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2022年新能源行業(yè)研究報(bào)告
發(fā)布時(shí)間:2022-03-26 來源:中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會(huì)     分享到:

   這里所稱新能源重點(diǎn)是指風(fēng)電、光伏與光熱、核電、儲(chǔ)能、生物質(zhì)能源。截至 2020 年底,我國(guó)全口徑發(fā)電裝機(jī)容量 22.0 億千瓦,同比增長(zhǎng) 9.6%。

1.開啟能源產(chǎn)業(yè)革命新征程

1980 年(庚申年)聯(lián)合國(guó)召開的“聯(lián)合國(guó)新能源和可再生能源會(huì)議” 對(duì)新能源的定義為:以新技術(shù)和新材料為基礎(chǔ),使傳統(tǒng)的可再生能源得到現(xiàn)代化的開發(fā)和利用,用取之不盡、周而復(fù)始的可再生能源取代資源有限、對(duì)環(huán)境有污染的化石能源,重點(diǎn)開發(fā)太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、潮汐能、地?zé)崮?、氫能和核能(原子能)?006 年后,中國(guó)成為世界 CO2 第一排放大國(guó)。2019 年,世界 CO 2 排放量排在前六位的國(guó)家和地區(qū)分別是:中國(guó) 98.26 億噸、美國(guó) 49.65 億噸、歐盟 41.11 億噸、印度 24.80 億噸、俄羅斯 15.33 億噸和日本 11.23 億噸。據(jù)此計(jì)算,中國(guó)的碳排放總量已經(jīng)超過美國(guó)和歐盟的總和,即將達(dá)到美國(guó)、歐盟和日本的總和,但還未到達(dá)峰值。2019 年,中國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,煤炭、石油、天然氣、可再生能源(包括水電)和核電的比例分別為 57.6%、19.7%、7.8%、12.7%、 2.2%。

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全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織預(yù)測(cè),2060 年全社會(huì)用電量將達(dá) 17 萬(wàn)億千瓦時(shí),人均用電量達(dá)到 12700 千瓦時(shí),清潔能源和新能源裝機(jī)占比將達(dá) 90%以上。12 月 12 日,在氣候雄心峰會(huì)上宣布“到 2030 年,中國(guó)單位國(guó) 內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比 2005 年下降 65%以上,非化石能源占一次 能源消費(fèi)比重將達(dá)到 25%左右,森林蓄積量將比 2005 年增加 60 億立方 米,風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到 12 億千瓦以上”。據(jù)此目標(biāo), 未來十年我國(guó)風(fēng)電、光伏年均新增裝機(jī)將超過 6600 萬(wàn)千瓦,水電和核電 也將迎來新的發(fā)展機(jī)遇。

中國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)決定了能源使用量巨大,單位 GDP 能耗遠(yuǎn)高于世界平均水平。構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的能源結(jié)構(gòu)是我國(guó)當(dāng)前高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)的必選之路。發(fā)展新能源替代、實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型、降低化石燃料排碳量,成為我國(guó)“十四五”時(shí)期的重要能源戰(zhàn)略。為此,必須加大水、風(fēng)、光、核、生物質(zhì)等清潔能源與新能源開發(fā)力度,推動(dòng)清潔和新電能全面消納,逐漸替代煤、油、氣等化石能源成為終端能源消費(fèi)的核心載體。清潔能源重點(diǎn)以水電為主體,這里所稱新能源重點(diǎn)是指風(fēng)電、光伏與光熱、核電、儲(chǔ)能、生物質(zhì)能源。截至 2020 年底,我國(guó)全口徑發(fā)電裝機(jī)容量 22.0 億千瓦,同比增長(zhǎng) 9.6%。

其中,化石能源發(fā)電 12.5 億千瓦、水電 3.7 億千瓦、并網(wǎng)風(fēng)電 2.8 億千瓦、并網(wǎng)太陽(yáng)能發(fā)電 2.5 億千瓦、核電 4,989 萬(wàn)千瓦?;茉窗l(fā)電裝機(jī)容量中,煤電裝機(jī) 10.8 億千瓦、氣電 1.0 億千瓦。非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量占總裝容量達(dá) 43%?;?2030 年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到 25%的總量目標(biāo),到2030年我國(guó)電源裝機(jī)總量將增長(zhǎng)至38億千瓦,水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、核電和生物質(zhì)及其他發(fā)電裝機(jī)占比將達(dá)到 68%。未來十年清潔能源裝機(jī)將增加約 16 億千瓦,從 2020 年到 2030 年復(fù)合增長(zhǎng)率為 10.5%??梢姀氖奈鍟r(shí)期開始,風(fēng)電、光伏與光熱、核電、儲(chǔ)能、 生物質(zhì)能等細(xì)分能源行業(yè)將進(jìn)入高速增長(zhǎng)階段,新能源產(chǎn)業(yè)革命新的征程已經(jīng)啟航。

2.光伏:政策、技術(shù)與需求共振催動(dòng)進(jìn)入高景氣周期

2.1 雙碳背景下政策驅(qū)動(dòng)光伏行業(yè)進(jìn)入景氣周期

為應(yīng)對(duì)全球氣候變暖,多國(guó)承諾將全球氣溫上升限制在 1.5°C。IEA 署長(zhǎng) Fatih Birol 提到,由此制定的"凈零"路線圖中要求,到 2030 年, 全球太陽(yáng)能光伏發(fā)電新增裝機(jī)達(dá)到 630GW,相當(dāng)于每天安裝一個(gè)現(xiàn)有最大 的太陽(yáng)能電站的規(guī)模。這樣到 2030 年,實(shí)現(xiàn)全球能源效率平均每年可提高 4%,約為過去 20 年平均水平的 3 倍。其中,到 2050 年,全球發(fā)電總量的近 20%來自太陽(yáng)能光伏和風(fēng)能。

投資規(guī)模方面,根據(jù)與國(guó)際貨幣基金組織(IMF)的聯(lián)合分析,到 2030 年,年度能源總投資將激增至 5 萬(wàn)億美元,每年為全球 GDP 增長(zhǎng)額外增加 0.4 個(gè)百分點(diǎn)。在清潔能源以及工程、制造和建筑行業(yè)中創(chuàng)造了數(shù)百萬(wàn)個(gè) 就業(yè)機(jī)會(huì)。

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光伏產(chǎn)業(yè)是半導(dǎo)體技術(shù)與新能源需求相結(jié)合而衍生的產(chǎn)業(yè)。大力發(fā)展 光伏產(chǎn)業(yè),對(duì)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、促進(jìn)生態(tài)文明建 設(shè)具有重要意義。我國(guó)已將光伏產(chǎn)業(yè)列為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,在產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)和市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)的雙重作用下,全國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展,已經(jīng)成為我國(guó)為數(shù)不多可參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)并取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)。

目前我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)在制造業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平、應(yīng)用市場(chǎng)拓展、 產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)等方面均位居全球前列。國(guó)家能源局新能源與可再生能源司副處長(zhǎng)孔濤提到,“十四五”期間光伏發(fā)電發(fā)展將進(jìn)入一個(gè)新階段,光伏發(fā)電年均裝機(jī)規(guī)模將大幅度的提升,裝機(jī)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。光伏發(fā)電在能源消費(fèi)中的占比將持續(xù)提升,光伏發(fā)展將進(jìn)入平價(jià)階段,擺脫對(duì)財(cái)政補(bǔ)貼的依賴,實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化發(fā)展、競(jìng)爭(zhēng)化發(fā)展。

按照“3060 雙碳”戰(zhàn)略,實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),我國(guó)一次能源消費(fèi)中的 清潔能源占比將大幅提升。根據(jù)清華能源轉(zhuǎn)型中心何繼江估算,我國(guó)光伏 裝機(jī)容量需求在實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)時(shí)人均光伏大約為 5~10 千瓦,需要 約 85.8 億千瓦光伏資源量。疊加“十四五”將通過加快構(gòu)建以新能源為 主體的新型電力系統(tǒng)提升光伏發(fā)電消納和存儲(chǔ)能力,既實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電大規(guī) 模開發(fā),也實(shí)現(xiàn)高水平的消納利用,同時(shí)更加有力的保障電力可靠穩(wěn)定供 應(yīng),實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量躍升發(fā)展。

2.2 全面平價(jià)時(shí)代,光伏市場(chǎng)快速增長(zhǎng)

光伏發(fā)電在很多國(guó)家已成為清潔、低碳、同時(shí)具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)的能源形式,發(fā)電成本快速下降推動(dòng)光伏發(fā)電進(jìn)入“平價(jià)時(shí)代”。從發(fā)電成本 角度看,根據(jù)國(guó)際可再生能源署(IRENA)的統(tǒng)計(jì),自 2010-2020 的十年時(shí) 間里,在生產(chǎn)成本大幅下降和技術(shù)快速進(jìn)步驅(qū)動(dòng)下,全球光伏發(fā)電加權(quán)平 均 LCOE(平準(zhǔn)化度電成本)已從 38.1 美分/kWh 下降至 5.7 美分/kWh, 降幅高達(dá) 85.0%。而同期水力發(fā)電 LCOE 則上升至 4.4 美分/kWh,海上 風(fēng)電、陸上風(fēng)電、光熱發(fā)電、以及生物質(zhì)發(fā)電 LCOE 則分別下降 48.1%、 56.2%、68.2%、0%,均小于光伏發(fā)電的 LCOE 降幅。

在過去十年間,太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本快速下降,成本的下降主要是由 于電池板價(jià)格和系統(tǒng)配套費(fèi)用的降低,前者降幅達(dá) 90%,這些因素使得太 陽(yáng)能光伏發(fā)電的總裝機(jī)成本下降了 80%以上。

具體數(shù)據(jù)來看,2020 年,我國(guó)地面光伏系統(tǒng)的初始全投資成本為 3.99 元/W 左右,較 2019 年下降 0.56 元/W,降幅為 12.3%。其中,組件約占投資成本的 39.3%,較 2019 年上升 0.8 個(gè)百分點(diǎn)。非技術(shù)成本約占 17.3%(不包含融資成本),較 2019 年下降了 0.3 個(gè)百分點(diǎn)。2020 年 我國(guó)工商業(yè)分布式光伏系統(tǒng)初始投資成本為 3.38 元/W,分布式光伏系統(tǒng) 運(yùn)維成本為 0.054 元/W/年,集中式地面電站為 0.046 元/W/年,基本維 持 2019 年的水平。預(yù)計(jì)未來幾年地面光伏電站以及分布式系統(tǒng)的運(yùn)維成 本將持續(xù)保持在這個(gè)水平并略有下降。據(jù)光伏業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè),2021 年后在 大部分地區(qū)可實(shí)現(xiàn)與煤電基準(zhǔn)價(jià)同價(jià),到 2030 年光伏系統(tǒng)初始投資成本 將會(huì)降至 3.15 元/W。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展,社會(huì)用電量增長(zhǎng)成為光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)張的內(nèi)生動(dòng)力。2021 年 1-8 月,全社會(huì)用電量累計(jì) 54704 億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng) 13.8%。

2021 年 1—8月份,全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量228254 萬(wàn)千瓦,同比增長(zhǎng) 9.5%, 發(fā)電 53894 億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng) 11.3%。其中,太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī) 27513 萬(wàn)千瓦,同比增長(zhǎng) 24.6%,太陽(yáng)能發(fā)電增長(zhǎng) 8.5%。在 2021 年保障性并網(wǎng)規(guī)模不低于 90GW 的政策指引下,四季度需求將得到顯著提振。

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根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)(CPIA)的預(yù)測(cè),保守情況下 2025 年我國(guó)新增 光伏裝機(jī)容量將達(dá)到 90GW,相比 2020 年 48.2GW,復(fù)合增速為 13.3%。而 2025 年全球新增光伏裝機(jī)容量為 270GW,相比 2020 年 130GW,復(fù)合 增速為 15.7%。在而樂觀情況下,2025 年我國(guó)新增光伏裝機(jī)容量將達(dá)到 110GW,相比 2020 年復(fù)合增速將達(dá)到 17.9%。全球新增光伏裝機(jī)容量將 達(dá)到 330GW,相比 2020 年的復(fù)合增速將達(dá)到 20.5%。

2.3 裝機(jī)需求與技術(shù)成熟驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)入高景氣賽道

太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)鏈包括硅料、鑄錠(拉棒)、切片、電池片、電池組件、 應(yīng)用系統(tǒng)等 6 個(gè)環(huán)節(jié)。上游為硅料、硅片環(huán)節(jié);中游為電池片、電池組件 環(huán)節(jié);下游為應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)節(jié)。從全球范圍來看,產(chǎn)業(yè)鏈 6 個(gè)環(huán)節(jié)所涉及企 業(yè)數(shù)量依次大幅增加,光伏市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)鏈呈金字塔形結(jié)構(gòu)。太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè) 鏈的上游是太陽(yáng)能電池板的原料硅片和晶體硅原料的生產(chǎn),這一產(chǎn)業(yè)在我 國(guó)屬于壟斷行業(yè)。中游是由生產(chǎn)晶硅電池片開始的,將晶硅體加工為電池 片,是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化的核心步驟。在我國(guó),晶硅(單晶、多晶)光伏組件的 應(yīng)用占到了市場(chǎng)的 95%以上。然后就是電池組件的生產(chǎn),將電池片組裝成 電池組件,屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè),是光伏產(chǎn)業(yè)鏈中游的尾端。

從光伏產(chǎn)業(yè)鏈角度看,由于整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)仍處于快速發(fā)展階段,因此 相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)和加工工藝的進(jìn)步速度十分迅速,推動(dòng)光伏設(shè)備持續(xù)不斷 更新?lián)Q代,行業(yè)銷售收入持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù) CPIA 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全球光伏設(shè)備 行業(yè)銷售收入從 2013 年的 17.5 億美元增長(zhǎng)至 2019 年約 50 億美元,復(fù)合 增長(zhǎng)率為 19.1%。與此同時(shí),由于全球光伏產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的主要生 產(chǎn)地均在中國(guó),所以中國(guó)光伏設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模占全球的比重較高。

多晶硅:屬于光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游第一道環(huán)節(jié),一般從項(xiàng)目建設(shè)到產(chǎn)能投 產(chǎn)需要 12-18 個(gè)月,產(chǎn)能周期相對(duì)較長(zhǎng)。目前技術(shù)工藝全部國(guó)產(chǎn)化,隨著 技術(shù)改進(jìn),成本呈現(xiàn)大幅下降趨勢(shì)。2020 年,全國(guó)多晶硅產(chǎn)量達(dá) 39.2 萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng) 14.6%。其中,排名前五企業(yè)產(chǎn)量占國(guó)內(nèi)多晶硅總產(chǎn)量 87.5%,行業(yè)集中度較高。價(jià)格方面,硅料價(jià)格自去年下半年以來不斷攀 升,雖然 2021 年 6 月份出現(xiàn)減緩跡象,但是 8 月份重回上漲趨勢(shì)。硅料 產(chǎn)能周期及需求彈性特性,疊加行業(yè)高壁壘特性使得下游需求擴(kuò)大時(shí),價(jià) 格呈現(xiàn)敏感變化,并在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持價(jià)格高位。2021 年隨著多晶硅企 業(yè)技改及新建產(chǎn)能的釋放,產(chǎn)量將達(dá)到 45 萬(wàn)噸。

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硅片:光伏硅片領(lǐng)域,由于受到規(guī)模、技術(shù)、成本等因素限制,使得 寡頭運(yùn)營(yíng)模式明顯,行業(yè)集中度越來越高。2020 年全國(guó)硅片產(chǎn)量約為 161.3GW,同比增長(zhǎng) 19.7%,占全球產(chǎn)量約 167.7 GW 的 96.2%。其中,排 名前五企業(yè)產(chǎn)量占國(guó)內(nèi)硅片總產(chǎn)量的 88.1%,且均超過 10GW。隨著頭部 企業(yè)加速擴(kuò)張,2021 年全國(guó)硅片產(chǎn)量將達(dá)到 181GW。相關(guān)企業(yè)主要包括 以上機(jī)數(shù)控、京運(yùn)通、高測(cè)股份等為代表的傳統(tǒng)硅片設(shè)備制造商,以及雙 良節(jié)能、高晶太陽(yáng)能、三一集團(tuán)等新進(jìn)入者。

晶硅電池片:TOPCon 和 HJT 電池的轉(zhuǎn)換效率則仍有很大提升空間。晶硅電池主要類型包括 AI-BSF、PERC、TOPCon、HJT、IBC 等,其中,從 2020 年平均轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)來看,N 型電池轉(zhuǎn)化率最高,TOPCon 電池平均 轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 23.5%,異質(zhì)結(jié)電池平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 23.8%,背接觸電池 達(dá)到 23.6%。因此,未來隨著生產(chǎn)成本的降低及良率的提升,N 型電池將 會(huì)是電池技術(shù)的主要發(fā)展方向之一,而且也是光伏技術(shù)的核心競(jìng)爭(zhēng)因素。從整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)鏈的角度看,不斷降低生產(chǎn)成本、提高轉(zhuǎn)換效率,從而降 低光伏 LCOE,是驅(qū)動(dòng)整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)技術(shù)進(jìn)步的核心動(dòng)力。然而 硅料、硅片、組件環(huán)節(jié)的成本下降和技術(shù)進(jìn)步的空間相對(duì)有限,提高電池 轉(zhuǎn)化率將是未來降低 LCOE,優(yōu)化成本的主要有效環(huán)節(jié)。預(yù)計(jì)到 2025 年, 二者的量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率分別有望達(dá)到 25.0%和 25.2%。

組件:光伏組件是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心構(gòu)成部分,工藝包括串焊、疊 層、壓層、檢測(cè)等。其核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在除質(zhì)量性能外帶來成本優(yōu) 化外,還包括品牌與渠道,及服務(wù)等。如具有高融資價(jià)值的組件品牌就擁 有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,銷售渠道全球布局更利于渠道競(jìng)爭(zhēng)與售后服務(wù)跟進(jìn)。成 本角度來看,硅料硅片價(jià)格變化影響較弱,主要源于一體化組件自供比例 提升,消化部分成本上漲壓力。

2020 年,全國(guó)組件產(chǎn)量達(dá)到 124.6GW,同比增長(zhǎng) 26.4%,約占全球產(chǎn) 量 163.7GW 的 76.1%。其中,排名前五企業(yè)產(chǎn)量占國(guó)內(nèi)組件總產(chǎn)量的 55.1%,集中度相對(duì)分散。以隆基股份、晶科能源、天合光能、晶澳科技、 阿特斯等為代表的一體化組件企業(yè),憑借更強(qiáng)的品牌、融資價(jià)值、盈利能力以及更為全面的銷售網(wǎng)絡(luò),市場(chǎng)份額呈現(xiàn)出不斷提升的趨勢(shì)。在產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格高企的背景下,組件降價(jià)空間較小,2021 年 8 月開標(biāo)均價(jià)維持在 1.75-1.85 元/W,相對(duì)年初 1.55 元/W 左右的價(jià)格提升 13-19%。

2.4 長(zhǎng)景氣周期將繼續(xù)提升行業(yè)業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)空間

光伏行業(yè)高景氣,2021 上半年業(yè)績(jī)高增漲。2021 年上半年,Wind 光 伏板塊 63 家上市公司合計(jì)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)總收入2928.84 億元,同比增長(zhǎng) 39.22%;歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)279.18 億元,同比增長(zhǎng) 66.28%。得益于光伏各環(huán)節(jié)出貨量增加,產(chǎn)品價(jià)格增長(zhǎng)以及同期基數(shù)低等因素影響,光伏板塊上半年取得較高的業(yè)績(jī)?cè)鏊?。分季度來看?1Q1 板塊實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入 1628.90 億元,歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn) 149.81 億元,分別同比增長(zhǎng) 33.02%、37.96%;21Q2 板塊毛利率、凈利率分別為 23.13%、 10.03%,環(huán)比提升 1.11 個(gè)百分點(diǎn)、-0.46 個(gè)百分點(diǎn)。

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細(xì)分領(lǐng)域來看,硅料、硅片、膠膜、光伏玻璃、光伏設(shè)備上半年經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)普遍較好,電池片、組件環(huán)節(jié)盈利承壓。受原材料價(jià)格上漲、運(yùn)輸成本提升以及競(jìng)爭(zhēng)激烈等因素影響,部分公司增收不增利。

3.光熱技術(shù)日漸成熟,前景可期

3.1 熱發(fā)電技術(shù)原理

光熱發(fā)電是將太陽(yáng)熱輻射能轉(zhuǎn)化為熱能再將熱能轉(zhuǎn)化為電能,間接用于發(fā)電。光熱發(fā)電經(jīng)過“光能-熱能-機(jī)械能-電能”的轉(zhuǎn)化過程實(shí)現(xiàn)發(fā)電。具體來說,反射鏡、聚光鏡等聚熱器將采集的太陽(yáng)輻射熱能匯聚到集熱裝置,用來加熱集熱裝置內(nèi)導(dǎo)熱油或熔鹽等傳熱介質(zhì),傳熱介質(zhì)經(jīng)過換熱裝置將水加熱到高溫高壓蒸汽,蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。光熱發(fā)電和火力發(fā)電的原理基本相同,后端技術(shù)設(shè)備一模一樣,最大的差別是發(fā)電所用熱源不同,前者利用太陽(yáng)能搜集熱量,后者是利用燃燒煤、天然氣等獲取熱量。

3.2 光熱發(fā)電技術(shù)分類

光熱發(fā)電按照聚能方式及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類,主要有塔式、槽式、碟式、菲涅爾式太陽(yáng)能光熱發(fā)電四大類技術(shù),塔式和槽式光熱發(fā)電技術(shù)商用更廣 泛。

塔式光熱發(fā)電系統(tǒng):點(diǎn)式聚焦集熱系統(tǒng),利用大規(guī)模自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的定日鏡場(chǎng)陣列,將太陽(yáng)熱輻射能精準(zhǔn)反射到置于高塔頂部的集熱器,投射到集熱器的陽(yáng)光被吸收轉(zhuǎn)變成熱能并加熱中間介質(zhì),使其直接或間接產(chǎn)生 540℃ ~560℃ 蒸汽,其中一部分用來發(fā)電,另一部分熱量則被儲(chǔ)存,以 備早晚或沒有陽(yáng)光時(shí)發(fā)電使用。塔式系統(tǒng)具有熱傳遞路程短、高溫蓄熱、 綜合效率高等優(yōu)點(diǎn),新建的光熱發(fā)電項(xiàng)目中塔式光熱發(fā)電技術(shù)越來越多, 塔式是未來太陽(yáng)熱輻射能光熱發(fā)電的主要技術(shù)。

槽式光熱發(fā)電系統(tǒng):也稱槽式鏡像系統(tǒng),是線式聚焦集熱系統(tǒng)。利用大面積槽式拋面鏡反射太陽(yáng)熱輻射能,連續(xù)加熱位于焦線位置集熱器內(nèi)介質(zhì),將熱能轉(zhuǎn)化為電能。槽式聚光器是一維跟蹤太陽(yáng)方式,屬于中高溫?zé)崃Πl(fā)電,串并聯(lián)集成后發(fā)電容量無(wú)限制。太陽(yáng)熱輻射能集熱裝置占地面積比塔式、碟式系統(tǒng)要小 30%~50%,已建成的光熱發(fā)電站有 80%以上采用槽 式技術(shù)。

碟式光熱發(fā)電系統(tǒng):也稱為拋物面反射鏡斯特林系統(tǒng),是點(diǎn)式聚焦集熱系統(tǒng),是世界上最早出現(xiàn)的太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)。由許多拋物面反射鏡組構(gòu)成集熱系統(tǒng),接收器位于拋物面焦點(diǎn)上,收集太陽(yáng)輻射能量,將接收器內(nèi)的傳熱介質(zhì)加熱到 750℃ 左右,驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電。碟式發(fā)電優(yōu)點(diǎn)是光學(xué)效率高,啟動(dòng)損失小,適用于邊遠(yuǎn)地區(qū)獨(dú)立電站。

菲涅爾式光熱發(fā)電系統(tǒng):工作原理類似槽式光熱發(fā)電,只是采用多個(gè)平面或微彎曲的光學(xué)鏡組成的菲涅爾結(jié)構(gòu)聚光鏡來替代拋面鏡,眾多平放的單軸轉(zhuǎn)動(dòng)的反射鏡組成的矩形鏡場(chǎng)自動(dòng)跟蹤太陽(yáng),將太陽(yáng)光反射聚集到具有二次曲面的二級(jí)反射鏡和線性集熱器上,集熱器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電能。特點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單、直接使用導(dǎo)熱介質(zhì)產(chǎn)生蒸汽,其建設(shè)和維護(hù)成本相對(duì)較低。

從全球范圍看,目前已投入使用的光熱發(fā)電站中,槽式仍然憑借其更低的前期投資,較低的門檻與建設(shè)難度,以及更低的維護(hù)成本在投運(yùn)項(xiàng)目中占據(jù)主流。但在建項(xiàng)目中,塔式則憑借更高的聚光率產(chǎn)生更高溫度,實(shí)現(xiàn)更高的熱電轉(zhuǎn)化效率以及更低的發(fā)電成本,是未來的主要方向。實(shí)際上由于光熱發(fā)電良好的兼容性,多種設(shè)計(jì)混用的情況并不罕見,全球范圍內(nèi)將塔式與槽式混用的光熱電站就有 10 座。我國(guó)境內(nèi)也有青海省海西州700MW 風(fēng)光熱儲(chǔ)多能互補(bǔ)項(xiàng)目,混合了風(fēng)光熱三種可再生能源。

3.3 光熱電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

大型光熱電站系統(tǒng)由四部分構(gòu)成,即集熱系統(tǒng),熱傳輸系統(tǒng),儲(chǔ)熱系 統(tǒng),發(fā)電系統(tǒng)。

集熱系統(tǒng):集熱系統(tǒng)負(fù)責(zé)吸收太陽(yáng)輻射能,對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱,為后續(xù)發(fā)電提供能量,是光熱發(fā)電系統(tǒng)最核心的組成部分。集熱系統(tǒng)包含聚光裝置與接收器兩個(gè)核心組件,其中聚光裝置由中央控制系統(tǒng)操控,跟蹤太陽(yáng)位置收集并反射最大量的陽(yáng)光,將輻射能集中至接收器上。接受器則利用收集到的能量加熱內(nèi)部介質(zhì),實(shí)現(xiàn)能量的吸收與儲(chǔ)運(yùn)。

熱傳輸系統(tǒng):熱傳輸系統(tǒng)則是將集熱系統(tǒng)收集起來的熱能,利用導(dǎo)熱介質(zhì),輸送給后續(xù)系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)。目前最主流的工作流體是熔鹽,相較于早期使用的水和導(dǎo)熱油,熔鹽在熔融態(tài)下可保持較寬的工作溫度范圍,允許系統(tǒng)在低壓工況下吸收和儲(chǔ)存熱能,安全性能出色。但由于高溫熔鹽對(duì)管道與儲(chǔ)熱罐內(nèi)部存在一定的腐蝕,所以對(duì)材料要求比較高。

儲(chǔ)熱系統(tǒng):通過儲(chǔ)熱罐,光熱系統(tǒng)可以將集熱器加熱過的介質(zhì)集中儲(chǔ)存,再泵出與水換熱,產(chǎn)生蒸汽來推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。之后冷卻的工作流體可再次流回集熱系統(tǒng)重新加熱。熱能被儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱罐中,可以在夜間或光照不足的情況下持續(xù)工作一段時(shí)間,進(jìn)而突破光照時(shí)長(zhǎng)的限制,實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)發(fā)電時(shí)間。同時(shí),儲(chǔ)能罐還具備調(diào)節(jié)輸出功率的能力,能夠根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠秒娯?fù)荷,適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度發(fā)電。

傳熱蓄熱技術(shù)是光熱發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)之一,而傳熱介質(zhì)的工作性能直接影響系統(tǒng)的效率和應(yīng)用前景。傳熱介質(zhì)中,使用較多的有水、水蒸汽、空氣、液態(tài)金屬、導(dǎo)熱油以及熔鹽等。其中,熔融鹽具有工作溫度高、使用溫度范圍廣、傳熱能力強(qiáng)、系統(tǒng)壓力小、經(jīng)濟(jì)性較好等一系列的優(yōu)點(diǎn),目前已成為光熱電站傳熱和儲(chǔ)熱介質(zhì)的首選。常見熔鹽的熔點(diǎn)從低到高的排列順序?yàn)椋合跛猁}<氯化物<碳酸鹽<氟化物。

當(dāng)前中國(guó)的光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段,大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展仍須等待。中國(guó)熔鹽供應(yīng)企業(yè)多數(shù)是傳統(tǒng)的硝酸鹽生產(chǎn)企業(yè),也有部分企業(yè)通過采購(gòu)硝酸鹽原料生產(chǎn)符合質(zhì)量要求的熔鹽。

發(fā)電系統(tǒng):光熱的發(fā)電系統(tǒng)和傳統(tǒng)電廠區(qū)別不大,仍是通過加熱水獲得高質(zhì)量的過熱蒸汽,推動(dòng)各式汽輪機(jī)發(fā)電。由于光熱電站所用導(dǎo)熱介質(zhì)是循環(huán)使用的,幾乎不產(chǎn)生排放,發(fā)電過程無(wú)疑更加環(huán)保。

3.4 光熱發(fā)電的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)

3.4.1 自帶儲(chǔ)能系統(tǒng),具有調(diào)峰調(diào)頻功能

光熱發(fā)電機(jī)組配置儲(chǔ)熱系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電,可替代燃煤電站作為基礎(chǔ)負(fù)荷,提高風(fēng)光電等間歇性可再生能源消納比例,并可作為離網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)負(fù)荷電源;同時(shí),機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍等性能優(yōu)于燃煤機(jī)組,可深度參與電網(wǎng)調(diào)峰,保證電網(wǎng)及電源的高效利用;此外,太陽(yáng)能熱發(fā)電還可根據(jù)電網(wǎng)用電負(fù)荷的需要,參與電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻,確保電網(wǎng)頻率穩(wěn)定,保證電網(wǎng)安全。

電力系統(tǒng)的運(yùn)行,需要連續(xù)、穩(wěn)定的電源作為支撐。中控德令哈 50MW 塔式熔鹽儲(chǔ)能光熱發(fā)電項(xiàng)目為例(配置 7 小時(shí)儲(chǔ)能),在 2020 年 2 月 1 日 至 2 月 13 日期間,實(shí)現(xiàn)了機(jī)組 292.8 小時(shí)的連續(xù)、不間斷穩(wěn)定運(yùn)行。光熱 電站通過配置更大容量的儲(chǔ)能系統(tǒng),還可進(jìn)一步提高不間斷運(yùn)行的時(shí)長(zhǎng)。

由于太陽(yáng)能熱發(fā)電與生俱來的優(yōu)勢(shì),其對(duì)電網(wǎng)的友好性正逐漸得到認(rèn)可。當(dāng)前光熱產(chǎn)業(yè)在項(xiàng)目和技術(shù)上已有一定基礎(chǔ),但是否能成為新能源行業(yè)下 一個(gè)風(fēng)口,還取決于能否獲得持續(xù)政策支持,加速規(guī)?;当竞图夹g(shù)創(chuàng)新 迭代。

3.4.2 可以實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)

在風(fēng)、光電裝機(jī)規(guī)模集中、比例迅速提高的地區(qū),可以布局建設(shè)“光熱+光伏或光熱+風(fēng)電”多能互補(bǔ)示范項(xiàng)目,通過多種能源的有機(jī)整合和集成互補(bǔ),緩解風(fēng)光消納問題,促進(jìn)可再生能源高比例應(yīng)用。引導(dǎo)“光熱+光伏或光熱+風(fēng)電”的可再生能源基地建設(shè),深入推進(jìn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)多能互補(bǔ)項(xiàng)目建設(shè);完善跨區(qū)峰谷分時(shí)電價(jià)政策,并將銷售電價(jià)模式向電源側(cè)傳導(dǎo),推動(dòng)我國(guó)光熱產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3.5 光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈

3.5.1 光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成

光熱發(fā)電的產(chǎn)業(yè)鏈從上下游關(guān)系來說,可由基礎(chǔ)材料、裝備制造、電 站 EPC、電站運(yùn)營(yíng)、電力輸配等環(huán)節(jié)構(gòu)成。產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)在于裝備制 造、電站和 EPC。中國(guó)光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈條比較完整,但目前規(guī)模還較小。

光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)從電站的結(jié)構(gòu)來說,其產(chǎn)業(yè)涉及到太陽(yáng)島、傳儲(chǔ)熱島、常規(guī)島、工程咨詢服務(wù)以及原材料與配件供應(yīng)等鏈條。

太陽(yáng)島所占成本比例最高:太陽(yáng)島主要包括聚光系統(tǒng)和吸熱系統(tǒng)。熱 力發(fā)電島主要包括熱力系統(tǒng)及輔機(jī)設(shè)備、水循環(huán)、水處理系統(tǒng)、換熱設(shè)備 等。對(duì)于具有一定規(guī)模的塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站(10MW 以上),太陽(yáng)島成 本占電站建造成本的 55%以上。隨著塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站裝機(jī)容量增加, 太陽(yáng)島成本所占的比例也越來越高,裝機(jī)容量為 300MW,600MW 時(shí),太陽(yáng) 島成本所占的比例分別可達(dá)到 68%和 70%。

定日鏡是塔式太陽(yáng)島中成本占比最高的部件:目前中國(guó)塔式太陽(yáng)能熱 發(fā)電站的太陽(yáng)島造價(jià)為 3600~4000 元/kW。其中定日鏡成本約占太陽(yáng)島成 本的 75%,隨著電站規(guī)模變大,定日鏡數(shù)量相應(yīng)增加,太陽(yáng)島成本構(gòu)成中 定日鏡的占比也會(huì)增加,吸熱器輸出熱功率達(dá)到 500MW 以上后,定日鏡成 本在太陽(yáng)島中的占比大于 80%。

傳儲(chǔ)熱島則分為主設(shè)備、輔設(shè)備和工質(zhì)三部分,主要涉及換熱器、熔 鹽泵、熔鹽閥、流量計(jì)、電加熱及電伴熱等裝備以及熔鹽、導(dǎo)熱油等傳儲(chǔ) 熱工質(zhì)。

常規(guī)島部分與傳統(tǒng)化石電站相似,涉及到的相關(guān)裝備也相對(duì)更加成 熟,主要分為主機(jī)設(shè)備和輔機(jī)設(shè)備兩部分,關(guān)鍵裝備汽輪機(jī)、蒸汽發(fā)生器 和發(fā)電機(jī)等均屬此列

工程咨詢服務(wù)部分包含范圍則更廣,涉及到光熱電站開發(fā)的多個(gè)方 面。主要分為項(xiàng)目前期、建設(shè)期和其它三部分,包含了 EPC 總包、可行性 研究、詳細(xì)設(shè)計(jì)、業(yè)主工程師、系統(tǒng)集成、運(yùn)維服務(wù)等。

最后是原材料與配件,該部分主要涉及組成光熱發(fā)電設(shè)備的配件供應(yīng) 商,以及光熱電站開發(fā)或運(yùn)行要用到的一些原材料。主要為原材料、配品 配件和其他部分。

3.5.2 光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈上的主要公司

3.6 國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電的現(xiàn)狀與未來

3.6.1 國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電現(xiàn)狀

目前光熱發(fā)電成本依舊較高:由于國(guó)內(nèi)光熱產(chǎn)業(yè)還處于示范階段,光熱發(fā)電站裝機(jī)規(guī)模較小,尚未形成規(guī)?;?,造成成本較高。從初始投資成 本看,光熱發(fā)電站的單位千瓦投資成本在 2.5 萬(wàn)-3.5 萬(wàn)元,是傳統(tǒng)煤電 站的 3-4 倍、陸上風(fēng)電的 3-4 倍、光伏電站的 4-5 倍,關(guān)鍵的太陽(yáng)島和儲(chǔ) 熱島固定投資分別占 50%-60%、15%-20%,并且儲(chǔ)熱時(shí)間越長(zhǎng),投資成本 越高;從度電成本看,據(jù)業(yè)內(nèi)估算,塔式光熱電站的度電成本在 1 元/千 瓦時(shí)左右,相當(dāng)于煤電的 3-4 倍、陸上風(fēng)電的 2-3 倍、光伏發(fā)電的 1.4-2 倍。

2022 年 1 月 1 日后并網(wǎng)的首批太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目中央財(cái)政不再補(bǔ)貼。

根據(jù)《關(guān)于 2021 年新能源上網(wǎng)電價(jià)政策有關(guān)事項(xiàng)的通知》,首批光熱示范項(xiàng)目的延期電價(jià)政策為:2019 年和 2020 年全容量并網(wǎng)的,上網(wǎng)電價(jià)按照每千瓦時(shí) 1.10 元執(zhí)行;2021 年全容量并網(wǎng)的,上網(wǎng)電價(jià)按照每千瓦時(shí) 1.05 元執(zhí)。在我國(guó)光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期階段,上網(wǎng)電價(jià)形成機(jī)制尚未完成市場(chǎng)化改革之前,取消電價(jià)補(bǔ)貼,使近 10 年時(shí)間發(fā)展起來的產(chǎn)業(yè)鏈面臨新的挑戰(zhàn)。

雖然首批示范項(xiàng)目已經(jīng)建設(shè)投產(chǎn),但太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)目前仍處于初期發(fā)展階段,發(fā)電裝機(jī)規(guī)模仍然較小。同時(shí)價(jià)格機(jī)制未形成,光熱發(fā)電的價(jià)值無(wú)法在現(xiàn)有電力市場(chǎng)機(jī)制下得到合理體現(xiàn)。今年 4 月發(fā)布的《國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制的意見》中明確抽水蓄能電站實(shí)行的兩部制電價(jià)政策,而光熱發(fā)電自帶熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng),完全可以在電力系統(tǒng)中承擔(dān)與抽水蓄能電站同樣的角色,建議參照抽水蓄能價(jià)格政策,落實(shí)儲(chǔ)能型光熱電站的價(jià)格形成機(jī)制,以體現(xiàn)光熱發(fā)電的獨(dú)特價(jià)值。

3.6.2 國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電的未來

降本提效是光熱發(fā)電未來發(fā)展的必經(jīng)之路。根據(jù)塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電站成本構(gòu)成,影響成本電價(jià)的三個(gè)主要?jiǎng)右颍寒a(chǎn)能規(guī)?;?yīng)、單機(jī)裝機(jī)容量和技術(shù)工藝進(jìn)步及管理優(yōu)化。預(yù)計(jì)在未來,光熱發(fā)電站成本電價(jià)可與燃煤火電站的電價(jià)相當(dāng),具有廣闊的應(yīng)用前景和成長(zhǎng)空間。

以塔式發(fā)電為例,定日鏡成本占到塔式光熱發(fā)電站成本的一半左右,所以定日鏡的降本是光熱發(fā)電發(fā)展的重中之重:定日鏡由反射鏡、鏡架、動(dòng)力設(shè)備、控制器及基座組成,各部分的造價(jià)大致構(gòu)成比例依次為 9%、9%、61%、6%和 15%。由于規(guī)模效應(yīng)帶來的加工費(fèi)用和運(yùn)輸費(fèi)用降低;更輕便定日鏡的設(shè)計(jì)降低相關(guān)材料費(fèi)用;動(dòng)力設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)降低該部件成 本。預(yù)計(jì)隨著裝機(jī)量的提升,定日鏡成本可大幅下降。

未來萬(wàn)億市場(chǎng)可期。按照 IEA 預(yù)測(cè),中國(guó)光熱發(fā)電市場(chǎng)到 2030 年將 達(dá)到 29GW 裝機(jī),到 2040 年翻至 88GW 裝機(jī),到 2050 年將達(dá)到 118GW 裝機(jī), 成為全球繼美國(guó)、中東、印度、非洲之后的第四大市場(chǎng),照此看來,光熱 發(fā)電萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)才剛剛拉開帷幕。

4.核能:政策轉(zhuǎn)變迎來產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)會(huì)

4.1 能源結(jié)構(gòu)加快調(diào)整,核電成為多能互補(bǔ)重要組成部分

受全球氣候變暖、不可再生的化石能源不斷消耗等因素影響,全球能 源消費(fèi)結(jié)構(gòu)正加快向低碳化轉(zhuǎn)型。許多國(guó)家已將核能發(fā)電作為新一代能源 技術(shù)的重要戰(zhàn)略組成部分和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要新領(lǐng)。根據(jù)世界核能協(xié)會(huì), 2019 年,核能發(fā)電量達(dá)到 2657 TWh,能夠滿足世界電力需求的 10%以 上。中國(guó)的核能發(fā)電量從 2013 年的 105TWh 增至 2019 年的 330 TWh, 增長(zhǎng)了超過兩倍。2019 年,北美,西歐和中歐的核能發(fā)電量有所下降, 非洲,亞洲,南美,東歐和俄羅斯的核能發(fā)電量有所增加,亞洲的核能發(fā) 電量增長(zhǎng)了 17%。其中,中國(guó)的核能發(fā)電量占比過半,是世界上核能發(fā) 電量排名第二的國(guó)家,核能發(fā)電量占世界比重 13.6%。

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我國(guó)的核電建設(shè)受 2011 年日本福島核電站泄露的影響,核電項(xiàng)目的 審批一度放緩,尤其是自 2015 年核準(zhǔn) 8 臺(tái)新建機(jī)組后,更是經(jīng)歷了三 年“零審批”的狀態(tài)。但是從最近 2 年來看,2019 和 2020 年每年都有 新的項(xiàng)目獲批,連續(xù)兩年核準(zhǔn)新的核電項(xiàng)目,代表了核電新建機(jī)組的審批和核準(zhǔn)開始恢復(fù)正常。更關(guān)鍵的是, 這一變化正是從 2018 年能源工作指導(dǎo)意見中對(duì)核電的態(tài)度從安全發(fā)展轉(zhuǎn)為穩(wěn)妥推進(jìn)后才發(fā)生的。隨著政府對(duì)核電發(fā)展的態(tài)度進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺e極有序發(fā)展”,核電有望在“十四五”期間迎來新的發(fā)展階段。

我國(guó)近五年核電裝機(jī)增長(zhǎng)節(jié)奏較快,帶動(dòng)發(fā)電占比穩(wěn)步提升。據(jù)中國(guó) 核能行業(yè)協(xié)會(huì)今年 7 月發(fā)布的《2021 年 1-6 月全國(guó)核電運(yùn)行情況》顯示, 截至 6 月 30 日,我國(guó)運(yùn)行核電機(jī)組共 51 臺(tái),裝機(jī)容量 5327.5 萬(wàn)千瓦, 占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量的 2.36%,發(fā)電量占比達(dá)到 5.04%。運(yùn)行核電機(jī)組累 計(jì)發(fā)電量為 1950.91 億千瓦時(shí),占全國(guó)累計(jì)發(fā)電量的 5.04%,比 2020 年 同期上升了 13.76%;累計(jì)上網(wǎng)電量為 1830.51 億千瓦時(shí),比 2020 年同 期上升了 14.12%。

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根據(jù)核電專業(yè)媒體《核電觀察》在 1 月發(fā)表的年度展望中曾測(cè)算,要實(shí)現(xiàn) 2030 年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重 25%以上,綜合考慮風(fēng)電、 太陽(yáng)能、水電的發(fā)展空間以及核電的建設(shè)周期,需要十四五期間至少新開 工 3500 萬(wàn)千瓦核電機(jī)組,即 30-35 臺(tái)百萬(wàn)千瓦核電機(jī)組,年均新開工 6-8 臺(tái)機(jī)組,屆時(shí)至 2030 年核電裝機(jī)容量可達(dá)到 1 億至 1.1 億千瓦。

4.2 三代核電技術(shù)成熟落地,核電市場(chǎng)規(guī)模有望再上臺(tái)階

核電產(chǎn)業(yè)鏈的上游為鈾礦開采加工精煉、鈾轉(zhuǎn)化濃縮和核燃料組件制造;中游為核電設(shè)備制造環(huán)節(jié),主要包括核島設(shè)備、常規(guī)島設(shè)備和輔助設(shè)備;下游是核電站建設(shè)運(yùn)營(yíng)及乏燃料處理等。核電具有建設(shè)周期長(zhǎng)、投資規(guī)模大的特點(diǎn),核電建設(shè)既可以發(fā)揮穩(wěn)定投資的作用又有推動(dòng)未來能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有重要作用。在新一輪政策的引導(dǎo)下,核電整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展空間有望獲得提升。

上游:對(duì)外進(jìn)口依賴程度高,泛燃料處置制約核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展

發(fā)現(xiàn)新的高質(zhì)量鈾礦、與鈾資源豐富國(guó)建立合作項(xiàng)目、收購(gòu)海外鈾礦項(xiàng)目、發(fā)展四代核技術(shù)等才能實(shí)現(xiàn)降低需求與成本的目的。核燃料棒最核心的材料是燃料芯塊,由二氧化鈾組成,是裂變反應(yīng)產(chǎn)生熱量的主要原料。在核燃料成本結(jié)構(gòu)中,天然鈾占比最高,達(dá)到 49%。而國(guó)內(nèi)鈾資源由于受到品質(zhì)及成本限制的原因產(chǎn)量較低,要滿足自身需求需要大量進(jìn)口,數(shù)據(jù)顯示,2018 年進(jìn)口占比超 85%,遠(yuǎn)超 50%的國(guó)際警戒線。同時(shí)由于中國(guó)政府對(duì)核燃料物資行業(yè)實(shí)施嚴(yán)格的管制,只有獲得國(guó)家許可的企業(yè)才能從事海外鈾產(chǎn)品的采購(gòu),所以核電上游具有非常高的的政策性進(jìn)入門 檻。

目前國(guó)內(nèi)獲授經(jīng)營(yíng)許可及牌照從事天然鈾進(jìn)口及貿(mào)易并提供核相關(guān)服務(wù)的實(shí)體只有中國(guó)廣核集團(tuán)下屬的鈾業(yè)公司、中核集團(tuán)下屬的原子能公司和國(guó)家電投下屬的國(guó)核鈾業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司,具有明顯壟斷地位。核燃料元件制造在技術(shù)門檻與國(guó)家安全要求下也存在較高進(jìn)入門檻,國(guó)內(nèi)僅中核集團(tuán)旗下的中核北方與中核建中獲得授權(quán),具有極高議價(jià)能力。

乏燃料處理將成為制約中國(guó)核電發(fā)展的重要因素。核電站產(chǎn)生的乏燃料與核電站設(shè)備容量相關(guān),大約每 100 萬(wàn)千瓦的核電設(shè)備容量乏燃料的年產(chǎn)量為 21 噸。2020 年中國(guó)乏燃料產(chǎn)生量達(dá) 1,071.6 噸,而乏燃料后處理能力僅為 50 噸,無(wú)法滿足處理需求。且根據(jù)中國(guó)核電發(fā)展規(guī)劃,到 2030 年,每年將產(chǎn)生乏燃料近 2,000 噸,累積乏燃料約 24,000 噸。截止2021 年,中國(guó)仍未形成后處理工業(yè)能力,且離堆貯存能力也趨于飽和。乏燃料后處理廠建設(shè)成本高且建設(shè)周期長(zhǎng),平均建設(shè)周期為 10 年,因此短期內(nèi)乏燃料處理需求難以滿足。這也是后期核電能源能否長(zhǎng)足發(fā)展的關(guān)鍵,也是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈能否進(jìn)入景氣周期的前提。

中游:核心技術(shù)突破優(yōu)化成本結(jié)構(gòu)

核島設(shè)備制造是核電國(guó)產(chǎn)化的核心,壟斷程度高,技術(shù)壁壘高,毛利率接近 40%。核電站建設(shè)成本占比最高,達(dá)到 64.3%,其中,核電設(shè)備在核電站建設(shè)中所占成本最高,其比例高達(dá) 50%,而核電設(shè)備中核島成本占比最高,達(dá)到 58%,因?yàn)楹藣u工藝復(fù)雜,且安全性要求極高,核島中的關(guān)鍵部件由于制造工藝要求高,制造所需資產(chǎn)均由國(guó)企壟斷。常規(guī)島與輔助系統(tǒng)由于技術(shù)壁壘低,價(jià)格明顯下降,成本占比也相應(yīng)下降,毛利率水平僅為 10%左右。

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核電自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng),華龍一號(hào)、國(guó)和一號(hào)自主三代核電技術(shù)完成研發(fā),高溫氣冷堆核電站示范工程取得重大進(jìn)展,小型堆、第四代核能技術(shù)、聚變堆研發(fā)基本與國(guó)際水平同步。AP1000、EPR 三代核電技術(shù)全球首堆相繼在我國(guó)建成投產(chǎn)并完成首爐燃料循環(huán)運(yùn)行,自主核電品牌“華龍一號(hào)”首堆成功并網(wǎng),我國(guó)在三代核電技術(shù)領(lǐng)域已躋身世界前列。

CAP1400 是我國(guó)在引進(jìn)的美國(guó)西屋公司 AP1000 的基礎(chǔ)上消化、吸收再升 級(jí)的非能動(dòng)大型先進(jìn)壓水堆核電機(jī)組。相比于 AP1000,機(jī)組功率提高 20%, 進(jìn)一步降低了堆芯熔化概率,優(yōu)化了放射性廢物處理系統(tǒng)。目前,CAP1400 技術(shù)已開發(fā)成熟,基于 CAP1400 機(jī)組的石島灣 1#、2#機(jī)組分別于 2019 年 4 月及 2020 年 6 月拿到 FCD 核準(zhǔn),機(jī)組關(guān)鍵設(shè)備材料基本實(shí)現(xiàn)了自主化的設(shè)計(jì)和國(guó)產(chǎn)化制造,設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率已超過 85%。

目前,上海電氣、中國(guó)一重在我國(guó)核電行業(yè)國(guó)內(nèi)核電裝備綜合市場(chǎng)的占有率持續(xù)居于領(lǐng)先地位。目前核島設(shè)備的供應(yīng)以上海電氣、東方電氣、哈電集團(tuán)、中國(guó)一重四大國(guó)企為主,主要承擔(dān)三代核電主設(shè)備,如反應(yīng)堆壓力容器、穩(wěn)壓器、蒸汽發(fā)生器、汽輪發(fā)電機(jī)、主冷卻劑泵的供應(yīng)。民營(yíng)企業(yè)在細(xì)分產(chǎn)品如閥、泵管道、風(fēng)機(jī)制冷設(shè)備等方面占據(jù)了主要供應(yīng)地位。中國(guó)一重負(fù)責(zé)反應(yīng)堆壓力容器的制造任務(wù);東方電氣負(fù)責(zé)汽輪發(fā)電機(jī)組等主設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造以及蒸汽發(fā)生器的制造任務(wù);上海電氣負(fù)責(zé)反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件、核二三級(jí)泵等制造任務(wù);哈電股份負(fù)責(zé)核島反應(yīng)堆冷卻劑 、常規(guī)島輔機(jī)給水加熱器等;中核科技負(fù)責(zé)關(guān)鍵閥門,如主蒸汽隔離閥、 核級(jí)直流電裝驅(qū)動(dòng)閘閥。

下游:十四五時(shí)期市場(chǎng)規(guī)模有望突破千億

核電建設(shè)周期長(zhǎng)、投資規(guī)模大,前期工作一般需要 5-10 年以上;工 程建設(shè)及安裝調(diào)試一般需要 5 年左右;第三代核電站投產(chǎn)后運(yùn)行時(shí)間可 達(dá) 60 年。由于核電行業(yè)的特殊性及核電技術(shù)的復(fù)雜性,目前我國(guó)經(jīng)國(guó)務(wù) 院正式核準(zhǔn)的核電項(xiàng)目均由中國(guó)廣核、中國(guó)核電和國(guó)家電投三家分別或合 作開發(fā)運(yùn)營(yíng),其中,中國(guó)廣核和中國(guó)核電占據(jù)核電運(yùn)營(yíng)的絕大部分市場(chǎng)份 額。

根據(jù)中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國(guó)核能年度發(fā)展與展望(2020)》, 預(yù)計(jì)到 2025 年,我國(guó)核電在運(yùn)裝機(jī)達(dá)到 70GW,在建30GW,對(duì)應(yīng)十四五年 均新增核準(zhǔn)約 5~6 臺(tái)機(jī)組,帶來約 1200 億元/年的市場(chǎng)空間。

從發(fā)展核電相較其他清潔能源來看,核電存在穩(wěn)定性強(qiáng)、發(fā)電效率領(lǐng)先,發(fā)電成本低等的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。與水電相比,核電不存在枯水期問題;與煤電相比,核電燃料較少受到交通狀況的影響及環(huán)保問題;與風(fēng)、光、生物質(zhì)等可再生能源發(fā)電相比,核電沒有間歇性、間斷性等問題,利用效率高達(dá) 80%;從發(fā)電成本來看也是較低的。與其他不可再生能源相比,排放的等效溫室氣體比煤電燃料小兩個(gè)數(shù)量級(jí)。從發(fā)電量月度波動(dòng)來看,月度發(fā)電量占比最高與最低月份差異不超過 2 個(gè)百分點(diǎn)。與此同時(shí),核電發(fā)電效率遙遙領(lǐng)先,2020 年我國(guó)核電平均利用小時(shí)達(dá) 7453 小時(shí),較火電領(lǐng)先超 3000 小時(shí),較風(fēng)電、光伏領(lǐng)先超 5000 小時(shí)。

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中國(guó)核電上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)為 0.43 元/千瓦時(shí),隨著二代核電站的批量建設(shè),核電發(fā)電成本已得到一定程度的降低,近兩年核電平均上網(wǎng)電價(jià)約降低至 0.416 元/千瓦時(shí),但隨著安全性能更高的三代核電站投入建設(shè),核電上網(wǎng)電價(jià)需重新核算調(diào)整,三代核電站初步定價(jià)為 0.5 元/千瓦時(shí)。

5.鋰電:新能源汽車爆發(fā)式增長(zhǎng),鋰電需求空間巨大

鋰電池是電池的一種,電池按照工作性質(zhì)可分為一次電池與二次電池。一次電池,是指放電后不能再充電使其復(fù)原的電池,即不能循環(huán)使用的電池,如堿錳電池、鋅錳電池等。二次電池又稱為充電電池或蓄電池,指在電池放電后可通過充電的方式使活性物質(zhì)激活而繼續(xù)使用的電池,如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰電池,二次電池的特點(diǎn)為可循環(huán)使用,較一次電池更為環(huán)保。鋰電池即為目前最為先進(jìn)的二次電池。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源依賴以及環(huán)境保護(hù)問題成為了制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整最主要的問題。在能源依賴及環(huán)境保護(hù)雙重壓力下,最近幾年,國(guó)務(wù)院及各部委連續(xù)出臺(tái)了一系列推廣新能源汽車普及、應(yīng)用的政策,刺激了我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,推動(dòng)了動(dòng)力鋰電池行業(yè)的快速發(fā)展。

5.1 鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈分析

(1)鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈概述

鋰電池產(chǎn)業(yè)可以分為上游的礦產(chǎn)資源、中游的原材料和產(chǎn)品制造及組 裝、下游的應(yīng)用三大范疇。

鋰電池重要組成部分:鋰電池主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液和電池隔膜四部分組成。

1)正極材料,正極材料占鋰電池成本的 40%左右。鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈中, 市場(chǎng)規(guī)模最大、產(chǎn)值最高的環(huán)節(jié)當(dāng)屬正極材料,且其性能決定了電池的能 量密度、壽命、安全性、使用領(lǐng)域等,正極材料成為鋰電池的核心關(guān)鍵材 料。

目前動(dòng)力電池正極材料技術(shù)路線主要有:鈷酸鋰、鎳鈷錳三元、改性錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷鋁三元。其中磷酸鐵鋰作為正極材料的電池充放電循環(huán)壽命長(zhǎng),但其缺點(diǎn)是能量密度、高低溫性能、充放電倍率特性均存在較大差距,磷酸鐵鋰電池技術(shù)和應(yīng)用已經(jīng)遇到發(fā)展的瓶頸;鈷酸鋰主要用于對(duì)體積能量密度要求較高的消費(fèi)類電池的正極材料;錳酸鋰電池能量密度低、高溫下的循環(huán)穩(wěn)定性和存儲(chǔ)性能較差,因而錳酸鋰僅作為國(guó)際第 1 代動(dòng)力鋰電的正極材料;三元材料憑借其較高的能量密度,成為當(dāng)下 EV 車型廣泛采用的技術(shù)路線。

需求方面,三元材料方面需求較為平穩(wěn),三元材料 5 系部分需求被磷 酸鐵鋰替代,電池廠 8 系以上材料需求快速增。價(jià)格方面,2021 年 9 月 底,三元材料 523/811 報(bào)價(jià)分別 20 與 24.0 萬(wàn)元/噸左右。原料端硫酸鎳、 硫酸鈷、硫酸錳報(bào)價(jià) 3.7、8.1、0.9 萬(wàn)元/噸左右。整體來看,碳酸鋰漲勢(shì)強(qiáng)勁,與氫氧化鋰價(jià)格已出現(xiàn)倒掛,導(dǎo)致低鎳材料成本上行明顯,成交價(jià)格上調(diào)幅度較大,氫氧化鋰因疫情、運(yùn)輸?shù)纫蛩爻隹跍p少,國(guó)內(nèi)供應(yīng)量小幅提升,上漲有所滯后。原料端煉廠存在成本壓力較大,短期內(nèi)價(jià)格下調(diào)空間不大,隨著產(chǎn)能的不斷釋放,在四季度的交付量會(huì)不斷提高,短期內(nèi)三元材料價(jià)格上漲趨勢(shì),具體來看:原料鋰鹽價(jià)格節(jié)節(jié)攀升供應(yīng)緊張,價(jià)格明顯上漲,預(yù)計(jì)短期內(nèi)依舊維持高位。

2)負(fù)極材料主要影響鋰電池的首次效率、循環(huán)性能等,負(fù)極材料的性能也直接影響鋰電池的性能,負(fù)極材料占鋰電池總成本不超過 15%。負(fù)極材料一般分為碳系負(fù)極和非碳系負(fù)極,其中碳系負(fù)極可分為石墨、硬炭、 軟炭負(fù)極等,石墨又可分為人造石墨、天然石墨、中間相炭微球;非碳系負(fù)極包括鈦酸鋰、錫類合金負(fù)極、硅類合金負(fù)極等。

3)電解液是鋰離子電池的關(guān)鍵原材料之一,下游為鋰離子電池。鋰 離子電池具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度高、成本相對(duì)較低、安全性能好等特 點(diǎn),應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。鋰離子電池電解液上游材料包括了溶劑,鋰鹽和添加 劑。

電解質(zhì)作為電解液的重要組成部分,直接影響著鋰離子電池的擱置時(shí)間和使用壽命、內(nèi)阻與功率特性、充放電效率、使用溫度范圍、安全性能及成本等。受下游需求拉動(dòng),國(guó)內(nèi)外主流廠商紛紛布局溶質(zhì)領(lǐng)域,產(chǎn)能將持續(xù)擴(kuò)張。但目前溶質(zhì) LiPF6 的主流合成和提純工藝仍有改進(jìn)空間,使得高品質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝難度較大。隨著下游持續(xù)景氣,目前生產(chǎn)企業(yè)暫無(wú)庫(kù)存,現(xiàn)貨緊張,擴(kuò)產(chǎn)周期較長(zhǎng),大多以交付和長(zhǎng)期訂單為主,供需缺口將持續(xù)存在,預(yù)計(jì) 2021 年內(nèi)六氟磷酸鋰將持續(xù)保持高景氣度。2022 年鋰 電池電解液溶質(zhì)需求量有望增加 70%,需求動(dòng)能將保持強(qiáng)勁。

根據(jù) GGII,2020 年中國(guó)電解液市場(chǎng)出貨 25 萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng) 38%。按 照比重 5%計(jì)算,2020 年國(guó)內(nèi)電解液添加劑出貨量約 1.46 萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng) 27%。預(yù)計(jì) 21 年中國(guó)電解液產(chǎn)量將在 42 萬(wàn)噸左右,同比增加約 17 萬(wàn)噸。隨著電解液的市場(chǎng)需求不斷攀升,即使生產(chǎn)企業(yè)在三季度順利投產(chǎn),明年 仍存在較大的市場(chǎng)缺口。

2021 年 9 月 24 日碳酸二甲酯(DMC)、六氟磷酸鋰報(bào)價(jià) 1.1、46 萬(wàn) 元/噸,環(huán)比 5.5%、2.3%。上游氫氟酸、碳酸鋰報(bào)價(jià) 1.05、17.6 萬(wàn)元/噸, 環(huán)比 1.9%,14%。鹽湖提鋰指數(shù)收?qǐng)?bào) 4177,環(huán)比-9.1%,近三個(gè)月上漲 110%。整體來看,電解液廠家總庫(kù)存為 757 噸,同比下降 53%,依舊維持低位, 個(gè)別企業(yè)內(nèi)部出現(xiàn)零庫(kù)存現(xiàn)象。當(dāng)前電解液廠家的綜合成本約 7.95 萬(wàn)元/ 噸,目前大部分電解液企業(yè)與上游六氟企業(yè)達(dá)成鎖量合作,因而六氟價(jià)格 波動(dòng)對(duì)成本影響減弱,但隨著原料端其他產(chǎn)品供應(yīng)吃緊,價(jià)格的進(jìn)一步走 高,電解液成本壓力將進(jìn)一步增強(qiáng)。隨著電解液企業(yè)內(nèi)部六氟磷酸鋰自給 能力的提升,電解液廠家的利潤(rùn)水平逐步回升,目前行業(yè)平均毛利維持在 1.65 萬(wàn)元/噸左右。

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4)隔膜是正負(fù)極之間的一層薄膜,容許離子通過、阻止電子通過、防止出現(xiàn)短路。為了使隔膜在充放電過程中保持完整性和熱穩(wěn)定性, 一 般行業(yè)內(nèi)都會(huì)對(duì)隔膜進(jìn)行表層涂覆,涂一下諸如陶瓷、勃姆石、硫酸鋇等無(wú)機(jī)材料。有涂覆的叫涂覆膜,沒有涂覆的稱為基膜。動(dòng)力電池基本都會(huì)選擇涂覆膜。隔膜的制作工藝主要分為濕法和干法,干法又有單向拉伸和雙向拉伸。目前高端產(chǎn)品中以濕法為主,中低端以干法為主。

從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來看,鋰電隔膜市場(chǎng)已高度集中,新增產(chǎn)能主要來自于頭部企業(yè)。由于下游需求旺盛,頭部企業(yè)訂單飽滿。目前,恩捷股份、星源材質(zhì)、中材科技等都在加大擴(kuò)產(chǎn)力度。擴(kuò)產(chǎn)的同時(shí),產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)還在發(fā)力提升海外銷售比例,并謀劃海外建廠,以提升利潤(rùn)水平。近期恩捷股份在匈牙利投資建設(shè)鋰電池隔膜生產(chǎn)基地的奠基儀式在匈牙利東部城市德布勒森舉行。值得關(guān)注的是,匈牙利工廠是恩捷股份第一個(gè)海外生產(chǎn)基地, 該基地?cái)M每年為全球供應(yīng)鏈再增加 4 億平方米的鋰電池隔膜產(chǎn)品。供應(yīng) 端:2021 年 8 月鋰電池隔膜產(chǎn)量約為 55593 萬(wàn)平方米,同比增長(zhǎng) 62.26%, 環(huán)比上漲 2.38%。2021 年 8 月鋰電池隔膜行業(yè)開工率為 61.3%,環(huán)比上漲 2.37%。2020 年鋰電池隔膜總產(chǎn)量為 384529.3 萬(wàn)平方米,同比增長(zhǎng) 27%。需求端:在市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)的情況下,動(dòng)力電池的供應(yīng)存在缺口,目前 個(gè)別企業(yè)的電池訂單已經(jīng)排到了明年,當(dāng)前行業(yè)內(nèi)電池缺口在 30%-50%左 右,且每家企業(yè)的情況不一樣,供應(yīng)緊張的情況有可能會(huì)持續(xù)到 2025 年。

實(shí)際上,為了滿足快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求,從去年以來,多家動(dòng)力電池就在 密集擴(kuò)充產(chǎn)能,除擴(kuò)產(chǎn)以外,動(dòng)力電池企業(yè)十分明顯的動(dòng)作是加緊捆綁上 游原材料資源,“供需錯(cuò)配”致使相關(guān)產(chǎn)品和行業(yè)景氣度不斷上行。價(jià) 格方面,2021 年 9 月,濕法 9μm/干法 14μm 基膜、濕法涂覆:9μm+2μ m+2μm 分別報(bào)價(jià) 1.20、0.95、1.95 元/平方米,環(huán)比均無(wú)變化。鋰電池 隔膜的成本受原料 PP 以及 PE 價(jià)格的影響較小,上游原料 PP/PE 市場(chǎng)價(jià)格 較為平穩(wěn), PP、PE 價(jià)格指數(shù)收?qǐng)?bào) 9085、10095,環(huán)比分別-0.2%、-1.1%。整體來看,本周綜合成本約 7564 元/萬(wàn)平方米,短期內(nèi)鋰電池隔膜成本壓力變動(dòng)不大,利潤(rùn)小幅回暖,各大廠商受益于行業(yè)需求旺盛,產(chǎn)能加速釋放,生產(chǎn)效率提升,疊加客戶結(jié)構(gòu)優(yōu)化,盈利能力提升趨勢(shì)明顯。目前行業(yè)平均毛利維持在 2850 元/萬(wàn)平方米左右,從目前各隔膜企業(yè)的單平利潤(rùn)來看,隔膜漲價(jià)能帶來較大的業(yè)績(jī)彈性。預(yù)計(jì)短期內(nèi)鋰電池隔膜價(jià)格或?qū)⒕S持穩(wěn)定,上漲空間不大。

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5.2 鋰電池需求分析

鋰電池的下游應(yīng)用市場(chǎng)分為電動(dòng)交通工具、3C 消費(fèi)電子、工業(yè)儲(chǔ)能 三大類別:電動(dòng)交通工具、3C 消費(fèi)電子、工業(yè)儲(chǔ)能

(1)新能源汽車需求爆發(fā)式增長(zhǎng),帶動(dòng)鋰電池負(fù)極材料需求快速提。升在同體積重量情況下,鋰電池的蓄電能力是鎳氫電池的 1.6 倍,是鎳 鎘電池的 4 倍,因此,新能源汽車使用鋰電池可以顯著增強(qiáng)續(xù)航里程, 大大增強(qiáng)產(chǎn)品的實(shí)用性和便捷性,在純電動(dòng)汽車的應(yīng)用上這一優(yōu)勢(shì)尤為明 顯。目前,鋰電池已經(jīng)成為了新能源汽車的主要能量裝置之一,新能源汽 車快速發(fā)展將推動(dòng)鋰電池的市場(chǎng)規(guī)??焖贁U(kuò)大。

1)全球市場(chǎng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模。為推動(dòng)新能源汽車發(fā)展,各國(guó)相繼出臺(tái)新能源汽車支持政策,包括購(gòu)車補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、積分政策等,新能源汽車政策營(yíng)造了新能源時(shí)代下的全球新環(huán)境,新能源汽車全球化的趨勢(shì)已經(jīng)來臨。一些國(guó)家為搶占新一輪產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)已經(jīng)制定了停止生產(chǎn)銷售傳統(tǒng)能源汽車的時(shí)間表。英國(guó)和法國(guó)宣布將在 2040 年全面禁售燃油車;德國(guó)將在 2030 年后禁售傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車;荷蘭和挪威將在 2025 年禁售燃油車;印度將在 2030 年全面禁售 燃油車。根據(jù)彭博社發(fā)布的預(yù)測(cè),全球電動(dòng)汽車的銷量將于 2025 年的 1,100 萬(wàn)輛,并且隨后在 2030 年增至 3,000 萬(wàn)輛,中國(guó)將主導(dǎo)這一轉(zhuǎn)變,2025 年電動(dòng)汽車占中國(guó)所有乘用車銷量的 19%,中國(guó)電動(dòng)汽車市場(chǎng)的銷售額將占到全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)的近 50%;歐洲僅次于中國(guó),占全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)銷售額的 14%,美國(guó)排名第三,占 11%。到 2040 年,全球預(yù)計(jì)將售出約 6,000 萬(wàn)輛電動(dòng)車,相當(dāng)于全球汽車市場(chǎng)的 55%;電動(dòng)汽車保有量達(dá)到 5.59 億輛,占所有類型汽車保有量的 33%。

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2)中國(guó)是全球最大新能源汽車市場(chǎng),未來發(fā)展前景廣闊。2014 年以來,隨著免購(gòu)置稅的落實(shí)及全國(guó)推廣實(shí)施、多地政府實(shí)行限牌限購(gòu)但對(duì)新能源汽車特開“綠色通道”及配套設(shè)施的不斷增加,新能源汽車在私人領(lǐng)域的推廣度及接受程度快速上升,我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量突飛猛進(jìn)。根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2021 年 8 月,新能源汽車產(chǎn)銷分別完成 30.9 萬(wàn)輛和 32.1 萬(wàn)輛,同比均增長(zhǎng) 1.8 倍。其中純電動(dòng)汽車產(chǎn)銷分別完成 25.2 萬(wàn)輛和 26.5 萬(wàn)輛,同比均增長(zhǎng) 1.9 倍;插電式混合動(dòng)力汽車產(chǎn)銷均完成 5.6 萬(wàn)輛,同比分別增長(zhǎng) 1.4 倍和 1.7 倍;燃料電池汽車產(chǎn)銷分別完成 40 輛和 38 輛,同比分別下降 58.8%和 68.6%。本月新能源產(chǎn)銷繼續(xù)刷新記錄。從細(xì)分車型來看,純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力汽車的產(chǎn)銷也均刷新記錄。8 月新能源汽車滲透率已提升至 17.8%,新能源乘用車滲透率更是接近 20%。按照這樣的態(tài)勢(shì)發(fā)展,我國(guó)有望提前實(shí)現(xiàn) 2025 年新能源汽車 20%市場(chǎng)份額的中長(zhǎng)期規(guī)劃目標(biāo)。

目前,我國(guó)是全球最大的新能源汽車市場(chǎng),也是增長(zhǎng)最快的市場(chǎng),是 推動(dòng)全球新能源車市增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)工信部《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā) 展規(guī)劃》和中汽協(xié)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》(2016 年)提出的 目標(biāo),未來 10-15 年新能源汽車逐漸成為主流產(chǎn)品,汽車產(chǎn)業(yè)初步實(shí)現(xiàn) 電動(dòng)化轉(zhuǎn)型。2020 年汽車產(chǎn)量達(dá)到 2522.5 萬(wàn)輛,其中新能源汽車年產(chǎn)量將達(dá)到 136.6 萬(wàn)輛;預(yù)計(jì)到 2025 年,其中新能源汽車年占比 20%以上;到 2030 年,汽車產(chǎn)銷規(guī)模將達(dá)到 3,800 萬(wàn)輛,其中新能源汽車占比 40% 以上。相對(duì)于我國(guó)傳統(tǒng)汽車每年接近 3,000 萬(wàn)輛的銷售市場(chǎng),2020 年新 能源汽車銷量滲透率 5.4%,行業(yè)處于高速增長(zhǎng)的初期階段。根據(jù) 2020 年 11 月 2 日,國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035 年)》,到 2025 年,新能源汽車新車銷量占比達(dá)到 20%左右,發(fā)展前景 廣闊。

下游的應(yīng)用:

鋰電池目前主要分為動(dòng)力(電動(dòng)交通工具,如新能源汽車、 電動(dòng)自 行車等)、3C 消費(fèi)電子和工業(yè)儲(chǔ)能等三大應(yīng)用領(lǐng)域。在“碳達(dá)峰”、“碳 中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)過程中,對(duì)動(dòng)力、儲(chǔ)能等領(lǐng)域的鋰電池市場(chǎng)需求將帶來持續(xù)增長(zhǎng)。

動(dòng)力 2021 年上半年,受益于國(guó)內(nèi)外新能源汽車終端市場(chǎng)增長(zhǎng)拉動(dòng),我國(guó)鋰電新能源行業(yè)發(fā)展快速。據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2021 年上半 年新能源汽車產(chǎn)銷分別為 121.5 萬(wàn)輛和 120.6 萬(wàn)輛,同比分別增長(zhǎng) 200.6% 和 201.5%;據(jù) 中國(guó)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù),1-6 月我國(guó)動(dòng)力電池累計(jì)產(chǎn)量 74.7GWh,同比增長(zhǎng) 217.5%;結(jié)合《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃 (2021–2035 年)》提出的新能源汽車占比 20% 目標(biāo),2035 年公共領(lǐng)域 用車全面電動(dòng)化目標(biāo),疊加“碳達(dá)峰”“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo),未來新能源 汽車市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?,將促進(jìn) 動(dòng)力電池行業(yè)高速發(fā)展。預(yù)計(jì)到 2030 年,電動(dòng)汽車的銷量將會(huì)達(dá)到全球乘用車銷量的 50%。目前,我國(guó)動(dòng)力鋰電池在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中優(yōu)勢(shì)明顯,歐洲等海外新能源汽車市場(chǎng)快速發(fā)展有助于進(jìn)一步提升國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電企業(yè)的市場(chǎng)占有率,動(dòng)力鋰電上游產(chǎn)業(yè)鏈有望受益。

根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示,2021 上半年全球新能源汽車銷售約 225.2 萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng) 151%;動(dòng)力電 池裝機(jī)量約 100.49GWh,同比增長(zhǎng) 141%。受國(guó)內(nèi)新能源汽車需求帶動(dòng)以及國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)進(jìn)入海外車企供應(yīng)鏈的影響, 新能源產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步發(fā)展。根據(jù)中 汽協(xié)最新數(shù)據(jù)顯示,2021 年上半年我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷分別為 121.5萬(wàn) 輛和 120.6 萬(wàn)輛,同 比均增長(zhǎng) 2 倍。其中,純電動(dòng)汽車銷量超過 100萬(wàn) 輛,新能源汽車滲透率由今年年初的 5.4%提高至 6 月底的 9.4%。高工產(chǎn) 研鋰 電研究所(GGII)表示,受《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035 年)》、《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖(2.0 版)》等多項(xiàng)利好政策影響,動(dòng)力汽車市場(chǎng)需求呈現(xiàn)大幅上升趨勢(shì),預(yù)計(jì) 2021 年中國(guó)新能源汽車銷量達(dá)到 240 萬(wàn)輛,預(yù)計(jì)全球新能源汽車銷量有望突破 550 萬(wàn)輛。

(2)3C 消費(fèi)電子 ,我國(guó) 3C 消費(fèi)品領(lǐng)域中,手機(jī)與計(jì)算機(jī)占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)。受新興 5G 技術(shù)商業(yè)應(yīng)用的推動(dòng)以及疫情以來線上教育、線上辦公以及居家影視娛樂需求增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng),消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)始終保持穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,除智能手機(jī)、筆記本電腦等傳統(tǒng)消費(fèi)類電子的持續(xù)增長(zhǎng),近年來輕薄型、小型化新興消費(fèi)類電子產(chǎn)品如智能手環(huán)、藍(lán)牙耳機(jī)等也 成為需求新的增長(zhǎng)點(diǎn),預(yù)計(jì)我國(guó)消費(fèi)類鋰離 子電池出貨量將由 2020 年的 37.8GWh 提升至 2023 年的 51.5GWh,復(fù)合增 長(zhǎng)率將達(dá) 到 10.86%。

2021 年上半年,隨著宏觀經(jīng)濟(jì)的改善,在 5G 智能手機(jī)的需求驅(qū)動(dòng)下, 全球消費(fèi)手機(jī)市場(chǎng)正在逐漸復(fù)蘇。根據(jù)市場(chǎng)研究 機(jī)構(gòu) IDC 數(shù)據(jù):2021 年 第二季度全球智能手機(jī)出貨量為 3.13 億部,同比增長(zhǎng) 13.2%。除中國(guó)地 區(qū)外,其他地區(qū)都對(duì)整體的增長(zhǎng)做出了貢獻(xiàn)。IDC 預(yù)測(cè)未來五年內(nèi),全球 手機(jī)出貨量仍將保持持續(xù)增長(zhǎng),2021 年全球智能手機(jī)出貨量預(yù)測(cè)將達(dá) 13.8 億部。智能可穿戴設(shè)備、智能出行、智能家居設(shè)備、無(wú)人機(jī)等新興 智能硬件產(chǎn)品作為消費(fèi)電子行業(yè)的新生代成員,其市場(chǎng)規(guī)模 逐年遞增, 行業(yè)處于上升階段。IDC 公布的最新數(shù)據(jù)顯示,2021 年第一季度可穿戴設(shè) 備出貨量為 1.05 億部,相比去年同期 7780 萬(wàn)部增長(zhǎng)了 34.4%。近年來, 消費(fèi)需求升級(jí)促使智能穿戴市場(chǎng)正在朝著商業(yè)化、產(chǎn)品形態(tài)多樣化、設(shè)備 新型化的方向發(fā)展, 智能硬件產(chǎn)業(yè)鏈將進(jìn)一步完善,未來市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng) 空間巨大。

工業(yè)儲(chǔ)能,儲(chǔ)能能夠?yàn)殡娋W(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用、黑啟動(dòng)、需 求響應(yīng)支撐等多種服務(wù),是提升傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性 和安全性 的重要手段;儲(chǔ)能能夠顯著提高風(fēng)、光等可再生能源的消納水平,支撐分 布式電力及微網(wǎng),是推動(dòng)主體能源由化石能源向可再生能源更替的關(guān)鍵技 術(shù)。中國(guó)提出 2060 年實(shí)現(xiàn)碳中和的承諾,隨著電化學(xué)儲(chǔ)能成本的逐年下 降,工業(yè)儲(chǔ)能將快速增長(zhǎng)。此外,能源企業(yè)對(duì)儲(chǔ)能電池需求也將進(jìn)一步提 升。

儲(chǔ)能領(lǐng)域來看,2021 年電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)繼續(xù)保持快速發(fā)展,根據(jù)中 關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟預(yù)計(jì),本年累計(jì)裝機(jī)規(guī)??蛇_(dá) 5790.8MW,儲(chǔ)能市 場(chǎng)累計(jì)規(guī)模將達(dá) 6614.8MW?!疤歼_(dá)峰”、“碳中和”等目標(biāo)對(duì)儲(chǔ)能行業(yè) 形成巨大利好,根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè) 技術(shù)聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示,未來五年電化 學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)規(guī)模復(fù)合增長(zhǎng)率為 57.4%,市場(chǎng)將呈現(xiàn)穩(wěn)步、快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

5.3 鋰電池板塊三季報(bào)業(yè)績(jī)綜述

鋰電池板塊的營(yíng)業(yè)收入經(jīng)過三年的蟄伏 之后,今年的營(yíng)業(yè)收入迎來了大爆發(fā),2021 年前三季度的營(yíng)業(yè)收入超過了 7500 億元,同比增長(zhǎng)達(dá)到 73.24%。在營(yíng)業(yè)收入大幅增長(zhǎng)的同時(shí),凈利潤(rùn)也與之水漲船高,2021 年前三季度的凈利潤(rùn)達(dá)到了 592.6 億元,與去年同期相比,暴增 190.49%。通過數(shù)據(jù)的對(duì)比,我們不難發(fā)現(xiàn),鋰電池板塊最近三年的凈利潤(rùn)是逐步提高了,凈利潤(rùn)的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)超營(yíng)業(yè)收入的增長(zhǎng)速度,可見鋰電池板塊在增加營(yíng)業(yè)收入的同時(shí),營(yíng)業(yè)成本是快速下降的, 這主要得益于產(chǎn)業(yè)規(guī)模的提升以及技術(shù)的迭代升級(jí)。

經(jīng)營(yíng)活動(dòng)現(xiàn)金流量好 比企業(yè)的血液,鋰電池板塊最近3年1期的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)現(xiàn)金流是十分健康的, 凈現(xiàn)金流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同期的凈利潤(rùn),是一種非常穩(wěn)健的表現(xiàn),2021 年 1-9 月 整個(gè)板塊的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)凈現(xiàn)金流為 846.70 億元,同比增長(zhǎng)超過 39%。從板塊盈利能力指標(biāo)上看,鋰電池板塊的毛利率達(dá)到 25.04%,高于過去三年的毛利率,達(dá)到了毛利的一個(gè)小高峰。鋰電池板塊的資產(chǎn)負(fù)債率連續(xù) 2 年低于 50%,2021 年三季報(bào)顯示整個(gè)板塊的資產(chǎn)負(fù)債率為 49.64%,依然 維持在一個(gè)較低的水平。鋰電池板塊的盈利能力在過去兩年一直在穩(wěn)步提升,凈資產(chǎn)收益率從 2019 年的 1.51%提升到 2020 年的 3.54%,今年前三季度再次大幅攀升到 10.57%,盈利能力增幅驚人。

6 儲(chǔ)能:新型儲(chǔ)能在碳中和過程中發(fā)揮顯著作用

6.1 碳中和背景下,儲(chǔ)能承擔(dān)著重要角色

6.1.1 儲(chǔ)能發(fā)展的重要性

2020 年 400 余家風(fēng)能企業(yè)代表聯(lián)合發(fā)布的《風(fēng)能北京宣言》提出, “十四五”期間,須保證風(fēng)電年均新增裝機(jī) 50GW 以上,2025 年后,風(fēng) 電年均新增裝機(jī)容量應(yīng)不低于 60GW。單從數(shù)據(jù)來看,12 億千瓦的目標(biāo)似 乎能夠輕松實(shí)現(xiàn)。但電力低碳化不是簡(jiǎn)單的做加法,要克服風(fēng)電光伏的間 歇性和波動(dòng)性,整體電力系統(tǒng)都需要發(fā)生轉(zhuǎn)變。儲(chǔ)能,正是轉(zhuǎn)型之中的關(guān) 鍵技術(shù)。

風(fēng)光發(fā)電受自然因素影響較大,缺乏可調(diào)節(jié)性。過去十多年,補(bǔ)貼政 策帶動(dòng)了風(fēng)電光伏的高速發(fā)展,也把嚴(yán)重的棄風(fēng)棄光問題丟給整個(gè)電力行 業(yè)。為了解決可再生能源的消納,電力系統(tǒng)使用各種手段,包括大舉建設(shè) 電力外送通道,壓減火電發(fā)電空間,以消納空間確定投資空間等等。經(jīng)過數(shù)年努力,除了少數(shù)省份,中國(guó)大部分省區(qū)都已將棄風(fēng)棄光率控制在 5% 以下。但靚麗的成績(jī)背后仍然有深重的憂慮。隨著發(fā)電裝機(jī)規(guī)模的不斷擴(kuò) 大,未來數(shù)十年風(fēng)力光伏發(fā)電將從補(bǔ)充能源逐漸演變?yōu)橹髁δ茉?,傳統(tǒng)火 電機(jī)組將會(huì)增速放緩直至減少,這意味著電力系統(tǒng)對(duì)靈活性資源的需求將 更加迫切。儲(chǔ)能是我國(guó)未來提升系統(tǒng)靈活性的重要、可靠的選擇之一。自 2020 年以來,已有青海、內(nèi)蒙古、山東、湖南等近二十個(gè)省市出臺(tái)鼓勵(lì) 新能源配套儲(chǔ)能的支持性文件。儲(chǔ)能項(xiàng)目將迎來快速發(fā)展機(jī)遇期。

6.1.2 儲(chǔ)能發(fā)展三階段

第一階段(2020-2025 年)

“十四五”風(fēng)光發(fā)展信心足。國(guó)家層面的能源“十四五”規(guī)劃尚未出 臺(tái),但北京、天津、上海等 20 多個(gè)?。▍^(qū)、市)已相繼發(fā)布了“十四五” 新能源發(fā)展規(guī)劃,“風(fēng)光”正無(wú)限。國(guó)能投、國(guó)電投、華能、大唐、華電、 三峽、中廣核等眾多電力央企紛紛表態(tài),將把新能源作為“十四五”期間 的開發(fā)重點(diǎn)?!笆奈濉逼陂g電力約束問題不構(gòu)成主要矛盾,儲(chǔ)能是風(fēng)光 發(fā)展的標(biāo)配?!笆奈濉逼陂g,隨著光伏裝機(jī)占比的逐漸提高,儲(chǔ)能在限 電率范圍內(nèi)調(diào)峰,起到削峰填谷的作用。但風(fēng)光儲(chǔ)不具備深度調(diào)峰能力, “十四五”期間儲(chǔ)能調(diào)峰的能力不具備經(jīng)濟(jì)性。在此階段,光伏風(fēng)電的發(fā) 電量占比還較低,電網(wǎng)穩(wěn)定性和靈活性可通過現(xiàn)有調(diào)峰機(jī)組得到保證。

第二階段(2025-2030 年)

新能源成為主力能源,電網(wǎng)穩(wěn)定性亟需大量?jī)?chǔ)能。我國(guó)在 2020 年 12 月聯(lián)合國(guó)“2020 氣候雄心峰會(huì)”提出 2030 年可再生能源裝機(jī)達(dá)到 12 億千瓦。為了實(shí)現(xiàn) 2030 年碳達(dá)峰目標(biāo),可再生能源裝機(jī)將超過火電裝機(jī), 從補(bǔ)充能源變?yōu)橹髁δ茉矗緦?shí)現(xiàn)新增電力來自新能源。要承載如此規(guī) 模的新能源裝機(jī),電網(wǎng)乃至整個(gè)電力系統(tǒng)不僅要有“量”的增加,還要有 “質(zhì)”的變革,對(duì)儲(chǔ)能的需求急劇提升。成本方面,隨著技術(shù)進(jìn)步,風(fēng)光 儲(chǔ)電力度電平均售價(jià)低于全國(guó)煤電平均售價(jià),存量替代化石能源階段開 啟。根據(jù) Solarzoom,風(fēng)光電力要“100%增量替代”化石能源發(fā)電,要做到發(fā)電裝機(jī)保有量:儲(chǔ)能裝機(jī)保有量≈1W:1-2Wh 的比例。我們預(yù)計(jì)在這 一階段功率配比 50%-100%,備電時(shí)長(zhǎng) 2-4h。

第三階段(2030-2060 年)

新能源存量替代化石能源,儲(chǔ)能將在電網(wǎng)側(cè)替代火電機(jī)組。2030 年 往后,至 2060 年實(shí)現(xiàn)碳中和,當(dāng)可再生能源發(fā)展為電力消費(fèi)的絕對(duì)主體 時(shí),構(gòu)建以可再生能源為中心的靈活電力系統(tǒng),主動(dòng)提供系統(tǒng)服務(wù),整個(gè) 電力系統(tǒng)會(huì)更經(jīng)濟(jì)更平衡。儲(chǔ)能將在電網(wǎng)側(cè)承擔(dān)調(diào)峰調(diào)頻等職責(zé),傳統(tǒng)火 電機(jī)組將在輔助服務(wù)領(lǐng)域逐步退出。

根據(jù) Solarzoom 測(cè)算,風(fēng)光電力要“100%存量替代”化石能源發(fā)電, 要做到發(fā)電裝機(jī)保有量:儲(chǔ)能裝機(jī)保有量≥1W:5Wh 的比例。預(yù)計(jì)在這一 階段功率配比 100%+,備電時(shí)長(zhǎng) 4h+。這既要求光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)成本 進(jìn)一步降低,也要求儲(chǔ)能裝機(jī)量大幅提高。

6.1.3 儲(chǔ)能政策的演進(jìn)

“十三五”期間國(guó)家能源局聯(lián)合其他部門陸續(xù)發(fā)布了關(guān)于儲(chǔ)能技術(shù)、 電化學(xué)儲(chǔ)能、輸配電價(jià)格等有關(guān)方面的指導(dǎo)與規(guī)劃政策,促使儲(chǔ)能在“十 三五”期間舉得了明顯的發(fā)展,特別是電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)舉得了長(zhǎng)足的發(fā)展。

在“十四五”開局之年,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局近日聯(lián)合印發(fā) 了《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》,文件明確指出,到 2025 年,實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?;l(fā)展轉(zhuǎn)變,裝機(jī)規(guī)模達(dá) 3000 萬(wàn) 千瓦以上。到 2030 年,實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展。指導(dǎo)意見是“十 四五”時(shí) 期的第一份儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)綜合性政策文件,從市場(chǎng)化發(fā)展、技術(shù)進(jìn) 步、市場(chǎng)環(huán)境、政策監(jiān)管等方面做出 引導(dǎo),對(duì)行業(yè)發(fā)展重大利好,預(yù)期 未來國(guó)家會(huì)出臺(tái)一系列政策,破除產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的難題,實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的市場(chǎng) 化發(fā)展。

電價(jià)是電力系統(tǒng)的市場(chǎng)化結(jié)果,通過深化電價(jià)改革、完善電價(jià)形成機(jī) 制,可進(jìn)一步推動(dòng)新能源為主 題的新型電力系統(tǒng)建設(shè)。2021 年 7 月 29 日,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步完善分時(shí)電價(jià)機(jī)制的通知》,主要內(nèi)容包括分時(shí)電價(jià)機(jī)制的優(yōu)化、執(zhí)行和實(shí)施保障等三個(gè)方面。這一政策再能 源消費(fèi)、 能源生產(chǎn)、能源技術(shù)和能源體制方面都具有重要意義,通過優(yōu) 化分時(shí)電價(jià)機(jī)制,引導(dǎo)用戶改變用能 習(xí)慣,提升電網(wǎng)友好性;峰谷電價(jià) 差更高會(huì)推動(dòng)用電側(cè)儲(chǔ)能等分布式靈活資源的發(fā)展,儲(chǔ)能利用峰 谷電價(jià) 差盈利的空間增大;儲(chǔ)能等多種靈活能源加強(qiáng)互動(dòng),發(fā)展多樣的商業(yè)模式。

此外,各省市也都推出了相關(guān)政策文件,對(duì)儲(chǔ)能配置比例和充電小時(shí) 數(shù)有一定要求,對(duì)新能源項(xiàng)目 配置儲(chǔ)能從鼓勵(lì)到要求配置。截至 2021 年上半年,我國(guó)已有 25 個(gè)省份發(fā)布文件明確新能源配置儲(chǔ)能,青海、新 疆、陜西西安三地區(qū)推出了地方性補(bǔ)貼政策。有 10 個(gè)省份公布了儲(chǔ)能參 與調(diào)峰服務(wù) 的價(jià)格文件,鼓勵(lì)了電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的發(fā)展。在應(yīng)用場(chǎng)景上,國(guó) 外機(jī)構(gòu)習(xí)慣按照儲(chǔ)能系統(tǒng)接入系統(tǒng)的位置分為家用儲(chǔ)能、工商業(yè)儲(chǔ)能和電 表前段 儲(chǔ)能(包括發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能)三類;CNESA 則將應(yīng)用場(chǎng)景劃 分為 5 類,包括:集中式可再生能源并網(wǎng)、輔助服務(wù)、電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè) 和電源側(cè)。結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況和后續(xù)分析需要,我們采取目前國(guó)內(nèi)常用 的分類方式,把應(yīng)用場(chǎng)景分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用電側(cè)三類,儲(chǔ)能技術(shù)安 裝在不同的位置有不同的用途或盈利方式。

6.1.4 儲(chǔ)能的目標(biāo)

到 2025 年,實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?;l(fā)展轉(zhuǎn)變。新型儲(chǔ) 能技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提高,核心技術(shù)裝備自主可控水平大幅提升,在高安 全、低成本、高可靠、長(zhǎng)壽命等方面取得長(zhǎng)足進(jìn)步,標(biāo)準(zhǔn)體系基本完善, 產(chǎn)業(yè)體系日趨完備,市場(chǎng)環(huán)境和商業(yè)模式基本成熟,裝機(jī)規(guī)模達(dá) 3000 萬(wàn) 千瓦以上。新型儲(chǔ)能在推動(dòng)能源領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和過程中發(fā)揮顯著作用。到 2030 年,實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展。新型儲(chǔ)能核心技術(shù)裝備自主 可控,技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)水平穩(wěn)居全球前列,標(biāo)準(zhǔn)體系、市場(chǎng)機(jī)制、商業(yè)模 式成熟健全,與電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)深度融合發(fā)展,裝機(jī)規(guī)?;緷M足新型電 力系統(tǒng)相應(yīng)需求。新型儲(chǔ)能成為能源領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和的關(guān)鍵支撐之一。

6.2 儲(chǔ)能行業(yè)概述

6.2.1 儲(chǔ)能簡(jiǎn)介

儲(chǔ)能技術(shù),儲(chǔ)能即能量的存儲(chǔ)。根據(jù)能量存儲(chǔ)形式的不同,廣義儲(chǔ)能 包括電儲(chǔ)能、熱儲(chǔ) 能和氫儲(chǔ)能三類。電儲(chǔ)能是最主要的儲(chǔ)能方式,按照 存儲(chǔ)原理的不同又分為電化學(xué)儲(chǔ)能和機(jī)械儲(chǔ)能兩種技術(shù)類型。其中,電 化學(xué)儲(chǔ)能是指各種二次電池儲(chǔ)能,主要包括鋰離子電池、鉛蓄電池和鈉 硫電池等;機(jī)械儲(chǔ)能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能等。

儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛,包括電力系統(tǒng)、通信基站、數(shù)據(jù)中心、UPS、 軌道交通、人工智能、工業(yè)應(yīng)用、軍事應(yīng)用、航空航天等,潛在需求巨大。

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈。

完整的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由電池組、電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量 管理系統(tǒng)(EMS)、儲(chǔ)能變流器(PCS)以及其他電氣設(shè)備構(gòu)成。電池組是 儲(chǔ)能系統(tǒng)最主要的構(gòu)成部分;電池管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)電池的監(jiān)測(cè)、評(píng)估、 保護(hù)以及均衡等;能量管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和能量調(diào)度等;儲(chǔ)能變流器可以控制儲(chǔ)能電池組的充電和放電過程,進(jìn)行交直流的變換。

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括電池原材料及生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商等;中游主要為電池、電池管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)以及儲(chǔ)能變流器供應(yīng)商;下游主要為儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商、安裝商以及終端用戶等。

儲(chǔ)能行業(yè)仍處于發(fā)展初期,市場(chǎng)參與者的角色要進(jìn)行清晰地厘清尚有一點(diǎn)難度。從現(xiàn)階段來看電池和 PCS 是儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈中壁壘較高、價(jià)值量占比較大的核心環(huán)節(jié)。系統(tǒng)集成和 EMS 環(huán)節(jié)雖然目前在國(guó)內(nèi)價(jià)值量、 技術(shù)含量不高,但未來有望 通過數(shù)字化、智能化集成和控制,實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能 越來越高和越來越復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景;EMS 是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成高級(jí)功能的基 礎(chǔ),系統(tǒng)集成商有望掌握行業(yè)話語(yǔ)權(quán)。

儲(chǔ)能變流器(PCS)是電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)中,連接于電池系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的實(shí)現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換的裝置。既可把蓄電池的直流電逆變成交流電,輸送給電網(wǎng)或者給交流負(fù)荷使用;也可把電網(wǎng)的交流電整流為直流電,給蓄電池充電。PCS 上游主要由電子元器件、結(jié)構(gòu)件、電氣元器件和電線類和其他元器件構(gòu)成, 其中電子元器件包括電阻、電容、集成電路、PCB 等;結(jié)構(gòu)件包括機(jī)柜、機(jī) 箱、 金屬和非金屬結(jié)構(gòu)件,其中非金屬結(jié)構(gòu)件包括多晶硅、硅片和晶硅電池片等;電氣元器件包括斷路器及相關(guān)輔件、變壓器、電感和散熱器等;電線類原材料包括 電線和電纜。

儲(chǔ)能電池主要由電池模組和 BMS 組成。目前主要有低壓 48V 和高壓 200V~400V 的電池系統(tǒng)。BMS 的功能主要是監(jiān)控電池的電壓、溫度、 SOC/SOH 計(jì)算、均衡容差。

儲(chǔ)能電池的核心技術(shù)主要還是電芯和 BMS。鋰電池有多種不同技術(shù)的 產(chǎn)品,做系統(tǒng)集成需深入了解各家電池產(chǎn)品技術(shù)特性。如需把電池和 BMS集成在一起, 這需要對(duì)電池和 BMS 產(chǎn)品性能都了解才能更好匹配。

能源管理系統(tǒng)(EMS)順應(yīng)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。智慧能源管理系統(tǒng)設(shè)備層主要包括能量采集變換、信息采集;通訊層主要包括鏈路、協(xié)議、傳輸;信息層主要包括緩存中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器;應(yīng)用層主要包括:APP、Web、數(shù)據(jù)分析。

儲(chǔ)能系統(tǒng)集成包括核心儲(chǔ)能技術(shù)軟件,以及基于控制將其集成,以完 整的智能系統(tǒng)交付客戶,同時(shí)確保系統(tǒng)的整體盈利能力。隨著儲(chǔ)能行業(yè) 的成熟,系統(tǒng)集成商不僅僅是雇傭 EPC 進(jìn)行本地安裝,先進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 和運(yùn)行/優(yōu)化能力將越來越重要。目的是最大化項(xiàng)目投資回報(bào),在生命周期內(nèi)使得儲(chǔ)能項(xiàng)目滿足安全和性能要求。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)尚未 完全標(biāo)準(zhǔn)化,公司能夠結(jié)合儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景的電氣環(huán)境和用戶需求,將自身電池系統(tǒng)與市場(chǎng)中的儲(chǔ)能變流器及其他設(shè)備進(jìn)行選型匹配,為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、工商業(yè)等各類場(chǎng)景打造“一站式”儲(chǔ)能解決方案,使儲(chǔ)能系統(tǒng)的整 體性能達(dá)到最優(yōu)。

根據(jù) CNESA 發(fā)布了中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)提供商、中國(guó)儲(chǔ)能變流器提供商和中 國(guó)儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商的相關(guān)名單。中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)提供商榜單中,寧德時(shí)代和 比亞迪分列國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和海外市場(chǎng)榜首位置;中國(guó)儲(chǔ)能變流器提供商榜單 中,陽(yáng)光電源同時(shí)占據(jù)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和海外市場(chǎng)榜首位置;中國(guó)儲(chǔ)能系統(tǒng)集 成商榜單中,功率規(guī)模排名中,陽(yáng)光電源同時(shí)占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和海外市場(chǎng)第 一的位置,能量規(guī)模排名中,海博思創(chuàng)和比亞迪分列國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和海外市場(chǎng) 榜首位置。

中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)提供商排名:2020 年,中國(guó)新增投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng) 目中,裝機(jī)規(guī)模排名前十位的儲(chǔ)能技術(shù)提供商,依次為:寧德時(shí)代、力神、 海基新能源、億緯動(dòng)力、上海電氣國(guó)軒新能源、南都電源、贛鋒電池、比 亞迪、中航鋰電和國(guó)軒高科。

儲(chǔ)能變流器提供商排名:2020 年,中國(guó)新增投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目 中,裝機(jī)規(guī)模排名前十位的儲(chǔ)能逆變器提供商,依次為:陽(yáng)光電源、科華、 索英電氣、上能電氣、南瑞繼保、盛弘股份、科陸電子、許繼、英博電氣 和智光儲(chǔ)能。

2020 年,中國(guó)新增投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目中,能量規(guī)模排名前十位 的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商,依次為:海博思創(chuàng)、陽(yáng)光電源、上海電氣國(guó)軒新能源、 猛獅科技、平高、科華、南都電源、庫(kù)博能源、科陸電子和南瑞繼保。







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