储能行业专题研究报告.docx

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储能行业专题研究报告

储能行业专题研究报告

一、储能酝酿景气拐点，放量展现龙头优势

到2025年全球储能系统需求可超300GWh，而2020年全球储能锂电池出货量仅28.5GWh，增长潜力较大。

随着“碳中和”已成为全球主要国家共识，电气化进程大势所趋，储能作为电气化时代能源调节的必需品作用凸显，储能行业在政策加速出台与成本持续下探的双轮驱动下景气扩张。

（一）需求拐点渐行渐近，储能产业链日臻成熟

储能发展指导意见正式出台，需求拐点渐行渐近。

到2025年新型储能装机规模达30GW以上，未来五年将实现新型储能从商业化初期向规模化转变，到2030年实现新型储能全面市场化发展。

截至2020年末，中国电化学储能累计装机规模达3.3GW，预计未来五年复合增速超56%，储能行业迎来最大发展机遇期。

电化学储能受政策影响呈现周期性，2020年步入快速增长期。

随着一系列政策的密集出台和碳中和目标的高导向性，“储能+”模式在多个应用场景实现规模扩张。

截至2020年底，全球与中国累计电化学储能规模达14.2/3.3GW，同比增长49.6%/91.2%，2020年新增4.7/1.6GW，同比增长63.8%/130.7%，中国增速引领全球。

储能趋势成长，五年超十倍需求空间。

发电侧储能主要需求在于集中式新能源场站配储，2020年各省相继出台新能源场站配置10%-20%功率，2小时备电时长的储能设施，政策约束打开发电侧储能短期市场空间，伴随储能成本下探与模式延展带来更多收益补偿，长期新能源场站有望迎来主动配储需求。

电网侧储能随电力辅助服务市场化改革而逐步兴起，盈利性驱动需求扩张。

用户侧以工商业和家庭储能削峰填谷为主，新政明确扩大峰谷价差，充换电站、5G基站、数据中心等高耗能行业配储需求进一步激发，预计2025年全球电化学储能需求量达315GWh，五年复合增速达61.69%，“十四五”期间需求量达810GWh，其中发电侧与用户侧将为储能需求贡献主要增量。

储能各环节参与企业主要包括材料类企业、电池类企业、设备类企业和设计类企业。

从成本来看储能电池和储能变流器占总成本比重约60%和15%，作为价值量最大、技术壁垒最高的核心环节，有望率先受益于储能需求的爆发。

（1）电池类企业：

主要包括以宁德时代、国轩高科、亿纬锂能等企业为代表的动力电池企业借助锂电池技术、规模和市场的先发优势迅速切入储能锂电池市场；

（2）材料类企业：

如富临精工、德方纳米、合纵科技、中核钛白等磷酸铁锂材料及前驱体企业积极扩产迎接新能源车和储能的双重需求爆发；（3）PCS等设备类企业：

包括以面向大规模源网侧储能的阳光电源、上能电气、星云股份，面向工商业储能的盛弘股份和面向用户侧的固德威、锦浪科技、德业股份、科士达；（4）设计类企业：

以电力勘察设计以及EPC切入，如面向源网侧的永福股份和工商业的苏文电能等。

（二）宁德时代：

全产业链布局构筑核心竞争力

三大战略助力能源革命，储能蓄势待发。

2011年公司前身ATL中标张北风光储输示范项目4MW×4h磷酸铁锂电池系统，正式步入储能领域并将其明确为与动力电池、材料回收并驾齐驱的三大业务方向之一，但受制于行业政策限制与高昂成本，市场空间尚未打开；2011-2017年宁德时代的储能电池主要以配套示范项目为主，规模和销售额较小；2018年作为国内储能产业化发展元年，伴随国网参与储能的开发和电力辅助服务市场化改革推进，储能发展有所起色，公司抓住时机积极与产业链企业合作开展业务，储能业务步入高速发展期。

2020年公司明确以可再生能源和储能为核心的固定式化石能源替代、以动力电池为核心的移动式化石能源替代、以电动化和智能化为核心的应用场景扩展的三大战略发展方向，加快新能源替代过程，持续推动储能领域新变革。

产业链垂直布局，合作开发实现储能关键节点全覆盖。

受益于新能源汽车及储能高景气，宁德时代陆续加大上下游环节延展，先后进入锂、钴、镍、三元材料、磷酸铁锂材料、锂电设备和储能设备等环节。

储能业务方面，公司先后与科士达、星云股份、易事特合作开发储能变流器及系统集成，与国网综能合资设立国网时代面向大规模源网侧储能，与中国能建在大规模储能规划、设计、投建运一体化领域开展合作，与永福股份合资设立时代永福聚焦勘察设计与储能EPC，与中华煤气合作开拓工商业储能、共建能源互联网。

公司通过合资、参股等方式打通全产业链，进一步巩固储能行业龙头地位。

二、横向布局：

全面渗透储能细分领域

（一）源网侧储能：

多渠道改革疏导成本，准入壁垒较高

储能成本回收机制有待关注，多渠道改革疏导成本。

2019年5月国家发改委发布《输配电定价成本监审办法》，明确禁止电网企业将储能成本纳入输配电价，电网侧储能发展暂时性遇冷。

2020年随着国家电网重启电网侧储能新项目，通过电力辅助服务、共享储能和削峰填谷缓解输变电阻塞的市场化运营，逐步摆脱通过输配电价回收成本的依赖。

2021年7月《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中明确提出完善政策机制、营造健康市场环境，包括明确新型储能独立市场主体地位、健全新型储能价格机制、健全“新能源+储能”项目激励机制，近两月储能领域相关细则加速出台，预计全国性储能价格机制和奖励机制的具体细则将陆续出台，进一步夯实储能需求拐点。

截至2020年末，我国累计投运的电网侧电化学储能规模达674.2MW，其中2020年新增296.4MW，随着电网侧储能定位的逐步明晰和调峰调频补偿机制相继出台，电网侧储能重新步入高速增长期。

源网侧储能大型化、规模化趋势明显，大型项目助推发电侧与电网侧储能高增长。

电网侧储能以大型储能电站为主，设备需融入电网生态体系，对项目招投标参与方和产品质量要求严格，准入壁垒较高，大型项目主要靠国家电网下属的国网综能投资推动。

目前国网综能已投运储能电站规模超250MW，占全国累计电网侧储能装机容量比例超37%，电网侧储能龙头地位凸显。

2021年随着国网时代投资的百兆瓦级大型项目宁德霞浦100MW/200MWh储能电站和华电大同300MW/600MWh储能电站相继开工，电网侧储能逐步向规模化、大型化发展。

（1）与国家电网合作强强联合布局储能

储能大幕开启，源网侧储能先行。

2020年1月，宁德时代与国网综合能源服务集团有限公司合资成立新疆国网时代储能发展有限公司，其中国网综能持股60%、宁德时代持股40%，源网侧储能合作大幕拉开。

2020年4月，双方再次联手合资设立国网时代（福建）储能发展有限公司，国网综能与宁德时代各自持股40%，储能业务范围进一步扩大。

国网综能作为国家电网全资控股的综合能源服务龙头企业，熟悉电网运行规则并拥有源网侧丰富的资源优势，主营业务包括清洁能源综合开发利用、节能服务、电能替代、国际能源开发四大板块。

双方合作将实现优势互补，协助国家电网加快构建“平台+生态”的综合能源服务产业体系，助力宁德时代实现以储能为核心的固定式化石能源替代的三大战略方向实现。

国网综能多点合作，储能业务加速布局。

2020年1月，“国网节能服务有限公司”正式更名为“国网综合能源服务集团有限公司”，主要围绕加快储能产业发展、全力推进虚拟电厂建设、推动消费侧微电网发展、积极参与区域能源规划目标发展。

除宁德时代外，国网综能相继与光伏组件企业英利集团、工程类企业中国能建等合作开拓源网侧储能市场；与数据中心企业北京阿塔云科技等开发数据中心能源管理市场，推动“数字新基建”业务的发展；与青岛港、翔安新机场等海空港合作提供综合能源服务管理并以此为契机面向全国，储能业务市场空间逐步打开。

（2）与中国能建合作扩展储能EPC市场

中国能建作为国家能源建设主力企业，储能领域资源优势显著。

中国能建成立于2011年，由中国葛洲坝集团公司、中国电力工程顾问集团公司（电力规划设计总院）和中国南方电网有限责任公司所属15个省（市、区）的电力勘察设计、施工和修造企业组成，拥有电力领域全产业链资质，项目设计开发经验丰富。

中国能建作为国家能源建设主力企业，拥有电力能源全产业链优势，在储能规划和政策研究方面优势显著。

从收入视角看，中国能建区域院承接国家战略型项目设计，收入稳居第一梯队。

电力勘察设计第一竞争梯队为中国能建所属六大区院与中国电建所属水电院，2020年第一梯队设计院营收占据国内54.58%市场份额，并在区域间与省级设计院展开竞争，其主要设计面向国家级战略项目规划、大型水电枢纽、跨区域特高压工程等高端产品；第二梯队为各省级设计院，竞争格局稳定在本省区域范围内；第三梯队主要包括众多地市级设计单位与民营设计院。

全行业境外新签订单额占比超20%，中国能建加速拓张海外市场。

2016-2019年全行业境外新签订单CAGR17.78%，远超国内11.68%增速，2020年受海外疫情影响境外订单金额增速有所下滑，占总金额比例下滑至21.97%，其中第一梯队设计院占比62.03%，海外竞争优势凸显，未来随着疫苗覆盖与海外疫情向好，预计境外订单将重回高景气周期。

2020年中国能建海外拓张加速，尽管受疫情影响但各级别境外新签合同金额提升，其中中国能建区域院同比提高24.92%，省级院同比提高38.78%，海外优势进一步凸显。

中国能建全球储能布局，大型储能EPC项目加速。

2019年1月，中国能建成立储能业务发展中心，正式发力储能业务，先后中标内蒙古鄂尔多斯5GW光储+1GW风电的“风光火储”大型综合能源基地、新疆巴州8GW风光水火储一体化项目、三峡乌兰察布2GW风电+550MW/1100MWh储能设施的风光储绿色电站示范项目EPC等大型综合能源一体化项目。

海外方面，中国能建旗下葛洲坝国际公司获得印尼、孟加拉、埃塞俄比亚、伊拉克、刚果（金）5国共计6个能源电站相关项目，加速扩张海外市场。

2021年6月，宁德时代与中国能建签署战略合作协议，在储能系统产品与产业合作、储能项目以及重点区域市场、国际业务拓展等方面开展合作。

中国能建在国内能源建设龙头地位和海外扩张提速有望助力宁德时代进一步打开海内外储能新市场。

（二）用户侧储能：

综合能源服务模式兴起

综合能源服务模式兴起，未来储能向一体化迈进。

综合能源服务作为一种新型的、为满足终端客户多元化能源生产与消费的能源服务方式，涵盖能源规划设计、工程投资建设，多能源运营服务以及投融资服务等方面，为用户提供能源服务增值收益。

储能作为综合能源服务的纽带，对于构建局部微电网和能源互联网举足轻重。

一体化业务作为能源供给模式的延伸，传统能源企业有望率先受益。

香港中华煤气以电力、燃气等传统业务为依托，向综合能源业务拓展。

2021年7月6日，宁德时代与香港中华煤气有限公司达成战略合作协议，在工商业储能、能源互联网建设、储能解决方案、储能商业模式创新等多方面展开合作，而工商业企业尤其是园区企业作为中华煤气原有业务主要客户群体，在能源需求方面存在一定的客户粘性。

此外，双方计划成立合资公司，共同打造集先进储能技术、集成服务提供商、综合智慧能源解决方案供应商及项目运营于一体的能源科技创新企业。

截至2020年末，中华煤气在内地共有40个太阳能光伏发电项目和5个储能项目，共计300MW装机和100MWh储能规模，同时公司在中国内地27个省（市、区）取得436个燃气、热能和智慧能源等项目，较2019年406个提升7.39%；2020年中华煤气拥有内地燃气客户数目3181万户，同比提升6.8%，同时中华煤气在原有客户的基础上加大智慧能源及储能项目，客户资源禀赋优异。

三、纵向布局：

供应链协作构筑护城河

成本持续下探，商业化拐点显现。

储能系统主要包括电池组、储能变流器（PCS）、电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）和集装箱及舱内设备等，其中储能电池成本占比近60%，而磷酸铁锂电池以其低成本和高安全性成为储能电池首选。

受益于新能源汽技术进步叠加规模效应，动力电池价格在过去五年实现大幅下降，据鑫椤锂电数据，2021年二季度磷酸铁锂电池价格下探至0.5-0.6元/Wh，较2016年初的2.6元/Wh降幅超70%，随着锂电成本的快速下降与商业模式清晰，储能营利性逐步显现，规模化、商业化拐点到来。

（一）储能电池：

动力电池企业转化自身优势

相比于动力电池，储能电池更加考虑一致性、系统成本和使用寿命，大容量更加考验EMS性能。

储能电池与动力电池差异主要基于应用场景和使用目的的不同进而带来产品性能的差异。

应用场景方面：

动力电池主要应用于电动汽车，这就要求在安全的前提下对系统能量密度和充电速度有尽可能高的要求，以达到更为持久的续航能力、缩短充电时间。

而储能电池通常无需移动、使用空间巨大，对于能量密度要求较小，但却根据应用场景对充放电功率存在差异化要求。

电池容量方面，储能系统大容量对电池一致性、系统成本和使用寿命要求更高，更加考验电池管理系统和能量管理系统性能。

动力电池企业市场份额渐多，头部效应显著。

2016年储能电池供应商前十中动力电池企业仅宁德时代、国轩高科和中航锂电，装机规模较小，2020年动力电池前十新增力神电池、亿纬锂能和比亚迪，动力电池企业在储能市场份额占比进一步提升，规模化优势显著。

其中动力电池龙头宁德时代出货量从15MW提升至588MW，五年复合增速达108%。

（1）核心技术加速切入储能市场

全球动力电池厂商积极布局储能市场。

目前全球动力电池产能主要集中在中日韩企业，国内企业如宁德时代、亿纬锂能、国轩高科等通过卡位储能电池等关键节点把握核心技术；比亚迪依托完备工业体系优势率先切入海外市场，部分国家储能细分领域市场份额遥遥领先；派能科技聚焦家庭储能市场，2019年全球家用储能产品出货量排名第三，仅次于特斯拉和LG化学。

海外企业则受益于海外储能市场起步早、机制健全优势，率先完成储能产品研发布局。

核心技术助力动力电池企业树立储能领域优势。

从技术储备来看，宁德时代凭借在结构创新（CTP）和材料体系上完善的技术布局获得领先的全球竞争优势，比亚迪和国轩高科的技术优势主要体现在磷酸铁锂电池上，分别通过刀片和JTM等结构创新拓展磷酸铁锂应用范围，国轩高科同时承接科技部重点专项成功开发出300Wh/kg以上高镍软包电芯，而孚能科技则拥有先进的软包电池生产能力。

随着国内锂电产业链的快速壮大，本土电池企业逐渐加快技术整合。

磷酸铁锂电池以其低成本高安全性优势，已成为储能电池首选。

（2）储能电池技术持续创新

钠离子电池有望进一步下探储能电池成本。

在全球锂资源储量见顶和碳酸锂价格持续上行的背景下，钠离子电池有望与锂电池形成优势互补，灵活适配储能、低速交通工具等领域全场景的应用需求。

宁德时代首款钠离子电池正极材料采用普鲁士白和层状氧化物，容量可达到160mAh/g；负极材料选取客容量高、更易于钠离子脱嵌的硬碳材料；电池性能方面，电芯单体能量密度高达160Wh/kg；常温下充电15分钟，电量可达80%以上；低温性能优异，在-20°C低温环境中拥有90%以上的放电保持率，系统集成效率可达80%以上；产业链方面，预计2023年形成产业链布局，综合成本下降30-40%，有望进一步刺激储能需求拐点。

高循环次数间接降低度电成本，产业化瓶颈持续突破。

2020年1月，由宁德时代参与合资建设的国内规模最大的电网侧站房式锂电池储能电站——福建晋江储能电站试点项目一期（30MW/108MWh）顺利并网，该项目采用12000次超长循环寿命磷酸铁锂储能电池，远超3000-6000次的平均循环寿命，并为附近3个220kV重负荷的变电站提供调峰调频服务，平均日调频里程可达32000MW（15min平均调频里程333MW）。

长循环大规模储能电站投运将进一步环节新能源的消纳问题，为电网运行提供调峰、调频、需求响应等多种服务，实现电网削峰填谷，缓解高峰供电压力，为电网安全稳定运行提供支撑。

（二）储能变流器：

延续光伏逆变器品牌与渠道双壁垒

储能变流器关键在于实现交流与直流电的相互转换。

储能变流器是指在电化学储能系统中，连接于电池系统与电网（负荷）之间的实现电能双向转换的装置。

储能变流器由DC/AC双向变流器、控制单元等构成，控制单元通过接收控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充放电，实现对电网有功功率及无功功率调节。

同时PCS通过接口与电池管理系统（BMS）连接以获取电池组状态信息（SOC），确保电池正常运行。

从产品类型看，储能变流器主要分为光储一体机和非光储一体机两大类。

光伏逆变器企业依托技术同源优势，迅速切入储能变流器市场。

2020年国内储能变流器供应量实现大幅增长，前十名累计出货量达1.27GW，较2019年0.58GW大幅提升117.53%，市场需求扩大带动差异化竞争，2018-2020年前十名供应商中CR5占比分别为75.1%、74.9%、64.2%，行业集中度持续下滑。

阳光电源依托在光伏逆变器领域市占率优势，迅速切入储能变流器市场，2019年起国内储能变流器和系统集成供应市场份额持续保持第一；上海电气通过与国轩高科合作成立上海电气国轩新能源，面向大规模源网侧储能，2020年储能变流器与系统集成出货量实现大幅提升。

（1）逆变器具备轻资产高ROE属性

逆变器行业享受更高资产周转率，轻资产带来相对高ROE。

相对于上游光伏硅片企业和动力电池类企业，逆变器企业如阳光电源、锦浪科技、固德威拥有更高总资产周转率，2020年在0.76%-0.98%，阳光电源受重资产的光伏电站业务影响资产周转率略低，而光伏硅片、动力电池类企业设备类资产占比较大，资产周转率低于逆变器企业。

ROE方面，在权益乘数相对较低的情况下凭借高销售净利率与高资产周转率，逆变器行业ROE整体高于光伏组件企业和动力电池企业。

高资产周转率行业，资金壁垒相对较低，产能瓶颈较弱。

逆变器单GW投资额平均0.25亿元，单GW逆变器产值平均1.71亿元，单位投入产出比达6.95，远高于光伏电池和储能电池1.34和2.93的投入产出比。

相比之下光伏电池和储能电池单位投资额分别达4.91和3.00亿元。

同时逆变器企业产能弹性较大，在原材料供应充足的条件下可以通过增加生产班次提高出货量，2021年一季度阳光电源光伏、风电、储能变流器产能利用率分别达到118.15%、544.24%、1149.72%，产能硬性瓶颈较弱。

储能变流器盈利性高于光伏逆变器，海外高毛利率刺激国内企业加速出海。

目前阳光电源逆变器主要集中于大功率工商业市场，而锦浪科技和固德威则侧重于户用市场，价格与毛利率相对较高。

海外市场则由于定价机制、品牌定位、消费者认知等差异，对逆变器价格敏感度较低，价格与毛利率均显著高于国内；而国内市场受光伏行业政策和市场竞争环境影响，单价下降相对较快，毛利率进一步承压，刺激国内企业加速出海，抢占全球市场份额。

（2）有望延续光伏逆变器品牌与渠道壁垒

可融资性构筑逆变器品牌壁垒。

由于新能源电站需要大量投资，项目方融资需求较强，而逆变器等核心组件品牌直接决定项目方是否容易获得银行融资和无追索权贷款。

阳光电源凭借可靠的产品性能、完备的供应链体系和全球化快速响应优势，连续两年获得“全球最具融资价值逆变品牌”，具备100%品牌融资价值。

而高品牌价值一方面助力开发商获得更低的融资成本，利于提升客户粘性，另一方面助力企业进一步开拓市场，将逆变器优势延续到储能变流器行业。

销售网络全球化构筑渠道壁垒。

逆变器作为光伏电站关键设备，运行状态直接影响电站发电情况甚至电网电能质量，需要企业在故障时具备快速响应能力，具备全球化布局的逆变器企业优势凸显。

2020年以来国内龙头企业加速优化海外布局，服务网点遍布主要国家和地区。

面向未来，储能变流器有望借助传统逆变器渠道优势，配合产品性能和快速响应力迅速打开全球化市场空间。

（3）与龙头企业合作突破核心壁垒，提升市场认可度

全面升级全球营销服务体系，科士达携手宁德时代助力公司全球市场份额扩张。

相较于国内市场，海外成熟市场更加注重产品品牌、质量、可靠性及供应商售后服务能力，对逆变器等设备价格敏感度较低，海外销售价格及产品毛利率高于国内同类型产品，因此海外市场是全球各主流设备厂商争夺的战略重地。

而科士达依托数据中心UPS业务积累的电力电子转换技术，积极布局新能源光伏、储能、充电桩及光储充检业务，2020年科士达加大海外销售网点建设，加强与地区渠道商合作，有望借助宁德时代品牌效应实现逆变器核心壁垒的突破。

（三）电池管理系统：

向智能化、数字化迈进

电池管理系统（BMS）主要作用在于对电池状态进行检测。

原材料主要包括芯片、线束、继电器和机壳，由主控单元、从控单元、信息采集单元、信息传输及显示单元等组成。

基本工作原理为MCU采集传感器提供的电流、电压、温度等电池工作参数，从而对电池的工作情况进行分析，估算其剩余电量决定是否启动保护电路或进行均衡；同时电池工作状态可通过显示屏显示，也可以与互联网进行通信，从而实现远程监控。

在锂离子电池系统中，BMS需要对电池组进行数据监测和故障诊断，以便对电池进行动态管理，主要包括实现单体电池电压电流检测、电量计算、均衡管理等九大功能，其中电流电压、温度和单体电芯容量管理（SOC）直接决定电池组的寿命与安全性，是BMS的关键环节。

各类电池企业和电力电子领域技术深厚企业有望成为储能BMS供应商，被动均衡模式降低技术门槛。

动力电池BMS供应商主要包括三类，①整车厂等BMS终端用户，如特斯拉、通用、奔驰等；②电芯和PACK制造商，如松下、三星、宁德时代等；③电力电子领域技术深厚的专业BMS制造商，如华为、亿能电子、高特电子等。

而储能领域终端需求为客户，BMS供应则主要由各类电池企业与电力电子领域专业企业主导。

星云股份聚焦锂电检测，成熟BMS检测技术助力公司转向储能BMS研发。

2019年1月，星云股份与宁德时代合资设立福建时代星云科技有限公司，重点对大数据软件服务、储能用BMS、系统集成等进行研发和生产，星云股份依托成熟BMS检测技术布局BMS研发生产，有望继续延伸在BMS领域优势。

2020年7月，时代星云与国网时代（福建）和山西城市动力新能源有限公司共同签署协议，在大同共建储能装配制造基地、储充检一体化充换电场站示范基地，此外，公司参与国网时代（大同）热电储工程一期150MW/300MWh项目于近期开工，大型项目助推公司储能业务拓张。

2021年1月，星云股份定向增发募集资金4亿元，主要用于电池模组生产线、电池PACK生产线、大功率测试/检测设备、充电桩、储能变流器和UPS变流器等设备产线开发，宁德时代持股的福建闽东时代乡村认购星云股份定增的309.6万股股票，占发行后总股本的2.09%，合作关系进一步深入，此外星云股份在锂电池检测系统、锂电池智能制造设备、储能系统集成和充电基础设施领域的优势也将与宁德时代实现互补，共同完善产业链生态。

（四）系统集成：

贴近终端用户需求，向专业化、精细化发展

场景需求倒推定制化系统集成服务，市场集中度稳步提升。

目前储能系统主要以非标准化项目为主，在不同的应用场景下电芯选型、系统控制策略不尽相同，集成技术与市场需求倒逼设备供应商发力系统集成。

而为适应用户多样性需求、提升客户粘性，企业通常选择依托资源积累和自身优势，积极延伸业务范围向系统集成方向迈进。

根据CNESA数据，2018-2020年国内新增投运电化学储能项目系统集成商装机