鉅大LARGE | 點擊量：1073次 | 2019年08月05日
2017-2018動力電池與儲能電池研究報告
近日，東方證券發(fā)布了電池行業(yè)報告，文中指出在電動汽車和儲能行業(yè)的帶動下，電池的需求在未來十幾年里將保持 25%以上的增速快速成長。隨著電動車滲透率的提高和儲能市場逐漸打開，動力電池未來仍有數(shù)十倍的成長空間。詳細(xì)內(nèi)容如下：
由于政府補貼將在2020年之后退出，市場對于新能源汽車的滲透率和動力電池需求存在疑慮。隨著鋰電池成本持續(xù)下降，新能源汽車作為消費品的性價比優(yōu)勢將逐步體現(xiàn)，滲透率持續(xù)提升，加上儲能行業(yè)即將突破，動力電池在未來十幾年內(nèi)的需求將維持25%以上的高復(fù)合增速。
在汽車電動化和儲能需求的推動下，2017年動力電池和儲能電池的出貨量達(dá)到73GWh，在鋰離子電池的出貨占比超過一半，當(dāng)前仍處于電動化的早期，電動車銷售占比剛剛突破1%，隨著電動車滲透率的提高和儲能市場逐漸打開，動力電池未來仍有數(shù)十倍的成長空間。
電動車與傳統(tǒng)燃油車性價比的優(yōu)劣是決定汽車電動化進(jìn)程的核心因素，當(dāng)前電動車的購臵成本和使用全成本（TCO）仍高于燃油車，因此行業(yè)處于補貼驅(qū)動階段。隨著電池成本持續(xù)降低，電動車將逐漸步入TCO平價階段和購臵車成本平價階段，同時，各國政策對于燃油車的環(huán)保要求日益嚴(yán)苛，將迫使傳統(tǒng)車企加大電動車的生產(chǎn)和銷售力度，電動車的滲透率有望快速提升。動力電池行業(yè)驅(qū)動力切換的內(nèi)因在于成本快速下降，電動車成本競爭力持續(xù)增強，外部原因在于產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整。
鋰電池在儲能市場的應(yīng)用空間隨其成本下降逐漸打開。儲能在電力系統(tǒng)中可扮演多種重要角色，包括調(diào)峰調(diào)頻、備用電源、削峰填谷等，預(yù)計未來十年全球復(fù)合增速可達(dá)40%以上。儲能成本的進(jìn)一步降低有賴于電池循環(huán)性能的提升，同時大規(guī)模儲能對于電池的安全性要求極高，因此該細(xì)分市場也將向頭部企業(yè)集中。
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汽車電動化是動力電池需求的主要來源
2017年全球新能源汽車銷量超過122.3萬輛，比2016年增長58%，推動全球新能源汽車銷量在全球汽車總銷量當(dāng)中的占比首次突破1%。2012 年以來，國內(nèi)外新能源汽車的產(chǎn)銷量持續(xù)高速增長，近五年來復(fù)合增速達(dá)到 54%。截至 2017 年底，全球累計新能源車銷量已接近 400 萬輛，占全球汽車保有量的 0.3%，其中中國新能源車?yán)塾嬩N量超過 160 萬輛，占全球累計總量的 42%，除中國以外的主要市場還包括美國、日本以及挪威、德國等歐洲國家，前十大消費國累計銷量占全球總量的 93%。
國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷量從2011年不足1萬輛增加到2017年近80萬輛，6年復(fù)合增速超過100%，2017年國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷量同比增長50%以上，2018年以來繼續(xù)保持高增長，前7個月國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷量雙雙突破45萬輛，同比增長近80%，占國內(nèi)汽車總銷量的比例達(dá)3%以上，汽車電動化的趨勢已經(jīng)明朗。
根據(jù)新能源汽車動力來源和續(xù)航里程的大小，電動車可分為輕混電動車(帶電量較少，主要功能是降低啟停油耗)、混合電動車(HEV)、插電式混合電動車(PHEV)和純電動車(BEV)。純電動車又可根據(jù)續(xù)航里程的長短分為低端(小于250km)、中端(250~380km)和高端電動車(380km以上)，純電動車的續(xù)航里程由汽車攜帶電量決定，一般而言，1kWh電量可以驅(qū)動汽車行駛5-7km。作為電動車動力的主要來源，動力電池是汽車電動化的最大獲利者。
受益于新能源汽車行業(yè)銷量的快速增長，動力電池的出貨量節(jié)節(jié)攀升，在鋰電池應(yīng)用中的占比快速上升。2017年全球鋰電池總出貨量達(dá)到148.1GWh，其中動力電池總出貨量達(dá)到62.35GWh，儲能電池的出貨量增速也很快，2017年儲能電池出貨量達(dá)到10.4GWh。2014年以來，動力電池和儲能電池的復(fù)合增速分別達(dá)到80%和77%，傳統(tǒng)消費類電池的復(fù)合增速僅有7%，鋰電池行業(yè)的新增需求將由動力電池和儲能電池主導(dǎo)。
新能源汽車驅(qū)動力切換，不改電池行業(yè)高成長性
1.性價比決定汽車電動化進(jìn)程，電池成本是關(guān)鍵推手
汽車作為大眾消費品，性價比是決定其技術(shù)路線的根本因素。與燃油車相比，電動車與傳統(tǒng)燃油車的區(qū)別主要包括以下方面：結(jié)構(gòu)上，電動車采用動力電池取代燃油發(fā)動機(jī)，并且簡化了燃油車的動力總成系統(tǒng)，成本的差別也來自于此；性能上，由于動力電池的能量密度較低，而且快充能力受限，電動車的續(xù)航里程和充電體驗較燃油車仍有劣勢，不過隨著電動車帶電量的增加，“里程焦慮”已大為緩解；成本上，由于動力電池成本仍然較高，電動車的購臵成本高于燃油車，同時電動車的使用成本更低，優(yōu)勢的多寡取決于年行駛距離以及油價/電價比。
我們構(gòu)建了模型研究不同車型的購臵成本和使用全成本（totalcostofownership,TCO）。在基準(zhǔn)條件下，普通燃油車的購臵成本為 19.6 萬元，同檔電動車的購臵成本為 24.6 萬元，電池成本為1500 元/kWh(含稅);運營壽命 8 年，每年行駛 15000 公里，車輛殘值分別為 6 萬元和 4 萬元。運營期間燃油車和電動車的 TCO 分別為 21.3 萬元和 24.8 萬元。相比而言，燃油車的購臵成本仍然更有競爭力，電動車的燃料成本在比較高的電價之下仍有明顯優(yōu)勢。
電池的成本對電動車的TCO和購臵價格都有非常明顯的影響，在其他因素不變的情況下，當(dāng)電池價格降至 900-1000 元/kWh 時，電動車的 TCO 基本與燃油車一致，普通乘用車消費者采購新能源汽車的積極性將加強，當(dāng)電池成本進(jìn)一步下降至 700 元/kWh 以下時，純電動車的購臵成本可與燃油車相競爭，其滲透率將進(jìn)入加速提升的階段。我們將電動車的發(fā)展階段劃分為“前TCO平價”階段、TCO平價階段和購臵成本平價階段。
在前TCO平價階段，由于成本仍然缺乏競爭力，電動車過去幾年的高速增長主要是由政策驅(qū)動，尤其是補貼政策的驅(qū)動，此時產(chǎn)業(yè)處于補貼驅(qū)動的時期；隨著電池成本的下降，電動車與燃油車的TCO不斷逼近，在部分應(yīng)用場景中電動車甚至已具備TCO成本優(yōu)勢，此時，采用一些非補貼的產(chǎn)業(yè)政策推高燃油車的使用成本，可以進(jìn)一步提升電動車的滲透率，此時行業(yè)由政策倒逼來驅(qū)動；一旦電池成本突破臨界點，電動車的購臵成本將占據(jù)優(yōu)勢，行業(yè)也將過渡到消費驅(qū)動階段。驅(qū)動力切換的內(nèi)因在于動力電池成本快速下降，電動車成本競爭力持續(xù)增強，外部原因在于產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整。
2. 補貼政策助力新能源汽車完成市場導(dǎo)入
盡管動力電池成本已從2009年1000$/kWh快速下降到目前150 ~ 170 $ / kWh，新能源汽車尤其是純電動車的購臵成本和使用全成本仍然遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)燃油車，根據(jù)BNEF的研究，2018年美國燃油小型車的成本約為18000美元，其中動力總成系統(tǒng)成本約5500美元，而電動車的電池系統(tǒng)與動力系統(tǒng)成本接近12000美元，因此截至目前最有效的政策仍以直接補貼為主—如中國對于各種車型的購臵補貼、美國對于銷量在20萬輛以下的車企給予每輛7500美元的稅收抵免—以縮小電動車和燃油車的成本差距。
在補貼等相關(guān)政策的驅(qū)動下，新能源汽車在全球的導(dǎo)入過程非常迅速，2012 年全球范圍內(nèi)新能源汽車的銷量占比僅有不到 0.2%，到 2017 年市場份額已上升至 1.26%。進(jìn)入 2018 年，全球新能源汽車?yán)^續(xù)保持大幅上漲的態(tài)勢。據(jù)統(tǒng)計，今年上半年全球電動汽車銷量達(dá)到 76 萬輛，同比增長69%，整體市場份額達(dá)到 1.6%。海外主要市場新能源車的滲透率呈加速提升的趨勢，上半年，歐洲電動汽車銷量同比增長 43%，注冊量達(dá) 18.5 萬輛，市場份額增至 2.2%，美國電動車銷量也突破 10 萬輛，達(dá)到 12.2 萬輛，其中 53%為純電動汽車，市場份額達(dá)到 1.4%，同比提升 0.3 個百分點。
中國新能源汽車的市場導(dǎo)入經(jīng)歷了三個階段，歷時十幾年。其中，2003-2008年為技術(shù)驗證與科技示范工程階段，標(biāo)志性事件是在北京奧運會上開展的全球最大規(guī)模的奧運會新能源汽車示范運行，共投入595輛節(jié)能與新能源汽車；第二階段為2009-2012年的第一期“十城千輛”新能源汽車推廣工程，在此期間在25個試點城市開展的新能源汽車規(guī)模化示范運行，總共推廣新能源汽車2.7萬輛；第三階段為2013-2015年的第二期“十城千輛”示范工程。
具體政策層面，2009 年國務(wù)院發(fā)布《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》，其中首次提出了“啟動國家節(jié)能和新能源汽車示范工程，由中央財政安排資金給予補貼”的政策指導(dǎo)意見。同年，財政部發(fā)布《關(guān)于開展節(jié)能和新能源汽車示范推廣試點工作的通知》，明確對試點城市公共服務(wù)領(lǐng)域購臵新能源汽車給予補助，公共領(lǐng)域新能源汽車補貼時代正式來臨。彼時，一輛純電動最高可拿到 6 萬元/輛的國補資金，插混(默認(rèn)為 40%節(jié)油率以上)一般也能拿到 5 萬元/輛的國補資金，純電動大巴的補貼更是高達(dá) 50 萬元/輛。
在強力的補貼刺激下，我國新能源汽車產(chǎn)銷規(guī)模節(jié)節(jié)攀升，2015年中國新能源汽車銷量達(dá)到33萬輛，在新增汽車銷售中的占比首次突破1%，在當(dāng)年全球銷售新能源汽車的占比超過50%。至此，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了不可逆轉(zhuǎn)的拐點，導(dǎo)入期基本結(jié)束。2017年我國新能源汽車的銷量已達(dá)汽車總銷量的2.6%，2018年前7月份該比例高達(dá)2.84%，中國新能源車的滲透率已走在世界前列。
3. 補貼退坡，限制性政策登場，行業(yè)驅(qū)動力悄然換擋
2017年全球范圍內(nèi)新能源汽車滲透率超過1%，同時動力電池的成本仍在快速下降，繼續(xù)維持之前的補貼激勵政策對于各國政府都是沉重的負(fù)擔(dān)。因此，全球范圍內(nèi)補貼政策退場已是大勢所趨，而在新能源車仍不具備成本競爭力的階段，對燃油車施加一定的限制性政策、推高其生產(chǎn)/使用成本將成為一段時期內(nèi)汽車電動化的主要驅(qū)動力。
國內(nèi)：補貼退坡，雙積分接棒
隨著電池價格持續(xù)下降，我國政府對于新能源汽車的補貼力度也在逐漸下調(diào)，自2009年施行補貼政策以來，純電動車補貼上限從6萬元/輛下調(diào)至5萬元/輛，對于里程的要求則從沒有硬性規(guī)定到400公里以上，如以度電補貼計，早期純電動車每kWh的補貼強度最高可達(dá)3000元，2018年的最新標(biāo)準(zhǔn)降至1200元/kWh以下，插電混合乘用車的補貼強度則從5萬元/輛降至2.2萬元/輛，2019年的補貼將在2016年基礎(chǔ)上再降40%，而按照規(guī)劃，2020年之后電動車的直接補貼將全部取消，屆時中國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)也將走完依靠補貼政策驅(qū)動的階段。
與此同時，盡管電池成本持續(xù)快速降低，但預(yù)計在 2025 年之前，電動車的成本競爭力仍居于劣勢。換擋階段，工信部推出雙積分政策，迫使傳統(tǒng)車企加大新能源汽車產(chǎn)量，提升新能源汽車的滲透率。2017 年 9 月 28 日，工信部、財政部、商務(wù)部、海關(guān)總署、質(zhì)檢總局等五部門聯(lián)合發(fā)布《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》，規(guī)定該辦法自 2018 年 4 月 1 日起施行，同時規(guī)定對暢通能源乘用車年度生產(chǎn)量或者進(jìn)口量達(dá)到 3 萬輛以上的企業(yè)，自 2019 年開始設(shè)定新能源汽車積分比例要求，這標(biāo)志著備受關(guān)注的雙積分政策正式落地。
根據(jù)雙積分政策的實施方案，NEV 正積分的企業(yè)可以通過交易新能源積分獲取額外收入，傳統(tǒng)車企面對積分不達(dá)標(biāo)的懲罰壓力，也有動力向電動車轉(zhuǎn)型。雙積分對于車企可以看成是一種隱性的成本，隨著這種法規(guī)成本越來越高，以至于會成為一種政策性的壁壘，這需要車企投入大量的資源和資金去跨越。初步估算，2020 年 NEV 積分比例達(dá)到 12%對應(yīng)當(dāng)年 200 萬輛的新能源汽車銷量。通過調(diào)整不同車型的分值、NEV 積分比例等方式，雙積分政策可以作為一項長效機(jī)制來推動新能源汽車銷售占比的提升。在當(dāng)前補貼仍未完全退出的情況下，各種約束政策的作用已逐漸顯現(xiàn)，預(yù)計 2020 年之后新能源汽車行業(yè)的主要推動力切換為約束性政策對于整車企業(yè)的倒逼作用。
國外：排放標(biāo)準(zhǔn)趨嚴(yán)提升燃油車成本
海外市場的補貼退坡進(jìn)程也在穩(wěn)步推進(jìn)。在美國市場，由于特斯拉電動車?yán)塾嬩N量已接近20萬輛的臨界值，購買電動車所享受的7500美元稅收抵免將削減一半至3750美元，并將在一年半之后全部取消補貼，其他銷量較大的車型如通用Bolt、日產(chǎn)聆風(fēng)也面臨補貼退坡的問題。
另一方面，持續(xù)提高燃油車的排放標(biāo)準(zhǔn)，推升燃油車的生產(chǎn)成本，也能從另一個角度縮小電動車與燃油車的成本差距。根據(jù)現(xiàn)有資料或趨勢判斷，到 2020 年全球主要市場的燃油車排放標(biāo)準(zhǔn)將提高到 100~120g/km，較 2010 年全球的排放標(biāo)準(zhǔn)降低 20%~40%，按照目前燃油車的技術(shù)水平，屆時多數(shù)傳統(tǒng)車企能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。
2020 年之后，排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步趨嚴(yán)，歐盟希望整車廠商 2020 年 1 月 1 日前將 CO 的排放量控制在 95g/km，每超出 1g 將對每臺車處以 95 歐元的高額罰款，并計劃到 2025 年將排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步降低到 78 個/km 以下。與此同時，燃油車為滿足要求額外需要投入的成本將快速提高，達(dá)到經(jīng)濟(jì)性瓶頸，據(jù) BCG 估計，假如 2025 年燃油車排放標(biāo)準(zhǔn)提高到 80~100g/km，將導(dǎo)致每輛燃油車成本上升 470~580 美元，屆時盡管新能源汽車的成本競爭力仍不充分，整車企業(yè)出于達(dá)標(biāo)的要求會考慮生產(chǎn)一定比例的新能源汽車。
隨著動力電池成本的進(jìn)一步降低，新能源汽車的使用成本和生產(chǎn)成本不斷接近甚至低于傳統(tǒng)燃油車，即實現(xiàn)使用全成本平價（TCO 平價）和生產(chǎn)成本平價（cost of production parity），電動車的驅(qū)動因素切換為市場競爭力。
在美國，整車廠商為滿足監(jiān)管要求，將燃油車輛的整體市場份額從 2020 年的 95%降至 2025 年的66%，同時推出更多 MHEV 和 BEV 車型。MHEV 具有相對低的制造成本，并且可以適用當(dāng)前的車輛平臺。BCG 預(yù)計 MHEV 在 2023 年的市場份額將擴(kuò)大到近 20%。之后，BEV 將成為最有效的解決方案;隨著電池成本的下降，它們的份額將從 2020 年的接近 2%迅速擴(kuò)大到 2025 年的 8%。
由于歐洲法規(guī)對 BEV 提供了倍增效應(yīng)，歐洲市場電動車的發(fā)展將呈現(xiàn)不同的軌跡，純電動汽車有望成為實現(xiàn)歐盟當(dāng)前和預(yù)計任務(wù)的最有效方式。雖然燃油車仍將繼續(xù)保持最大的市場份額，但預(yù)計BEV 的份額將從 2020年的 1%增加到 2025 年的 13%，而所有其他 xEV 的份額將從 5%上升到 18%。在此期間，汽油車和柴油車的份額將從 93%下降到 68%，柴油車的份額下降最快。
TCO趨于平價，細(xì)分市場有望不斷涌現(xiàn)
隨著動力電池成本的進(jìn)一步降低，新能源汽車的使用成本和生產(chǎn)成本不斷接近甚至低于傳統(tǒng)燃油車，即實現(xiàn)使用全成本平價(TCO 平價)和生產(chǎn)成本平價(cost of production parity)，電動車的驅(qū)動因素切換為市場競爭力。
對影響 TCO 的各項因素進(jìn)行敏感性分析，可以發(fā)現(xiàn)對 TCO 影響最顯著的因素主要是年運營里程和燃油價格。當(dāng)年運營里程增加一倍至 30000 公里/年時，兩種車的 TCO 接近，當(dāng)進(jìn)一步增加至45000 公里/年時，電動車的 TCO 將比燃油車低 4 萬元。燃油價格對于二者 TCO 的影響也比較明顯，當(dāng)油價從 7.5 元/升下降 20%時，燃油車的 TCO 優(yōu)勢將擴(kuò)大至 4.8 萬元，當(dāng)油價上升 20%時，燃油車的 TCO 優(yōu)勢將收窄至 2.2 萬元。
這個結(jié)果與 BCG 的研究成果相一致。BCG 的研究結(jié)論認(rèn)為，對汽車 TCO 影響最大的因素包括燃料價格、購臵價格、年運營里程。從全球范圍內(nèi)來看，按照使用全成本衡量，中國市場將率先成為電動車使用成本平價的區(qū)域市場。對于某些細(xì)分市場，如年行駛里程超過平均值的出租車、網(wǎng)約車等行業(yè)，使用電動車已經(jīng)更具經(jīng)濟(jì)性。
BCG 預(yù)計，2020-2025 年期間電動車將實現(xiàn) TCO 平價，到 2025 年純電動車的滲透率將達(dá) 6%，到 2027 年前后將實現(xiàn)生產(chǎn)成本平價，到 2030 年純電動車的滲透率將達(dá)到 14%。受此影響，2018-2020 年動力電池的復(fù)合增速超過 20%，2018-2030 年動力電池的復(fù)合增速將達(dá)到 29%，動力電池行業(yè)需求在未來十年中將呈現(xiàn)極高的成長性。
4. 生產(chǎn)者平價開啟消費驅(qū)動新時代
進(jìn)一步地，如要實現(xiàn)電動車加速替代，需要滿足的前提條件是電動車的生產(chǎn)成本低于同檔燃油車。據(jù)不同機(jī)構(gòu)估算，到2025-2030年間，動力電池的價格將降至50-70$/kWh，屆時電動車的生產(chǎn)成本將低于燃油車，新能源汽車真正邁入“生產(chǎn)者平價”階段，供需兩側(cè)都有動力推動汽車電動化加速發(fā)展。BCG預(yù)計到2025年，全球6%的汽車銷量由純電動車占據(jù)，到2030年該比例將提升到14%，Morgan Stanley的預(yù)測值分別為9%和16%，UBS則預(yù)測2025年純電動車和PHEV合計占比達(dá)到13.2%，到2040年以后各機(jī)構(gòu)一致認(rèn)為電動車將成為汽車市場的主要部分。
盡管各家機(jī)構(gòu)對于滲透率提升的速度預(yù)期有所不同，但即使按照最悲觀的假設(shè)，2025 年全球新能源汽車的年銷量也將數(shù)倍于 2017 年銷量，動力電池的需求量也將隨之成倍增長。據(jù)初步估算，假如 2025 年全球純電動車銷量占比達(dá)到 6%，PHEV 銷量占比達(dá)到 2%，按照 2 種車型帶電量分別為 55kWh 和 15kWh 計，2025 年動力電池需求量將超過 580GWh，到 2030 年總需求將超過1300GWh，2018-2030 年 12 年復(fù)合增速接近 30%。
對于中國市場而言，根據(jù)工信部等部門的規(guī)劃，到 2020 年國內(nèi)的新能源汽車保有量將達(dá)到 500 萬輛，當(dāng)年實現(xiàn)新能源汽車銷量 200 萬輛，占汽車年度銷量的 12%左右，假設(shè)新能源汽車平均帶電量為 45kWh，則2020年動力電池需求量將達(dá) 90GWh，對應(yīng)2018-2020年需求復(fù)合增速達(dá)到 33%。隨著電池成本的進(jìn)一步下降，新能源汽車的滲透率持續(xù)提升，假設(shè) 2025 年和 2030 年滲透率分別達(dá)到 15%和 20%，2020-2030 年電池需求量的復(fù)合增速將仍達(dá)到 20%以上。可以說，無論是國內(nèi)市場還是全球市場，動力電池行業(yè)都是成長空間和成長速度兼具的優(yōu)質(zhì)行業(yè)。
儲能：應(yīng)用前景無限，市場即將破曉
1. 應(yīng)用場景多元，需求空間廣闊
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)是由需求側(cè)決定的實時平衡系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)為典型的枝葉型結(jié)構(gòu)，分為“發(fā)電-輸電-配電-用電”等環(huán)節(jié)，由于當(dāng)前儲能成本仍然較高，儲能在電力系統(tǒng)所扮演的角色比較局限。近年來，隨著風(fēng)電、光伏等不穩(wěn)定電源的占比快速提升，以及越來越多的分布式電源從配網(wǎng)側(cè)接入，維持電網(wǎng)安全的挑戰(zhàn)越來越大，對于儲能的需求也日益迫切。
儲能的應(yīng)用場景非常多樣，在電力系統(tǒng)發(fā)輸配售四個環(huán)節(jié)均能發(fā)揮巨大的作用。在發(fā)電側(cè)，儲能主要用于可再生能源的移峰；在輸配電環(huán)節(jié)，儲能可以發(fā)揮區(qū)域調(diào)頻的功能，部分國家調(diào)頻市場開放，采取競價機(jī)制，電池儲能的參與度較高，但調(diào)頻市場的總?cè)萘坑邢蕖鴥?nèi)市場，儲能主要是通過輔助火電機(jī)組進(jìn)行調(diào)頻，提高火電調(diào)頻響應(yīng)速度;在用電側(cè)，儲能系統(tǒng)可以顯著提高供電的穩(wěn)定性，國外應(yīng)用研究表明：家庭用戶安裝光伏+儲能后，臨界重要負(fù)荷中斷的平均持續(xù)時間(SAIDI)、平均每位用戶的中斷次數(shù)(SAIFI)、未供電的重要負(fù)荷量(UCL)三項指標(biāo)獲得很大改進(jìn)，如果每家安裝儲能電池容量超過 5kwh，三項指標(biāo)幾乎為 0。
根據(jù) CNESA 全球儲能項目庫的不完全統(tǒng)計，截至 2017 年底，全球已投運儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模175.4GW，同比增長 4%。其中抽水蓄能的累計裝機(jī)規(guī)模占比最高為 96%，較上一年下降 1 個百分點;電化學(xué)儲能累計裝機(jī)規(guī)模為 2926.6MW，同比增長 45%，占比為 1.7%，較上一年增長 0.5個百分點。在各類電化學(xué)儲能技術(shù)中，鋰離子電池的累計裝機(jī)占比最大，超過 75%。2017 年，全球新增投運電化學(xué)儲能項目裝機(jī)規(guī)模為 914.1MW，同比增長 23%。新增規(guī)劃、在建的電化學(xué)儲能項目裝機(jī)規(guī)模為 3063.7MW，預(yù)計短期內(nèi)全球電化學(xué)儲能裝機(jī)規(guī)模還將保持高速增長。
截至 2017 年底，中國已投運儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模 28.9GW，同比增長 19%。抽水蓄能的累計裝機(jī)規(guī)模占比最大，接近 99%，但較上年有所下降。電化學(xué)儲能的累計裝機(jī)規(guī)模為 389.8MW，同比增長 45%，所占比重為 1.3%，較上一年增長 0.2 個百分點。在各類電化學(xué)儲能技術(shù)中，鋰離子電池的累計裝機(jī)占比最大，比重為 58%。2018 年上半年國內(nèi)新增鋰電池裝機(jī) 100.2MWh，同比增長133%。
應(yīng)用場景方面，2017 年全球新投運的電化學(xué)儲能項目中，33%應(yīng)用于集中式可再生能源并網(wǎng)，26%應(yīng)用于輔助服務(wù)領(lǐng)域，其他份額則流向電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)和用戶側(cè)的場景;國內(nèi)則以用戶側(cè)領(lǐng)域應(yīng)用為主，2017 年達(dá)到全部新增投運量的 59%，其次是集中式可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域，份額達(dá)到 25%，輔助服務(wù)的份額約 16%。
儲能行業(yè)有著巨大的市場前景。可再生能源并網(wǎng)方面，隨著并入配電網(wǎng)的分布式能源（光伏、風(fēng)電等）日益增加，既有電源與新并網(wǎng)的分布式電源之間的相互影響對于電網(wǎng)管理和運營而言構(gòu)成巨大的挑戰(zhàn)，由于分布式電源的穩(wěn)定性較差，其電網(wǎng)滲透率的進(jìn)一步提高將對電網(wǎng)的平衡增加額外成本，儲能系統(tǒng)在今后的電力系統(tǒng)中將扮演愈發(fā)重要的作用。近年來我國每年新增風(fēng)電、光伏裝機(jī)容量達(dá)到50GW以上，按照2小時配比，即存在100GWh的潛在需求空間。
調(diào)頻的儲能需求空間也比較大，國家電網(wǎng)中心專家表示，預(yù)計未來五年國內(nèi)儲能調(diào)頻裝機(jī)量將保持8%的年均增長率，每年僅調(diào)頻需求就達(dá) 2GW 左右。其他場景的應(yīng)用更加廣泛，以基站為例，中國鐵塔股份有限公司目前在全國范圍內(nèi)擁有近 200 萬座基站，備電需要約 44 GWh，60 萬座削峰填谷電站需要電池約 44 GWh，50 萬座新能源站需要電池約 48 GWh，合計需要電池約 136 GWh。此外，以存量站電池6年的更換周期計算，每年需要電池約 22.6 GWh;以每年新建基站10萬個計算，預(yù)計新增電站需要電池約 2.4 GWh，合計每年需要電池約 25 GWh。
2. 鋰電池儲能優(yōu)勢明顯，成本下降已接近臨界點
在新近發(fā)展的各項儲能技術(shù)中，鋰電池儲能在能量密度、功率密度、循環(huán)次數(shù)、成本等方面的綜合優(yōu)勢極為突出，也成為近年來新增儲能容量的最主要來源。2017年全球新增儲能電池容量914.1MWh，其中鋰離子電池占比達(dá)93%；國內(nèi)新增儲能電池容量100.4MWh，其中鋰離子電池占比達(dá)58.5%。
注：壓縮空氣儲能為 4 h 系統(tǒng);鉛炭電池為 8 h 系統(tǒng)，循環(huán)次數(shù)為 DOD 60%時的次數(shù)，適用的充放電倍率范圍為 0.2～1C;鋰離子電池包含磷酸鐵鋰電池、鈦酸鋰電池和鎳鈷錳酸鋰電池，為 2h 系統(tǒng)，循環(huán)次數(shù)為 DOD 80%時的次數(shù)，適用的充放電倍率范圍為 0.5～5C;液流電池為 5 h 系統(tǒng);鈉硫電池為 6 h 系統(tǒng)，循環(huán)次數(shù)為滿充滿放時的次數(shù)。
制約鋰離子電池進(jìn)一步大規(guī)模應(yīng)用的主要障礙在于其相對較高的成本。2010 年前后儲能系統(tǒng)的投資成本高達(dá) 11 元/kWh 以上，對應(yīng)的儲能度電成本(Levelized cost of energy storage, LCOS)超過 2 元/kWh，到 2017 年儲能電池的成本已降至 2 元/Wh 以下，加上 PCS 等全系統(tǒng)成本約 2.6 元/Wh，對應(yīng)的 LCOS 為 0.6 元/kWh，與我國的峰谷電價差接近，部分削峰填谷項目已初步具備經(jīng)濟(jì)性。
隨著電池系統(tǒng)成本的不斷下降，儲能的 LCOS 有望降至 0.3 元/kWh，在更多應(yīng)用場景都有使用價值，儲能系統(tǒng)容量也將進(jìn)入快速增長期。據(jù) BNEF 估計，到 2024 年全球電化學(xué)儲能電池容量將超過 81GWh，為 2016 年累計容量的 10 倍，10 年復(fù)合增長率達(dá) 38%。國內(nèi)方面，據(jù) CNESA 估計，到 2020 年我國儲能設(shè)備容量將達(dá)到 41.99GW，其中電化學(xué)儲能容量達(dá)到 1.78GW，達(dá)到 2017 年底電化學(xué)儲能累計裝機(jī)量的 4.5 倍，對應(yīng)新增鋰電池需求達(dá) 2.6~5GWh。
值得一提的是，當(dāng)前以磷酸鐵鋰、三元等新材料為主的動力電池，在儲能市場十分受歡迎。與傳統(tǒng)鉛酸電池相比，鋰電池具有更高的能量密度，以三元鋰電池為例，一臺 40 尺集裝箱可最多放臵4.8MWh 鋰電池，并且集成 HVAC、FFS、BMS、通訊保護(hù)等輔助單元。同時，相較于傳統(tǒng)的鉛酸電池，鋰電池對溫度適應(yīng)性更強，更適合戶外的儲能需求。此外，儲能電池還可以采用退役的動力電池梯次利用，降低成本的同時也能有效解決動力電池退役后的處理問題，成為國家鼓勵的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。
3. 長壽命和高安全性要求有利于集中度提升
汽車動力電池對于電池的功率和能量要求較高，而儲能電池則更偏重于安全和壽命等方面，而且在不同工況下對于產(chǎn)品性能也有不同的要求。總體而言，電池的安全、循環(huán)壽命和日歷壽命、價格和存儲效率等因素是儲能系統(tǒng)優(yōu)先考量的性能。
安全性方面，由于鋰電池儲能電站的電池容量較大，一個系統(tǒng)往往包括成千上萬個電芯，出現(xiàn)熱失控的概率更高，造成的后果也更加嚴(yán)重，一旦某個電池出現(xiàn)熱失控，很容易導(dǎo)致電池系統(tǒng)的整體失控，因此儲能系統(tǒng)對于鋰電池的安全性能有極高的要求。2017年年初以來，韓國的儲能項目共發(fā)生7起起火事故，共影響到78MWh的項目容量，占韓國所有項目容量的3%，2011年以來受起火事故影響的電廠級儲能項目數(shù)量達(dá)11個，發(fā)生事故的多個儲能系統(tǒng)都采用了同一廠家的鎳鈷錳三元電池。此外，為了實現(xiàn)儲能系統(tǒng)在整個壽命周期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性，儲能系統(tǒng)還必須保證幾千次的充放電循環(huán)和大于10年（甚至到20年）的壽命。
電池系統(tǒng)的安全性和壽命與材料路線和電池廠商的生產(chǎn)能力高度相關(guān)。技術(shù)方面，目前汽車動力電池已全面轉(zhuǎn)向鎳鈷錳三元體系，該體系的能量密度和工作電壓較高，但大規(guī)模集成存在爆炸風(fēng)險，而且循環(huán)壽命最多僅有 3000 次左右，并不能很好的滿足儲能需求。與此相比，磷酸鐵鋰電池則表現(xiàn)出非常好的穩(wěn)定性，即使在高達(dá) 300℃的溫度下都不會導(dǎo)致熱分解反應(yīng)，并在電池單體測試中表現(xiàn)出全面卓越的循環(huán)穩(wěn)定性，在整個壽命周期內(nèi)容量衰減都很低。將磷酸鐵鋰與鈦酸鋰(LFP-LTO)作為正負(fù)極材料的電池單體循環(huán)壽命甚至超過 20000 次，預(yù)計隨著鋰電池儲能應(yīng)用規(guī)模的日益擴(kuò)大，安全性相對更高的磷酸鐵鋰電池有望得到更廣泛的應(yīng)用。
生產(chǎn)能力方面，儲能電池的安全隱患主要來自生產(chǎn)過程中各種誤差的累積，提升安全性主要依賴廠商對于產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過程一致性的把控。儲能對于安全性的高要求更有利于一線技術(shù)實力有優(yōu)勢的企業(yè)，預(yù)計該領(lǐng)域的市場份額將會比較集中。
總結(jié)：市場空間大，競爭格局好，龍頭及其產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)前景光明
在電動車和儲能行業(yè)的帶動下，動力電池的需求在未來十幾年里將保持 25%以上的增速快速成長。在電池成本下降和產(chǎn)業(yè)政策變化的雙重作用下，新能源汽車的推廣將經(jīng)歷補貼政策驅(qū)動、燃油約束性政策倒逼以及經(jīng)濟(jì)性驅(qū)動三個階段，目前補貼政策即將退坡，但在對燃油車的限制政策下，新能源汽車滲透率提升的速度不會放緩，預(yù)計到 2025 年和 2030 年純電動車的滲透率將達(dá)到6%和 14%以上，汽車動力電池 2025 年和 2030 年的年需求量將達(dá) 580GWh 和 1300GWh 以上，動力電池未來十幾年復(fù)合增速超過 25%。
儲能市場也將快速增長。由于鋰離子電池儲能在功率和能量密度以及循環(huán)壽命等方面的優(yōu)勢，鋰電池儲能已經(jīng)成為最主流的電化學(xué)儲能應(yīng)用形式。目前的儲能成本已在調(diào)頻等部分細(xì)分市場具備經(jīng)濟(jì)性，隨著電池成本的下降以及循環(huán)壽命的提升，儲能成本將在更多場景中具有應(yīng)用價值，預(yù)計到2025 年之前儲能需求的復(fù)合增速將接近 40%，到 2025 年累計容量超過 80GWh。此外，由于儲能電池對于循環(huán)壽命和安全性方面的苛刻要求，預(yù)計儲能市場的份額將高度集中。
鋰電池需求的持續(xù)快速成長利好電池龍頭企業(yè)及其產(chǎn)業(yè)鏈配套企業(yè)。電池環(huán)節(jié)建議關(guān)注鋰電池龍頭寧德時代，寧德時代經(jīng)營業(yè)務(wù)包括動力電池及系統(tǒng)、儲能電池系統(tǒng)以及鋰電池回收三大板塊，并且是2017年全球出貨量最大的動力電池廠商，當(dāng)年全國市占率達(dá)到29%，2018年上半年進(jìn)一步增加至40%以上，公司在三元電池技術(shù)優(yōu)勢較大，有望充分享受汽車電動化和儲能市場爆發(fā)的紅利。
