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儲能行業(yè)2023年投資策略:未來已來

華安證券發(fā)布時間:2023-01-11 11:21:15  作者:尹沿技

  2.1.3 儲能電池下游市場

  大型儲能

  大型儲能裝機規(guī)模通常在 MWh 級以上,大電芯有望成為主流。大型儲能系統(tǒng)是推動 可再生能源大規(guī)模應用、建設新型電力系統(tǒng)的重要設施,可以起到調峰、調頻、備用容 量、平滑出力、緩解電網阻塞等作用,包括發(fā)電側、電網側儲能等,通常在幾十甚至上 百 MWh,使用的電芯以大容量方形電芯為主。在儲能應用中,280Ah 及以上的大容量電芯 能夠有效降低儲能系統(tǒng)成本,并降低集成難度,優(yōu)勢明顯,正逐步在電力儲能場景替代 原有的 50Ah 和 100Ah 電芯產品。 電力儲能大電芯發(fā)展趨勢明顯。需求側,大型電力儲能設施的業(yè)主和投資者對 280Ah 大電芯的關注度快速上升,華能、中國能建等業(yè)主方在其最新儲能電池招標中均要求單 體容量不低于 280Ah。供給側,自 2019 年寧德時代推出 280Ah 電芯以來,國內已超過 10 家電芯企業(yè)推出 280Ah 電池產品;海辰、中創(chuàng)新航等電芯廠商均加碼擴產 280Ah 電芯。

  戶用儲能

  與動力和大儲相比,戶用儲能對電芯技術的要求相對放寬。戶用場景對電池能量密 度等要求相對較低,影響用戶體驗的主要是產品整體設計,包括電池管理和全屋能源調 配等,對電芯性能的要求相對放寬,主要強調安全性和降本。 封裝路線尚無定型。戶用儲能系統(tǒng)規(guī)模在 10kWh 級別,大圓柱電池(單體容量 10Ah50Ah),方形(50Ah-300Ah),軟包(30Ah-80Ah)方案均有公司選用,目前戶儲采用的 電芯封裝路線并無定型。 小電芯或將成為戶儲主流。當前歐洲戶儲市場正經歷低壓向高壓系統(tǒng)的產品迭代。 高電壓平臺可降低電流,從而控制系統(tǒng)發(fā)熱量,提高放電效率。儲能系統(tǒng)容量不變的情 況下,高壓系統(tǒng)對應的電芯容量減小。例如,低壓平臺儲能電芯多為 100Ah,高壓平臺逐 漸向 50Ah 過渡。100Ah 以下小容量電池在戶用家儲領域仍有較長的應用生命周期。 目前我國主要儲能電池提供商多為動力電池制造商。根據 GGII 統(tǒng)計,2021 年國內 儲能電池出貨量 48GWh,其中電力儲能電池出貨量 29GWh,同比增長 339%;而根據全球 研究機構 EVTank 與伊維經濟研究院共 2021 年全球儲能電池出貨量 66.3GWh,同比增長 132.6%,電力系統(tǒng)儲能是主要增量貢獻。2021 年,全球市場中,儲能電池出貨量排名前 十位的中國儲能技術提供商,依次為:寧德時代、鵬輝能源、比亞迪、億緯動力、派能 科技、國軒高科、?;履茉?、中創(chuàng)新航、南都電源和中天科技。

  2.2 儲能變流器(PCS)

  儲能變流器(PCS)又稱儲能逆變器,是連接儲能電池系統(tǒng)和電網的雙向電流可控轉 換裝置,能夠在電網和儲能系統(tǒng)間精確快速地調節(jié)電壓、頻率、功率,實現(xiàn)恒功率恒流 充放電以及平滑波動性電源輸出。其不僅能滿足傳統(tǒng)并網變流器對直流電轉換為交流電 的逆變要求,還可滿足儲能系統(tǒng)“充電+放電”帶來的雙向變流需求,具有對電池充電和 放電功能,可用于光伏、風力發(fā)電功率平滑、削峰填谷、微型電網等多種場合。并網模 式下,在負荷低谷期,儲能變流器把電網的交流電整流成直流電給電池組充電,在負荷 高峰期,儲能變流器把電池組中的直流電逆變成交流電反送到電網中;離網模式下,儲 能變流器與主電網脫開,給本地的部分負荷提供滿足電網電能質量要求的電能。

  2.2.1 儲能變流器產業(yè)鏈及分類

  儲能變流器上游主要由 IGBT、印制電路板、電線電纜組成,儲能變流器中游為工頻 升壓型儲能變流器、高壓直掛型儲能變流器。儲能變流器下游為風光電站、光伏電站、 電網系統(tǒng)、變電站等。 儲能變流器上游原材料主要為 IGBT、電容、電阻、電抗器、PCB 等電力電子元器件、 機柜、機箱等結構件和其他輔材,上游行業(yè)市場競爭較為充分,除 IGBT 仍以進口為主外, 其他主要電力電子元器件基本實現(xiàn)國產化。結構件、輔助材料的成本主要為其材料成本, 主要受大宗商品價格波動影響。 目前,國內 IGBT 市場主要由英飛凌、三菱電機、富士電機等海外廠商占據,其中占 比最高的是英飛凌,為 15.9%。

  儲能變流器(PCS)按照電路拓撲結構和變壓器的配置方式可分為工頻升壓 型和高 壓直掛型。根據級數不同又可分為單級和雙級拓撲。 儲能變流器按輸出電壓又可以分為兩電平、三電平、多電平三類。三電平拓 撲結構 又可分為 I 型三電平和 T 型三電平。隨著電平數的增加,PCS 直流側的電壓等級和輸出 電能質量可以被進一步提高。 隨著直流電壓趨近 1,500V,行業(yè)主流拓撲結構多為三電平 拓撲結構。 工頻升壓型 PCS 根據級數又分為單級和雙級 PCS。單級結構簡單且效率高,但 電池 容量和電壓靈活性差。雙級 PCS 提高了電池容量和電壓靈活性,但成本 較高,控制相對 單級 PCS 更復雜,效率更低。中國現(xiàn)有大容量儲能系統(tǒng)多采用單級 PCS,而超大規(guī)模儲 能電站則采用鏈式結構的高壓直掛型 PCS。 按照應用場景的不同,PCS 可以分為儲能電站、集中式、工商業(yè)及戶用四大類,主 要區(qū)別是功率大小。

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