（報告出品方/作者：興業(yè)證券，朱玥、孟杰）
一、尋本溯源，儲能的本質(zhì)驅(qū)動力來自哪里？
1.1、碳中和大背景下，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)對靈活性資源的剛性需求
根本驅(qū)動一：解鈴還須系鈴人，“雙碳”目標(biāo)需要新型電力系統(tǒng)
電力既是當(dāng)前碳排放的主要來源，也是實現(xiàn)碳減排的最重要途徑。 電力作為重要的二次能源，是煤炭、天然氣、石油的重要中轉(zhuǎn)站，也是碳排放的最主要載體，雖然電力產(chǎn)品最終用于第一、二、三各個 產(chǎn)業(yè)。然而“巧合”的是，能夠替代含碳能源的非碳能源絕大部分又需要通過電力形式提供，如太陽能、風(fēng)能、水電、核能。
新型電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)：新能源天然的波動性、不可預(yù)測性
截至2020年7月，新能源已成為國家電網(wǎng)的第二大電源，新能源裝機3.65億千瓦，占比22.9%，發(fā)電量3390億千瓦時，占比10.9%。 新能源在21個省區(qū)已成為第一、二大電源，青海等5個省區(qū)裝機占比超過40%。新能源出力波動性帶來的電網(wǎng)運行安全風(fēng)險增加，抗擾動能力下降，容易出現(xiàn)連鎖脫網(wǎng)。
調(diào)峰難度增大
電力需要實時平衡，而風(fēng)電光伏具有天然波動性和不可預(yù)測性，高滲透率后必然需要更多的靈活性資源。
風(fēng)電：出力日內(nèi)波動幅度最高可達80%，出力高峰出現(xiàn)在凌晨前后，從上午開始逐漸回落，午后到最低點，“逆負荷”特性更明顯。
光伏：日內(nèi)波動幅度100%，峰谷特性鮮明，正午達到當(dāng)日波峰，正午前后均呈均勻回落態(tài)勢，夜間出力為0。
新型電力系統(tǒng)的解決方案之一——更優(yōu)質(zhì)的靈活性資源
在傳統(tǒng)能源時代，電力靈活性資源并不稀缺，煤電和燃機在發(fā)電的同時，也承擔(dān)著靈活性資源的角色。 而當(dāng)今以新能源高比例接入和新能源汽車爆發(fā)為代表的電力的生產(chǎn)和消費方式正在發(fā)生深刻變革，導(dǎo)致電力供需雙側(cè)的波動性增強， 對靈活性資源提出了更多數(shù)量、更高質(zhì)量的要求，依靠傳統(tǒng)資源已然難以為繼，靈活性資源的價值必然需要單獨體現(xiàn)。
1.2、用戶對低成本高質(zhì)量用電的持續(xù)追求
根本驅(qū)動二：用戶對于低成本高質(zhì)量用電的需求
供電彈性（Resilience）和節(jié)省開支（Financial Savings）是美國家庭用戶對儲能感興趣的兩個最主要的原因。 美國電網(wǎng)穩(wěn)定性不如中國，尤其近年來美國發(fā)生了多起停電事故，而儲能恰恰可以作為緊急電能備用來應(yīng)對電網(wǎng)事故。因此，美國住宅 消費者對購買儲能實現(xiàn)能源自給自足的渴望日益高漲，這成為一股驚人的推動電表后端儲能部署的力量。
低成本高質(zhì)量用電驅(qū)動：
離網(wǎng)支撐功能需求愈發(fā)增加。風(fēng)暴、設(shè)備故障造成的突然停電會導(dǎo)致巨額維修費用，美國每年因停電造成數(shù)百億美元損失，其中67%的停電時間不超過5分鐘。 備用電池系統(tǒng)可在脫離電網(wǎng)時自動提供緊急離網(wǎng)支撐，可大幅度減少停電的次數(shù)和停電時間。
海外低電力可靠性刺激工商業(yè)需求。自2017年調(diào)查以來，工商業(yè)的 電力可靠性沒有改善，甚至在某些方面惡化了。 2020年，美國44%的公司經(jīng)歷了每月停電一次或更頻繁的停電頻率，是2019年占比（21%）的兩倍多。22%的調(diào)查對象表示，一次典型 停電的成本在10萬美元以上，每年損失達到120萬美元。
二、如何測算儲能空間？
全球裝機：鋰電池是電化學(xué)儲能最重要型式
電化學(xué)儲能快速增長，發(fā)展空間大：盡管抽水蓄能在儲能總量上占優(yōu)，但是未來其成本下降空間有限，而各類電池儲能成本可望下降 50%～60%，全球新增儲能中大部分均為電化學(xué)儲能。近年來全球電化學(xué)儲能新增占比迅速上升，從2017年的17.2%，迅速攀升至2019 年的80.2%。
全球裝機回顧：中美引領(lǐng)、各國均快速增長
我國儲能市場發(fā)展空間巨大，全球新增儲能占比飛速躍升：從2018年新增占比第二名的18%份額，躍升至2020年首位，所占份額更是 達到33%，份額增長83.3%。 全球主要能源國美國、韓國、中國等不斷加大儲能投入。
空間測算：兩大根本驅(qū)動，衍生出七種場景
儲能的本質(zhì)驅(qū)動來自于新型電力系統(tǒng)所需靈活性資源及用戶側(cè)的低成本高質(zhì)量用電需求，具體可分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)共七種場景， 需要注意的是這二者是互有交叉的。
發(fā)電側(cè)：平抑發(fā)電波動，維持電網(wǎng)平衡，以新能源配套儲能為主，從新能源裝機角度測算；
電網(wǎng)側(cè)：以調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)維持電網(wǎng)平衡需求為主，另外還有延緩電網(wǎng)投資需求 ；
用戶側(cè)：國內(nèi)以工商業(yè)儲能為主，海外包括戶用儲能和工商業(yè)儲能。
裝機預(yù)測： 2025年全球新增裝機有望達196GWh
2021年全球電化學(xué)儲能裝機21.52GWh，同比增長115%，2025年當(dāng)年新增可達196GWh。
驅(qū)動因素：中國2020年主要由新能源發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)推動，工商業(yè)用戶側(cè)受近期火災(zāi)事故影響短期內(nèi)略有遲滯但長期無虞。美國的大 型項目及用戶側(cè)儲能均已實現(xiàn)市場化驅(qū)動，今年有望翻倍以上。歐洲、澳洲、日本、南非、南美等地的家庭儲能正保持快速增長態(tài)勢。
三、儲能的商業(yè)模式及經(jīng)濟性如何？
儲能不同場景下的商業(yè)模式差別較大
儲能的商業(yè)模式主要分為三種：新能源減少棄電、電力輔助服務(wù)、減少用電成本。
從儲能行業(yè)的不同應(yīng)用場景入手，分析儲能的三種商業(yè)模式，找到儲能行業(yè)帶來的獨特價值與核心競爭力。
發(fā)電側(cè)商業(yè)模式：發(fā)電側(cè)減少棄電+電力輔助服務(wù)
減少棄電：在出力大于負荷時，用發(fā)電機組給儲能充電，減少棄電。
調(diào)峰策略：負荷高峰放電，負荷低谷充電。
調(diào)頻策略：某時刻下達調(diào)頻指令，儲能系統(tǒng)實時響應(yīng)，新能源機組有一定滯后，整個調(diào)頻過程儲能系統(tǒng)逐步減少放電功率，機組逐步 增加功率。
電網(wǎng)側(cè)商業(yè)模式：電力輔助服務(wù)收益+納入電網(wǎng)成本
電力輔助服務(wù)市場正日趨完善，主要向維持電網(wǎng)的穩(wěn)定所必須的包括電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定以及事故備用等服務(wù)提供相應(yīng)的對價。
電化學(xué)儲能是優(yōu)質(zhì)的靈活性資源，可以實時調(diào)節(jié)電力的供需“天平”保證電網(wǎng)穩(wěn)定。
電化學(xué)儲能還可減少或延緩電網(wǎng)投資，因此將其納入輸配電成本，由電網(wǎng)公司建設(shè)也仍然是潛在的商業(yè)模式。
用戶側(cè)商業(yè)模式：光、充、儲一體化
光、充、儲一體化模式可以最大程度的提升用電可控性，一方面通過儲能在低谷電價時充電，高峰電價時放電可減少電量電費，另 一方面由于用電負荷的高峰用電時段一般時間很短，通過配置削減用電負荷的“高峰段”，可以減少容量電費成本。 另一潛在應(yīng)用場景是提供需求側(cè)響應(yīng)功能獲取收益，即“虛擬電廠”概念。
四、技術(shù)進步以及降本空間如何展望？
降本路徑：
電池成本占比最高、仍是降本主要驅(qū)動力。目前電池成本仍然占據(jù)電化學(xué)儲能系統(tǒng)成本的大部分，電池降本仍是目前儲能系統(tǒng)降本的主要驅(qū)動力。
直接、間接降本手段豐富。 延長電池壽命是LCOS下降的核心影響因素。根據(jù)寧德時代估算，對于6000次儲能系統(tǒng)，若電池壽命延長到10000次，LCOS可下降 60%以上。 降低損耗是降本的有效路徑。具體包括：提升能量效率、改善冷卻方式、提升能量密度。
EPC成本：
儲能EPC成本有望進一步快速下降。根據(jù)BNEF統(tǒng)計，目前全球平均儲能EPC成本約為$282/kWh，2030年有望下降到$165/kWh。2020年青海光伏競價項目對儲能系統(tǒng)采購的公示中，比亞迪儲能EPC價格最低單價為1.06元/Wh，讓業(yè)界大為震動。
技術(shù)路線展望：未來以電池儲能（h級）、氫能（天）為主
清華大學(xué)歐陽明高院士指出，未來儲能以電池儲能、氫和氫載體儲能為主。電池儲能在分布式短周期存儲應(yīng)用中更具優(yōu)勢，而氫能是集 中式大規(guī)模長周期儲存的最佳途徑。
五、各環(huán)節(jié)投資機會如何判斷？
國內(nèi)儲能格局：市場萌芽期，競爭格局輪廓初現(xiàn)
隨著儲能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，國內(nèi)儲能行業(yè)的競爭格局已經(jīng) 初步顯現(xiàn)。2020年儲能技術(shù)供應(yīng)商（主要為電池）排名中： 寧德時代名列第一，第二名第三名分別為力神、 海基新能源。2020年儲能逆變器市場排名中：陽光電源名列第 一，第二名第三名分別為科華、索英電氣。 2020年系統(tǒng)集成商市場排名中海博思創(chuàng)名列第一， 第二名第三名分別為陽光電源、上海電氣國軒新 能源
海外戶用儲能格局：特斯拉領(lǐng)銜，派能科技居前三
在全球自主品牌的家用儲能產(chǎn)品出貨量前三名的企業(yè)中，特斯拉2019年出貨約450MWh，市占率15%。國內(nèi)廠家派能科技自主品牌出貨255MWh，含貼牌代工后出貨量366MWh，市占率約12.2%。
電池技術(shù)：從儲能與動力場景對比看磷酸鐵鋰優(yōu)勢
典型的鋰電池如磷酸鐵鋰電池及三元鋰電池，都可同時應(yīng)用于儲能與動力電池兩個行業(yè)，事實上目前儲能市場用的鋰電池多為動力電 池產(chǎn)業(yè)鏈直接生產(chǎn)，但是我們也應(yīng)該看到，需求側(cè)的差異導(dǎo)致二者應(yīng)用的場景不同，技術(shù)指標(biāo)傾向性不盡相同。 儲能電池一般安裝在固定場地，空間相對寬裕，但容量一般遠大于動力電池，充放電倍率跨度也較大，因此更加追求高循環(huán)壽命、高 安全性及低成本，而用動力電池則要求高能量密度、高充放倍率、防震動等。
