研究报告全文：证券研究报告证券研究报告储能行业东风已至五大高景气储能设备成长赛道未来可期华安机械张帆S00105220700032023年1月12日敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告目录1电化学储能系统集成介绍2电池-储能系统成本核心3储能变流器-储能系统技术壁垒4管理系统-储能系统信息交互中心5温控系统-储能系统效率保证6消防系统-储能系统安全保证7储能系统集成思考敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告01电化学储能系统集成介绍敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告11新型储能技术介绍图12022年新型储能技术对比度电成本新型储能技术路线具有多样化技术类别项目功率规模放电时长响应时间综合效率循环寿命次功率型应用容量型应用技术成熟度特征多种新型储能技术正逐元kWh步从示范试验走向商业化应用抽水储能百MW以上1-24hmin级70-8015000-25000不适合完全适合成熟021-025压缩空气储几十-几百在电力系统各个环节发挥重要1-24hmin级65-7515000-25000不适合完全适合商业化早期020-024能MW作用全钒液流电kW-百MWm-hms级65-755000-15000不适合完全适合商业化早期07-10池从目前的现状来看锂电池储kW-百MW以氢储能NANA30-50NANA完全适合开发阶段50-80元kg能在规模化发展的新型储能中上占据绝对主导地位92-127元飞轮储能kW-几十MWs-30minms级9010000完全适合不适合商业化早期MW对比目前抽水储能度电成本超级电容储127-173kW-几十MWs-mms级70-9510000完全适合不适合开发阶段目前主流的电化学锂电池储能能元MW度电成本降低空间大储能系铅酸铅碳kW-几十MWm-hms级50-85300-1500适合完全适合成熟05-07统降本需求旺盛电池锂电池kW-几百MWm-hms级85-956000-10000完全适合完全适合成熟06-08钠离子电池kW-几十MWm-hms级803000或更高完全适合完全适合开发阶段09-12资料来源电力规划设计总院华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所4证券研究报告12电池储能系统介绍电池储能系统是一种由蓄电池和并联电压型变流器构图2储能电池系统组成成的能量存储系统具备快速调节与交流系统间交换输出或吸收功率有功或无功的能力电池根据实际应用电池储能系统主要包含电池储能变流电池管理系统器PCS温控系统消防系统以及管理控制系统和其他软硬件系统储能变流器不同于动力电池系统储能电池系统在一体化标准化能量管理系统等技术方面存在很大优化空间长寿命多循环高安全低成本是未来的发展趋势特别是长时储能亟待发温控系统展电池储能系统消防系统其他软硬件系统资料来源阳光电源官网华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所5证券研究报告12电池储能系统介绍图3储能电池系统成本占比我们根据行业储能系统报价推算储能系统中成本占比情况电池占比约60储能变流器PCS占比其余能量管理系统约20温控系统占比约5储能消防系统和能量112管理系统各占比2左右温控系统5储能系统中电池占比最高成为成本核心也是消防系统2系统降本的重要因素电池PCS6020电池PCS消防系统温控系统能量管理系统其余注PCS的成本占比单独储能变流器占比10加上变压器等设备的成本整体PCS系统成本占比约20资料来源华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所6证券研究报告13电池储能系统未来增长趋势根据CNESA统计全球新增装机量方面从2021年新增7GW预计到2025年全球新增413GW复合增长率5585中国新增装机量方面从2021年新增18GW预计到2025年新增233GW复合增长率8968图4全球储能新增装机量趋势图5中国储能新增装机量趋势252500045300002334132277840270002500020200003529320000166671443015150002515000104292017810000101000010000727500143156207646159500061814286489440965500010-216272448161837470000606220352912500407100000000-500020182019202020212022E2023E2024E2025E20152016201720182019202020212022E2023E2024E2025E中国储能系统新增装机量GW同比增长全球储能系统新增装机量GW同比增长注CNESA华安证券研究所整理注CNESA华安证券研究所整理资料来源CNESA华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所7证券研究报告13电池储能系统未来增长趋势根据CNESA统计2021年中国储能累计装机量为195GW全球储能累计装机量为2035GW根据目前储能系统的市场价格约为15元wh以及PCS成本占比10我们测算2023年储能累计装机量将达到326GW储能系统国内市场规模将达近千亿元图6全球储能新增装机量趋势时间全球累计储能装机量GW中国储能累计装机量GW20212035195202221782542023E23563262024E26494702025E3062703资料来源CNESA华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所8证券研究报告13电池储能系统未来增长趋势图7储能十四五期间的发展趋势2021年国家发展改革委国家能源局联合印发的关于加快推动新型储能发展的指导意见提出到2025年实现新型储能装机规模达到3000新型电力系统稳步建设万千瓦以上的目标未来3-4年的装机总量超过之政策支持力度加大前近10年的总增长量储能未来商业化规模化应用大发展东风将至根据国家十四五规划储能的未来发展趋势往商市场机制深入探讨业化规模化的方向发展多领域融合逐步渗透资料来源CNESA华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所9证券研究报告14电池储能系统政策加持电化学储能相关国家法律法规政策已经陆续颁布在接下来政策的指引下储能行业将迎来大规模发展图82022年国家颁布的储能相关政策法律法规政策内容颁布部门时间重点内容新型储能可作为独立储能参与电力市场鼓励配建新型储能与所属电源联合关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用参与电力市场加快推动独立储能参与电力市场配合电网调峰充分发挥独立能源局发改委2022年6月的通知储能技术优势提供辅助服务优化储能调度运行机制进一步支持用户侧储能发展建立电网侧储能价格机制加强技术支持开展电化学储能电站的电池及其管理系统等到货抽检应当委托具备储能专业检测检验资质的机构定期开展电池系统健康状态的评估和检查规范关于加强电化学储能电站安全管理的通知能源局2022年4月电站电池的退役管理定期组织开展电解液泄漏处置电池热失控火灾等应急演练等落实十四五新型储能发展实施方案跟踪评估首批科技创新储能试点2022年能源工作指导意见能源局2022年3月示范项目围绕不同技术应用场景和重点区域实施试点示范研究建立大型风电光伏基地配套储能建设运行机制该方案指出到2025年新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段具备大规模商业化应用条件2030年新型储能全面市场化发展开展钠离子电池新型锂离子电池铅十四五新型储能发展实施方案能源局发改委2022年2月炭电池液流电池压缩空气氢氨储能热冷储能等关键核心技术装备和集成优化设计研究集中攻关超导超级电容等储能技术研发储备液态金属电池固态锂离子电池金属空气电池等新一代高能量密度储能技术该规范进一步明确了锂离子电池行业的产业布局及项目设立的相关要求锂离子电池行业规范条件2021年本工信部2021年12月规范了工艺技术质量管理和产品性能的量化指标并对安全和管理资源综合利用和生态环境保护卫生和社会责任监督和管理提出具体要求资料来源工信部华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所10证券研究报告15储能行情复盘图9储能885921TI行情复盘收盘价元25002000150010002021年4月21日国家发改委和国家2021年12月开始跟2022年4月多地2022年8月大盘回调能源局联合发布了关于加快推动新随大盘整体回调响应十四五能源规受疫情影响以及上半年型储能发展的指导意见征求意见划颁布光储一体经济水平未达预期整500稿政策推动储能行情上涨化以及强制配储等体下调政策02021-04-232021-07-082021-09-162021-12-062022-02-222022-05-102022-07-202022-09-292022-12-15资料来源iFinD华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所11证券研究报告目录1电化学储能系统集成介绍2电池-储能系统成本核心3储能变流器-储能系统技术壁垒4管理系统-储能系统信息交互中心5温控系统-储能系统效率保证6消防系统-储能系统安全保证7储能系统集成思考敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告02电池-储能系统成本核心敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告21储能电池产业介绍电池储能是通过电池电化学技术存储能量常用的电池包括锂电池铅蓄电池钠电池液流电池等电池储能作为电能存储的重要方式具有功率和能量可根据不同应用需求灵活配置响应速度快不受地理资源等外部条件的限制适合大规模应用和批量生产等优势使得电池储能在新能源领域有着不可替代的地位图10储能电池产业链图11280AH方形磷酸铁锂电芯图钠电池正负极材料电解液隔膜铅蓄电池铅冶炼锂电池正负极材料电池电解液隔膜燃料电池催化剂气体扩散层膜电极组件双极板钒液流电池钒材料离子交换膜注光伏盒子华安证券研究所整理注海辰新能源官网华安证券研究所整理资料来源光伏盒子公众号海辰新能源官网华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所14证券研究报告22电池在储能系统中的应用情况图12电池储能系统在电网的应用根据工信部最新统计全行业持续深化创新先进三元电池磷酸铁锂电池单体能量密度分别平均达到280Whkg170Whkg骨干企业电池系统循环寿命超过5000次锂电产品安全标准体系加快完善电能储能系统用锂蓄电池和电池组安全要求等安全强标正式立项相关公共服务平台不断建立健全储能系统在电网的应用目前也逐步完善根据目前市场的统计储能系统中电池成本占比约为60成为储能系统中的成本核心完整的储能系统集成在新型电力系统中逐步形成了源-电-荷-储一体化的应用模式保证了储能削峰填谷新能源消纳等作用很好的发挥注晶科能源官网华安证券研究所整理资料来源工信部华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所15证券研究报告23储能锂电池产业链体系成熟锂电池经过几十年的发展革新储能电池逐步形成从上游电池正负极材料电解液隔膜到电芯电池PACK以及电池簇到下游储能电池系统集成的完整产业链1锂电池正负极材料目前正极材料主要以钴酸锂LCO锰酸锂LMO磷酸铁锂LFP三元NCMNCA为技术路径其中磷酸铁锂由于其自身安全性能以及循环性能良好的优势主要应用于储能电池的应用负极材料主要包括人造石墨天然石墨为主其中目前主流的负极材料是人造石墨2锂电池电解液在锂电池中起到正负极之间离子传导的作用是电池性能保证的关键因素目前主要以电解质锂盐和有机溶剂为主3锂电池隔膜主要是分隔电池正负极材料防止电池短路提高离子扩散性的作用一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜随着目前上游原材料价格的提升锂电池降本的趋势逐渐明朗根据目前市场情况储能锂电芯的价格目前维持在08元kwh左右降本空间大图13储能电芯价格拆分单位用量吨GWh单价万元吨单位成本元Wh正极材料220027140597负极材料14004760067电解液8009650077隔膜1400万平方米GWh255元平方米0036总计0777资料来源蜂巢能源2022年招股说明书华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所16证券研究报告24储能锂电池建议关注公司在政策的加持下众多电池企业逐步布局储能领域其中具有代表性的宁德时代亿纬锂能等都在自身的产业优势基础上逐步加大储能领域的布局以确保十四五期间形成商业化规模化的储能市场图14国内锂电池建议关注公司EPS元PE倍股价公司代码元2021A2022E2023E2024E2021A2022E2023E2024E投资评级派能科技688063SH314682046811524214515411461920651467未评级宁德时代300750SZ433506521152179724166646376424131795未评级比亚迪002594SZ27730105488863125126509568532132218未评级亿纬锂能300014SZ84851421673224845962507426391752未评级海辰新能源未上市未评级南都电源300068SZ2346-158084111176-1481281021231331未评级国轩高科002074SZ3065006025101151535111242430412034未评级赣锋锂业002460SZ7313259948102811352821771711644未评级欣旺达300207SZ22150490591301754505375217091262未评级注截止至2023年1月12日收盘资料来源iFinD华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所17证券研究报告25钠离子电池蓄势待发储能系统的初始投资成本高是制约储能商业化规模化应用的主要因素因此减少设备数量和建设成本结合大容量电芯的使用可以有效的降低初始投资成本随之带动着储能技术往大容量系统精细化等方向发展目前电芯成本是储能系统成本占比最高的因素市场上逐步出现成本相对低原材料丰富的钠离子电池成为大家的关注重心根据各公司公布的投产计划2023年钠电池产能将达到GWh级别因其高循环次数低能量密度的特性本身适用于长时储能的要求未来钠电池在储能领域的应用将得到充足的发挥图15储能电池技术发展趋势图16锂电池和钠电池对比电池技术趋势优点难点对比内容钠电池锂电池能量电压功率提升全球分布资源丰富成本资源对比75在美洲资源有限大容量成本降低呼应光伏电芯膨胀散热性差低系统必须选择成本高的负极材料能量调度精确智能集流体正负极材料可以选择成本低廉的铝箔系统管理精细化控制逻辑复杂铜箔化可使用分解电势更低的电解电解质高纯度的有机溶剂液冷冷却效果好成本高质盐和溶剂选择范围宽系统集成化控制简单安装方便电池标准化困难锂电子和电解液存在不稳定安全性钠离子稳定安全性高性能量密度循环寿命钠离子电池成本低差性能发展缓慢能量密度低产业成熟能量密度高注优望咨询公众号华安证券研究所整理注中科海钠官网华安证券研究所整理资料来源优望咨询公众号中科海钠官网华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所18证券研究报告25钠离子电池蓄势待发图17钠离子电池原理从电池材料来看碳酸钠价格远低于碳酸锂根据目前行业材料价格水平我们预估钠电池电芯价格目前可以比锂电池低01-02元wh未来在技术的不断革新推动下钠电池的成本将有大幅度下降根据目前锂电芯08元wh的价格水平钠电池将有望突破低于05元wh这对于储能系统整体成本将有一个很大幅度的降本促进作用随着未来储能市场的爆发钠电池将会有一个爆发期从储能项目度电成本来看度电成本LCOS电力损耗运维成本装机成本循环次数参考目前成熟的抽水储能度电成本021-025元kWh我们假设电力损耗和运维成本基本保持不变储能系统装机成本和储能电池循环次数决定了储能度电成本的水平根据目前市场上1500元kWh的储能系统价格主流的6000次循环寿命的锂电池装机成本循环次数025元kWh钠电池在系统价格可以降低300元kWh约为900元kWh循环次数可达10000次装机成本循环次数009元kWh那么钠电池储能系统的度电成本在锂电池的目前06-08元kWh的基础上最低可达到约04元kWh在此基础上钠储能系统将得到蓬勃发展极大程度上缩短了储能系统降本的时间成本资料来源中科海钠官网华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所19证券研究报告25钠离子电池蓄势待发从目前各公司公布的产量数据2023年将是钠电池蓬勃发展元年总计钠离子电池产能将达到GWh级别开启规模化应用也随之带动在储能系统的实际应用图18钠离子电池2023年产线规划情况不完全统计公司钠电池产线计划传艺科技2023年规划45GWh产线建设完成蜂巢能源二代钠离子电池研发中2023年一季度完成设计定型四季度完成钠离子电池开发中科海钠3-5GWh产线建设完成孚能科技计划2023年全面进入产业化阶段宁德时代2023年推出钠离子电池量产计划普利特控股子公司实施13GWh钠电池产能扩建建设期7个月预计2023年下半年完成资料来源各公司公告华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明华安证券研究所20