储能行业2023年投资策略：未来已来-华安证券.pdf-solarbe文库

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敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券储能行业 2023 年投资策略未来已来 [Table_IndNameRptType]电力设备行业研究 /行业专题 [Table_IndRank] 行业评级增持报告日期 2023-01-06 [Table_Chart] 行业指数与沪深 300走势比较 [Table_Author] 分析师尹沿技执业证书号 S0010520020001 邮箱 yinyjhazq.com [Table_Report] 相关报告 1.锂电周报 _新能车销量高增，年底需求前置不改长期韧性与趋势 2023-01-02 2.锂电周报 _新能车短期增速放缓不改需求韧性，估值价值凸显 2022- 12-25 3.锂电周报 _中央经济会议支持新能源车，钠电池产业化加速 2022-12- 18 主要观点 [Table_Summary] ⚫ 产业链百花齐放，龙头企业持续发力根据储能行业的发展特点，目前形成了以磷酸铁锂电池储能为主要路线，钠电池快速优化形成部分替代，多种电池路线补充的发展格局。随着对户储及大储需求的增加，储能电池技术成熟度将进一步提升，电池成本有望降低。整体储能电池行业集中度高，龙头企业占据市场份额大。 ⚫ 储能变流器业务快速成长，增量发展空间广阔目前，变流器出货量持续高增，其中微型逆变器占比较大。变流器中游主要提供各个应用场景适配的储能变流器，但未出现绝对龙头。随着国内大型储能放量与海外大储市场开启，储能变流器业务有望迎来加速期。 ⚫ 储能温控领域持续增长，液冷优势明显随着电化学储能市场不断发展，温控市场也迎来了高增速。未来，高容量、高倍率储能应用增多，散热效率高、速度快的液冷系统优势凸显，加速渗透。液冷系统相较风冷系统而言，有着更持续的电池寿命和更高效率、更精准的温度控制，预测在 2025年液冷系统的渗透率可以达到 45。 ⚫ 海外户储与国内大储共振储能系统分为表前与表后，表前应用较为广泛，中国、美国、欧洲都是以表前业务为主，国内，表前应用合计占 2021 年国内储能装机比例达到 76。表后业务各国重点不同，中国大储渗透率为 10，而户储渗透率为 5；海外是以户储为主， 2021年美国用户端储能装机量增长 67，但是商业储能以及工业储能减少 24。 ⚫ 投资建议近年来锂离子电池、液流电池、钠离子电池、压缩空气储能、重力储能等多项新型储能技术取得实质性突破，国内储能产业进入多元化发展阶段，未来在全球也将处于领先地位。储能电池方面，全球储能电池装机量及增速逐年上涨，全球储能电池市场需求量大；中国储能锂电池产量不断上涨，磷酸铁锂电池度电成本有望降低。受政策引导及行业技术迭代推动，储能电池下游市场发展潜力大、需求广阔，带动储能电池需求量不断扩大，储能电池方面建议关注宁德时代、鹏辉能源、比亚迪、派能科技、亿纬锂能、国轩高科、欣旺达等； PCS方面，海外大趋势是光储混合逆变器，与户用并网逆变器渠道高度重合，储能逆变器有明显溢价，微型逆变器于分布式市场应用渗透率有望持续提升，未来随着储能配置比例进一步增加， PCS行业将迎来快速扩容阶段。储能逆变器领域建议关注阳光电源、科华数能、比亚迪、上能电气、德业股份、固德威、锦浪科技、昱能科技、 -44 -32 -20 -8 5 17 1/22 4/22 7/22 10/22 1/23 电力设备沪深 300 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 2 / 46 证券研究报告禾迈股份等；储能温控方面，电化学储能系统的高增长正带动储能温控快速发展， 2025 年中国电化学储能温控市场规模有望达 22.8-40.8亿元，对应的 2022-2025年年均复合增速为 77和 91。未来，高容量、高倍率储能应用增多，将对温控提出更高要求，液冷作为中长期技术方案，市场渗透率或将逐步提升，预测 2025年液冷市场占比将达到 45 左右。温控领域建议关注英维克、同飞股份、申菱环境、高澜股份、奥特佳、松芝股份等；消防储能方面，我国储能行业在消防系统领域的龙头企业市占率有较大提升空间，目前消防占储能系统成本约 3，随着风光电高比例接入电网，储能利用率将快速提升，进而带来更旺盛的消防需求，相应消防成本占比逐年提升。建议进一步关注青鸟消防、国安达等。表后应用包括户用储能与工业储能，其中我国已大型储能为主，国外以户用储能为主。 2021 年国内新型储能中用户侧储能占比达到 24，重要性愈发凸显，细分应用场景来看，国内工商业和产业园占据了绝对主力，合计占比超过 80，是用户侧应用的主流用途。建议关注科士达、德业股份、昱能科技、禾迈股份。 ⚫ 风险提示原材料价格超预期上涨，可能导致储能项目经济性边际减弱；汇率大幅波动风险，可能影响行业公司净利润；政策不及预期风险，储能板块受到政策补贴影响较明显。 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 3 / 46 证券研究报告正文目录 1 行业概况 7 1.1 储能技术成为刚需 . 7 1.1.1 减少弃风弃电，促进实现可再生能源发电的削峰填谷 7 1.1.2 利用峰谷价差进行套利，减少电费支出 . 7 1.1.3 提高电力系统稳定性 . 8 1.2 储能技术分类 . 8 1.2.1 按照应用领域 . 8 1.2.2 按照应用技术 . 9 1.2.3 按时间领域分类 . 9 1.3 储能发展趋势 . 10 1.3.1 储能总需求量呈现上升趋势 10 1.3.2 未来 4 小时电池储能在储能市场占有主导地位 . 10 1.3.3 存量以抽水蓄能为主，电化学储能主导增量 . 11 1.3.4 电化学储能以锂离子电池为主流方向 . 11 1.3.4 存储成本将持续降低，性能更优 . 12 2 储能行业赛道 14 2.1 储能电池 . 14 2.1.1 储能电池性能 . 15 2.1.2 储能电池成本预算 18 2.1.3 储能电池下游市场 . 20 2.2 储能变流器（ PCS） . 21 2.2.1 储能变流器产业链及分类 21 2.2.2 市场现状及特性 . 24 2.2.3 PSC 下游市场 24 2.3 温控 . 28 2.3.1 风冷 . 29 2.3.2 液冷 . 31 2.3.3 相变材料冷却 . 31 2.3.4 热管冷却 . 31 2.3.5 风冷、液冷优势明显 31 2.3.5.1 电池温度比较 32 2.3.5.2 电池寿命比较 . 32 2.3.5.3 龙头企业分析 . 34 2.4 消防系统 . 34 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 4 / 46 证券研究报告 3.国内外储能分析 . 38 3.1 中国表前业务主导，表后业务以大型储能为主 38 3.1.1 中国储能市场发展空间巨大 38 3.1.2 表前应用仍是国内装机主要来源 38 3.1.3 表后业务以大型储能为主 . 39 3.1.4 宏观、地方政策辅助新能源发电配储快速铺开 . 39 3.2 美国表前业务快速提升，表后以户储为主 . 39 3.2.1 电力系统基本情况 . 39 3.2.2 表前美国装机量快速提升，总体占比高达 88 40 3.2.3 表后 2021 年户储渗透率 10，发展势头强劲 42 3.2.4 政策支持 IRA 法案更新后， ITC 补贴力度增强 42 4. 投资建议 44 风险提示 45 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 5 / 46 证券研究报告图表目录图表 1 削峰填谷 . 7 图表 2 峰谷价差调节后的能源费用和需求费用的比较 7 图表 3 历年大停电事故次数及地区分布 8 图表 4 按应用领域分类 . 8 图表 5 按应用技术分类 . 9 图表 6 按时间领域分类 . 10 图表 7 2025 年全球储能装机总需求 10 图表 8 全球电化学储能市场趋势 . 10 图表 9 不同场景储能量预测 . 11 图表 10 全球电力储能市场容量 MW（ 2021 年底 11 图表 11 中国电力储能市场容量 MW（ 2021 年底） 11 图表 12 储能装置功率和能量密度比较 12 图表 13 最新储能技术性能分析 12 图表 14 锂电池包价格随时间变化趋势 13 图表 15 储能系统产业链 . 14 图表 16 电化学储能成本构成 . 15 图表 17 动力和储能电池体系性能要求比较 16 图表 18 不同电池体系性能对比 . 16 图表 19 钠离子电池工作原理 . 17 图表 20 循环寿命对储能度电成本的影响 18 图表 21 磷酸铁锂电池 LCOS 测算核心假设 18 图表 22 磷酸铁锂电池 LCOS 测算 . 18 图表 23 钠离子电池 LCOS 测算核心假设 19 图表 24 钠离子电池 LCOS 测算 . 19 图表 25 中国储能技术提供商 2021 年度全球市场储能电池出货量排行榜 21 图表 26 储能变流器产业链 . 21 图表 27 2021 年中国储能电池企业全球储能电池出货量 . 22 图表 28 储能变流器按应用场景分类 . 23 图表 29 常规逆变器分类 . 23 图表 30 全球逆变器空间测算 . 25 图表 31 部分 PCS 上市企业介绍 . 26 图表 32 同行业部分企业 PCS 产品毛利率对比 27 图表 33 锂电池工作温度区间 . 28 图表 34 特斯拉的储能系统火灾 29 图表 35 空气冷却落地式一体机方案 30 图表 36 风冷系统零部件价值量占比 . 30 图表 37 液冷管路布置 . 31 图表 38 液冷系统成本构成 . 31 图表 39 风冷、液冷对电池温度的不同控制 32 图表 40 风冷、液冷对电池寿命的不同影响（已完全充放电次数为例） 32 图表 41 风冷、液冷渗透率预测 . 33 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 6 / 46 证券研究报告图表 42 着火三角形 . 35 图表 43 国内消防行业竞争格局 35 图表 44 国安达政策优势 . 36 图表 45 青鸟消防灭火端解决方案 . 36 图表 46 青鸟消防各业务营收占比 . 37 图表 47 全球累积储能量分布图势 . 38 图表 48 国内储能装机占比 . 38 图表 49 用户储能分布图 . 39 图表 50 北美电网联网情况 40 图表 51 2021 年全球新开工储能项目分布（ MW. 40 图表 52 美国储能装机量持续增长（单位 GWH） 41 图表 53 2021 年表前储能的应用占比 41 图表 54 新增户用光伏装机中的渗透率 42 图表 55 新增工商业光伏装机中的渗透率 42 图表 56 2022 年 Q2 美国装机量增量分布 42 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 7 / 46 证券研究报告 1 行业概况 1.1 储能技术成为刚需 1.1.1减少弃风弃电，促进实现可再生能源发电的削峰填谷新能源发电波动性明显，存在峰值时发电功率高于电网负荷，产生弃风弃光的问题。未来随新能源装机比例提升，弃风弃光的问题将日益突出。加强电网基建可以提升其负荷，使其可以承载更高功率的发电。配备发电侧储能则可以在电网输送通道受限和光伏 /风电满负荷工作的情况下实现调峰，平滑新能源发电输出曲线，缓解电网负担。削峰填谷可以在低需求时段吸收电力，并在高峰需求时段将其释放到电网或支持客户的负载。这有效地将一些负荷从高峰时段（红色）转移到非高峰时段（绿色）。 1.1.2 利用峰谷价差进行套利，减少电费支出在用户方面，储能最常见的应用是利用峰谷电价差进行套利。具体来说，通过在低电价时给储能系统充电，在高电价时给储能系统放电，可以实现峰谷电价差套利，降低电力成本。对于大型工业企业来说，也可以利用储能在负荷高峰时放电，从而实现降低产能电费。根据 NREL 研究表明，在实际的系统中，这些家庭在第一年平均支付 394 美元的能源费用和 516美元的需求费用（计费周期内间隔内所需的最大电量向客户收取额外费用）。选取五个家庭进行研究，平均而言，账单节省 -最佳调度导致第一年的能源费用减少 6 （ 22 美元），第一年的需求费用减少 73（ 374 美元）。能源费用的减少相对较小，因为高峰期和非高峰期的能源费用相差只有 1 美分，因此，增加节约的空间很小。图表 1 削峰填谷资料来源 AEC illustration，华安证券研究所图表 2峰谷价差调节后的能源费用和需求费用的比较一年电费一年需求费用每个月波峰需求每个月波谷需求家庭编号实际的最优的减少的实际的最优的减少的实际的 /最优的实际的 /最优的 1 326.19 306.30 6 383.61 88.85 77 12 | 6 5 | 0 2 385.49 377.12 2 446.64 126.02 72 12 | 10 6 | 0 3 289.77 271.88 6 541.57 114.73 79 12 | 7 7 | 2 4 507.29 484.43 5 874.26 284.53 67 12 | 12 12 | 0 5 462.75 422.84 9 335.31 96.82 71 12 | 7 9 | 0 平均（ ± 标准差） 394± 91 372 6± 2 516± 214 142 73± 5 12 | 8.4 7.8 |0.4 资料来源 NREL，华安证券研究所 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 8 / 46 证券研究报告 1.1.3 提高电力系统稳定性新能源发电设备在过程中 ,外部环境不能确保设备可以持续稳定发电 ,存在一定的随机性。储能系统可以对随机性、间歇性和波动性的可再生能源发电出力进行平滑控制，从源头降低波动性，满足可再生能源并网要求，为未来大规模发展应用打好基础。全球范围内具有突发性、影响范围超过 10 万人、停电时长＞ 1h 的大停电事故屡屡发生，美国、加拿大、澳大利亚、巴西、印度等国家大停电事故发生次数最多，普遍具有国土面积辽阔、供电跨度大、电力运行工况复杂的特点。北美电网系统设施老旧，亚非拉地区缺乏强大电力设施建设投入，导致断电、缺电现象频发，叠加气候变暖、寒潮、龙卷风、高温干旱等极端气候多发，当地居民对紧急备电需求属于刚需。户用家储在电厂事故或者极端自然灾害事件中提供应急电源，提高用电稳定性。全球分布式光伏和户用家储仍处于低水平起步阶段，大部分地区光储渗透率在 10以下，发展空间大。图表 3 历年大停电事故次数及地区分布资料来源北极星火力发电网，华安证券研究所 1.2 储能技术分类 1.2.1 按照应用领域通常根据储能系统接入电网的位置将储能分为表前业务和表后业务，其中发电侧以及输电侧属于表前业务，用电侧属于表后业务，每个部分的储能目的各不相同。美国 33 加拿大 7北美洲 5 澳大利亚 4 英国 4 巴西 3 新西兰 2 印度 3 波多黎各 2 菲律宾 2 其他 35 图表 4 按应用领域分类资料来源派能招股说明书，华安证券研究所 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 9 / 46 证券研究报告 1.2.2 按照应用技术广泛使用的储能技术分类方法是基于其储能形式。储能可以分为机械储能、电化学储能、热储能和化学储能。机械储能最广泛和成熟的存储技术是机械储能中的抽水储能，占全球总能量存储容量的 95，但是由于受到地理因素和成本的原因，目前占有量呈下降趋势。根据抽水蓄能产业发展报告 2021，截至 2021 年底，我国抽水蓄能电站装机容量 3639 万千瓦，居世界首位。热储能以热能的形式储存电能或热能。在放电循环中，热量被转移到流体中，然后被用于驱动热机，并将电排放回系统。根据储存热量的原理，热能储存可分为感热增加固体或液体介质的温度、潜热改变材料的相或热化学热支持吸热和放热反应。化学能储存系统通过化学键的形成来储存电能。两种最受欢迎的新兴技术都是基于 “ 电转气 ” 的概念 “ 电转氢发电 ” 和 “ 电转合成气发电 ” 。电化学储能电池将能量储存在两种化学溶液中，这两种化学溶液储存在外部储罐中，并通过一堆电化学电池，其中充放电过程是通过一种选择性膜进行的。 1.2.3 按时间领域分类根据储能时长，可以分为短期、中期和长期储能。根据能量释放持续时间，可以将储能方式进行区域分类。中等持续时间的类别分钟到小时之间，功率范围在 10-100MW。长时间类别跨度为数小时到数天，功率范围在 300MW 以上。目前大多数部署的电池储存设施的储存时间为 4 小时或更短，如铅酸电池、部分锂电池、电磁储能，可用于调峰调频、平滑出力、紧急备用等 ;大多数现有的抽水蓄能设施的持续时间为 8 - 12 小时或更长，属于长期储能，可用于电网调峰调频、备用容量等。每一种应用对储能技术都有其特定的要求。一些应用需要高功率和长存储时间，而另一些应用则相反。因此，在采用储能之前，了解其技术特点及其应用要求是非常重要的。图表 5 按应用技术分类资料来源 MET Study，华安证券研究所 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 10 / 46 证券研究报告存储技术在能量密度上也有所不同，能量密度是每单位体积所能存储的最大能量。具有高能量密度的电池技术特别适合用于电动汽车和移动电子设备 ;然而，能量密度较低的技术可以用于电力系统的存储应用，在这些应用中，空间的有效利用通常不那么重要。 1.3 储能发展趋势 1.3.1 储能总需求量呈现上升趋势未来随着成本持续下降及商业模式日益成熟，储能市场发展潜力巨大。预计 2022 年全球新增装机容量将达 35.5GWh，未来有望持续保持高增长，预计 2025 年新增装机约 300GWh， 2021-2025 年 CAGR 达 97.2。根据 GlobalDate 数据分析发现，预计 2026 年全球电化学储能量可以达到 92.2GW。图表 7 2025 年全球储能装机总需求图表 8 全球电化学储能市场趋势资料来源 CNESA，华安证券研究所资料来源 GlobalData，华安证券研究所 1.3.2 未来 4 小时电池储能在储能市场占有主导地位根据 NREL 建模的场景分析，到 2050 年，美国每天的存储部署可能在 130GW 到 680GW 之间，这足以支持 80或更高的可再生能源发电。预计未来 4 小时电池储能在储能市场占有主导地位。 0 50 100 150 200 250 300 350 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E GWH 4.1 20.8 92.2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 2017 2021 2026 GW 图表 6 按时间领域分类资料来源 ResearchGate，华安证券研究所 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 11 / 46 证券研究报告 1.3.3 存量以抽水蓄能为主，电化学储能主导增量化学储能和电化学储能统称为新型储能，是目前主要主要的发展方向。电化学储能同时具有较高的能量密度和功率密度，决定了其广泛的技术适用性。其中，锂离子电池同时具有高功率密度与高能量密度。根据 CNESA 全球储能项目数据库的统计，截至 2021 年底，中国各类型储能装机量结构与全球情况相似，均以抽水蓄能为主要装机类型，占据 86左右装机容量。全球运行的电力储能项目容量总计为 209.4 GW，同比增长 9。抽水蓄能比重首次低于 90，同比下降 4.1 个百分点。其次是新储能，为 25.4 GW，同比增长 67.7。锂离子电池在新能源存储中占比最大，市场份额超过 90。图表 10 全球电力储能市场容量 MW（ 2021年底图表 11 中国电力储能市场容量 MW（ 2021 年底）资料来源 CNESA Global Energy Storage Project Database，华安证券研究所资料来源 CNESA Global Energy Storage Project Database，华安证券研究所 1.3.4 电化学储能以锂离子电池为主流方向抽水蓄能占据储能绝对份额，锂离子电池是电化学储能主流技术路线。结果表明，通过对不同储能技术的功率和能量密度的比较，可以确定储能装置的尺寸。储能装置的抽水储能熔岩热储能锂离子电池储能钠离子电池储能蓄电池液流电池其它压缩空气储能飞轮储能抽水储能熔岩热储能锂离子电池储能钠离子电池储能蓄电池液流电池其它压缩空气储能飞轮储能图表 9 不同场景储能量预测资料来源 NREL，华安证券研究所 12.2 86.2 90.9 12.5 83.6 89.7 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 12 / 46 证券研究报告体积随着功率和能量密度的增加而减小，因此锂离子电池可以获得更小的尺寸。另一方面，左下角显示了更大体积的储能设备。所有热储能和电化学储能装置 Ni-MH, Na-S, Li-ion 上游的集成系统设备主要包括涂布机、搅拌机等。产业链中游主要为储能系统的集成与制造，对于一个完整的储能系统，一般包括电池组、电池管理系统 BMS、能量管理系统 EMS）以及储能变流器 PCS四大组成部分。产业链下游的应用场景主要发电侧、电网侧和用户侧的电力系统储能。电池组是储能系统最主要的构成部分；电池管理系统主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等；能量管理系统负责数据采集、网络监控和能量调度等；储能变流器可以控制储能电池组的充电和放电过程，进行交直流的变换。储能电池系统由电池组和电池管理系统两部分组成。电池组是整个储能系统中成本占比最高的部分，约占 70， BMS 占比为 6，储能电池系统占电化学储能成本比重达 76。图表 15 储能系统产业链资料来源派能科技招股说明书，华安证券研究所 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 15 / 46 证券研究报告 2.1.1 储能电池性能大部分的储能设备都不需要运动，所以不需要能量密度、功率密度，不同能量存储方案对能量密度的需求也不同；在电池材料上，要注重材料的膨胀率、能量密度、电极材料性能的均匀性，以达到更好的使用寿命和更低的价格。储能电池充放电更为频繁，在相同的 10 年日历寿命的前提下，对循环寿命有着更高的要求，若储能电站和家用储能以每天一次的频率进行充放电，储能锂电池的循环次数寿命一般要求能够大于 3500 次，若提高充放电频率，循环寿命要求通常要求能够达到 5000 次以上。此外，由于储能电站的规模基本上都是兆瓦级别以上甚至百兆瓦的级别，因此储能电池的成本要求比动力锂电池的成本更低，安全性也要求更高。储能电池的要求是 0.5K-1K/KWh（含 PACK 及 BMS），储能电池对于价格更为敏感和苛刻，天量级别的需求数量决定了储能电池的成本控制相比车用电池来说更为重要。图表 16 电化学储能成本构成资料来源中国能源研究会，华安证券研究所电池模组 70 集装箱 8 变压器 3 EPC 4 BMS 6 PCS 6 EMS 3 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 16 / 46 证券研究报告综上，储能应用对电池的能量密度和功率密度的要求有所放宽，更强调降低配储度电成本，储能电池需具有低成本、长寿命，且确保电池应用的安全性。磷酸铁锂电池性能与储能需求适配度较高，已成为国内主流路线。三元锂电池能量密度和功率密度高，但成本较高，且安全性相对较弱。 2022 年 6 月国家能源局综合司防止电力生产事故的二十五项重点要求（ 2022 年版）（征求意见稿），提出中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池，不宜选用梯次利用动力电池。磷酸铁锂电池安全性优、循环寿命长、金属资源储量丰富、成本较低且环保，已成为储能电池的主要选择。图表 17 动力和储能电池体系性能要求比较资料来源国际能源网，中汽数据，华安证券研究所图表 18 不同电池体系性能对比资料来源钠离子电池从基础研究到工程化探索，华安证券研究所 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 17 / 46 证券研究报告锂离子电池锂电池储能是当前技术最为成熟、装机规模最大的电化学储能技术。根据中关村储能数据， 2021 年锂离子电池占中国新型储能装机量的 89.7，是最具代表性的新型储能技术，目前广泛应用于 1-2 小时的中短时储能场景中，在 4-8 小时的储能项目中也有应用。锂离子电池储能产业链相对来说已经比较成熟，在整个系统中，电池成本占比最高。但受限于上游锂资源价格居高不下，当前的整个锂离子电池储能系统成本与 2021 年初相比不降反升。钠离子电池钠电池组成结构、工作原理与锂电池相似。钠电池是一种新型二次电池，其组成结构与锂电池相似，主要包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜。钠电池主要通过 Na 在电池正负极之间来回的脱出和嵌入来实现充放电过程。在充电时， Na从正极材料脱出，经过电解液和隔膜嵌入到负极材料，此时，外电路中电子从负极流向正极。钠电池放电过程与充电过程相反。锂电池则是通过 Li在电池正负极之间来回的脱出和嵌入来实现上述过程，因此两者工作原理相似，均被称为“摇椅式电池”。宁德时代 2021 年 7 月分布的第一代钠离子电池单体能量密度达到 160Wh/kg，已经接近磷酸铁锂电池的能量密度。目前海辰储能正式发布的 2022 电池新品，首款 300Ah 电力储能和大圆柱户用储能专用电池，循环寿命可达 12000 次，能量效率达 95。采用海辰储能 300Ah 电力储能专用电池的储能系统，相较当下 280Ah 储能电池，可以实现全生命周期度电成本降低 25.3；如果以用户侧储能电站，按照一天一充应用场景下，可实现 IRR（内部收益率）提高 18.4；前三年储能系统总放电量增加 5，从而减少电量超配，实现初始投资节省 5。根据中科海钠和中国储能网的测算， 1wh 锂电成本为 0.43 元，钠电成本则为 0.29 元，铅酸电池成本为 0.40元。电池组性能决定最终产品的安全性、使用寿命，也最终决定了储能系统的盈利性。与动力电池追求极致的能量密度不同，储能电池更加注重循环寿命。若要提升储能经济性，除系统降本外，提升循环寿命亦为重要途径。数据显示，当储能电池循环寿命提升到 10000 次，储能成本将降至 1000 元 / kWh 以下，扣除充放电损耗和折旧，度电成本将低于 0.16 元。因此，下一阶段，除关注电池自身降本情况外，也需关注储能系统循环次数提升情况。图表 19 钠离子电池工作原理资料来源中科海纳官网，华安证券研究所 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 18 / 46 证券研究报告 2.1.2储能电池成本预算锂离子电池全寿命储能度电成本（ LCOS）测算核心假设初始投资成本包括能量成本， PCS、 BMS、 EMS 系统成本，建设成本以及其他成本。锂离子电池储能系统初始投资成本由于项目区别具有一定差异，综合近期锂离子电池储能项目中标价格为 1.5 元 /Wh。年度运维成本运维成本包括电站运营期间的燃料动力费、以及为了维持电站运营所必须的零部件更换、系统维护、人工费等费用，根据储能类型的不同大致占初始投资成本的 1-10。鉴于锂离子电池储能电站普遍采用远程监控与定期巡检相结合的方式，人工费用相比其他电池类型低，假设运维成本占初始投资成本的 4。系统残值率储能系统报废的剩余价值减去处置成本所得到的净值，根据电池类型不同占初始投资成本的 3-40。其中磷酸铁锂电池相较其他类型电池回收价值较低，假设其系统残值率为 5。系统寿命锂离子电池循环寿命为 3500-10000 次，假设其循环寿命为 7500 次，年均循环次数 500 次，则系统寿命为 15 年。图表 21 磷酸铁锂电池 LCOS 测算核心假设图表 22 磷酸铁锂电池 LCOS测算资料来源知网文献，华安证券研究所资料来源知网文献，华安证券研究所在初始投资成本 1.5 元 /Wh，年均循环次数 500 次，储能寿命为 15 年的假设下，锂图表 20 循环寿命对储能度电成本的影响资料来源电工电能新技术，华安证券研究所参数数值参数数值初始投资成本元 / W h 1. 5 系统容量 M W h 100 其中能量成本元 / W h 0. 7 放电深度 90 P C S 成本元 / W h 0. 3 储能循环效率 88 B M S 成本元 / W h 0. 1 循环寿命次 350 0- 100 00 E M S 成本元 / W h 0. 1 寿命终止容量 75 建设成本元 / W h 0. 2 年循环次数次 500 其他成本元 / W h 0. 1 系统寿命年 15 运维成本元 / W h 0. 06 年衰减率 2. 5 系统残值率 5 贴现率 6 税率 25 年 0 1 2 . . 15 初始投资百万元 150 年折旧百万元 9.50 9.50 9.50 折旧所致税费减免百万元 2.38 2.38 2.38 年维护成本百万元 6.00 6.00 6.00 年电量 MWh 39600.00 38610.00 27781.76 贴现系数 1.00 0.94 0.88 0.42 税费减免现值百万元 22.71 2.24 2.10 0.99 维护成本现值百万元 57.38 5.66 5.30 2.50 电量现值 MWh 328145.74 37358.49 34107.93 11592.36 储能度电成本 L COS /k wh 0.56 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 19 / 46 证券研究报告离子电池储能系统度电成本约为 0.56 元 /kWh。钠离子电池储能全寿命储能度电成本（ LCOS）测算核心假设初始投资成本当前锂离子产业化正在推进中，假设成熟时期可比铁锂电池低 20- 30。目前成本约 370 元 /kWh，而且随着产业链成熟，材料成本有望进一步下探，结合结构件好电气件成本，初始容量投资有望控制在 500-700 元 /kWh。年度运维成本每年需要 3.7左右，为 0.04 元 /W。寿命可循环 2000 次以上，中科海钠、宁德时代等表示其产品可达 3000 次，随着研发持续投入和技术迭代，电池循环寿命有望突破 8000 次以上。循环效率可以达到 84-90。贴现率考虑到当前央企能源企业的融资成本在 4-5，取 6作为折现率。图表 23 钠离子电池 LCOS测算核心假设图表 24 钠离子电池 LCOS测算资料来源知网文献，华安证券研究所资料来源知网文献，华安证券研究所由于产业尚未应用，假设在相对成熟阶段，在初始投资成本 1.1 元 /Wh，年均循环次数 300 次，寿命为 13 年， LOCS 为 0.62 元 /kWh，与磷酸铁锂电池相当。年 0 1 2 13 初始投资百万元 110.00 年折旧百万元 10.45 10.45 10.45 折旧所致税费减免百万元 2.61 2.61 2.61 年维护成本百万元 4.10 4.10 4.10 年电量 MWh 26400.00 25740.00 19483.16 贴现系数 1.00 0.94 0.88 0.35 税费减免现值百万元 22.23 2.46 2.31 0.92 维护成本现值百万元 34.89 3.87 3.62 1.44 电量现值 MWh 198769.09 24905.66 22738.62 6856.09 储能度电成本 L COS /k wh 0 .62 [Table_CompanyRptType] 行业研究敬请参阅末页重要声明及评级说明 20 / 46 证券研究报告 2.1.3 储能电池下游市场大型储能大型储能装机规模通常在 MWh 级以上，大电芯有望成为主流。大型储能系统是推动可再生能源大规模应用、建设新型电力系统的重要设施，可以起到调峰、调频、备用容量、平滑出力、缓解电网阻塞等作用，包括发电侧、电网侧储能等，通常在几十甚至上百 MWh，使用的电芯