高增趋势初现,发展模式多样
应用场景:传统工商业企业配储,新场景不断涌现
工商业储能是用户侧储能的典型应用,主要应用场景可以分为三类:工商业企业单独配储、 光储充一体化、微电网。工商业储能的客户群体为工业或者商业终端,传统的应用场景是 在工业园区、商业中心、数据中心、通信基站、行政大楼、医院、学校、住宅等终端加装 储能,用于峰谷套利,备用电源,需量管理,需求侧响应等。其规模介于户用储能和大储 之间,产品形式一般为一体柜式。
光储充一体化有效缓解了充电站对电网的冲击。随着电动车的不断普及,用户对于充电需 求不断增加,但多个高功率充电桩同时运营时,峰值功率较大,会对电网产生冲击。光储 充一体化电站是现阶段最佳的解决方案,通过结合光伏与储能,可实现充电站的能源由光 伏供给,提高光伏自发自用率。同时,大功率充电桩的功率冲击,可通过储能系统进行平 抑,节省了改善输电线路的成本。 微电网+储能未来有望进一步渗透。微电网既能节省输变电过程的投资和损耗,也能兼具离 网和并网两种运行模式,与大电网供电互为补充。在微电网场景中,通常有光伏、风电等 多种电源,储能作为其中的中间环节,起到平衡电源供应和负荷需求的作用。现阶段微网 储能可以分为偏远地区微网和工业园区微网两类,偏远地区主要通过微网配储来弥补供电 的不稳定性,多出现于海岛地区;而园区微网主要以工业园区为节点,实现节点内的能源 优化。随着分布式新能源发电的逐步推广,微电网作为新能源就地消纳的方式,有望实现 进一步渗透。
产业阶段:发展尚在初期,高增趋势初现
中国工商业储能仍处于发展初期,盈利性项目占比有明显提升。我国工商业储能仍处在发 展初期阶段,根据中电联数据,截至 2022 年底,我国已投运的电化学储能电站累计装机 14.05GWh,其中工商业储能总规模为 1.81GWh,相较电源侧和电网侧规模仍处于较低水 平。从 2022 年新增装机来看,全年用户侧储能新增装机 596 MWh,其中以盈利为目的的 工商业/EV 充电站/产业园等储能场景共占约 90%,盈利性项目占比有明显提升。随着工商 业储能的经济性逐步明朗,商业化落地开始加速起步。
多因素推动,23 年高增趋势初现。根据能源电力说公众号的不完全统计,仅 2023 年 7-11 月,国内工商业储能备案项目个数达 1305 个。从工商业分布较为集中的广东、浙江、江苏 三个省份来看,月度备案项目数量均呈现大幅上升趋势。据不完全统计,2023 年以来我国 工商业储能备案规模已经达到 3.46GW/9.26GWh。工商业储能高速增长的势头已经初步显 现,2023 年成为国内工商储的放量元年。
盈利模式:峰谷套利为主,多种模式加持
经济性是工商业企业参与储能项目的主要驱动因素。不同于大储需求由政策端驱动,以调 峰调频为主要目的,工商业储能主要用来满足企业自身的电力需求,在峰谷电价机制下进 行套利,或者实现光伏的最大化自发自用。经济性是工商业储能发展的主要驱动因素,具 体而言,目前工商业储能主要有峰谷套利、需量管理、需求响应、政策补贴四种获利模式。 借助分时电价机制获取充放收益,是工商业储能获利的最主要途径。峰谷电价也称“分时 电价”,是在用电高峰和低谷时段收取不同电价的一种制度,即用电单位较集中、供电紧张 时,按较高电价收取电费;用电单位较少、供电较充足时,按较低电价收取电费。而峰谷 套利指用户在用电低谷时用便宜的谷电价对储能电池进行充电,在用电高峰时由储能电池 向外放电,收取较高的峰电价格,从而从电价差中获取收益。随着分时电价机制在我国多 地开始实行,部分地区峰谷价差快速拉大,工商储项目已经具有很好的经济性。根据 GGII, 在广东、浙江等区域自用项目中,采用峰谷套利盈利方式的占比达到 90%以上。
此外,在有序限电压力下,工商业储能可以承担起备用电源的重要角色。自 2022 年以来, 多个省份相继发布了限电文件,实施通过间歇或按时供电以临时减少客户用电负荷的有序 限电措施,给部分地区的工商业企业带来了用电压力。而在对电力供应连续性要求较高的 应用情景下,当电网停电时,已配置的工商业储能系统可以作为备用电源替代传统的 UPS 电源应对突发停电事故,为不断电负载提供坚实的后备电源保障。
投资营运模式:当前以合同能源管理为主
工商储的主要参与者涉及三方:业主方(用电企业)、投资运营方和金融机构。业主方在此 过程中会提供场地及变压器资源等;投资方是最核心的参与者,一般会兼任运维职责;金 融机构会在某些项目中介入来为项目提供现金流。由此,在实际投资运营过程中,根据承 担角色的不同衍生出 4 种投资运营模式,分别为业主自投资、纯租赁、合同能源管理、融 资租赁+合同能源管理。 业主自投资模式对业主的要求较高。业主自投资模式指由业主(用电企业)购买并运维储 能。在这种模式下,用电企业需要承担较大的现金流风险及缺乏专业团队运维带来的风险, 但同时能够获得更多的收益,且部分业主还能获得政府下发的能源转型补贴。因此业主自 投资模式更适合资金实力强,或者能耗高、能源转型意愿强的大型工商业用户。 纯租赁模式满足业主轻资产运营需求。纯租赁模式是用电企业向储能资产方进行设备租赁。 用电企业向资产方支付固定的租金,储能产生的收益全部由用电企业获得。储能资产方在 租赁过程中也会提供对设备的维保服务。储能资产始终由资产方持有,但工商业企业也能 通过协议向资产方买断设备所有权。这种模式适用于用电企业想要短期参与,或者对轻资 产运行需求较高的企业。但这种模式对储能设备的抗衰减性能、便捷移动性能都有比较高 的要求。
合同能源管理是目前市场最常见的模式。合同能源管理模式下,由能源服务方购买并持有 储能,以能源服务的方式将储能提供给用电企业,用电企业只需提供土地,而储能带来的 收益由能源服务方和业主按照 90%:10%或者 85%:15%等比例分享。对业主来说,这种营 运模式投资风险较低,同时能源服务方往往是运营经验丰富的能源公司、储能设备商等, 在系统运营方面也更能发挥专业优势。由于目前工商业储能处在市场初期,下游业主对风 险较为敏感,因此低风险的合同能源管理为最常见的投资营运模式。 融资租赁+合同能源管理结合了两种模式的优势。相较于合同能源管理模式,融资租赁+合 同能源管理引入了融资租赁方,向能源服务方和用电企业提供储能资产出租,从而降低了 能源服务方和业主的现金流压力。同时,能够发挥能源服务方在系统运营方面的专业优势。 此模式涉及参与方较多,存在多种子模式,未来随着资产方对储能盈利的信心提升,这种 模式有望得到进一步推广。
子模式 1:融资租赁方直接向能源服务方进行投资,而非业主。融资租赁方根据其与能源服 务方的约定从设备方处选择、购买储能设施,并将储能设施出租于能源服务方。能源服务 方可以利用该等储能设施为业主提供能源服务,与业主按照约定的比例分享储能收益,能 源服务方进而以部分收益向融资租赁方进行还款。租赁期限届满后,能源服务方获得该储 能设施的所有权。子模式 2:能源服务方向融资租赁方销售储能设施,并出租于业主。租赁 期间,储能设施的所有权归融资租赁方,业主享有使用权,到期后业主可获得储能设施的 所有权。能源服务方则主要为业主提供储能设施建设、运维等服务,且可以从融资租赁方 处以设备销售与运维的名目获得相应的对价。
峰谷套利叠加补贴收益,降本助力经济性凸显
2023 年以来,随着国内工商储政策不断催化,各地分时电价政策落地、峰谷价差拉大,储 能投资成本下降,工商业储能的经济性逐步显现,行业开始快速发展,2023 年成为工商业 储能的发展元年。
峰谷价差拉大,成本下降带来高套利空间
国家发改委推动合理拉大峰谷电价差,引导电力用户削峰填谷。2021 年 7 月,国家发改委 印发《关于进一步完善分时电价机制的通知》,部署各地进一步完善分时电价机制,合理拉 大峰谷电价价差,为引导电力用户削峰填谷、促进储能加快发展释放了清晰强烈的价格信 号:(1)优化峰谷电价机制:积极优化峰谷电价机制,科学划分峰谷时段,合理确定峰谷 电价价差,系统峰谷差率超过 40%的地方,峰谷电价价差原则上不低于 4:1;其他地方原 则上不低于 3:1。(2)建立尖峰电价机制:在峰谷电价的基础上推行尖峰电价机制,主要基 于系统最高负荷情况合理确定尖峰时段,尖峰电价在峰段电价基础上上浮比例原则上不低 于 20%。可参照尖峰电价机制建立深谷电价机制。随后,各省市分时电价政策步入快速完 善期,出台相关政策调整峰谷时段划分和电价浮动比例。
峰谷电价差呈现扩大趋势,套利空间持续凸显。根据储能研究院的数据统计,2023 年 12 月全国近八成的地区峰谷价差环比增长,约五成的地区峰谷价差同比增长。截至 2023 年 12 月,峰谷电价差≥4:1 的省份达 17 个(山东、贵州、福建、云南为 2024 年 1 月 1 日执行的分时电价新政策数据);2023 年 12 月平均峰谷价差达0.7 元/kWh 的地区达 25 个,其 中,深圳、江苏、湖南、湖北平均峰谷价差均在 1 元/kWh 以上。
峰谷时段持续优化,多省份满足两充两放。根据各地区的分时电价策略,我们梳理出其对 应的峰谷套利策略,超 20 个省份已满足两充两放的充放电策略,浙江、山西、新疆由于午 时为低谷电价,可实现 2 次“谷充峰放”策略,其余多数省份可采用“谷充峰放+平充峰放” 策略。江苏、黑龙江、福建、翼北可实现三充三放(2.5 次满充放)。多省份已经具备较为 优越的投资经济性。
浙苏粤套利收益高,驱动行业高增
浙苏粤工商储经济性优越,支撑行业快速发展。我们就当前发展较好的浙江、江苏和广东 的工商储项目进行了详细的经济性测算。我们假设配置 2h 工商业储能系统的项目,变压器 容量满足储能充电需求,项目 EPC 投资成本为 1.50 元/Wh,每天 2 次充放,年工作天数 330 天,放电深度 DoD 为 85%,系统每年运维费率 2%。以 2023 年 12 月各地的代理购电 电价、参照各地全年的分时电价政策,计算得出全年加权峰谷价差,测算项目经济性。其 中,浙江省大工业/广东省/江苏省≥315KVA/浙江一般工商业的储能项目在无杠杆、仅考虑 峰谷套利收益的情况下 IRR 分别为 12.77%/8.05%/7.37%/7.01%,具备优越的经济性。
1)浙江大工业:我们统计了其各种电压等级下的 2023 年 12 月尖峰、高峰、低谷电价,通 过算数平均的尖峰、高峰、低谷电价分别为 1.1424 元/kWh、0.8759 元/kWh、0.2983 元/kWh。 浙江大工业全年 12 个月均可采用“谷充尖放”的 2 次充放模式,全年加权平均放电电价为 1.1424 元/kWh,全年加权平均充电电价为 0.2983 元/kWh,全年加权平均电价差为 1.1424-0.2983≈0.8441 元/kWh。无杠杆、仅考虑峰谷套利的情况下,项目 IRR 为 12.77%。
2)浙江一般工商业:我们统计了其在单一制、两部制和各种电压等级下的 2023 年 12 月 尖峰、高峰、低谷电价,通过算数平均的尖峰、高峰、低谷电价分别为 1.2197 元/kWh、0.8386 元/kWh、0.3604 元/kWh。浙江一般工商业全年 12 个月均可采用“谷充峰放+谷充尖放” 的 2 次充放模式,全年加权平均放电电价为(1.2197+0.8386)/2≈1.0292 元/kWh,全年 加权平均充电电价为 0.3604 元/kWh,全年加权平均电价差为 1.0291-0.3604≈0.6688 元 /kWh。无杠杆、仅考虑峰谷套利的情况下,项目 IRR 为 7.01%。
3)江苏省≥315KVA:我们统计了其在单一制、两部制和各种电压等级下的 2023 年 12 月 尖峰、高峰、平时、低谷电价,通过算数平均的尖峰、高峰、平时、低谷电价分别为 1.3378 元/kWh、1.1148 元/kWh、0.6569 元/kWh、0.2852 元/kWh。江苏省≥315KVA 用户 7、8 月可采用“谷充峰放+谷充尖放+平充峰放+平充尖放”的 2 次充放模式、1、12 月可采用“谷 充尖放+平充尖放”的 2 次充放模式、其他月份可采用“谷充峰放+平充峰放”的 2 次充放 模式,全年加权平均放电电价为(1.3378+1.1148)/2*2/12+1.3378*2/12+1.1148*8/12≈ 1.1706 元/kWh,全年加权平均充电电价为(0.6569+0.2852)/2≈0.4710 元/kWh,全年加 权平均电价差为 1.1706-0.4710≈0.6995 元/kWh。无杠杆、仅考虑峰谷套利的情况下,项 目 IRR 为 7.37%。
4)江苏省[100kVA,315kVA):我们统计了其在单一制、两部制和各种电压等级下的 2023 年 12 月尖峰、高峰、平时、低谷电价,通过算数平均的尖峰、高峰、平时、低谷电价分别 为1.3378元/kWh、1.1148元/kWh、0.6569元/kWh、0.2852元/kWh。江苏省[100kVA,315kVA) 用户全年 12 个月均可采用“谷充峰放+平充峰放”的 2 次充放模式,全年加权平均放电电 价为 1.1148 元/kWh,全年加权平均充电电价为(0.6569+0.2852)/2≈0.4710 元/kWh,全 年加权平均电价差为 1.1148-0.4710≈0.6438 元/kWh。无杠杆、仅考虑峰谷套利的情况下, 项目 IRR 为 5.57%。
5)广东:我们统计了广东(东西两翼地区)、广东(惠州市)、广东(江门市)、广东(粤 北山区)、广东(珠三角五市)在单一制、两部制和各种电压等级下的 2023 年 12 月尖峰、 高峰、平时、低谷电价,通过算数平均的尖峰、高峰、平时、低谷电价分别为 1.4383 元/kWh、 1.1560 元/kWh、0.6914 元/kWh、0.2798 元/kWh。广东 7-9 月可采用“谷充峰放+谷充尖 放+平充尖放+平充尖放”的 2 次充放模式,其他月份可采用“谷充峰放+平充峰放”的 2 次充放模式,全年加权平均放电电价为(1.4383*3/4+1.1560*1/4)*3/12+1.1560*9/12≈ 1.2090 元/kWh,全年加权平均充电电价为(0.6914+0.2798)/2≈0.4856 元/kWh,全年加 权平均电价差为 1.2090-0.4856≈0.7234 元/kWh。无杠杆、仅考虑峰谷套利的情况下,项 目 IRR 为 8.05%。
不同投资运营模式下各方收益测算
我们以浙江省大工业 1-10(20)kV 用户的 0.5MW/1MWh 工商储项目为例,其他假设不变, 分别测算了业主自投资、纯租赁、合同能源管理、融资租赁+合同能源管理模式中各参与方 的收益情况。
1)业主自投资模式:由业主购买并运维储能,业主 10 年累计收益为 116.97 万元,项目 IRR 为 14.02%。
2)纯租赁模式:假设业主以固定租金 300 元/kWh/年的价格向设备商进行设备租赁,业主 10 年累计收益为 30.60 万元,设备商 10 年累计收益为 86.37 万元,设备商 IRR 为 10.14%。 当租金在 280~320 元/kWh/年的价格区间内波动时,对应设备商 IRR 区间为 8.76%~11.49%。
3)合同能源管理模式:由能源服务方购买并持有储能,业主提供土地。储能带来的收益由 业主和能源服务方按照 15:85 分成时,业主累计收益为 17.54 万元,能源服务方累计收益 为 99.42 万元,能源服务方 IRR 为 12.02%。当业主方分成比例在 10%~20%之间时,能源 服务方的 IRR 在 12.69%~11.34%之间波动。
4)融资租赁+合同能源管理模式:在子模式 1 下,能源服务方为投资主体,引入融资租赁 方,在贷款利率为 5.5%、贷款比例为 70%时,项目 IRR 为 14.60%,资本金 IRR 为 22.60%。 能源服务方和业主按照 85:15 分享储能收益时,业主累计收益为 15.66 万元,能源服务方 累计收益为 88.75 万元,能源服务方 IRR 为 19.02%。
结论:1)业主自投资模式:业主购买并运维储能,承担的风险大,相应的回报也高。2) 纯租赁模式:业主以固定租金进行设备租赁,承担的风险小,收益相对较低。3)合同能源 管理模式:业主只提供土地和变压器资源等,和能源服务方以一定比例分享收益,承担的 风险最小、收益最低。4)融资租赁+合同能源管理模式:引入了融资租赁方,投资方在加 杠杆后获取的收益明显得到提升。
电芯成本下降,配储成本大幅降低
储能投资成本较年初大幅下降,带动经济性显著提升。根据 CNESA 统计,2023 年 12 月 储能系统中标平均价格为 0.790 元/Wh,较 2 月最高点(1.529 元/Wh)下降了 48.3%;储 能 EPC 中标平均价格约 1.387 元/Wh,较 2 月最高点(1.922 元/Wh)下降了 27.8%。储 能系统/EPC 价格下降主要有两方面因素:1)碳酸锂价格下行带动电芯成本大幅下降。碳 酸锂自 2022 年底起持续降价,截止 24 年 1 月 4 日,碳酸锂价格为 10.1 万元/吨,较 2022 年 11 月最高点(57.00 元/Wh)下降 82.3%,280Ah 方形储能电池价格为 0.44 元/Wh,同 比-54.2%。2)行业竞争激烈,产业链利润压缩。储能行业的超高速增长吸引了多方企业涌 入,产能快速扩张,行业竞争十分激烈,诸多企业不得已选择了价格换份额的市场策略, 谋求在行业大洗牌中站住脚跟,投标报价频现新低。储能投资成本是影响项目经济性的关 键因素,成本端下行能够带动需求端显著提升。
我们维持前文假设,以浙江省大工业 1-10(20)kV 用户的工商储项目为例,在无杠杆、仅 考虑峰谷套利的两充两放情况下,假设峰谷价差为 0.8 元/kWh,随着储能系统单位投资成 本从 1.8 元/kW 下降至 1.2 元/kW 时,IRR 从 7.30%提升至 16.56%。
峰谷价差、储能系统单价、贷款比例以及电芯循环次数是对工商储经济性影响最大的四大 因素。更进一步,我们对仅考虑峰谷套利的两充两放模型中涉及的各个关键变量详细地进 行了敏感性分析。我们假设基本场景下,峰谷价差为 0.8 元/kWh,储能单价为 1.5 元/Wh, 充放电深度为 85%,循环次数为 6600 次(对应年工作天数 330 天),运维费率为 2%,贷 款比例和利率为 70%和 5.5%。我们得出的结论为,按照 IRR 潜在优化空间大小的参数排 序为峰谷价差>储能系统单价>贷款比例>电芯循环次数> 运维费率 >充放电深度>贷款利 率,峰谷价差、储能系统单价、贷款比例以及电芯循环次数对工商储经济性的影响较大。
补贴亦是重要获利来源,多模式增厚收益
政策补贴是现阶段重要获利来源
多地出台补贴政策,进一步提升工商业储能的经济性。全国各地方政府对工商业储能的直 接资金补贴扶持、税收政策、市场准入政策逐步明朗,自 2022 年起,浙江、江苏、广东、 安徽等 11 省为推动工商储项目建设,发布了 50 余项工商业储能补贴政策,鼓励工商业用 户兴建储能电站。其中,浙江温州、江苏溧阳、重庆市铜梁区等地方政策支持力度较大。 补贴形式主要以放电补贴、容量补贴和投资补贴为主。放电补贴方面,浙江温州、江苏溧 阳政策补贴力度较大,按照实际放电量给予储能运营主体 0.8 元/kWh 的补贴,其他地区普 遍在 0.3-0.5 元/kWh。容量补贴方面,补贴标准基本在 100-300 元/kW 之间,普遍以一次 性补贴为主,也有部分地区采取三年退坡补贴以及多年连续补贴等方式。投资补贴方面, 补贴比例在 2%-30%之间,单个项目补贴限额在 30-3000 万元之间,多为一次性补贴。
实现动态扩容,需量管理降低基本电费
第三监管周期电价改革鼓励用户配储,优化最大需量降低基本电费。2023 年 5 月 15 日, 国家发改委印发《国家发展改革委关于第三监管周期省级电网输配电价及有关事项的通知》, 输配电价的改革利于引导电价机制合理化,倒逼工商业用户进行需量管理:(1)明确单一 制和两部制电价执行范围:①用电容量在 100 千伏安及以下的,执行单一制电价;②100 千伏安至 315 千伏安之间的,可选择执行单一制或两部制电价;③315 千伏安及以上的, 执行两部制电价,现执行单一制电价的用户可选择执行单一制电价或两部制电价。(2)建 立负荷率激励约束机制:选择执行需量电价计费方式的两部制用户,每月每千伏安用电量 达到 260 千瓦时及以上的,当月需量电价按核定标准 90%执行。需量电价的优惠有助于引 导用户根据自身负荷合理报装容量,提升变压器利用率。
配储不仅可以减少变压器扩容建设成本,还可以减少后期的固定容量/需量电费,通过储能 实现动态扩容。国内大部分地区的工商业用户均实施两部制电价,即工商业用户电费成本= 基本电费+电度电费=基本电价×用电容量(或需量)+电度电价×用电量。其中,在基本电价部分,用户可以根据实际用电情况选择容量计费或需量计费,按照电力用户的变压器容 量(kV·A)以及最大需量(kW)进行计算,为每个月固定的费用。在电度电价部分,根 据用户的实际用电量进行计算。工商业用户配置储能系统后,在用户的用电低谷时储能, 在用电高峰时放电,从而降低用户的尖峰功率以及最大需量,使工商业用户的实际用电功 率曲线更加平滑,降低企业在高峰时的最大需量功率,对用电曲线进行削峰填谷。
案例:假设某江苏两部制 35kV 用户选择执行需量电价计费方式,配置 0.5MW/1MWh 的储 能将直接减少高峰负荷,最大需量将降低 0.5MW/月,从而每月减少基本电费 2.4 万元,全 年可节省基本电费 36 万元,若该用户每月每千伏安用电量达到 260 千瓦时及以上,当月需 量电价则按标准 90%执行,进一步降低当月电费价格。
需求侧响应政策涌现,增厚工商储收益
需求侧响应主要通过主动减少高峰用电获得补贴。电力需求响应指在电力市场价格明显变 化,或系统安全可靠性存在风险时,电力用户根据价格或激励措施,暂时改变其用电行为, 减少或增加用电,从而促进电力供需平衡、保障电网稳定运行、抑制电价上升的短期行为。 电网对需求响应一般直接采用激励政策和补偿方式,诱导用户参与系统需要的负荷削减项 目。比如在用电高峰需要削减负荷时,用户通过调整或者削减用电,或者运行分布式发电 机,降低负荷,以此获得电费折扣或者直接得到“奖金”。
需求响应政策涌现,增厚工商储收益。2023 年 9 月 27 日,国家发改委等多部委联合印发 新修订的《电力需求侧管理办法(2023 年版)》并于 2023 年 10 月 1 日起正式执行。(1) 积极拓宽需求响应主体范围:鼓励推广新型储能、分布式电源、电动汽车、空调负荷等主 体参与需求响应。(2)明确提升需求响应能力:要求各省 2025 年需求响应能力达到最大用 电负荷的 3%~5%,其中年度最大用电负荷峰谷差率超过 40%的省份达到 5%或以上。(3) 健全电价组合政策工具:明确提出要健全尖峰电价、深谷电价、容量电价等电价组合政策 工具。(4)强化综合能源服务商、负荷聚合商等新兴经营主体培育。已有近 30 个省市因地 制宜制定需求侧响应政策,明确用户侧储能可通过包括独立、负荷聚合商、虚拟电厂等多 种形式参与需求响应。用户侧需求响应已成为我国电力系统发展的确定性方向,工商储作 为需求响应的重要组成部分,有望伴随政策端的支持而更具发展动力。
分布式配储助力消纳,政策频发
分布式光伏并网容量紧张
分布式光伏快速发展,2023 前三季度总装机 67.14GW,同比增速达 90.0%。2023Q1-3, 我国光伏发电新增装机量 128.94GW,同比+145.1%;其中,分布式光伏装机 67.14GW, 同比+90.0%,占总装机量 52.1%(其中,工商业光伏:新增 34.16GW,同比增长 82%; 户用光伏:新增 32.97GW,同比增长 99%)。快速发展的分布式光伏,给电网消纳带来了 较大的压力。
多地发布分布式光伏接网预警,电网消纳成为“卡脖子”问题。当前已经有多地出现分布 式光伏消纳饱和的情况。比如,根据广州能源局 10 月 31 日公布的公告,广州有 11 个县市 电网已无光伏接网容量,13 个县市小于 0.5GW。根据河南省能源大数据中心公布的信息, 18 地市可开放容量 8.58GW,大部分地区已经接近或达到光伏承载力饱和状态。根据 23 年 7 月份公布的《国网辽宁省电力有限公司关于分布式电源接入电网承载力评估的报告》, 202 辽宁营口市分布式光伏剩余可开放容量 0.98GW,远低于计划并网的光伏容量 (1.53GW)。根据《聊城市分布式光伏发展专项规划(2023-2035 年)》,截止 23 年 4 月, 聊城剩余可开放容量为 4.56GW。根据河北省南网统计,截至 2022 年 11 月,河北南网 104 个县中已有 53 个县无分布式光伏接入空间,其他 51 个县剩余接入空间也只有 2.065GW。
配储成为重要的调节手段
国家层面——《关于印发开展分布式光伏接入电网承载力及提升措施评估试点工作的通知》 2023 年 6 月,国家能源局发布《关于印发开展分布式光伏接入电网承载力及提升措施评估 试点工作的通知》,拟在全国范围选取部分典型省份开展分布式光伏接入电网承载力及提升 措施评估试点工作,为全面推广相关政策措施奠定基础,选择山东、黑龙江、河南、浙江、 广东、福建 6 个试点省份,每个省选取 5-10 个试点县(市)开展试点工作。试点工作时 间为期 1 年。 文件中提到,针对分布式光伏接入存在困难县(市),从电网、负荷、电源侧提出提升分布 式光伏接网能力措施方案。 1)电网侧提升措施:结合分布式光伏总体规模、总体布局和接入方式,分电压等级提出电 网建设改造升级方案,研究布局独立储能电站对提升分布式接网能力影响,测算分布式光 伏接入能力提升效果。 2)负荷侧提升措施:根据各地区未来电力需求增长预期,结合电力负荷特性,综合考虑采 取用户侧配置储能、参与需求侧响应等措施对提高分布式光伏接纳能力的影响,测算分布 式光伏接入能力提升效果。 3)电源侧提升措施:针对各地区电源规模、装机结构、电源出力特性,分析研究采取常规 电源灵活性改造、新增调节电源、电源侧配置储能系统、加强分布式光伏调控等措施对提 升系统接纳分布式光伏能力的影响,并测算接入能力提升效果。
地方层面——发布分布式光伏配储政策
开放容量不足情况下,多地发布分布式光伏配储政策。在各地分布式光伏接网容量紧张的 情况下,分布式配储成为很多省市自救的消纳手段。截至 23 年 11 月,全国已有 12 个省/ 自治区出台了分布式配储的相关政策,超过 10 个区域提出了明确的配储比例,配储比例在 10-30%不等。
河北案例:以河北省发改委公示的河北省 2023 年地面分布式光伏拟安排项目来看,共计 302 个 项 目 ,总 规模 1.43GW ,其中 131 个 项目 承诺 按要 求配 置储 能,总规模 104MW/204MWh。需要注意的是,131个承诺按要求配储的地面分布式光伏项目,均位于 无开放容量区,而在可开放容量范围内的 171个项目均无需承诺配置储能。
皖鄂湘具备发展潜力,工商储市场有望高增
兼具优越收益与工业基础,皖鄂湘具备发展空间
工商业储能目前主要的获利来源是峰谷套利及政策补贴,能够实现工商业储能大规模发展 的地区除了需要具备较大的峰谷价差及/或较好的补贴以外,还需要具备较好的工业基础。 我们综合考虑以上几个方面来探究哪些地区具备工商业储能发展空间。 两充两放模式应用普遍,多地区投资经济性优越。梳理了各地区对应的峰谷套利策略,发现超 20 个省份已满足两充两放的充 放电策略,浙江、山西、新疆由于午时为低谷电价,可实现 2 次“谷充峰放”策略,其余 多数省份可采用“谷充峰放+平充峰放”策略。更进一步,我们以 2023 年 12 月份的“谷平 峰尖”电价为基准,充分考虑了各地区不同月份的不同充放策略,从而对全年的峰谷价差 进行加权计算,维持前文基本参数假设,不考虑杠杆,仅考虑峰谷套利的获利方式,发现 浙江、广东、上海、安徽、江苏、湖北、湖南、海南采用两充两放后 IRR 达 5.7%以上,投 资经济性较优越。
在前文的基本假设下,加入杠杆因素,假设贷款比例为 70%,贷款利率为 5.5%,我们对前 文测算的投资经济性较为优越的浙江、广东、上海、安徽、江苏、湖北、湖南、海南省份 再次进行测算,发现上述省份工商储的项目 IRR 达 6.30%及以上、资本金 IRR 达 6.85%及 以上,在加入杠杆后,上述省份的工商储项目经济性提升显著。
广东、江苏、浙江、山东工业规模领先其他省市。工商储发展依赖于较好的工业发展基础, 从规模以上工业企业数量来看,我国 31 个省区市中,广东规模以上工业企业最多,达到 7.08 万家。此外还有江苏、浙江、山东规模以上工业企业数量超过 3 万家。河南、安徽、福建、 湖南、湖北、河北、江西、四川规模以上工业企业数量在 2 万家左右。
综合考虑充放策略、峰谷价差、政策补贴及工业发展情况,我们预计安徽、湖北、湖南的 工商储项目具备较高经济性,具备较大工商储发展潜力。
苏浙皖鄂分时电价或具备一定可持续性
我们认为可再生能源发电占比及第三产业占比较高的省份,分时电价机制或具备一定可持 续性。市场目前对于分时电价机制的持续性比较担心,因为国内电价政策通常是由宏观政 策制定,而政策的变化对于终端用户而言往往难以预知。但我们认为,或许可以从政策制 定的底层逻辑来对整体的方向性进行判断。整体来说,我们认为分时电价机制主要是为了 调节供需间的不匹配问题。供给端,可再生能源占比不断提升,带来日间能源的供需错配; 需求端,第三产业用户日内负荷曲线波动更大,分时电价机制或与第三产业占比存在较高 相关性。
可再生能源渗透率提升,日内错配倒逼分时电价改革。我国电源端可再生能源占比持续提 升,根据国网新能源云的数据,截至 2023 年 9 月,我国光伏累计装机容量已达 521.06GW, 装机容量占所有能源的比重达 18.67%。从地区情况来看,山东、河北、江苏、河南、浙江 等省份装机容量位居各省前列,有 13 个省份目前光伏装机容量占所有能源装机容量的比重 超过 20%。光伏发电具有日间周期性,显著影响电量供给,进一步加大了电力错配问题。 以 重庆(光伏容量占比 4.18%)和浙江(光伏占比 24.67%)来看,中午为用电高峰期,重庆 将 11:00-13:00 设置为峰段;但浙江受中午时段光伏出力提升影响,11:00-13:00 为谷段。 随着光伏等新能源持续渗透,能源日内错配将进一步加剧,支撑电价分时机制。
峰谷价差挂钩产业结构,第三产业占比高的省份日内负荷曲线波动更大。从产业结构来看, 二产的工业用户大多全天运作,日内电力负荷曲线较为平坦,而三产的商业用户日内负荷 曲线波动较大,各省市第二/三产业占 GDP 的比例不同会对需求端曲线的形态造成较大影 响。我们统计了各省市 2023 年 Q1-3 的第二/三产业分别占 GDP 的比例和加权峰谷价差, 发现目前的峰谷价差大体与第三产业占比走势相同,但实际具体到单独省份仍存在一定差 异。
江苏、浙江、安徽、湖北分时电价机制或具备一定可持续性。我们将各省份的第三产业 GDP 占比与光伏装机容量占比数据绘制成散点图,以第三产业 GDP 占比 50%、光伏装机容量占 比 20%为界划分象限,处于第一象限的省份两个指标均较高,在发电端与用电端同时具备 较高的波动性,分时电价机制或具备一定可持续性。当前发展较好的江苏、浙江,及我们 认为较具潜力的安徽、湖北均位于一象限(注:广东无光伏装机容量占比数据,第三产业 占比 56.5%),湖南处于二象限,第三产业占比较高(54.7%),但光伏装机容量占比较小 (15.6%)。
分布式台区配储有较大发展潜力
分布式台区配储:台区是指(一台)变压器的供电范围或区域,台区配储是指在每个台区 变压器低压侧配储能设施,实现对电能的储存和释放,以平衡电网负荷和提高供电可靠性, 在山东德州已有案例。户用分布式光伏的过载发电量可不经过变压器直接存储在储能设备, 从而解决了变压器的容量不足问题,相当于实现了对变压器的扩容功能。就运行策略来看, 台区储能主要是抵消中午光伏峰值发电的时段,减少光伏发电对台区电压的抬升和电网的 冲击;放电时间设置在光伏不足负荷攀升阶段,抵消台区范围内负荷攀升的影响,从调度 主体来看,单个台区的储能设备目前不需要接受电网调度,可以自行掌握充放电;多个台 区的情况下则需要统一交给电网调度充放电时间和次数。
组件价格跌破 1 元/W,为增加的配储成本提供充足容纳空间。根据 11 月 26 日经济之声系 列报道《光伏产品降价调查》,光伏组件最低价历史性跌破 1 元/W,相比前期约 2 元/W 大 幅下降。目前,假设配储要求 15%/2h,工商储价格 1.5 元/Wh,单 W 光伏配储增加的成本 约 0.45 元,组件成本的下降完全可以抵消台区配储的成本增加,且在不考虑配储收益的前 提下仍具有较高经济性。 多台区配储可实现云储聚合,带来额外收益。以单台区 100kW/200kWh 为例,当台区数量 达到 500 个,整体储能规模即可达到 100MWh,或可统一参与电网调度,实现云储聚合, 负荷商由电网统一管理,就会形成一个局域的微网体系(虚拟电厂)。 国内台区配储具备较大发展潜力。山东德州配储的成功试点,给户用分布式光伏的持续性 发展提供了新思路。根据大众日报 23 年 2 月报道,2022 年底,山东电网公用配电台区约 有 45.3 万个,台区数量众多。此外,随着新能源的装机增加,储能配比亦或不断提高。台 区配储模式下,储能和分布式新能源发电将实现相互促进,长期市场空间广阔。
23/24 年整体装机量有望达到 8/12GWh
GGII 预计 2023/2024 年工商储装机量分别可以达到 8/12GWh。今年以来,随着国内工商 储政策不断催化,各地分时电价政策落地、峰谷价差拉大,储能投资成本下降,工商业储 能的经济性逐步显现,行业开始快速发展,2023 年成为工商业储能的发展元年。根据 GGII 的预测,2023/24 年我国工商业储能的装机量有望达到 8/12GWh,同比增长 300%/50%。
千帆竞发,格局未定
多方涌入赛道,企业各显神通
集成商在产业链承上启下, 开发和运营是打通产品与业主的核心环节。从储能的产业链来看, 设备商向上游采购电芯材料、电子元器件等原材料产品,并制造储能系统的关键模块:电 池模组、BMS、EMS、变压器、PCS 等,之后由系统集成商将上述多个模块进行集成,再 将系统销售给下游业主或安装运营商。目前工商业储能仍以三方持有占据较高比例,开发 运营商是打通产品与业主的关键角色。
工商储的参与者目前主要可分为三类:大储/户储集成商&主要部件供应商、工商业储能专 业集成商、电力能源企业(含分布式光伏企业等)。 1)大储/户储集成商&主要部件(电芯、PCS 等)供应商:如比亚迪、阳光电源、盛弘股 份等,通过外采其他部件,延长产业链至集成环节,其优势在于成本与集成能力,更多的 介入在靠前端的集成环节。 2)工商业储能专业集成商:如奇点能源、四象新能源等,大多具备电子电气技术背景,不 涉及上游零部件环节,更加聚焦于分布式应用场景,将主要资源集中于产品的优化及智能 运维方面。这类企业如果能够持续建立品牌和渠道等竞争壁垒,也有望进一步扩大市场份 额。 3)电力能源企业:包括分布式光伏企业、综合能源服务商、售电公司、电力 EPCO 服务商 等,如芯能科技、苏文电能等,这类企业可以复用传统业务的销售渠道快速拓展业务,优 势在于渠道端,更多的介入在靠后端的开发、运营环节。
开发商:渠道资源打通桥梁,格局或将区域分散
项目以三方持有为主流,开发商呈现本土化特征。目前由于业主方对于工商业储能的认知 仍处在初期阶段,不愿意承担较大的资金及运营风险,从浙江省的备案项目来看,工商业 储能也以第三方持有为主,因此 EPC 和运营作为产业链的枢纽环节就显得尤为重要,只有 掌握了足够多的项目资源和应用场景,才能连通产品与下游需求。由于工商业储能需要切 合终端场景应用,定制化程度往往较高,渠道能力是关键,具备客户资源的本土企业在这 方面占据优势。从浙江省工商储项目备案来看,12 月参与工商业储能备案的 157 家企业中, 仅有 3 家为省外企业,绝大多数备案企业为当地企业。这些公司深入了解本土政策、具备 当地客户资源,同时还具有产品资源或者开发运营经验,在本土开发中也具备较强的竞争 力。
侧重渠道资源复用,看好已进入分布式、工商业电力能源行业的企业。开发商与业主直接 连接,直接受益于下游工商储需求增加。在这一环节,我们认为最有可能获得渠道和项目 优势的企业为部分电力能源商,包括分布式光伏企业、综合能源服务商、售电公司、电力 EPCO 服务商等。这类企业多数位于华南、华东等分布式能源发达的地区,可以复用电力 能源业务的销售渠道快速拓展储能业务,或将率先受益于工商业储能放量。
开发运营商或将继续呈现区域分散的竞争格局。工商业储能下游业主分散,用电规模不一, 应用需求差异化明显,而且各个省份的政策差异较大。中小型项目业主多样,规模较小, 且风险难以评估,龙头企业势必难以覆盖所有项目,因此具备资源的地区企业仍将在市场 占据一席之地。结合分布式光伏来看,1MW 以上的大规模工商业光伏主要由“五大六小” 发电集团开发和持有(70%),而小微工商业市场开发营运格局分散,地区小型开发商占 95% 的市场份额,我们认为工商业储能或将呈现相似格局,储能发展环境较好的华东、华南地 区开发商有望率先受益。
PCS&集成:集成商承上启下,PCS 企业纵横跨越
获客能力与优质服务是集成商的重要竞争点。根据 GGII 统计,目前我国工商业储能大多采 取直销模式,系统集成商需要样板工程来推广产品,因此获客能力是目前打开局面的关键。 同时,作为长时间运行的产品,工商储系统需要供应商保证后续服务来获得市场,在当前 设备分化不大的前提下,服务也是工商储集成企业的重要竞争点。工商业储能专业集成商 更加聚焦于分布式应用场景,可能有更强的品牌力,并且能够提供更具有针对性的运维服 务。奇点能源、四象新能源等入行较早,出货已经具备一定规模。 PCS 企业纵横跨越,有望受益于工商储需求高增。目前,储能一体机趋势明显,较多大储 及户储的 PCS 企业横向迈向工商储领域,通过自制电池包与 PCS 配套,纵向延长产业链 至集成环节。依靠其零部件自制能力及电子电气技术背景,PCS 企业在成本与集成能力方 面具备明显优势,有望受益于工商储需求高增。
电芯:龙头兼具研发成本优势,有望获得产品溢价
电芯产线可与大储相互切换,300+Ah 大电芯成为新趋势。工商业储能与大型储能的电芯产 线可相互切换,目前主流产品均为 280Ah 铁锂电芯,随着工商业产品容量升级,各个厂家 也都开始研发更大容量的储能电芯,不少产品已经开始使用 300Ah 以上电芯。根据江苏省 储能行业协会 12月不完全统计,宁德时代、阳光电源、蜂巢能源等 20 多家公司都推出了 300Ah 以上的电芯,其中亿纬锂能和雄韬股份均已研发出 500+Ah 的超大容量电芯。
关注具备技术研发实力和成本优势的电芯龙头企业。大电芯容量使串并联数量减少、体积 能量密度更高,从而减少配套零件的数量,使得 BMS 管理难度降低,从而实现降本。同时, 储能电池的循环寿命对于度电成本具有显著影响,技术迭代最终亦会体现在成本上的差异。 行业格局仍在持续变化,龙头企业技术与研发实力强劲,规模效应下成本优势明显,有望 继续受益于工商业储能放量;同时由于工商储相对于大储的成本压力较小,优质产品有望 获得产品溢价。
温控:液冷成为标配,受益板块放量
高能量密度对温控提出更高要求,液冷成为产品标配。电芯容量升高、电站规模提升的同 时,热管理方面的风险也在提升,更大的体积会导致电池整体温差不均,而更大的能量密 度会导致电芯产热性的增加。相比于风冷,液冷温控技术中冷却液比热容高,散热效果好; 同时,冷热交换系数更高,温控均匀度高。因此,随着单体系统电量的不断增长,电芯隔 膜和其他液冷逐步代替了风冷的解决方案,根据 EESA 统计,在 SNEC 展会展出的产品中, 液冷产品在 215/372kWh 的产品中分别占 64%/90%。液冷产品逐渐成为产品标配,关注具 有储能液冷布局的温控公司。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
精选报告来源:未来智库
报告出品方/作者:华泰证券,申建国、边文姣、戚腾元
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