行业笔记储能行业
本月学习了一些储能行业相关知识，特别强调一下，这个行业非本人的能力圈，本篇行业笔记仅作为一个学习记录，文中难免会有一些错误之处。储能这个行业感觉看来看去整体还是浮于表面，很难进行深入研究，目前明面上的龙头公司还是多以原来的锂电池、光伏逆变器龙头为主，其他的我还没时间去深入地看。
一、为什么要发展储能行业？
储能，顾名思义就是先把多余的能源储存起来，等需要的时候再调用。其主要作用分别是电网调峰、加载以及启动和缓解输电阻塞、延缓输电网以及配电网的升级。
我这篇行业笔记着重讲的是发电侧储能，这是未来市场最主要的发展方向，电网侧和用电侧的占比预计都比较小。
储能本身并不是新兴的技术，国外早在十多年前就开始发展了，现在已经趋于成熟，而我国受限于某些原因，缺乏合理商业应用模式，储能系统经济性未能突显，所以处于发展的早期，尤其是化学储能这一块。
为什么储能行业最近两年突然开始热起来了呢？这就不得不提它背后的核心驱动因素：在“双碳”目标下，构建新型电力系统设施的配套。
现在全球很多发达国家都想大幅提高新能源发电的比例，比如美国和欧洲很多国家都想在年之前实现完全用新能源来发电。我们国家也一样，中国将在年实现碳达峰，年实现碳中和，为了完成这一目标，电力系统的深度脱碳是中国实现碳中和目标的关键。发电端绿色无碳化是实现碳中和的重要抓手，未来的电力系统将形成以“可再生能源+储能”为主的电力供给体系。
中国主推的清洁能源你很清楚了：水能、风能和太阳能。尤其是风能和太阳能，是新能源里的主力，但是用新能源发电也有一个挑战，那就是怎么能保持电网的稳定。
比如像今年的东北地区缺电非常厉害，很大一部分原因就是寒冷空气进来后风叶就不刮了，包括太阳光也只能白天才有，如果光靠光伏晚上怎么办呢？这些人类控制不了。
新能源发电行业有一个概念叫「弃风弃光」。意思是，在某个时间段里，对于风能和光伏发出来的电过剩了只能被迫白白浪费掉，那干脆不发这么多行不行呢？不行。光伏板在光照下不发电会烧毁，风电站呢，有风的情况下让叶轮保持不转的成本和风险也很高。
这些被放弃掉的能源有多少呢？就以风电来说，年全国「弃风」电量亿千瓦时，超过了三峡全年发电量的一半。当时全国的平均「弃风」率达到17%，而这几年随着风电和光伏快速发展，全国每年「弃风弃光」造成的直接潜在损失更大。
而到了另一个时段可能电又不够了，但是这些新型的发电方式也不能马上变出电来。这使得供需很难平衡，给电网运行调度造成了难度。如果克服不了这个难题，太阳能、风能这样的新能源就很难被用在大规模的发电上。
这个问题怎么解决呢？靠储能，我们可以把储能看做是一个，在风电和光伏疯狂发电的特定时段，将多余的电能存储于电池储能系统，然后到了需要的时候再放出，减少弃风弃电最直接的方式是配置相应的储能系统，
二、海外发展情况
它山之石可以攻玉，下面再来看一下海外、欧洲等国家的储能行业发展情况。
（1）美国市场
美国作为当前世界第一大经济体，是一个碳排放大国，拜登在领导人气候峰会上宣布，到年将美国的温室气体排放量较年降低50%，到年通过向可再生能源过渡实现无碳发电，到年实现碳中和目标，各州政府也陆续提出%可再生能源计划，要求-年间，逐渐达成%清洁能源发电。这也意味着美国也将加速推动可再生能源成为发电主力。
据统计，年，美国新增光伏装机12.3GW，在疫情影响下仍达到了历史最大容量增幅；新增风电装机17.1GW，可再生能源年发电量已达到美国总发电量的21%
从储能方式看，抽水蓄能仍然占据储能市场主力，度电成本最低，根据美国能源部列示的储能项目统计，截至年12月，抽水蓄能占累计装机量的92%，但是它受到地理位置的约束，审批和建设周期长（项目的审批和建设时间长达10年左右），因此新建放缓，目前的水电储能项目大多是年代和年代初安装，年以后装机容量极低。
而化学储能则是近年来美国储能市场的新趋势，根据WoodMackenzie和ESA统计，美国年新增储能装机量达1.46GW/3.48GWh，其中化学储能新增1.1GW/2.6GWh，是主要的增长动力，同比增长%，占到美国储能每年增量的90%以上，化学储能中，锂离子电池累计装机占比65.9%。
有意思的是，年疫情期间美国的电池储能市场出现了爆发性增长，全年装机依旧达到MW，同增%；年已计划的装机就达到4.3GW，同增%。
为什么会出现这么一个现象呢？主要有以下几点原因：（1）随新能源装机逐年增长，对消纳的需求日益提升，而美国电网较老旧，且改造成本高，难以适应新能源对电网调度的要求，因此新能源电站对电池储能的需求是刚性的（2）随着年FERC号法案的通过，电池储能被允许平等的参与电力辅助服务和电力批发市场，使得电池储能的盈利模式得以建立，开启了储能的装机热潮。（3）美国发电量中40%来自天然气，随光伏、锂电池成本降低，当前在电网侧，光储项目的调峰效果与经济性均优于天然气，而在发电侧，只要将储能的功率配比控制在50%以内，多数光储PPA项目相较天然气电站就开始具备竞争力，因此电力企业的投资积极性高
简单来说还是一笔经济账，只要储能的投资建设成本不断降低+新能源发电的渗透率和收益性不断提升，那么就大概率会迎来储能行业爆发的拐点。（2）欧洲市场
欧洲是应对全球气候变化的先导者，率先提出碳中和目标，各国相继提出淘汰煤电。年欧洲发起《巴黎协定》，要求减少全球温室气体排放；年，欧盟率先出台碳中和计划，走在了各国应对气候变化的前列；年的欧盟峰会上，27个成员国领导人就减排目标达成一致，到年将温室气体排放量较0年的水平减少55%。随着燃煤的逐步退出，可再生能源成为发电主力军。为推动可再生能源发展，各国都推出了针对可再生能源的激励政策，建立起以上网电价为主的补贴政策机制。至期间，欧洲可再生能源装机稳步增长，截至年，欧洲累计新能源装机容量.5GW。其中德国是欧洲可再生能源装机规模最大的国家，总装机容量达.82GW，占据欧洲市场的21.6%。德国新能源累计装机中，陆上风电装机54.44GW，占比41.3%；光伏装机53.78GW，占比40.8%；海上风电7.75GW，占比5.9%。储能市场，欧洲的发展规律与美国类似，抽水储能占比最高，占据欧洲储能市场的94%，但基本上都是之前建好的项目，新增项目基本上大多以化学储能为主，欧洲年新增化学储能装机量1.2GW/1.9GWh，同比增长19%，年全球储能市场新增规模达到5.3GW/10.7GWh，欧洲市场功率占比22.64%。
以德国为例，截至年运行的大型储能系统（kW）的累计装机容量中，锂电池占据81%，锂电池/钠硫电池占比3%，铅酸电池占比1%，还有15%尚未得到统计。锂电池占储能主导地位，是未来发展方向。
（3）特斯拉的储能布局
马斯克对于特斯拉的定位绝非仅限于是一家汽车制造公司，而应该是新能源公司。
特斯拉在年发布了能量墙和能量包，当时主要是给家庭和小型商用机构做备用电源用的。这个产品挺有吸引力，所以大众汽车在美国布局的多个电动车充电站，安装的储能电池就是特斯拉的能量包。
年10月底，美国加州亚里索峡谷的地下储存设施，因为设备老化，发生了美国史上最严重的一次天然气泄漏事故，当时在当地对几千户居民造成了身体伤害。
这次事故处理过程当中，加州政府为了弥补洛杉矶的电力短缺，它在年发出了一份采购订单，要求部署一套可靠的公用能源储存解决方案。特斯拉作为供应商之一，用能量包打造了一个锂电池储能系统，能够支撑个家庭的短缺用电，帮着发电站实现了调峰调频。
年特斯拉又帮南澳大利亚州部署了一套储能系统，来帮助当地应对风暴和酷热带来的大面积停电。它在南澳的这个储能项目，对接的就是风电场产生的风电了。这个项目在年建成之后，覆盖的家庭数量超过3万户，一度成为了全球最大的锂离子电池储能项目。
而这个纪录很快又被特斯拉自己打破了。它借着这个项目，特斯拉后续又跟风电厂合作，在澳大利亚不断推出越来越大的储能电池项目，来帮南澳电网调峰调频。从年起的三年里，它储能和发电业务的复合年均增长率达到了.8%。
年，特斯拉就又给公用事业规模的储能需求，提供了一种产品，名叫「Megapack」，我们可以叫它「巨型储能包」。巨型储能包跟之前的能量包比起来，同样的储能容量占地空间能够减少40%，零部件也只需要之前的十分之一。
到了现在，特斯拉的储能系统在全球30多个国家和地区都有市场，从发电侧到电网侧再到用户侧它都覆盖到了。
所以说，特斯拉其实是真正意义上的全球储能龙头。
三、未来发展空间？
关于储能行业未来的潜在市场空间，我看到了好几个口径
口径01：储能行业白皮书
根据中国能源研究会储能与委会/中兰村储能产业技术联盟（CNESA）发表的行业白皮书，截至年底，全球已投运储能项目累计装机规模.1GW，同比增长3.4%。其中，抽水蓄能累计装机规模最大，为.5GW，化学储能累计装机规模紧随其后为14.2GW
中国已投运储能项目累计装机规模35.6GW，占全球市场总规模的18.6%，同比增长9.8%，其中抽水储能累计装机规模最大，为31.79GW，同比增长4.9%；化学储能累计装机规模位列第二，为.2MW，在各类化学储能技术中，锂离子电池癿累计装机规模最大，为.4MW。
抽水储能行业空间预测：考虑在建抽水蓄能电站工程施工进度，预计到年总投运装机规模可达到65GW，也就是差不多相比当前增加一倍。
化学储能行业空间预测：①保守场景下，-年行业的复合增长率为57%
②理想场景下，预计年和年将再形成一轮高增长，累计规模分别达到32.7GW和55.9GW，是一个十几倍的增量空间。
口径02：《关于加快推动新型储能发展的指导意见》
年7月21日，发改委、能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，明确目标至年，国内新型储能（除抽水蓄能外的储能系统）装机总规模达30GW以上，对应了几千亿规模的一个市场。并且目前国家已经出台政策，按照要求光伏电站强制配置20%储能设施，未来随着成本进一步降低，风力和光伏发电站要配备的储能空间要达到发电能力的%。
口径03：按渗透率测算
根据中国碳达峰目标，年光伏+风电累计装机量将超12亿kWh，-年，风电+光伏年均新增装机空间约为GW，容量配置比例取15%，容量时长取2小时，预计我国-年发输配电侧（即电表前端）的储能装机需求约为48GWh。
从以上几个口径的数据来看，都可以发现对于储能行业未来5年的一个增速预期都非常高，基本上都是50%左右，甚至是更高，在所有赛道中可能预期增速是最高的，还要高于锂电池和光伏。10倍以上的一个发展空间。当然这里面主要都是发电侧，电网侧的调频需求新增装机量预计到年也才4.14GWh而已。用户侧一端美国发展得还不错，国内目前没有什么发展，属于看不清。
这个行业的核心制约因素主要就是成本。
储能的盈利模式得以建立，主要是看新能源发电端+储能的投入成本与弃电的损耗相比是否划算，如果前者低于后者，那么储能这个赛道的逻辑就是可以跑通的。目前的一个储能+光伏发电成本大概在5毛-9毛之间，理想状况下应该是在3毛左右，还有很大的差距，光伏已经达到了平价，风电马上平价了，如果没有其他支持性的政策或者补贴在里面，当下时间点，储能系统无论在发电、电网、用电侧均不具备经济性。
展望来看，正在发生的两大变化可能成为未来5年我国储能行业启动的强催化因素。
1）能源结构。伴随着可再生能源成本的下降，至年国内光伏、风电基本上都达到了平价条件，后续发电成本的进一步降低将为储能的定价条件和市场化需求打开空间。
2）成本：化学储能的电池/电芯成本下降与循环寿命提高推动储能度电成本持续下降。
3）政策：碳减排要求风光占比大比例提高，储能与间歇性能源结合的必要性得到政府认可，政策开始高频推出。
四、储能行业分类及相关产业链公司介绍
根据技术类型的不同，以电能释放的储能方式主要分为抽水储能、化学储能（各种电池）和其他储能（超导储能、飞轮储能等）
1.抽水储能
抽水储能技术是指，在电力负荷低谷期将水从下池水库抽到上池水库，将电能转化成重力势能储存起来，在电网负荷高峰期释放的能源储存方式。一旦用电高峰期来临，电力供给不足的情况下，就可以为电力系统带来增量供电，满足用户需求，整个电网就会实现平稳地运转。抽水蓄能是迄今为止应用最成熟和最经济的储能方式，抽水蓄能使用寿命是电化学储能的3-5倍，综合效率最高能够做到85%，每度电的蓄能成本也只有0.21-0.25元，在诸多的储能技术里是最划算的。抽水蓄能在储能市场占据绝对优势位置，截至年第一季度,抽水储能占我国储能方式的93.2%。截至年底，我国抽水蓄能装机量只有万千瓦，而8月16日《抽水蓄能中长期发展规划(-年)》）政策明确出十四五期间新增装机1.8亿千瓦（GWh），对应空间是亿左右，是当前的6倍，此前抽水储能的一个增速大概只有10%几，这也意味着未来几年行业将会迎来加速扩容。
相关产业链构成及公司介绍
抽水储能行业的相关公司主要还是一些项目工程型的公司和水电站，这类公司我个人不是特别感兴趣的，其商业模式和增长的爆发性都没有产品型的公司好（比如光伏的隆基、阳光电源，锂电池的宁德时代），我更喜欢标准化产品型公司或者是上游卖铲子的设备制造公司。
如果非要说这里面哪家更好一些，我觉得可能就是中国电建，它是抽水储能设计和工程方面毫无疑问的霸主抽水蓄能技术成熟、经济型好，但最大的缺点是受制于地理位置，前期的投资成本也很高，没有办法大面积推广，海外的情况也是类似，绝大多数的项目都是5-10年之前建成的，反倒是电化学储能成为了发展最快的储能技术。
2.电化学储能（电池储能）
所谓的电化学储能，就是用化学元素来做储能介质，借助化学反应来实现充放电。它对应的产品就是我们都很熟悉的各种动力电池，主要是锂电池，主要的应用场景就是光伏和风电的配套，也可以分为发电侧和用户侧。电化学储能作为飞速发展的储能技术，是具备高度灵活性的调节资源，在电力系统中的份额快速提升，累计装机占比已从年约1%增长至年的7.5%，位列第二。年新增的储能装其中，75.1%来自电化学储能，贡献了大部分增量，可见是当下储能行业中最大的风口。这里再补充一下钠电池。由于钠离子储量为锂储量倍，存量丰富、价格低廉，理论Bom成本较锂电池可减低30%-40%，且钠电池安全性、高低温、快充性能更优异，因此在储能市场具备广阔应用空间，以上是钠电池的优点。钠电池的缺点则是电池循环寿命和能量密度相较锂电池偏低，一般在0次左右，宁德年7月底发布的第一代钠电池，循环次数可达到次以上，通常是不太能被应用到新能源汽车上的，未来的主要应用场景很有可能就是储能领域，毕竟储能现在的第一需要解决的问题就是成本和经济性的问题。
钠离子电池的产业化目前还不完善，预计在未来两三年内才可以见到商业化加速落地，但是目前很多项目正在快速推进。
相关产业链构成及公司介绍
电化学储能行业从大面上去划分我认为大概可以分为这几块：储能电池供应商、逆变器供应商、储能系统集成商，当然还包括更上游的原材料锂矿什么的，这里暂不去考虑。
（1）储能电池：宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、国轩高科等
当下电池成本占系统成本比例约67%，是占比最重要的一块，也是整个行业中确定性最大的部分。
目前已商业化应用的电化学储能技术主要为铅蓄电池和锂离子电池。根据CNESA数据，近五年全球已投运储能项目中，锂电储能系统占比均超过80%，成为主流电化学储能技术路线。
电池制造商切入到储能领域是自然而然的事情，动力电池其实也是储能电池的一种，但动力电池因为是要驱动电动汽车行驶的，所以它比普通的储能电池的性能要求更高，比如说能量密度要更高，电池的充放电速度要更快，放电电流要更大等等。
我们可以理解为动力电池是电池里的高端产品，而储能电池属于中低端产品，能做高端动力电池的龙头企业基本上做储能电池是毫无压力的。
此外，废旧电池还能用在储能领域。按照电动车行业的通行标准，电池的容量衰减到初始容量的80%的时候，就不能再用在车里了。但稍加改造，它完全还可以当一块理直气壮的储能电池，用一个专业的词来说就叫“梯度利用”。
电动车开始进入主流市场是年以后的事，按照动力电池5-8年的一个质保期，也就是在年之后才会发生大规模的电池换代，如果是用新的锂电池去作储能电池那么成本还是非常贵，然而”梯度利用”旧电池，成本就会大大降低，预计在年后每年报废的车辆会越来越多，废旧锂电池的问题会逐渐凸显。因此储能将成为退役的汽车动力电池第一个应用方向。
①电池龙头公司之宁德时代
新能源电池宇宙龙头宁德时代凭借在动力电池积累的技术和资源优势强势切入储能，宁德时代早在
年便参与了国家电网风光储能示范项目
年，宁德时代看到了储能爆发的势头，设立储能事业部，将储能列为重点发展业务
年又定增募投30亿加码“电化学储能前沿技术储备研发项目”。
年报中又将「电化学储能+可再生能源发电」也当成公司未来的三大发展方向之一，而此前主要是聚焦在动力电池为核心的移动式化石能源替代，简单来说就是动力电池虽然仍然很重要，但放到了第二位，未来最核心的第一战略是可再生能源+储能。
年到年这三年，宁德时代的储能业务增速分别是10倍、2倍和2倍，远远高于它的动力电池业务，它的储能业务在年总收入里占比还不到0.1%，年上半年就超过了10%。对外，公司先后以成立合资、入股等方式分别携手星云股份、科士达、国网综合能源服务集团、易事特、永福股份，实现储能BMS、PCS、储能系统集成、充电桩、电力工程勘察设计、EPC、项目开发和运维等环节外延布局，以构建全储能产业链业务能力。宁德时代的储能技术已经在不少国家级的储能项目里用上了，比如福建晋江、青海、新疆的储能电站。
预计宁德时代也是储能行业最大的龙头公司。
②电池龙头公司之比亚迪
另一家动力电池龙头比亚迪也布局了储能业务，重点推光储一体化。年公司二次充电电池（储能电池）收入亿元，同增15%，营收占比总业务8%左右。随储能项目逐渐起量和海外出货量占比的提升，毛利率逐步提升至20%以上。比亚迪年储能电池海外出货MWh，是目前海外市场上中国企业中储能电池出货量排名第一的供应商，公司储能产品出口至美德日澳等多个国家和地区，其中比亚迪户用储能在欧洲市场出货量市占率排名第二，仅次于Sonnen。除了这两家，还有国轩高科、亿纬锂能这样的中国电池企业也纷纷宣布要进军储能市场，你们可以自行
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