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新能源產(chǎn)業(yè)專題6|配儲經(jīng)濟性凸顯,工商業(yè)儲能需求待爆發(fā)
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作者:南京卓遠研究中心

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前言

電改、缺電、新型電力系統(tǒng)、新能源消納等多要素催化工商業(yè)儲能需求增高,配儲經(jīng)濟性能大幅提升,行業(yè)將迎來爆發(fā)期。我國工業(yè)用電約占到全社會用電量的66%,一方面在工業(yè)用電量正逐年平穩(wěn)增長,多地工商業(yè)用戶因用電負荷高峰期被迫限電,而風光等新能源卻因間歇性、隨機性、波動性的特點無法直接為用戶供電,需要大量工商業(yè)儲能進行靈活性調(diào)節(jié),同時,國家提出“以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”的頂層設計,催化了國內(nèi)能源新業(yè)態(tài)發(fā)展,工商業(yè)儲能的需求正在呈指數(shù)式增長。另一方面,隨著碳化硅、碳酸鋰等原材料價格的下跌,市場對儲能行業(yè)的增長有了更多的期待,儲能應用場景在不斷涌現(xiàn),分時電價政策也將進一步拉大峰谷價差,擴大工商業(yè)儲能峰谷套利空間,工商業(yè)配儲的經(jīng)濟性正在凸顯,有著數(shù)萬億市場的工商業(yè)儲能將迎來爆發(fā)期。

 

那么到底什么是工商業(yè)儲能?目前市場現(xiàn)狀如何?有哪些因素驅(qū)動工商業(yè)儲能的發(fā)展?產(chǎn)業(yè)鏈上都有哪些環(huán)節(jié)及相關公司?收益模式如何?

卓遠研報第52期:

配儲經(jīng)濟性凸顯,

工商業(yè)儲能需求待爆發(fā)

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一、概念界定

工商業(yè)儲能是儲能市場的重要組成,主要使用鋰電池等電化學儲能技術,通過電池充放策略實現(xiàn)負荷側(cè)電力調(diào)節(jié),可以提高可再生能源利用率、降低電網(wǎng)平衡壓力、提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

 

當前我國儲能根據(jù)終端客戶來分,可以分為電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)儲能,其中電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)儲能又稱為表前儲能或大儲,用戶側(cè)儲能又稱為表后儲能。用戶側(cè)儲能分為工商業(yè)儲能與家庭儲能,兩者區(qū)別在于客戶群體,而我國的用戶側(cè)儲能基本為工商業(yè)儲能。目前表前大儲中,電源側(cè)儲能盈利模式尚不清晰,電網(wǎng)側(cè)儲能依賴兩部制電價補貼,獨立/共享儲能電站未來或在表前大儲領域積極探索應用促進商業(yè)模式走向成熟,而用戶側(cè)工商業(yè)峰谷電價差異明顯是當前儲能應用端商業(yè)模式最為成熟的領域。

 

表1 儲能分類

 

 

二、行業(yè)發(fā)展驅(qū)動因素

(一)政策端:政策利好不斷,工商業(yè)儲能發(fā)展勢頭良好

 

國家層面頂層設計,突破市場機制壁壘,建立適宜工商業(yè)儲能發(fā)展的市場環(huán)境。新型儲能是構建新型電力系統(tǒng)的重要技術和基礎裝備,是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的重要支撐,也是催生國內(nèi)能源新業(yè)態(tài)、搶占國際戰(zhàn)略新高地的重要領域。《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出:到2025年,新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)模化發(fā)展階段,具備大規(guī)模商業(yè)化應用條件,為工商業(yè)儲能的發(fā)展奠定了基礎。

 

地方層面多形式扶持政策結(jié)合,逐步推進“隔墻售電”,助力工商業(yè)儲能落地。為加快工商業(yè)儲能的滲透率,盡早實現(xiàn)商業(yè)化,多地出臺了輔助服務、補貼、隔墻售電方面的政策,為運營商創(chuàng)造多層次的盈利渠道。補貼方面,包括充電量、放電量、裝機容量和投資一次性補貼這幾種類型,其中,放電量補貼金額集中在0.1-0.9元/kwh這一區(qū)間,江蘇、浙江的補貼較為豐厚;充電量補貼金額則普遍在1元/kwh左右;容量補貼上,今年浙江、重慶、安徽、廣東等多省地區(qū)出臺了儲能容量直接補貼政策,在2022至今各地發(fā)布的工商業(yè)儲能補貼政策中,整體補貼標準在100-300元/kW之間,補貼年限方面包括一次性補貼,三年逐年退坡補貼等形式;在投資補貼方面,今年浙江、廣東、北京等多省地區(qū)出臺了儲能投資補貼政策,投資補貼比例在2%—20%之間,單個項目補貼限額在30萬-1000萬元之間,多為一次性補貼。另外,部分地區(qū)提出若AGC(自動增益控制)可用率達到98%以上,按AGC(自動增益控制)可用時間每臺次(電站)補償20元/時。“隔墻售電”政策則允許分布式光伏電站通過電網(wǎng)將電力直接銷售給周邊的電力用戶,而非先低價賣給電網(wǎng),再由用戶從電網(wǎng)高價買回,如浙江省于2023年1月1日起實施最新電力條例:分布式發(fā)電企業(yè)可以與周邊用戶按照規(guī)定直接交易。

 

(二)市場端:經(jīng)濟性能提升,需求規(guī)??焖贁U大

 

分時電價機制完善,工商業(yè)儲能盈利空間增大。當前我國工商業(yè)用電需求旺盛,特別是華南、華東、華中區(qū)域電力供需形勢偏緊,用電需求催生了備電需求,工商業(yè)儲能作為當前儲能系統(tǒng)的重要組成部分大有可為。同時,當前市場上LCOS(儲能度電成本)在0.68-0.70元/kWh之間,當峰谷價差超過LCOS時,儲能的投資就變得更加經(jīng)濟。而國家發(fā)改委發(fā)布的《關于進一步完善分時電價機制的通知》要求各地進一步完善分時電價機制、合理確定峰谷價差,鼓勵工商業(yè)用戶通過配置儲能等方式削峰填谷、降低用電成本,并設置了3:1的峰谷價差下限,使得工商業(yè)儲能的經(jīng)濟性凸顯。當前達到經(jīng)濟性閾值的省份越來越多,大于0.7元/kWh的省份已達19個,且峰谷價差呈現(xiàn)擴大趨勢,如江西省從0.3934/kWh提升至0.8225/kWh,山東省從0.7036/kWh提升至0.8102/kWh。作為主要盈利模式,峰谷價差的拉大將增大套利空間,有部分城市還推進了輔助服務、容量電價進入浮動范圍,將會進一步拉大峰谷價差。

實現(xiàn)兩充兩放的省份不斷增加,進一步強化項目運營引擎。當前浙江、湖北、湖南、上海、安徽、廣東、海南、江蘇等省市的分時電價均設置了兩個高峰段,可以實現(xiàn)每天兩充兩放,進而提升儲能系統(tǒng)的利用率、縮短成本回收周期。在滿足每天兩充兩放基礎上,部分省份的分時電價還設置了尖峰時段或兩個谷時,在此類省份中安裝工商業(yè)儲能的經(jīng)濟性有望進一步增加,可利用更大的尖峰-谷時價差進一步擴大單次峰谷價差套利的收益,典型如浙江、海南等。

應用場景多元,零碳產(chǎn)業(yè)園配儲需求呈指數(shù)增長。工商業(yè)儲能應用場景廣闊而分散,可以應用在工業(yè)制造、商業(yè)綜合體、物流倉儲、光儲充一體化、微電網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、5G基站、換電重卡、港口岸電等各類應用場景中。在當前階段下,零碳產(chǎn)業(yè)園是工商業(yè)儲能的重要切入點。零碳園區(qū)的建設重點在能源供給以及能源綜合管控,包括工商業(yè)儲能系統(tǒng)、智能電網(wǎng)在內(nèi)一系列綠色新基建是零碳園區(qū)建造的“標配”,隨著十四五期間零碳產(chǎn)業(yè)園的改造和增量新建,或?qū)⒊蔀楣ど虡I(yè)儲能打開的第一個量化市場。根據(jù)CNESA統(tǒng)計,用戶側(cè)儲能項目中,工業(yè)工廠配置儲能的項目占據(jù)多數(shù),如廣東2022年近90個備案用戶側(cè)儲能項目中,工業(yè)園區(qū)用戶側(cè)儲能的項目占76個。

 

(三)競爭端:行業(yè)處于初創(chuàng)期,跨界玩家爭相加碼

 

行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)創(chuàng)設階段,企業(yè)競爭壁壘尚不明顯,玩家陣營主要為以南網(wǎng)能源、國電南瑞、科林電氣等為代表的能源供應商,以寧德時代、比亞迪、派能科技、沃太能源、時代星云、庫博能源等為代表的儲能設備制造商,以陽光電源、固德威、奇點能源、晶能科技、華為、阿詩特等為代表的光伏設備及運營商等。

 

來自互聯(lián)網(wǎng)、化工、酒業(yè)、房地產(chǎn)、紡織、游戲、珠寶、家電、食品等領域的企業(yè)爭相加碼工商業(yè)儲能,如白酒龍頭五糧液、食品大戶南方黑芝麻、服裝巨頭浪莎針織、家電龍頭美的和格力等。切入方式大同小異,包括新設子公司、收購儲能公司、合作開發(fā)、聯(lián)合研發(fā)等,不少擴產(chǎn)計劃投資規(guī)模巨大,金額超百億,主要切入點集中在上游儲能電池材料及制造、電池診斷回收等,也有像碧桂園、西子節(jié)能、格力這樣的將自身產(chǎn)品作為項目拓展渠道實施工商業(yè)儲能運營或建造的企業(yè),如格力提出的“光伏+儲能+空調(diào)”的概念,聚焦儲能與空調(diào)的聯(lián)動。整體來看,當前行業(yè)競爭壁壘尚不明顯,新玩家可以通過資本融資、差異化市場開發(fā)、銷售渠道和品牌建設等來實現(xiàn)彎道超車。

 

三、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

工商業(yè)儲能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈完善,與大儲、戶儲同源。上游是各類設備,中游是系統(tǒng)集成商和開發(fā)運營商,下游是用戶。其中,中游集成商與運營商直接與下游工商業(yè)用戶對接,需要對BMS(電池管理系統(tǒng))/EMS(能量管理系統(tǒng))及儲能應用場景有著高理解,且BMS(電池管理系統(tǒng))/EMS(能量管理系統(tǒng))基本為自研,以完成對上游設備的高效整合。

 

當前,工商業(yè)儲能運營模式主要為合同能源管理。大型工商業(yè)用戶需要的儲能系統(tǒng)容量通常較大,設備成本較高,且需要專門的施工、安裝、運維團隊,中間費用較高,而對于長尾小工業(yè)用戶,通常安裝一體機電柜,但自購儲能系統(tǒng)需要較大資本開支,而合同能源管理模式下,業(yè)主無需投資,只需與投資方(能源服務方)按比例分享儲能收益,這一比例通常為10%:90%、15%:85%等,隨著工商業(yè)儲能的競爭越加激烈,有些優(yōu)質(zhì)項目甚至到了7:3。

 

圖1 工商業(yè)儲能產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

 

四、行業(yè)收益模式分析

峰谷價差套利、能量時移、政策補貼激勵是目前工商業(yè)儲能的主要收益來源,未來可能拓展其他收益方式,如需求響應、需求側(cè)響應獎勵、電力現(xiàn)貨交易、綠證和電力輔助服務等,拓展的核心在于電力現(xiàn)貨市場、虛擬電廠的建設。

 

表2 工商業(yè)儲能盈利渠道

峰谷價差套利。谷時電價較低,儲能充電;峰時電價較高,儲能放電,峰谷價差越大,收益越好。在當前分時電價機制下,多省市可以滿足工商業(yè)儲能每天兩充兩放,經(jīng)濟性較強。據(jù)安信證券計算:2023年6月,大多數(shù)省份儲能收益率在1%—8%之間,14省份收益率超5%,其中收益率前五的省份為廣東(+11.01%),海南(+10.12%),湖南(+8.62%),吉林(+8.16%),浙江(+8.03%)。

 

圖2 峰谷套利模式示意圖

能量時移。根據(jù)是否為光伏配套,工商業(yè)儲能類型可分為光伏配套工商業(yè)和非光伏配套工商業(yè)。對于適合配套光伏的商業(yè)和大工業(yè)用戶來說,疊加工商業(yè)儲能項目可以實現(xiàn)光伏發(fā)電與負載消耗存在時間上的錯配,當光伏發(fā)電超出負載消耗時,工商業(yè)用戶以低價出售余電給電網(wǎng)公司;當光伏發(fā)電小于負載消耗時,工商業(yè)用戶需要以高價代理購電。安裝儲能系統(tǒng)后,對光伏發(fā)電實現(xiàn)削峰填谷在光伏發(fā)電量大時儲存無法消耗的電量,在光伏發(fā)電量不足時釋放儲能系統(tǒng)中的電量供給負載,減少高價購電成本。目前,已有江蘇、浙江、山東、河北、河南五地對分布式光伏提出配儲要求,其中山東棗莊要求配儲比例最高達30%,江蘇、浙江同步出臺分布式光伏配儲補貼,或推動配套工商業(yè)儲能規(guī)?;l(fā)展,根據(jù)國家能源局數(shù)據(jù),隨存量改造與新增工商業(yè)光伏增長的工商業(yè)儲能需求在2023—2025年有望達5.1(+199%)、10.4、18.7GWh。

3 能量時移示意圖

未來,虛擬電廠或成重要盈利渠道,帶來需求響應、現(xiàn)貨交易、輔助服務、綠證等收入。虛擬電廠的建設一方面帶來了其他收益的可能性,如參與電力現(xiàn)貨市場、提供輔助服務等,進而增加投資收益;另一方面,虛擬電廠的建設基礎是電力市場化改革,而電力市場化后會放大光伏出力波動性的劣勢,最終體現(xiàn)在光伏大幅出力的中午電價較低的情況(如山東的午時電價)、棄光率提升等。而工商業(yè)儲能對此受益,受益模式或從峰谷價差套利變?yōu)榉澹汶妰r套利,甚至峰-負電價套利,減少了儲能充電成本,進而增加收益率。另外,工商業(yè)儲能通過虛擬電廠參與電力市場交易,電力輔助服務,需求側(cè)響應從而增厚利潤。預計在虛擬電廠建設順利的情況下,工商業(yè)儲能2025、2030累計裝機有望達37GWh、189GWh。

 

 

 

五、收益模式及測算

前文提到,工商業(yè)儲能的收益模式主要為峰谷價差套利,兩充兩放疊加尖谷下經(jīng)濟性更為突出,因此本文以典型設置尖峰價,滿足兩充兩放的江蘇省為例進行經(jīng)濟測算,本項目為非光伏配套儲能,收益來源為僅為峰谷價差套利(不考慮融資)。

 

1、基礎假設:

 

(1)項目假設

  • 裝機規(guī)模500kw,連續(xù)運行時長2h;

  • 循環(huán)次數(shù)6000次、年運行天數(shù)330天;

  • 運營年限為20年,兩充兩放在第10年更換電池;

  • 放電深度90%(DoD90%)、充放電效率92%;(為行業(yè)均值)

  • 一充一放與兩充兩放下年衰減系數(shù)分別為1.3%、2.5%(對應10年換一次電池)

  • 運行模式:兩充兩放為峰谷循環(huán)、峰平循環(huán)。即若配有2h儲能系統(tǒng),則可于第一個谷時進行充電,并于第一個尖峰/高峰段放電兩小時,于第二個平峰時進行充電,于尖峰/高峰段放電,利用儲能每天實現(xiàn)兩次充放電循環(huán)。

(2)財務假設

  • 儲能單位投資成本為1.7元/wh(行業(yè)均值)

  • 電價差(以六月代理電價為基準):

  • 運維費率每年為投資成本的1%

     

2、計算公式:

 

  • 每年峰谷價差套利收入=考慮衰減后的每日儲能系統(tǒng)可用容量×每日充放次數(shù)×工作天數(shù)×(峰谷價差/峰平價差/尖谷差價/尖平差價)

  • 年運維費用=投資成本*1%

  • LCOS(儲能度電成本)=總投資成本/總處理電量;其中,總投資成本=初始投資+運維費用-殘值,總處理電量=日單次處理電量*2*300

 

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