 五”国家应急体系规划》(国发〔2021〕36 号),将电化学储能设施的消防列为安全生产治本攻坚重点。

目前我国在储能消防领域布局较深的企业主要有青鸟消防,公司是民用消防报警龙头,2019年在民用消防报警产品领域市占率为6.78%,位列行业第一,品牌认可度高。

此外公司技术储备强,自研“朱鹮”新芯片。2021年相继中标天柱钢铁、国网江苏、富临新能源、10尺/20尺/40尺储能集装箱灭火系统、美国Texas某储能变电站等项目,实现冶金、电力、储能等多个工业消防领域0到1的突破。

温控指的是将储能电池设备温度保持在合理区间,是储能系统安全性保障的关键一环。常见的温控方案主要为气冷(小功率、小项目)与液冷(大功率、大项目)两种,液冷具有高冷却均匀性、高比热容、和高导热系数,更适用于大型集装箱集群储能系统。且液冷相较于气冷技术要求、进入壁垒都更高,因此具备更好的投资价值。目前国内在液冷温控领域布局的主要上市公司有同飞股份、英维克、高澜股份。

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