新型电力系统深度研究3：全场景下电化学储能电站收益测算-天风证券.pdf-solarbe文库

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行业报告 | 行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 1 公用事业证券研究报告 2022 年 06 月 18 日投资评级行业评级强于大市维持评级上次评级强于大市作者郭丽丽分析师 SAC 执业证书编号 S1110520030001 guolilitfzq.com 资料来源聚源数据相关报告 1 公用事业 -行业研究周报火电超超临界机组为什么被关注 2022-06-12 2 公用事业 -行业研究周报国家电投集团资产梳理优质资产整合未来可期 2022-06-05 3 公用事业 -行业点评政策支持新能源发展，空间、扩张速度有望双提升 2022-05-31 行业走势图新型电力系统深度研究 3 全场景下电化学储能电站收益测算双碳目标下新能源装机规模持续扩张，储能成必要环节双碳目标下新能源装机维持高增速，装机规模占比不断提升，给电网带来较大考验，储能成为新型电力系统下的必要环节。但传统抽水蓄能受制于自然条件约束及响应速度较慢问题，难以完全满足新能源装机规模快速扩张下的调峰调频需求。以电化学为主的新型储能近年来取得快速发展，截至 2021 底，国内电化学储能装机规模为 5.12GW， 2014-2021 年 CAGR 达 69.0。源网侧收益机制亟待探索，共享独立储能或为最优模式火储联合调频火储发展初期受补偿政策影响，广东、内蒙、山西等区域收益水平显著，发展优势明显，但该市场目前总体资金池相对有限，伴随电站规模快速扩张，总体资金池将被迅速瓜分，早期发展较快区域开始趋于饱和，补偿标准表现出降低趋势。在此背景下，火储联合调频市场开始向其他区域拓展，据储能与电力市场统计， 2021 年，新增项目（规划、建设、投运）涵盖广东、江苏、浙江、福建等 15 个省市，涉及近 40 个项目。新能源储能多个省份提出明确新能源配储要求（比例多在 5-20之间），推动储能产业规模快速扩张，但“繁荣发展”背后，由于其缺乏明确调用及收益机制，发电侧自建储能压力较大。独立储能新型储能产业“探索初期”将过，规范化与市场化加速推进。而独立储能电站一方面更加贴合政策导向，相比于依附于发电侧的商业模式，独立储能电站规范性与主体性更强；另一方面，在辅助服务市场逐渐向独立储能放开的背景下，独立储能电站有望满足发电侧、电网侧等多方需求，通过参与调峰、调频等电力辅助服务及容量租赁来扩宽收益渠道，从而有效解决经济性难题。同时，独立储能电站参与电力现货市场交易确定性逐渐增强，市场化机制有望打破资金盘掣肘，进一步提高项目收益水平。根据测算，在综合考虑现货市场交易容量租赁的情况下，山东独立储能电站项目全投资 IRR 达 13.01，资本金 IRR 达 26.50，收益率可观，已具备较强的投资价值。用户侧需求响应机制必要性凸显，峰谷价差拉大为储能提供套利空间伴随我国分时电价政策加速推进，目前已有 29 个省份实施了不同的分时电价机制，峰谷电价价差不断拉大，从而为用户侧储能提供了客观的套利空间。根据测算，当平均价差达到 0.39 元 /KWh 时可实现盈亏平衡，当平均价差达到 0.6 元 /KWh 时，其全投资 IRR 达 11.57，资本金 IRR 达 23.30，因此从当前各地区峰谷价差情况来看，用户侧储能已具备一定的经济性与投资价值。投资建议新型储能商业模式逐渐明朗，共享独立储能电站收益可观，规模放量在即。一方面，双碳目标下，新能源装机维持高增速，装机规模占比不断提升，给电网带来较大考验。在此背景下，国家级储能相关政策频繁出台，对新型储能产业做出一系列顶层战略规划，明确到 2025 年 30GW 的发展目标，并推动其规范化与市场化发展；另一方面，在近年来对储能商业模式的持续探索下，其收入渠道不断拓展，盈利能力显著提高，同时伴随政策端补偿机制等的陆续推出，储能经济性有望持续改善。具体标的方面，建议关注【万里扬】【林洋能源】【三峡能源】【文山电力】【宝光股份】【南网科技】等风险提示储能上游设备涨价，相关政策出台及落地不及预期，储能电站收益渠道拓展不及预期，现货市场下电费价差不及预期，测算假设存在误差等 -26 -18 -10 -2 6 14 22 2021-06 2021-10 2022-02 公用事业沪深 300 行业报告 | 行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2 内容目录 1. 双碳目标下新能源装机规模持续扩张，储能成必要环节 . 5 1.1. 双碳目标下新能源装机占比持续提升，消纳问题凸显 5 1.2. 电化学储能发展前景广阔，政策加码有望推动产业持续升温 . 6 1.2.1. 以电化学储能为主的新型储能技术优势明显，装机规模高速增长 . 6 1.2.2. 产业链 “ 原材料 -设备及系统 -场景应用 ” ，电池及储能系统为成本核心 9 1.2.3. 政策规划助推储能产业发展 . 9 2. 源网侧收益机制亟待探索，共享独立储能或为最优模式 . 11 2.1. 火储联合调频传统区域发展速度减缓，市场向新区域拓展 . 11 2.2. “ 新能源储能 ” 快速扩张，发电侧自建储能面临一定压力 . 13 2.3. “ 多方受益多方买单 ” ，（共享）独立储能或为最优模式 . 15 2.3.1. 规范化与市场化进程加速推进， “ 运营模式 ” 最优者有望脱颖而出 . 15 2.3.2. 共享独立储能 “ 一站多用 ” ，助力收入渠道扩展 15 2.3.3. 经济性测算电力现货市场下具备投资价值，容量租赁影响较大 . 18 3. 用户侧需求侧响应峰谷价差套利，开辟储能新空间 21 3.1. 需求响应机制必要性凸显，峰谷价差拉大为储能提供套利空间 21 3.2. 经济性测算价差在 0.39 元 /KWh 以上具备盈利能力 . 22 4. 投资建议商业模式逐渐明朗，盈利持续改善，规模放量在即 . 23 4.1. 万里扬拓展储能业务板块，重点发展独立储能电站，项目储备丰富 23 4.2. 林洋能源项目储备丰富，产业链拓展铸就核心竞争力 24 4.3. 三峡能源大规模布局储能业务，风光储一体化协同发展 . 25 4.4. 文山电力南网调峰调频资产注入，打造优质储能平台 26 4.5. 宝光股份全面进军储能行业，多场景应用快速拓展 26 4.6. 南网科技南网旗下全流程储能系统技术服务供应商 27 5. 风险提示 . 29 图表目录图 1 2021 年各类电源装机增长量占比 . 5 图 2 2021 年全国各类电源装机结构 5 图 3 2021 年全国电源出力占比 . 5 图 4典型日风电出力曲线 6 图 5典型日光伏出力曲线 6 图 6新型储能装机占比不断提高 7 图 7电化学储能应用场景图 . 8 图 8 2014-2021 全球电化学储能装机及同比增速（ GW） . 8 图 9 2014-2021 全国电化学储能装机及同比增速（ GW） . 8 图 10电化学储能产业链概况 . 9 图 11储能电站投资成本结构 . 9 行业报告 | 行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 3 图 12西部省份某发电机组跟踪电网 AGC 指令的响应过程 . 11 图 13储能系统跟踪电网 AGC 调频响应过程 . 11 图 14截至 2020 年 7 月国内各地区火储项目规模及占比 . 11 图 15火储联合调频项目运营及收入机制 12 图 16 2021 年各地新增储能调频项目情况 13 图 17某风电项目配储前后弃风率变化情况 . 14 图 18配储对风电项目初始投资影响情况（设配储前为 1） 14 图 19配储对光伏项目初始投资影响情况（设配储前为 1） 14 图 20 2021-2025 年风电装机量增长预测（亿千瓦） . 14 图 21 2021-2025 年光伏装机量增长预测（亿千瓦） . 14 图 22风电企业自建储能与容量租赁情况下单位投资成本增量对比（元 /KW） 15 图 23独立储能电站有望同时满足发电侧与电网侧储能需求 . 16 图 24各区域电力现货市场建设情况 . 16 图 25 2021 年各地新增独立储能电站项目情况 . 17 图 26山东省调频辅助服务市场运行及结算规则 19 图 27 2025 年独立储能电站单位投资成本将降低 30以上元 /Wh . 20 图 28磷酸铁锂动力电池价格走势情况（元 /Wh） 20 图 29 “ 十四五 ” 时期用户侧储能发展规划 . 21 图 30公司产业链布局情况 24 图 31三峡能源庆云储能电站示范项目效果图 . 25 图 32截至 2021 年底公司各类型能源装机量（万千瓦） . 26 图 33宝光股份储能业务范围概况 27 图 34公司储能系统技术服务业务营收情况 . 27 图 35公司储能技术服务发展概况 28 表 1 “ 十四五 ” 期间各省份风、光新增装机规划情况 . 5 表 2西北区域各省区弃风弃光原因模拟结果对比 . 6 表 3各类储能技术特点及应用场景分类 7 表 4各类型储能电池性能参数对比 8 表 5近期储能相关政策规划 . 10 表 6典型地区储能 “ 十四五 ” 规划 10 表 7广东调频辅助服务补偿规则变动情况 12 表 8性能调整后补偿额下降情况 12 表 9全国部分省市可再生能源强制配储要求 . 13 表 10 “ 十四五 ” 新型储能发展实施方案相关内容 15 表 11部分地区调峰辅助服务补偿价格（包含历史水平） . 16 表 12部分地区调频辅助服务结算规则及补偿价格 . 17 表 13不同储能电站类型对比 . 17 表 14核心数据及相关假设 18 表 15不考虑电力现货市场与容量租赁情况下项目收益与成本拆分 . 18 表 16部分地区储能容量租赁开展情况 18 行业报告 | 行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 4 表 17三峡能源庆云储能示范项目现货市场收益与成本来源 . 19 表 18不同模式下独立储能电站收益水平对比 . 20 表 19 2022 年 4 月各省市电网代理购电峰谷价差及峰平价差情况（元 /KWh） . 21 表 20核心数据及相关假设 22 表 21用户侧储能项目收益率测算结果 22 表 22万里扬已投运及储备储能电站项目情况 . 23 表 23公司储能项目储备情况 . 25 表 24公司已投运及储备储能项目 26 表 25公司储能业务商业模式分类 27 表 26公司储能系统技术服务相关环节具体内容 28 表 27公司项目布局及储备情况 29 行业报告 | 行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5 1. 双碳目标下新能源装机规模持续扩张，储能成必要环节 1.1. 双碳目标下新能源装机占比持续提升，消纳问题凸显双碳目标下，新能源装机维持高增速，装机规模占比不断提升。双碳目标下，能源结构绿色转型加速，新能源装机规模持续扩张。据国家能源局数据， 2021 年我国可再生能源新增装机 1.34 亿千瓦，占全国新增发电装机的 76.1；截至 2021 年底，我国可再生能源发电累计装机达到 10.63 亿千瓦，占总发电装机容量的 44.8。图 1 2021 年各类电源装机增长量占比图 2 2021 年全国各类电源装机结构资料来源国家能源局公众号，天风证券研究所资料来源国家能源局公众号，天风证券研究所新能源发电量与传统能源相比仍存在较大差距， “十四五” 期间新能源装机容量有望持续增长。虽然可再生能源装机占比已接近 50，但由于其出力稳定性不足，发电量与传统能源仍存在较大差距，根据国家能源局数据， 2021 年全年火电发电量占发电量比例高达 67.4，光伏风电贡献比例仅 11.7左右。因此我们预计 “十四五”期间新能源装机容量有望持续增长。图 3 2021 年全国电源出力占比资料来源中电联，国家能源局，天风证券研究所 2022 年 4 月 18 日，国家能源局综合司下发关于开展省级“十四五”可再生能源发展规划备案的通知，要求各省报备本地区的“十四五”可再生能源发展规划。据智汇光伏统计，目前已有超 20 个省份明确提出风电、光伏发展规划，总新增装机规模超过 6 亿千瓦， “十四五”期间增长空间仍然广阔。表 1 “十四五”期间各省份风、光新增装机规划情况省份风电（万千瓦）光伏（万千瓦）合计（万千瓦）省份风电（万千瓦）光伏（万千瓦）合计（万千瓦）宁夏 450 1400 1850 甘肃 2480 3200 5680 海南 - - 500 黑龙江 - - 3000 行业报告 | 行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 6 江苏 1053 916 1969 天津 110 400 510 西藏 - 872 - 山东 705 3428 4133 浙江 444 1283 1727 河南 1000 1000 2000 河北 2026 3210 5236 青海 807 3000 3807 陕西 - - 4519 内蒙古 5115 3262 8377 吉林 - - 2085 四川 600 1000 1600 辽宁 - - 1619 北京 11 190 201 湖北 498 1502 2000 广东 2000 2000 4000 江西 190 324 514 贵州 500 2043 2543 资料来源智汇光伏公众号，贵州省能源局，天风证券研究所新能源出力受制于不稳定性，大规模接入给电网带来较大考验。风电日波动最大幅度可达装机容量的 80，且呈现一定的反调峰特性；光伏发电受昼夜、天气、移动云层变化的影响，同样存在间歇性和波动性。随着风电 /光伏并网比例提升，常规电源装机容量占比相应降低，新能源调峰容量需求激增与常规电源调峰容量下降之间的矛盾凸显，给电网带来较大考验。图 4 典型日风电出力曲线图 5 典型日光伏出力曲线资料来源考虑新能源资源及出力特性的全局备用容量优化方法蔡乾等，天风证券研究所资料来源考虑新能源资源及出力特性的全局备用容量优化方法蔡乾等，天风证券研究所传统能源协调模式下系统调峰能力不足，对新能源消纳造成限制。传统能源协调模式下系统调峰能力不足的问题凸显，已成为了限制高比例新能源消纳的主要原因。以西北地区为例，根据西北区域新能源发展规划及运行监管报告，西北区域弃风弃光的两大原因（系统调峰能力不足和传输容量受限）的影响占比正在发生变化，截至 2020 年，传输容量受限的导致弃风弃光占比已经很小，而调峰能力不足问题将会越来越严重。表 2 西北区域各省区弃风弃光原因模拟结果对比省区弃风原因弃光原因调峰能力不足传输容量受限调峰能力不足传输容量受限 2015 年 2020 年 2015 年 2020 年 2015 年 2020 年 2015 年 2020 年陕西 - 95.7 - 4.3 - 89.6 - 10.4 甘肃 52.1 74.2 47.9 25.8 39.6 69.9 60.4 30.1 宁夏 85.8 94.2 14.2 4.8 89.5 96.6 10.5 3.4 青海 - 96.5 - 3.5 69.8 93.2 30.1 6.7 新疆 74.1 92.3 25.8 7.7 73.0 90.1 27.0 9.8 资料来源国家能源局，天风证券研究所 1.2. 电化学储能发展前景广阔，政策加码有望推动产业持续升温 1.2.1. 以电化学储能为主的新型储能技术优势明显，装机规模高速增长传统抽水蓄能难以完全满足新能源装机规模快速扩张下的调峰调频需求。储能技术根据储能系统存储能量的形式以及其构成机理的不同可以分为抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储行业报告 | 行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 7 能、超导磁储能（物理储能）及超级电容储能、电化学储能（化学储能）等。传统的抽水蓄能虽起步较早、技术较为成熟，但具有难以克服的劣势一方面，抽水蓄能受地理位置及自然条件约束较强，灵活性较低；另一方面，抽水蓄能的响应速度较慢，响应时间较长。因此，伴随未来新能源装机规模快速扩张，抽水蓄能恐难以完全满足调峰调频需求。在此背景下，以电化学储能为主的新型储能近年来快速发展，装机占比不断提高。图 6 新型储能装机占比不断提高资料来源中关村储能产业技术联盟，天风证券研究所新型储能技术响应速度较快，相比于抽水蓄能技术更具优势。新型储能是除抽水蓄能外的其他以输出电力为主要形式的储能，相比于抽水蓄能技术，在响应速度等各项性能参数上更具优势。表 3 各类储能技术特点及应用场景分类技术类型转换效率响应时间优点缺点抽水蓄能 70-85 分钟级寿命长，规模大，损耗低，无污染受制于自然条件，建设周期长压缩空气 60左右分钟级容量大、周期长，启动灵活，爬坡速率高受地理条件的影响飞轮储能 90以上毫秒级无污染、维护简单，可持续工作成本高，对场地有一定要求超导磁储能 95以上毫秒级功率密度高，响应速度快成本高，要求低温超级电容储能 95以上毫秒级充放电速度快，寿命长能量密度低，电介质耐压低电化学储能 70-95 秒级能量密度高，响应快寿命有限、成本高资料来源储能在电力系统调频调峰中的应用张晓晨，超导磁储能变流器在微网中的控制策略研究王云，天风证券研究所 1）压缩空气储能具有储能容量大、寿命周期长、爬坡速率高等优点，但其能量转换效率较低，仅为 60左右，且需要特定地理条件，环境要求较高。 2）飞轮储能国内飞轮储能系统主要还处在实验室研发和样机研制阶段，理论研究比较丰富，工程应用研究进展较为缓慢，进入市场的成熟飞轮产品还相对较少，因此短期内难以大规模推广。 3）超导磁储能利用超导线圈直接存储电磁能，功率密度高，响应速度很快，转换效率也很高，但受限于价格昂贵的超导材料和低温制冷系统，短期内难以商业化。 4）超级电容储能在充放电速度、功率密度高等方面较其他储能方式有所提升，但存在电介质耐压低等问题，存储能量的大小和保持的时间长度都因漏电流等因素而受到限制。 5）电化学储能通过化学反应将化学能和电能进行相互转换来储存能量，根据材料不同主要可分为铅酸蓄电池、钠硫电池、液流电池和锂离子电池等形式，一方面，电池储能的能量密度与能量转换效率较高，且响应速度较快，能够有效满足电力系统调峰调频需求；另一方面，其功率和能量可以根据不同应用需求灵活配置，几乎不受外部气行业报告 | 行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 8 候及地理因素的影响。其中，锂离子电池经过多年发展，综合性能参数与技术成熟度来看，或为当下综合性最好的电池体系，具备大规模推广条件。表 4 各类型储能电池性能参数对比电池类型能量密度（ Wh/kg）额定功率（ MW）循环次数（次）充放电效率（）自放电（ /天）锂离子电池 150-200 0-0.1 1000-10000 95 0.1-0.3 铅酸电池 35-50 0-20 500-1500 80 0.1-0.3 镍铬电池 150-200 0-40 2500 70 0.2-0.6 钠硫电池 150-240 0.05-8 2500 90 -20 全钒液流电池 25-35 0.03-3 10000 80 小资料来源储能在电力系统调频调峰中的应用张晓晨，天风证券研究所电化学储能在电力系统的源、网、荷侧都可根据需求灵活部署，各环节效果显著。在发电侧可提高发电的稳定性 , 并提高发电质量 ; 在输电环节 , 可降低输电的成本 ; 在配电环节 , 可以缓解企业和用户用电压力 , 促进电网的升级扩容 ; 在送电环节 , 可通过峰谷差套利 , 进而减少企业和用户用电成本。图 7 电化学储能应用场景图资料来源黎冲等电化学储能商业化及应用现状分析，天风证券研究所近年来全球和中国的电化学储能装机规模均呈现高速增长态势。全球电化学储能的装机规模从 2014 年的不足 1GW 上升 2021 年的 20.4GW，复合增速 56.2；中国的电化学储能装机规模同样连续多年保持快速增长趋势， 2014-2021 年电化学储能装机从 0.13GW 增长至 5.12GW，复合增速 69.0。图 8 2014-2021 全球电化学储能装机及同比增速（ GW）图 9 2014-2021 全国电化学储能装机及同比增速（ GW）行业报告 | 行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 9 资料来源 CNESA，前瞻产业研究院，中国能源网，天风证券研究所资料来源 CNESA，前瞻产业研究院，中国能源网，天风证券研究所 1.2.2. 产业链“原材料 -设备及系统 -场景应用”，电池及储能系统为成本核心储能产业链上游为各种原材料，包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜、电子元器件、结构件、辅材、屏柜电缆、土建安装、升压装置等；中游主要包括储能电池、电池管理系统（ BMS）、储能变流器（ PCS）、能量控制系统（ EMS）等；下游主要为发电侧、电网侧、用户侧等具体应用场景。图 10 电化学储能产业链概况资料来源中商情报网，天风证券研究所电池及储能系统为储能电站成本核心。储能电站投资主要包括设备购置费、安装工程费、建筑工程费、其他费用、基本预备费等，对于锂电池电化学储能，根据云南省能源研究院数据，项目设备购置费约占 87，电缆及接地等材料购置费和安装工程费分别约占 1，建筑工程费约占 4，其他费用和基本预备费约占 7。图 11 储能电站投资成本结构资料来源云南省能源研究院公众号，天风证券研究所 1.2.3. 政策规划助推储能产业发展近期国家级储能相关政策频繁出台，对我国电化学储能做出一系列政策规划，推动其规范化、产业化、市场化发展。面对新能源装机大规模扩张所带来的调峰调频需求，国家近年来陆续出台储能相关政策，从电价机制、项目管理、市场交易、技术攻关、商业模式、发行业报告 | 行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 10 展目标等多个角度制定一系列顶层规划，探索储能产业发展路径，推动其向规范化、产业化、市场化发展。表 5 近期储能相关政策规划时间政策名称要点 2022.6.7 关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知针对独立储能参与电力市场配合电网调峰，鼓励独立储能签订顶峰时段和低谷时段市场合约，发挥移峰填谷和顶峰发电作用。独立储能电站向电网送电的，其相应充电电量不承担输配电价和政府性基金及附加。强调了建立电网侧独立储能电站容量电价机制，逐步推动电站参与电力市场；探索将电网替代型储能设施成本收益纳入输配电价回收。 2022.5.30 中国南方区域电力市场运营规则（征求意见稿）根据电力市场运营和各省区电力发展需要，建立健全容量补偿机制（容量市场），风电、光伏等可再生能源、抽水蓄能和独立储能等参与电力市场的配套机制；探索建立市场化的输电权分配和交易机制。 2022.5.30 关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案完善调峰调频电源补偿机制，推动新型储能快速发展，研究储能成本回收机制 2022.5.25 关于加强电化学储能电站安全管理的通知要求所有纳入备案管理的接入 10 千伏及以上电压等级公用电网的电化学储能电站的安全管理工作需要纳入企业安全管理体系，落实全员安全生产责任制，健全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制，依法承担安全责任。 2022.3.21 “十四五”新型储能发展实施方案推动新型储能规模化、产业化、市场化发展。 2022.2.24 关于加强南方区域新型储能发展应用监管工作的通知支持各类储能技术、调控技术攻关，充分考虑建设大容量、长时储能、综合应用的示范项目。支持储能项目作为新型、特殊的独立市场主体身份参与各类电力市场。资料来源储能与电力市场公众号， CESA 储能项目及大数据公众号，全球新能源网，天风证券研究所 2021 年 7 月，国家发改委和国家能源局发布关于加快推动新型储能发展的指导意见，明确 2025 年 30GW 的发展目标，未来五年将实现新型储能从商业化初期向规模化转变，到 2030 年实现新型储能全面市场化发展。新版指导意见发布后，各地基于区域能源发展的切实需求以及带动新兴产业发展的需求，相续发布十四五储能发展目标。据中关村储能产业技术联盟统计，仅青海、山东、湖南、浙江、内蒙古五省及南方电网储能的规划达 39GW，已高于国家制定的 30GW 目标。按照规划初步测算，储能装机总规模预计约达到 47GW。表 6 典型地区储能“十四五”规划时间地区政策名称要点装机规模（ GW） 2021.8.12 青海青海打造国家清洁能源产业高地行动方案 “十四五”末，青海新型储能装机规模达到 6GW 左右，应用规模位于全国前列，实现电力系统中短周期储能调节 6 2021.8.19 山东山东省能源发展“十四五”规划十四五期间储能发展目标 4.5GW，需求响应能力达到最高负荷的 2以上 4.5 2021.10.13 湖南关于加快推动湖南省电化学储能发展的实施意见到 2023 年建成电化学储能电站 1.5GW/3GWh 以上 1.5 2021.11.19 浙江关于浙江省加快新型储能示范应用的实施意见十四五力争实现 2GW 左右新型储能示范项目发展目标 2 2021.12.24 内蒙古关于加快推动新型储能发展的实施意见到 2025 年建成并网新型储能规模达到 5GW 以上，独立共享储能电站不低于 5 万千瓦，时长不低于 4 小时 5 2021.11.11 南方电网南方电网“十四五”电网发展规划 “十四五”期间，南方五省区将推动新能源配套储能20GW 20 行业报告 | 行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 11 合计 39 资料来源中关村储能产业技术联盟，天风证券研究所 2. 源网侧收益机制亟待探索，共享独立储能或为最优模式 2.1. 火储联合调频传统区域发展速度减缓，市场向新区域拓展响应速度对机组调频性能提出更高要求，催生火储联合调频。电力系统运行过程中，发电出力与用电负荷总会出现随机性的有功不平衡情况， AGC 通过下达指令调节发电机组功率来控制电网频率及联络线功率，进而保持电力系统的发用平衡，因此 AGC 对发电机组的调频性能提出了较高要求。但燃煤发电机组相应功率调节速度较慢，仅能达到分钟级，相比之下，电储能系统响应功率调节速率更快，达到秒级标准，能够有效弥补燃煤发电机组响应迟缓带来的机组处理与调度 AGC 指令间的功率差值。图 12 西部省份某发电机组跟踪电网 AGC 指令的响应过程图 13 储能系统跟踪电网 AGC 调频响应过程资料来源电储能提升火电机组调频性能研究肖春梅，天风证券研究所资料来源电储能提升火电机组调频性能研究肖春梅，天风证券研究所广东等区域受补偿政策影响，初期项目收益水平较为显著，发展优势明显。在性能需求叠加补偿政策影响下，火储联合调频市场快速发展。根据储能与电力市场统计，截至 2020 年 7 月，国内火储联合调频项目达 58 个（含投运、在建、中标项目），总规模达 727MW，且项目地集中于广东、内蒙、山西等地。图 14 截至 2020 年 7 月国内各地区火储项目规模及占比资料来源储能与电力市场公众号，天风证券研究所但目前来看，火储联合调频市场总体资金池较为有限。以南方电网调峰服务市场交易模式为例，所有上网主体均要按照上网电量缴纳调频费，形成资金池，储能电站投资方通过与火电厂签订合约的方式在火电厂旁建设储能调频电站，根据提供的调频服务，电网从将资金池中资金以调频补贴方式给予电站，随后电厂与电站分成。在此模式下，伴随储能电站规模的快速扩张，总体资金池将被迅速瓜分。行业报告 | 行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 12 图 15 火储联合调频项目运营及收入机制资料来源星河能源资讯公众号，天风证券研究所因此，早期发展速度较快的区域市场开始趋于饱和，补偿标准表现出降低趋势。以广东为例，根据 2020 年广东调频辅助服务市场交易规则，其在调频里程报价、里程补偿、容量补偿价格及补偿等方面均产生较大改动，其中对于里程补偿的计算中，将使用开根号的形式将 K 值的实际影响降低，综合性能 k 值越高，在市场价格、调频里程不变的情况下，获得的里程补偿额降幅将越大。表 7 广东调频辅助服务补偿规则变动情况变动内容 2018 年广东调频辅助服务市场交易规则（试行） 2020 年广东调频辅助服务市场交易规则调频里程价格申报价格 6-15 元 /MW 申报价格 5.5-15 元 /MW（每半年进行一次评估，修改申报价格上下限）里程补偿 R月度 ∑Di Qi ki n i1 Ri {𝐃𝐢 𝐐𝐢 √𝐤𝐢 𝐦𝟏 ， 𝐤 𝐢 ≥ 𝟏 Di Qi ki， ki＜ 1 ， R月度 ∑Ri n i1 （ m 为规则发布后的自然年数） 𝐃𝐢 −第 i 个调节周期调节里程； 𝐐𝐢-第 i 个调节周期市场结算价格； ki −第 i 个交易周期综合调频性能容量补偿未中标发电单位 3.56 元 /MWh，中标发电单位 12 元 /MWh 所有发电单位 3.56 元 /MWh（现货电能量市场连续运行后，按照机会成本进行容量补偿）资料来源储能与电力市场公众号，天风证券研究所表 8 性能调整后补偿额下降情况性能 K 性能调整 √𝐤𝐦𝟏 m12021 年 m2（ 2022 年） √𝐤𝟐 降幅 √𝐤𝟑 降幅 3 1.73 42.26 1.44 51.93 2.5 1.58 36.73 1.36 45.71 2 1.41 29.29 1.26 37.00 1.5 1.22 18.35 1.14 23.69 资料来源储能与电力市场公众号，天风证券研究所在此情况下，火储联合调频市场开始向其他区域拓展，据储能与电力市场统计， 2021 年，新增项目（规划、建设、投运）涵盖广东、江苏、浙江、福建等 15 个省市，涉及近 40 个项目。行业报告 | 行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 13 图 16 2021 年各地新增储能调频项目情况资料来源储能与电力市场公众号，天风证券研究所 2.2. “新能源储能”快速扩张，发电侧自建储能面临一定压力电网侧建储难以为继，调峰压力向电源侧转移。在电网侧储能建设初期，其商业逻辑是为电网提供各类服务，并希望通过输配电价将成本疏导至用户，但该模式在有效监管机制方面尚不成熟。因此， 2019 年出台的输配电定价成本监审办法及 2020 年出台的省级电网输配电价定价办法均明确规定电化学储能不计入输配电定价成本，电网侧储能建设难以为继。在调峰压力持续存在背景下，建储任务向电源侧转移。多省份提出明确配储要求，储能产业规模快速扩张。在调峰压力转移的情况下，多个省（区）的能源主管部门要求新能源企业配置一定比例的储能。从各省发布的规划、风光开发建设方案等文件来看，新能源配置储能比例大多在 5-20之间；配置小时大多在 2 小时，部分省份要求 1 小时或者 4 小时。各地配储要求明确化推动储能产业规模快速扩张。表 9 全国部分省市可再生能源强制配储要求省市区配储要求省市区配储要求省市区配储要求风电光伏备电时长风电光伏备电时长风电光伏备电时长天津 15 10 - 宁夏 10 10 2h 山西 10 10-15 - 湖南 15 5 2h 上海 20 - 4h 陕西 10-20 10-20 2h 广西 20 15 2h 成都 10 10 - 江苏 - 8-10 2h 福建 - 10 - 义乌 - 10 2h 河北 10-15 10-15 2h 海南 - 10 1h 江西 - 10 1h 河南 10-20 10-20 2h 湖北 10 10 2h 内蒙古 15 15 2h/4h 临安 10-20 10-20 - 山东 10 10 2h 辽宁 15 10 4h 甘肃 5-10 5-10 2h 青海 10 10 2h 安徽 10 10 1h 阿克苏 - 10 - 资料来源北极星太阳能光伏网，上海市发改委，新能源网，中国电力网，北极星风力发电网，运城市人民政府，临安区人民政府， KE 科日光伏网，天风证券研究所 “繁荣发展”背后成本矛盾突出，发电侧自建储能面临一定压力。 ➢ 一方面，仅将储能装机配额作为新能源发电项目并网条件，难以确保储能的建设质量，由于配建储能会导致项目初始投资成本明显增加，新能源企业可能更倾向于选择性能较差、初始成本较低的储能产品，而仅使储能作为可再生能源优先并网的工具； ➢ 另一方面，由于受到配储容量与时长限制，其对电源侧企业本身的消纳问题作用较为有限，因此企业在实际运行过程中可能会选择更低成本的解决方案，如在部分时段弃行业报告 | 行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 14 电等。以某弃风严重区域风电配套储能站为例，配置额定功率 10、 4 小时的储能前后，其弃风率分别为 20.6/ 19.7，差别较小。图 17 某风电项目配储前后弃风率变化情况资料来源中国电力网，天风证券研究所上述情况下，传统“新能源储能 ”模式不但难以达到促进风光消纳及调峰调频的目的，而且