工商業儲能行業分析
2024-05-12 09:48:19 來源:中國教育在線
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1.工商業儲能:不同于電網側儲能和電源側儲能的分布式儲能1.1.工商業儲能是定位于用戶側調節的儲能方式
雙碳目標下,能源結構持續推進綠色低碳轉型,電力系統需要大量調節資源。截至 2022 年 底,我國發電裝機中風電、光伏發電裝機規模 7.6 億千瓦,占總裝機的 30%;風電、光伏發 電量 1.2 萬億千瓦時,占總發電量的 14%。隨著新能源占比不斷提高,其間歇性、隨機性、 波動性的特點使電力系統面臨調節壓力,需要大量靈活性調節資源。
在電力系統中,儲能在源、網、荷側的不同場景下均具有重要的調節價值。一方面,通過削 峰填谷,可以解決峰谷時段發電量與用電負荷不匹配的問題;另一方面,可以參與提供電力 輔助服務,解決風光發電的波動性和隨機性導致的電網不穩定;此外,通過儲能系統的存儲 和釋放能量,提供了額外的容量支撐;在一定程度上,儲能可以增加電量本地消納,減少輸 電系統的建設成本。儲能可以應用在發電側、電網側和用電側,在不同場景下具有不同的價 值和意義。
工商業儲能是儲能在負荷側的應用,通過電池充放策略實現負荷側電力調節。在用戶側推動 分布式能源和儲能的發展,可以提高可再生能源利用率、降低電網平衡壓力、提高系統安全 穩定運行。
與儲能電站相比,工商業儲能結構和安裝布局相對簡單。儲能電站系統容量大且結構復雜, 通常直流側與交流側分別建設,直流側包括電池、溫控、消防等,集裝箱將電池柜、匯流柜、 監控設備等集成為一體,單集裝箱容量 3MWh 左右,交流側包括 PCS、并網柜、變壓器等,還 需配備站用電系統,為儲能單元提供自用電電源,配備升壓站,協助并網。工商業儲能多為 一體化建造,采用一體柜,模塊化建設,易于擴容,在一個集裝箱內集成電池、PCS、BMS、 溫控、消防系統,單個機柜帶電量 100-300kwh。部分裝機量較大的工商業儲能項目也會選擇 類似儲能電站的集裝箱式儲能系統。
1.2.工商業儲能系統通常為一體機柜形式組合所有關鍵設備
工商業儲能系統由電池系統+BMS、PCS、EMS、變壓器,空調、消防系統、監控及報警系統等 組成。 (1) 電池:通常選擇性價比高的能量型電池; (2) BMS:對電池組提供過充、過放、過流、過溫、欠溫、短路及限流保護功能; (3) PCS:較儲能電站功能更為簡單,體積小巧; (4) EMS:大都不需要接受電網調度,功能較為基礎,只需做好本地能量管理。
2.商業模式:利用儲能電池充放電的性能幫助用戶獲利或省錢工商業儲能應用的本質是利用儲能系統既能充電又能放電的性能,既可以作為“電源”,也可 以作為“負荷”,幫助用戶獲利或省錢。工商業儲能的收益來自:1)幫助用戶節約電費(電 量電費+容量電費);2)需求側響應獎勵;3)參與電力現貨市場交易。
2.1.節約電費:通過峰谷套利節約電量電費,通過替代變壓器節約容量電費
工商業用戶的電費模式有兩種:單一制和兩部制。根據 2023 年 5 月 9 日國家發改委發布的 《關于第三監管周期省級電網輸配電價及有關事項的通知》,用電容量在 100 千伏安及以下 的,執行單一制電價;100 千伏安至 315 千伏安之間的,可選擇執行單一制或兩部制電價; 315 千伏安及以上的,執行兩部制電價,現執行單一制電價的用戶可選擇執行單一制電價或 兩部制電價。
安裝儲能可以通過峰谷價差套利來節約電量電費。儲能系統在用電低谷時利用低電價充電, 在用電高峰時放電給工商業用戶使用,可以節約用戶的用電成本。
用戶可以利用儲能系統替代變壓器擴容,節約容量電費。工商業用戶的容量電費是根據其變 壓器容量確定的,當用戶的用電負荷超過變壓器容量時,需要對變壓器擴容以滿足其需求。 為了滿足容量需求有 2 種方案,更換更大容量的變壓器或者安裝儲能。儲能替代變壓器擴容 的原理是,當用戶負荷需求超過變壓器容量時,儲能系統放電,為用戶提供功率;當用戶負 荷需求低于一定閾值且低于變壓器容量時,儲能系統充電,此時儲能系統功率和用電負荷之 和亦要求小于變壓器容量。 實際上,工商業用戶容量不足發生的時間通常較短,通常出現在機器調試、測試階段,若為 了一段時間的容量需求而更換變壓器,不僅需要投入固定資產,還需要經過電網審批、政府 考核,且需要交更多容量電費。安裝儲能系統可以節約容量電費投入。
2.2.需求側響應:服從電網調度參與需求側響應獲得獎勵
電力需求響應是指通過價格信號和激勵信號,讓用戶改變原來的用電行為,最終促進電力供 需平衡和保證電力系統安全運行。對于安裝儲能的用戶,當電力系統需要用戶增加/減少用電量時,可以通過儲能系統充電/放電實現,而減少對用戶本身用電需求的影響,同時獲得需求 側響應補貼。
2.3.參與電力現貨市場交易:通過虛擬電廠參與交易
未來隨著電力市場成熟,工商業儲能也可以通過虛擬電廠以聚合的方式參與電力市場交易。 虛擬電廠是應用先進的通訊和控制技術,實現對大量散布的分布式資源的聚合調控,使這些 分布式資源規模化,并具備參與電力系統運行調度的資格和能力。“虛擬”的含義是這些資源 并非真正的發電廠,而是對分布式資源的聚合,“電廠”的含義是能夠像真正的發電廠一樣為 電力系統提供電能量和輔助服務。 工商業儲能可以作為虛擬電廠的一部分,接受虛擬電廠平臺的控制調度,按照大電網的需求 進行充放電,提供電能量或輔助服務,從而在電力市場獲得收益。
3.需求催化要素:多重政策催化需求高增,負荷側調節是長期趨勢3.1.分時電價+峰谷價差增大,工商業儲能套利收益提升
3.1.1.政策端峰谷價差持續拉大
工商業電價從目錄電價走向市場化,分時電價峰谷價差增大趨勢。此前工商業儲能裝機量較 小主要因為我國工商業執行目錄電價,電價固定且價格低。2021 年 7 月以來,工商業電價政 策逐漸走向市場化,開始執行分時電價,高耗能企業電價更高。 2021 年 7 月 26 日國家發展改革委發布《關于進一步完善分時電價機制的通知》,明確在保持 銷售電價總水平基本穩定的基礎上,進一步完善目錄分時電價機制,更好引導用戶削峰填谷、 改善電力供需狀況、促進新能源消納。將優化峰谷電價機制,并建立尖峰電價機制,尖峰電 價在峰段電價基礎上上浮比例原則上不低于 20% 2021 年 10 月 31 日,江蘇省、北京市、甘肅省等地國網電力公司發布代理購電公告,自 2021 年 12 月 1 日起,高耗能企業購電價格按照普通代理購電用戶 1.5 倍執行。這一政策的發布, 進一步提高了高耗能企業的用電成本。
新一輪電價核定周期,將系統運行費用向用戶疏導,用戶用電價格可能提升。2023 年 5 月, 國家發改委發布《關于第三監管周期省級電網輸配電價及有關事項的通知》,通知提到,2023 年 6 月 1 日起,工商業用戶的用電價格結構調整為由上網電價、上網環節線損費用、輸配電 價、系統運行費用(包括輔助服務費用、抽水蓄能容量電費)、政府性基金及附加組成,其中, 上網環節線損折價和系統運行費用為本次監管周期新增。根據儲能與電力市場統計,各地的 上網環節線損折價、系統運行費用的兩項費用之和位于-0.0081~0.0953 元/kWh 之間。電價整 體來說,輸配電價+上網環節線損折價+系統運行費用,較 5 月份單一的輸配電價,22 省區出 現增長。
3.1.2.經濟性:部分區域理論上已經可以實現較高收益率
對于峰谷價差較大的區域的高耗能企業,理論收益率接近 30%。以目前峰谷套利經濟效益最 好的浙江省為例,假設安裝一套 100kw/215kwh 的一體化機柜工商業儲能系統,參考公開價 格,一套系統 37 萬元。每日進行 2 充 2 放設置,每年運行 330 天,系統使用壽命 10 年。參 考 2023 年 6 月浙江省代理購電的工商業用戶電價,10kv 的兩部制電價工商業用戶,低谷時 段電價 0.4568 元/kWh,尖峰電價 1.7108 元/kWh,根據浙江省發改委的規定,尖峰 9:00- 11:00、15:00-17:00,高峰 8:00-9:00、13:00-15:00、17:00-22:00,低谷 11:00-13:00、22:00-次日 8:00,因此在中午時段有個低谷,可以進行 2 充 2 放設置。在此假設下,全投資 回報率 29.1%,投資回收期 3 年。當初始投資成本降低至 1.55 元/wh 時,全投資 IRR 提高至 33.3%。實際運行中,峰谷套利可能會因變壓器容量不足、峰谷波段的響應不夠及時而受到一 定影響,但是理論值已具備較高的投資經濟性。
以浙江省為例,我們測算峰谷電價差對儲能經濟性的影響,當谷時電價為 0.46 元/kwh,峰時 電價為 1.16 元/kwh,即峰谷價差為 0.7 元/kwh 時,項目全投資 IRR 為 8.7%,基本符合投資 條件。當峰谷價差降低高 0.6 元/kwh 時,IRR 僅 4.3%。隨著峰谷價差增大,項目 IRR 提高。 我們的測算符合行業的基本認知,即峰谷價差 0.7 元/kwh 為工商業儲能投資的盈虧平衡點。
6 月 15 個區域峰谷價差超過 0.7 元/kWh,工商業儲能具有經濟性的省份增加。峰谷價差超過 0.7 元/kWh 的省份分別是海南、浙江、廣東(珠三角五市)、廣東(江門市)、廣東(惠州)、 湖北、江蘇、山東、廣東(東西兩翼地區)、上海、安徽、河南、廣東(粵北山區)、遼寧和 重慶。與 22 年 6 月相比,超過 5 成區域峰谷價差增長,其中江西增幅最大為 60.82%,驗證 了峰谷價差逐漸拉大的趨勢。與 23 年 5 月相比,約 7 成區域環比下降,主要是季節性電價 調整帶來的。
3.2.需求側響應制度逐步完善,負荷側調節能力即將發揮重要作用
隨著電力市場建設推進,我國持續推進需求側響應。2013 年我國啟動了電力需求響應城市綜 合試點建設;2015 年國家發改委進一步發文加強電力需求側管理,完善電力應急機制;2017 年 9 月《電力需求側管理辦法(修訂版)》發布,電力需求側管理進入新階段。2022 年 1 月 30 日,國家發展改革委和國家能源局發布了《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措 施的意見》,其中提到,完善電力需求響應機制,推動電力需求響應市場化建設,推動將需求 側可調節資源納入電力電量平衡,發揮需求側資源削峰填谷、促進電力供需平衡和適應新能 源電力運行的作用。此后,各省紛紛響應,出臺需求側響應補貼政策。 新型電力系統需要源荷互動共同實現電力系統平衡,需求側響應是重要的調節手段。高比例 可再生能源接入的新型電力系統中,源荷兩端都會產生波動性,通過需求側響應調節負荷端 用電量是實現系統整體效率的重要途徑。當前我國的需求側響應依然在摸索階段,未來會加 強相關布局,加快標準體系建設,促進需求側響應規模化發展。
3.3.電力現貨市場建設推進,虛擬電廠逐步落地
新型電力系統走向源荷互動,虛擬電廠實現條件逐步成熟。在能源供給側,具有波動性、隨 機性、間歇性的可再生能源比例提高,供給側出現時空錯配;在能源需求側,新能源汽車充 電樁、智慧樓宇、工商業儲能等的發展,使電力系統有了更多靈活的可控負荷。同時節能管 理技術為負荷端的靈活控制奠定了基礎,從而使虛擬電廠有了誕生的條件和技術。我國政策 支持虛擬電廠的發展,國家發展改革委等部門印發的《“十四五”現代能源體系規劃》以及天 津、北京、上海等 10 余省份相繼發布的“十四五”能源電力發展規劃及碳達峰實施方案,均對 發展虛擬電廠提出明確要求。
4.產業鏈:重點關注設備集成廠家和開發運營商工商業儲能產業鏈上游是各類設備,電化學儲能系統由電池、逆變器(PCS)、電池管理系統 (BMS)、能量管理系統(EMS)、溫控系統及其他電氣設備組成。中游是系統集成商和開發運 營商,下游是工商業運營商。
根據資產持有方的差異,國內工商業儲能的運營主要有兩種模式,一類是由工商業用戶自行 采購儲能設備,持有資產,全部獲取峰谷套利的收益,但是用戶需要承擔初始投資成本及每 年的設備維護成本。另一類是由能源服務企業投資建設儲能資產并負責運維,工商業用戶與 能源服務企業進行收益分成,產業鏈環節中會增加開發運營商的角色。
工商業儲能的設備廠家,主要是采購電芯、PCS、BMS、EMS 等各類設備,將其組裝集成為可 供用戶使用的系統,其核心在于方案設計能力、銷售渠道。目前,眾多企業推出了針對工商 業的儲能系統,功率和容量可以靈活搭配,標準化產品高效配置,受到市場歡迎。
開發運營商是工商業儲能產業鏈中推動項目落地實施的重要一環。對于大型工商業用戶,需 要的儲能系統容量通常較大,需要專門的施工、安裝、運維團隊,可以通過與運營商合作獲 取峰谷套利等收益,節約了客戶的精力。對于長尾小工業用戶,通常安裝一體機電柜,但自 購儲能系統需要較大資本開支,通過與運營商合作可以節約初始投資,定期獲得穩定的收益 現金流。
5.重點公司分析5.1.開勒股份
公司深耕 HVLS 風扇領域,近年來瞄準工商業儲能市場。公司的主要產品是 HVLS 風扇,根據 客戶不同的需求提供專業、個性化的通風降溫解決方案。近年來公司瞄準工商業市場,成立 安瑞哲能源和開勒新能源,設立子公司開勒能科,進行分布式光伏及工商業儲能系統的研發、 生產、銷售、投資、運營業務,以工商業客戶清潔能源需求為核心,專注于用戶側光伏與儲 能系統一站式解決方案。在 2022 年,公司營業收入 3.04 億元,同比下降 11.43%。
積極布局分布式光伏及工商業儲能系統,為多位客戶提供解決方案。公司持續進行分布式清 潔能源投資建設,已為多家 500 強及知名企業供應綠色電力和低碳能源解決方案。迄今為止, 開勒新能源團隊在全國范圍內策劃和實施了 500MW+分布式光伏與儲能電站項目,分布在天津 靜海、浙江嘉興、江蘇鹽城、山東臨沂等地。其在中國境內設有 17 個服務網絡,運維網絡遍 布國內中心城市乃至全球。 儲能方面,據開勒能科官網顯示,已推出 ARZ-ESS-100KW/233kWh 產品,聚焦工商業儲能場景 的一體機電柜,具有高安全、長壽命(標準工況 10 年壽命)、多場景(覆蓋工業園區、商業 樓宇、數據中心、換電站等需求)的特點。
5.2.芯能科技
專注于分布式光伏電站的投資、建設和運行,深耕于分布式光伏發電。芯能科技的聚焦分布 式光伏電站開發建設及服務(開發+EPC+運維)和項目投資運營,同時拓展儲能、充電樁運營 等業務,覆蓋華東、華南、華中、華北等區域。2022 年,公司實現營收 6.46 億元,同比增 長 48.59%。
以分布式光伏客戶為基礎,拓展儲能業務。公司分布式光伏項目方面積累的良好的客戶基礎 可以促進工商業儲能業務的推廣。根據公司 2022 年年報,截至 2022 年底,公司投資運營的 分布式光伏項目裝機規模已達 726MW,受益于電價上升和發電量上升,自持電站業務迅速拓 展。公司計劃拓展工商業儲能業務,以優質客戶為基礎,為其提供一站式光儲服務。
5.3.盛弘股份
核心電力電子電力設備及解決方案提供商。盛弘股份業務聚焦電力電子設備,產品包括電能 質量(含有源濾波器、靜止無功發生器、工業電源等)、電動汽車充電、儲能微網(含儲能變流器、集裝箱系統、逆變升壓艙、直流變換器等產品)、電池化成與檢測等。2022 年,公司 實現營業收入 15.0 億元,同比增長 47.16%,歸母凈利潤 2.2 億元,同比增長 97.0%。
依托成熟等電力電子技術,切入儲能逆變器。2022 年公司儲能業務收入 2.56 億元,毛利率 43.8%。儲能變流器與公司主業同屬于電力電子行業,技術協同性實現快速切換,公司 2012 年進軍儲能市場,針對不同的市場,推出多樣化的解決方案。面向工商業側及電網側,推出 模塊化儲能變流器;針對系統集成市場,推出將電氣設備集成的半集成產品。公司有望借助 先發優勢帶來的品牌和技術效應,獲取一定的市場份額。
5.4.南網能源
公司聚焦于節能業務與綜合資源利用,向客戶提供多項服務。主要從事節能服務,為客戶能 源使用提供診斷、設計、改造、綜合能源項目投資及運營維護等一站式綜合節能服務。公司 自成立以來,構建了覆蓋節能設計、改造、服務等綜合節能服務體系,為客戶提供一攬子的 綜合能源利用服務,是全國領先的工業節能、建筑節能、城市照明節能投資運營服務商。2022 年,公司實現營業收入 28.88 億元,同比增長 10.29%。
電力業務裝機容量持續提升,背靠南網資源有望成為工商業儲能運營商。根據公司 2022 年 報,截至 2022 年 12 月 31 日,公司在運營的分布式光伏節能項目及農光互補的光伏發電項 目裝機容量約為 1703.34MW,2022 年度發電量約 16.57 億千瓦時;其他類別項目的裝機容量 約 127.08MW,2022 年度發電量約 7.19 億千瓦時。公司作為南網集團兩家上市平臺之一,有 望借助集團之力拓展工商業儲能業務,實現南網區域內快速拓展。
5.5.普路通
專業的供應鏈管理服務與新能源生態系統解決方案提供者。公司的主營業務包括新能源生態 業務(儲能生態運營平臺、智慧光伏能源服務平臺、液冷儲能電站系統、風冷儲能電站系統、 小型液冷能量單元)和傳統供應鏈管理業務。
持續布局儲能與分布式光伏電站投資運營。在儲能方面,提供儲能產品并負責投資建設儲能 資產和運營維護。用戶側儲能方面,根據南網供應鏈統一服務平臺的公開信息,2023 年 6 月, 子公司普裕時代中標廣東電網能源投資有限公司 2023 年用戶側儲能項目設備及運維項目, 中標比例為 18%。電網側儲能方面,公司已于 2023 年 3 月發布公告,獲得位于廣東清遠的獨立儲能電站項目備案,項目擬建電化學儲能電站總規模為 500MW/1GWh 將由 400 個 1.25MW/2.5MWh 獨立集裝箱式儲能單元構成,配套建設 220KV 升壓站及相應送出線路,項目 擬分三期建設,第一期規模擬為 100MW/200MWh。 在分布式光伏方面,公司在與投資者交流中稱,公司已投運多個光伏項目,如 10MW 規模的東 莞銀寶山新光伏項目以及 2MW 的東莞佳禾電聲光伏項目等。 未來公司將把握工商業儲能發展機遇,開展國內工商業儲能電站項目的開發,以國內工商業 儲能系統銷售及儲能電站投資運營為主,同時持續擴大消納比例好、收益率高的自持分布式 電站業務規模。
5.6.蘇文電能
服務業與制造業雙輪驅動,持續建設一站式電能服務商的電能俠品牌。蘇文電能股份有限公 司主營業務分為設計咨詢、設備服務、安裝建設、智能運維四塊,依托于線上運維平臺和 EPC 部門的線下業務支撐,為用戶提供一系列線上線下的綜合能源服務。2022 年營業收入達 23.57 億元,同比增長 27.01%。
工商用戶資源豐富,EPCO 一體化運營能力強。公司 EPCO 的主要客戶為大型工商業企業,依 托成熟的電力設計能力和強 EPCO 一體化運營能力,公司為眾多用戶提供全方位全流程的綜 合能源服務。公司確定了 1 個云平臺、5 項專業能力、6 類業務模塊、7 大用戶場景的一站式 電能服務體系,為工商業用戶提供全生命周期的服務。
(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)
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