【原】【獨角獸智庫】儲能市場及細分賽道變流器行業(yè)概況

昵稱73575604 2021-08-16

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作者｜獨角獸研究

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獨角獸智庫

儲能市場及細分賽道
—變流器行業(yè)概況—

一、市場需求

(一) 發(fā)展驅(qū)動因素

儲能技術(shù)日趨成熟完善，疊加產(chǎn)業(yè)政策推動，預計產(chǎn)業(yè)將迎來高速發(fā)展期，有望達到與新能源車產(chǎn)業(yè)相同的發(fā)展速度。

首先來看看儲能技術(shù)情況，這將決定政策點火后產(chǎn)業(yè)發(fā)展能夠形成自驅(qū)力直至“脫離地球引力”，實現(xiàn)長遠發(fā)展的基礎(chǔ)。評價儲能技術(shù)發(fā)展的核心關(guān)鍵點就是儲能的度電成本能否被市場所接受。根據(jù)中國能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)（表格如下），目前國內(nèi)主流的儲能技術(shù)中，抽水儲能的度電成本最低為0.27元/KWH，已經(jīng)低于一般居民用電電價0.5元/KWH，技術(shù)已經(jīng)相當成熟，但抽水儲能依賴自然資源導致適用區(qū)域有限。而電化學儲能中的磷酸鐵鋰和三元電池技術(shù)路線已經(jīng)能夠把度電成本分別降低至0.59元/KWH和0.784元/KWH。這個價格與一般居民用電電價對比似乎還是沒有經(jīng)濟價值，可是在發(fā)改委對峰谷電價調(diào)整后這個賬就能算得過來了。

主流儲能技術(shù)全生命周期度電成本

2021年7月26日，發(fā)改委印發(fā)了《關(guān)于進一步完善分時電價機制的通知》，要求“上年或當年預計最大系統(tǒng)峰谷差率超過40%的地方，峰谷電價價差原則上不低于4:1；其他地方原則上不低于3:1……尖峰電價在峰段電價基礎(chǔ)上上浮比例原則上不低于20%”。這就意味著部分用電大省，尖鋒電價與谷電價價差將不低于4.8:1。在結(jié)合現(xiàn)有的電價數(shù)據(jù)，我們就能大概得出實際尖鋒電價與谷電價差在《通知》發(fā)布可能的變化，以深圳市的工商業(yè)10千伏高供低計的電價表為例：

該用戶谷平峰電價分別為0.24/0.68/1.03元/kWH。即便保守估計，不改變現(xiàn)有電價，增加尖鋒電價，即峰電價上浮20%至1.236元/kWH。那么用戶側(cè)峰谷電價差與尖鋒谷電價差將分別達到0.79元/kWH和0.996元/kWH。對比三元電池與磷酸鐵鋰儲能的度電成本后，我們直接就能發(fā)現(xiàn)儲能度電成本遠低于峰谷電價差了。這也就意味著用電測用戶可以使用谷電對儲能電站充電，尖鋒或峰電時段使用儲能而非電網(wǎng)，借此來達到降低用電成本的目標，使得用戶側(cè)產(chǎn)生了安裝儲能電站的意愿。

在發(fā)電側(cè)同樣也具備安裝儲能的契機，其主要推動力來源于可再生能源發(fā)電量占比的不斷提升。因為光伏與風電的發(fā)電效率取決于自然環(huán)境，如光伏在晴朗的白天正午發(fā)電效率最高，而在夜間與陰雨天發(fā)電效率接近于0。所以，光伏發(fā)電量的峰谷差較火電而言非常大，且不受人為控制。進一步地就需要儲能系統(tǒng)來收集發(fā)電高峰期的多余電量，以便在發(fā)電低估期的夜間來提供給人們使用。

基于用戶側(cè)與發(fā)電側(cè)兩方面的自愿安裝趨勢，政府層面上也逐步制定與落實相關(guān)政策，穩(wěn)定社會整體能源結(jié)構(gòu)改革。無論就政策頻率還是級別來說，儲能已經(jīng)上升到國家碳中和戰(zhàn)略中不可或缺的一部分。

綜合上述各個方面，儲能技術(shù)已達到了市場化發(fā)展的基礎(chǔ)條件，并且在政府的大政方針下逐步實現(xiàn)加速發(fā)展。

(二) 電化學市場空間

按照目前技術(shù)條件，電化學儲能是最佳的儲能解決方案。因此下文中將集中討論電化學市場。儲能市場按照應用場景可進一步細分為發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)、電網(wǎng)側(cè)及輔助服務（釋義：機房、基站等無間斷使用設備的備用電源。）。中國企業(yè)可借助其在新能源產(chǎn)業(yè)方面的優(yōu)勢進入全球市場，因此本處考慮全球市場規(guī)模。市場預測的重要假設如下：

●集中式可再生能源并網(wǎng)的儲能配置比例在未來5年逐年上升至20%。

●輔助服務、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)按照年均增速60%線性外推。

●儲能配套時長為2小時。

●未來中國儲能裝機量達到全球市場的40%。

●儲能系統(tǒng)單位建設成本逐年下降。

主要數(shù)據(jù)計算公式如下：

●中國儲能裝機規(guī)模=（發(fā)電側(cè)裝機量+輔助服務裝機量+電網(wǎng)側(cè)裝機量+用戶側(cè)裝機量）*儲能配套小時數(shù)

●中國儲能市場規(guī)模=中國市場裝機規(guī)模*儲能系統(tǒng)單位建設成本

●全球儲能市場規(guī)模=中國儲能市場規(guī)模/中國儲能市場占比

儲能市場規(guī)模預測

數(shù)據(jù)來源：中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、中國光伏行業(yè)協(xié)會

根據(jù)假設、計算公式以及現(xiàn)實數(shù)據(jù)可知，預計2021年-2025年中國儲能市場的規(guī)模分別為171.1/452.9/623.3/616.1/631.4億元。同期全球儲能市場規(guī)模分為488/1294/1558/1540/1579億元。

(三) 細分市場規(guī)模

	2020	2021	2022	2023	2024	2025
儲能系統(tǒng)新增裝機規(guī)模（GWh）	3	12.2	34.8	51.9	61.6	75.2
儲能系統(tǒng)單位建設成本（元/Wh）	1.5	1.4	1.3	1.2	1	0.84
儲能市場規(guī)模（億元）	45.2	171.1	452.9	623.3	616.1	631.4
同比增速（%）		279%	165%	38%	-1%	2%
電池市場規(guī)模（億元，占儲能成本53%）	23.96	90.68	240.04	330.35	326.53	334.64
BMS市場規(guī)模（億元，9%）	4.07	15.40	40.76	56.10	55.45	56.83
PCS（億元，11%）	4.97	18.82	49.82	68.56	67.77	69.45
EMS（億元，5%）	2.26	8.56	22.65	31.17	30.81	31.57
系統(tǒng)集成（億元，6%）	2.71	10.27	27.17	37.40	36.97	37.88
EPC（億元，9%）	4.07	15.40	40.76	56.10	55.45	56.83
其他（億元，6%）	2.71	10.27	27.17	37.40	36.97	37.88
全球市場
中國電化學儲能占全球比重	33%	35%	35%	40%	40%	40%
全球儲能系統(tǒng)新增裝機規(guī)模（GWh）	9.14	34.92	99.55	129.85	154.02	187.93
全球儲能市場規(guī)模（億元）	137	488	1294	1558	1540	1578
電池市場規(guī)模（億元，占儲能成本53%）	72.61	258.64	685.82	825.74	816.20	836.34
BMS市場規(guī)模（億元，9%）	12.33	43.92	116.46	140.22	138.60	142.02
PCS（億元，11%）	15.07	53.68	142.34	171.38	169.40	173.58
EMS（億元，5%）	6.85	24.40	64.70	77.90	77.00	78.90
系統(tǒng)集成（億元，6%）	8.22	29.28	77.64	93.48	92.40	94.68
EPC（億元，9%）	12.33	43.92	116.46	140.22	138.60	142.02
其他（億元，6%）	8.22	29.28	77.64	93.48	92.40	94.68

二、產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段預估

在可見的未來，儲能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展大致可以分為三個階段或者說三個賽點。

第一階段/賽點——規(guī)模競爭。儲能發(fā)展初期會有大量玩家涌入新賽道，既有國電南瑞控制子公司南瑞繼保這類憑借平臺型優(yōu)勢切入市場的國有企業(yè)國家，又有借助光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展東風做大做強的陽光電源，抑或是憑借自身在電池方面優(yōu)勢聯(lián)合業(yè)內(nèi)老玩家切入賽道的寧德時代，還有各類在傳統(tǒng)低壓電賽道有一定技術(shù)積累的海興電力等中小企業(yè)。在行業(yè)高速發(fā)展的早期階段，基本上所有企業(yè)借助已有的技術(shù)積累都能斬獲一定的市場份額。群雄割據(jù)的早期階段依賴行業(yè)東風迅速擴大產(chǎn)銷規(guī)模來搶占市場者就能夠?qū)崿F(xiàn)跨越式發(fā)展。

第二階段/賽點——成本競爭。當行業(yè)內(nèi)玩家過多逐步變成紅海階段，行業(yè)標準逐步成形且公開透明化了，市場主動權(quán)將完全由買方掌握。這個階段，買家將選擇性價比最高的產(chǎn)品。而此時擁有低價鋰電采購成本（占儲能電站成本40-60%）優(yōu)勢的企業(yè)將會獲得最大程度的成長，代表企業(yè)為科士達。

第三階段/賽點——軟件增效。當硬件成本逼近極限后，軟件增效的杠桿將會逐步顯現(xiàn)。其價值主要體現(xiàn)對某一用/發(fā)電單位的調(diào)解能力,以實現(xiàn)最低用電成本。舉例來說，一個廠房同時安裝了光伏發(fā)電、儲能并連接了電網(wǎng)，到了夜間谷電期是否要對儲能電池進行充電？那就要結(jié)合明天的光照強度以及單位用電量了。假設陽光明媚，那么就能用光伏為用電單位提供充足電量并為儲能電池充電。而如果是多云，發(fā)電效率偏低，那么就還要考慮是不是工作日，不是的話那就用光伏來充電。

三、儲能變流器行業(yè)概況

(一) 儲能示意圖

1. 發(fā)電側(cè)

2. 用戶側(cè)

3. 輔助服務

(二) 儲能變流器

1. 產(chǎn)品簡介

儲能變流器可控制蓄電池的充電和放電過程，進行交直流的變換，在無電網(wǎng)情況下可以直接為交流負荷供電。PCS由DC/AC雙向變流器、控制單元等構(gòu)成。PCS控制器通過通訊接收后臺控制指令，根據(jù)功率指令的符號及大小控制變流器對電池進行充電或放電，實現(xiàn)對電網(wǎng)有功功率及無功功率的調(diào)節(jié)。PCS控制器通過CAN接口與BMS通訊，獲取電池組狀態(tài)信息，可實現(xiàn)對電池的保護性充放電，確保電池運行安全。

變流器與逆變器區(qū)別：狹義上的逆變器就是將直流變交流的電子設備，而變流器則包含了逆變器、整流器（交流變直流）、控制電路、觸發(fā)電路等等，前者常用于要求不高的常用電路，后者則技術(shù)難度相對較高，用途廣泛。但兩者技術(shù)原理上互通，逆變器優(yōu)勢企業(yè)亦能開發(fā)變流器相關(guān)產(chǎn)品。

2. 重要技術(shù)參數(shù)

儲能變流器的重要技術(shù)參數(shù)：由于應用場合不同，儲能變流器的功能和技術(shù)參數(shù)差異較大，在選擇時應注意系統(tǒng)電壓、功率因素、峰值功率、轉(zhuǎn)換效率、切換時間等等，這些參數(shù)的選擇對儲能系統(tǒng)功能影響較大。

●系統(tǒng)電壓：儲能變流器的輸入電壓。不同技術(shù)的儲能逆變器，系統(tǒng)電壓相差較大，單相兩級結(jié)構(gòu)的儲能變流器在50V左右，三相兩級結(jié)構(gòu)的儲能變流器在150V-550V之間。三相帶工頻隔離變壓器的儲能變流器在500V-800V之間，三相不帶工頻隔離變壓器的儲能變流器在600V-900V之間。

●功率因數(shù)：儲能逆變器正常運行時，功率因素應大于0.99，當系統(tǒng)參與功率因素調(diào)節(jié)時，功率因素范圍應該盡可能寬。

●切換時間：儲能逆變器有兩種切換時間，一是充放電切換，大型儲能逆流應該能快速切換運行狀態(tài)，通常要求在90%額定功率并網(wǎng)充電狀態(tài)和90%額定功率并網(wǎng)放電狀態(tài)之間，切換時間不大于200ms，二是應用于并網(wǎng)模式和離網(wǎng)模式的切換，切換時間不大于100ms。

●工作模式：儲能變流器主要有并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種工作模式。并網(wǎng)模式，實現(xiàn)蓄電池組和電網(wǎng)之間的雙向能量轉(zhuǎn)換。具有并網(wǎng)逆變器的特性，如防孤島、自動跟蹤電網(wǎng)電壓相位和頻率，低電壓穿越等等，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度或本地控制的要求，PCS在電網(wǎng)負荷低谷期，把電網(wǎng)的交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能，給蓄電池組充電，具有蓄電池充放電管理功能；在電網(wǎng)負荷高峰期，它又把蓄電池組的直流電逆變成交流電，回饋至公共電網(wǎng)中去；在電能質(zhì)量不好時，向電網(wǎng)饋送或吸收有功，提供無功補償?shù)取?/span>離網(wǎng)模式，又稱孤網(wǎng)運行，即能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)可以根據(jù)實際需要，在滿足設定要求的情況下，與主電網(wǎng)脫開，給本地的部分負荷提供滿足電網(wǎng)電能質(zhì)量要求的交流電能。

3. 行業(yè)裝機量排名

公司名稱	2018年排名	2019年排名	2020年排名	排名趨勢
陽光電源	5	1	1	快速上升至第一
科華數(shù)據(jù)	1	2	2	穩(wěn)定在第二
索英電氣	8	6	3	快速上升
上能電氣	-	8	4	快速上升
南瑞繼保（國電南瑞）	10	3	5	波動上升
盛弘股份	7	4	6	波動
科陸電子	4	5	7	逐步下滑
許繼電氣	2	9	8	快速下滑
英博電氣	-	-	9	新進
智光儲能	-	10	10	新進

4. 同業(yè)公司業(yè)務情況對比

行業(yè)龍頭為陽光電源，固德威在戶用儲能逆變器細分領(lǐng)域市占率全球第一（15%），科士達開發(fā)即插即用式戶用儲能設備降低人工安裝成本在海外市場拓展良好，盛弘股份面向工商業(yè)用戶銷售集裝箱式儲能集成設備簡化用戶安裝流程，科華數(shù)據(jù)榮獲2020年中國最佳PCS供應商。

單位：億元

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