1、家儲產品:向一體機、更高帶電量趨勢發展
1.1 產品:面向存量和增量戶用光伏市場的配套需求
家庭儲能通常與戶用光伏配合使用,裝機量迎來高速增長。家庭儲能系統,又稱電池儲能系統, 其核心是可充電的儲能蓄電池,通常以鋰離子或鉛酸電池為基礎,由計算機控制,在其他智能硬 件及軟件的協調下實現充電和放電循環。家庭儲能系統通常可與分布式光伏發電相結合形成家庭 光儲系統。從用戶側來看,家庭光儲系統在降低電費的同時,可以消除停電對正常生活的不良影 響;從電網側來看,支持統一調度的家庭儲能設備可以緩解高峰時段的用電緊張并為電網提供頻率修正。
根據光伏和儲能系統的耦合方式的不同,分為直流耦合系統和交流耦合系統,分別適合與新裝光 伏系統的增量市場和已裝光伏系統的存量市場。增量市場空間更大,是未來市場增長的主要動力:
(1) 增量市場(目標家庭新安裝光伏+儲能系統):一般使用直流耦合產品。直流耦合的儲 能系統包含電池系統和混合逆變器,混合逆變器兼具了光伏并網逆變器和儲能變流器的 功能。直流耦合的優勢在于,光伏和儲能電池都通過混合逆變器完成變流,不需要額外 安裝光伏并網逆變器,系統集成度更高,安裝和售后服務都更方便,同時便于智能監測 和控制。有部分已經安裝好光伏系統的家庭選擇拆除原有的光伏并網逆變器,新安裝混 合逆變器。
(2) 存量市場(目標家庭已安裝光伏,新增儲能系統),一般使用交流耦合產品。只需加裝 蓄電池和儲能變流器,不影響原來的光伏系統,而且儲能系統的設計原則上和光伏系統 沒有直接關系,可以根據需求來定。交流耦合的優勢在于高安全:交流耦合方式下,能量匯集于交流端,既可以直接提供給負載使用或者送入電網,也可以通過雙向變流器直 接向蓄電池充電,可以選用低壓PV 和低壓電池,消除儲能系統中的直流高壓風險。
根據系統是否并入電網,家庭儲能系統可以分為并網系統和離網系統,核心差異在于是否接入電 網,目前多數區域使用的是并離網一體機系統。 (1) 并網系統,光伏和儲能系統可以接入電網,在光伏或電池的電量不足時可以從電網購電。 適合電力系統穩定、電價相對較低的區域。 (2) 離網系統,適合于沒有電網的沙漠、海島等地區或者電網不穩定需要自發自用的區域。 使用離網儲能變流器,通常具備柴油發電機接口,在夜間電池供電不足時補充電力。 (3) 并離網一體機,具有并離網切換功能或者將并網、離網模式整合在一臺機器中,可以在 停電時完成切換進入離網模式,適合電力系統不穩定、經常停電的地區。
家庭儲能系統的核心硬件設備包括電池和變流器,根據產品的集成程度,主要有一體機和分體機 兩種模式,當前市場分體機為主,但一體機是高端市場的發展趨勢: (1)分體機,部分交流耦合產品和直流耦合產品采用分體機模式,電池系統和逆變器系統分別 由 pack 廠商和逆變器廠商提供,然后經過集成商、經銷商、安裝商渠道到達終端用戶。 (2)一體機,產品為包含電池和逆變器的一體機系統,通常是交流耦合產品。上游電池系統和 逆變器作為供應商提供產品,通常采用貼牌模式,最終產品中不呈現供應商的品牌,產品的銷售、 售后全部由品牌商承擔。
根據電池包的電壓高低,可以分為高壓電池和低壓電池,行業呈現向高壓電池轉換的趨勢,主要 目的是提高效率、簡化系統設計,但同時對電芯一致性和 BMS 管理能力要求更高。高壓電池通 常電池包電壓在 48V 以上,可以通過多個電芯串聯實現電池包層面的高壓。效率方面,使用相同 容量的電池,高壓儲能系統的電池電流較小,對系統的干擾較小,高壓儲能系統的效率更高;系統設計方面,高壓混合逆變器的電路拓撲結構更簡單,尺寸更小,重量更輕,更可靠。但是高壓 電池是多個電芯串并聯而成,電壓越高,串聯的電池越多,對電芯的一致性要求越高,同時需要 配合高效的 BMS 管理系統,否則容易出現故障。
產業鏈上的企業有三類: 1)集成商,只做品牌,設備全部外采。通常外購電芯和逆變器,集成產品,以自有品牌出售, 具有完善的銷售渠道和較強的品牌力, 例如特斯拉、Sonnen 等。 2)逆變器廠商,單獨銷售逆變器或者外購電芯集成電池/一體機,逆變器廠商得益于在光伏逆變 器行業的品牌和渠道積累,可以快速鋪開。儲能系統的核心在于逆變器對電池的控制,即逆變器 和電池的通信,逆變器廠商對電力電子技術有深入的了解,更有優勢。 3)電芯廠商,參與模式有兩種,一種是為下游品牌商供應電芯,不參與產品集成,沒有品牌露 出,例如鵬輝能源、寧德時代、億緯鋰能等,電芯廠商的業務領域比較多元,應用場景豐富,一 方面可以受益于家儲行業的快速增長,另一方面可以與其他業務產生協同;另一種模式是生產電 池系統單獨銷售或者同時外購逆變器模塊完成硬件集成和軟件設計,例如比亞迪、派能科技。 產業鏈參與者的商業模式呈現兩大趨勢:(1)逆變器和電芯廠商向下一體化,進行產品集成, 可以強化對銷售渠道的把控,提高盈利能力;(2)部分廠商專注于設備供應,可以開拓更多的客戶和更廣泛的應用場景,以量取勝。
1.2 價值量:全系統投資成本近 8 萬元
以英國一戶 4.68kw 的光伏+沃太 5.8kwh/6kw 的儲能系統為例,總投資約 1 萬英鎊,折合單價 17.61 元/w。其中,光伏系統占比32%,組件 3.08 元/w,光伏逆變器 2.56 元/w。儲能系統占比 35%,單價 4.97 元/wh。其他材料+安裝費 3400 英鎊,占比 33%。
1.3 趨勢:高容量電池+混合逆變器+一體機趨勢
從電池趨勢上看,儲能電池往更高容量演進。隨著居民用電量的增加,每戶帶電量逐漸提高,有的產品通過模塊化實現系統擴容。因為新能源車的滲透、家用電器功率增大和居家辦公的影響, 每戶用電量提高,對儲能需求的帶電量提升。 (1)分區域市場看,總體每戶帶電量逐步上升。以德國市場為例,2021 年平均帶電量 8.8kwh, 同期數據 2020 年為 8.5kwh,2019 年為 8kwh。德國市場帶電量的提升主要是由于新能源車的發展,家庭用電量提高。 (2)模塊化電池,方便擴容。單個產品的帶電量和功率有限,廠商會設置產品能夠通過模塊化 組合的方式實現靈活性配置,適應不同容量場景的需求。(3)電池從低壓走向高壓。更高電壓的電池系統發熱量減少,可以提高系統效率,同時簡化電 路結構,便于系統安裝。隨著電芯生產制造技術和電池管理系統控制技術的提高,高壓電池系統 成為行業趨勢。
從逆變器趨勢上看,適合增量市場的混合逆變器和無需接入電網的離網逆變器需求增加。 (1) 新增光伏配儲動力充足,混合逆變器需求增加。因為目前家庭儲能系統以增量市場為主 (新增分布式光伏用戶配套儲能),故混合逆變器需求增加。存量市場因自身已帶光伏 并網逆變器,故而增量安裝儲能系統時,選擇儲能逆變器,而增量市場一般將光伏逆變 器與儲能變流器合并成混合逆變器。用戶更多地傾向于在新裝光伏時就安裝儲能,主要 是海外的戶用光伏凈計量政策不確定性變強,戶用光伏收益不確定性增強,用戶有動力 配置儲能實現自發自用,減少收益不確定性。
(2) 美國、南非等市場帶動離網逆變器需求。美國自然災害頻繁,斷電風險較高,而且美國 電網相對較脆弱,電網老化,為了穩定電網,部分光伏系統電力公司不允許其接入電網。 因此需要裝離網,自發自用,取代發電機。美國市場高速增長,針對契合美國市場的離 網儲能變流器需求大增。德業將并網和離網模式設計集成在同一臺機器中,憑借突出的 成本控制能力,產品在美國市場受到歡迎。
從終端產品趨勢上看,目前以分體式為主,即電池和逆變器系統搭配使用,后續逐步往一體機發展。以前通常由電池廠商提供電池系統,逆變器廠商提供混合逆變器,渠道銷售時根據電池和逆 變器的適配性搭配銷售。不同品牌的產品為安裝、售后帶來繁瑣。因此,pack 廠商和逆變器廠商 開始相互涉及,當前已經出現部分逆變器廠商(例如陽光電源、華為、固德威等)采購電芯自己 組裝 pack,將電池和逆變器集成后以銷售,一方面可以擴大銷路,另一方面可以幫助消費者節約 一次性設備投資、簡化安裝、節約安裝費用,同時便于售后維修。派能等電池廠商的一體機產品 正在研發當中。 一體機終端售價整體較高,但一體機集成度高,減小了安裝的難度,節約安裝費用。海外市場硬 件成本只占整體成本的不到一半,后續的人工成本包括安裝、服務、設計、后續并網申請、補貼 申請等,占主要比例。一體機可以節約后續成本,因此在高端市場逐漸受到認可。
從區域市場趨勢看,電網結構和電力市場的不同造成不同區域的主流產品略有差異。歐洲并網模 式為主,美國并離網模式較多,澳洲在探索虛擬電廠模式。 (1)歐洲目前的并網模式較多。歐洲市場光伏普及率高,電網相對穩定,使用并網型系統即可 滿足需求。儲能系統需要與電網交互,因此產品逆變器要做并網認證,符合當地電網要求。并網 應用時客戶可以切換模式,正常發電模式時,白天光伏滿足電器需求,再給電池充電,晚上自動切換,以電池端的直流輸出,逆變器切到 220V 給家里的負荷供電;陰雨天光伏發電不足時,向 電網發指令,從電網購電,滿足家庭負荷同時給電池充電。
(2)美國市場并離網模式較多。美國電網鋪設集中于上世紀,電網設施較為老舊,為電網運輸 電力能力和負荷能力埋下隱患,設備老化、技術陳舊問題突出。按照美國能源部統計,70%的輸 電線路和電力變壓器運行年限在 25 年以上,60%的斷路器運行年限超過 30 年。根據 IEA 統計, 美國用戶在重大事件期間平均經歷了 3.2 小時的中斷,在沒有重大事件的情況下平均經歷了 1.5 小 時的中斷,總計近 5 小時。對于處在惡劣天氣頻發的地區而言,年平均電力中斷可達 10 小時以 上。并離網一體機可以實現快速的并離網模式切換,在停電時由電池作為電源供電,電池電量不 夠時,只能等第二天把電池充滿,所以并離網需要匹配柴油機、光伏或風電的接口。
(3)澳洲在探索虛擬電廠模式。多戶安裝了光伏儲能系統的家庭可以接受 VPP 協議,接受電網 調度。家庭可以賣出多余電量;有電量需求時,通過這個設置購電,再接入電網中。針對住宅太 陽能系統、戶用和商業儲能系統、V2G 的電動汽車等分布式能源,澳大利亞能源市場運營商 (AEMO)制定了新的技術標準,推出虛擬發電廠方案,分布式能源可以在滿足用戶需求的同時, 參與電力市場獲得收益。
2、市場空間:分布式光伏超預期+儲能滲透率“雙 β”,預計全球 2025 年新增裝機 58GWh
家庭儲能通常與戶用光伏配合使用,裝機量迎來高速增長。2015 年全球家庭儲能年新增裝機容量 僅為 200MW 左右,2017 年以來全球裝機量增長較為明顯,每年新增裝機增長量都有明顯提高, 到 2020 年全球新增裝機容量達到 1.2GW,同比增長 30%。 歐美是全球最具增長潛力的市場。從出貨量來看,根據 IHS Markit 統計,2020 年全球新增家庭儲 能出貨量 4.44GWh,同比增長 44.2%,其中,歐洲、美國、日本和澳大利亞居于前列,占據了全 球出貨量的 3/4。歐洲市場中又以德國市場發展最為迅速,德國出貨量超過 1.1GWh,排在世界首 位,美國出貨量也超過 1GWh,排名第二,日本 2020 年出貨量將近 800MWh,遠超其他國家, 位居第三。
2.1 需求驅動:能源轉型迫在眉睫,分布式光伏大超預期
能源對外依賴過高帶來能源危機,俄烏戰爭加劇沖突。歐洲能源結構當中,天然氣占比很高,大 約占比 25%左右。根據《BP 世界能源統計年鑒》,歐洲能源消費結構中,化石能源占比高,其 中天然氣占比穩定在 25%左右。歐洲天然氣對外依賴度高,主要依靠進口。天然氣來源中,80% 來自進口的管道和液化天然氣,其中進口自俄羅斯的管道氣有 130 億立方英尺/天,占總供給的 29%,能源過度對外依賴嚴重影響能源安全,政府希望能夠減小依賴、維護國家安全。俄羅斯停 止對歐洲天然氣供應將威脅歐洲地區能源供給,急需發展清潔能源保障能源供應。
政策端加速能源轉型,上調光伏裝機預期。為了保障能源安全,各國紛紛出臺政策,加速能源轉 型的步伐。德國將 100%可再生能源發電目標從 2050 年提前到 2035 年, “復活節一攬子計劃 - Easter Package”,到 2030 年實現 80%的可再生能源發電,太陽能發電達到 600TWh 的目標, 2030 年實現 215GW 光伏裝機。歐盟委員會通過 REPowerEU 議案,提高歐盟 2030 年的可再生 能源目標,2030年可再生能源目標或再次提高到 45%,多項舉措扶持分布式光伏: 1)歐洲光伏 屋頂計劃,預計實施后第一年將增加 17twh 的電力(比此前預測高出 17%),到 25 年將產生 42twh 的額外電力;2)到 25年所有適宜的公共建筑均安裝光伏;3)要求所有新建筑物安裝光伏 屋頂,且審批流程控制在三個月內。
從戶用光伏滲透率來看,海外主要光伏需求國家裝機從分布式開啟,如日本、澳洲、美國光伏發 展初期新增裝機以住宅屋頂為主,同時由于起步較早,歐洲及澳洲國家光伏滲透率遠高于中國, 澳大利亞、美國、德國、日本的戶用光伏裝機容量占總光伏裝機的比例分別為 66.5%、25.3%、 34.4%、29.5%,發達國家戶用裝機占比在中國的 10 倍以上。海外分布式光伏占比更高,我們認 為原因有二:
(1)歐洲城市化進程較高,住房以獨立或半獨立住宅為主,適合發展戶用光伏。從 2016 年數據 來看美國共有 1.356 億套住房,其中 0.95 億為別墅或者聯排別墅,約占 66%;根據《日本住 宅·土地統計調查 2013》,日本獨立住宅數 2013 年占比為 54.9%,占據住宅總量的主要份額。 從住宅建筑層數來看,5 層及以下比例為 84.9%,在東京圈,2013 年獨立住宅數占比也依然高達 40.7%;歐洲平均獨立及半獨立住宅比例也高達 57.4%,英國獨立及半獨立住宅比例甚至超過 80%。與此相比,我國的住宅類型則極為不同,高層住宅占據主導地位,獨立和半獨立住宅主要 集中于農村和城市郊區。
(2)政策支持戶用光伏自發自用。歐洲光伏發電推行凈計量政策,擁有可再生能源發電設施的 消費者可以根據向電網輸送的電量,從自己的電費賬單中扣除一部分,只計算凈消費,這一政策 大大提高了分布式光伏自發自用余電上網的經濟性。各國對于分布式光伏的補貼力度較高,且銀 行貸款利率相對較低,光伏系統融資成本較低,補貼不存在拖欠問題,激發了安裝意愿。
2.2 需求驅動:電價+補貼推動儲能滲透率提升
當前家儲的滲透率較低,有巨大的提升空間。1)美國:根據伯克利實驗室的統計,目前美國市 場僅 6%家庭儲能與光伏配對使用,光儲共建比例最高的是夏威夷州近 80%,其次是加州滲透率 8%,其他區域僅 4%左右。2)德國:根據 ISEA RWTH Aachen 的統計,截止 2021 年,德國累 計安裝戶用儲能 43 萬戶,按照德國 4000 萬個屋頂測算,當前儲能在全部屋頂的滲透率僅 1.1%,新增裝機的角度,2021 年德國新增儲能家庭 14.5 萬個,其中 93%為新增光伏配儲能,7%為存量 光伏改造,新增光伏的家庭 21.5 萬個,儲能和新增光伏共建的比例達到 63%。 伴隨著能源安全和用電穩定性需求提高、政策補貼落地、居民用電價格提高以及儲能系統成本下 降,安裝儲能系統的傾向會更加強烈,儲能系統滲透率有大幅提升空間。
短期:電價上漲對儲能經濟性提升有影響,成為市場增長的催化,但影響有限,并非決定性因素。 假設家庭年用電量 4000kwh,晚間用電 60%,安裝 5kw 光伏+10kwh 儲能系統,光伏年發電小時 數 1000 小時,光伏投資成本 1.3 歐元/w(折合人民幣 9.1 元/w),儲能投資成本 0.8 歐元/wh(折 合人民幣 5.6 元/wh),居民電價 0.3464 歐元/kw。初始投資 1.45 萬歐元(折合 10.15 萬元), 其中光伏系統 6500 歐元(折合 4.55 萬元),儲能系統 8000 歐元(折合 5.6 萬元)。據聯邦統計 局統計,德國家庭的平均年收入為 5.6 萬歐元,安裝光儲系統的成本占家庭年收入的 25%。安裝 光儲相對于電網購電全壽命周期(20 年)節約成本 16601 歐元,相對于只安裝光伏節約成本 9338 歐元。安裝光儲系統投資回報率 8.25%,投資回收期 11 年。電價上漲 50%,投資回收期縮 短至 8 年。
中期:新能源替代是確定性趨勢,大量新能源并網造成電網壓力,為促進儲能裝機,中期政策補 貼確定性和延續性越高。從電網穩定性角度,大批量新能源并網帶來的電網壓力是因,政府通過補貼等政策引導發電/用戶配置儲能是果,歐洲各國針對分布式光伏+儲能的補貼,底層邏輯是通 過分布式系統降低電網配售電壓力。英國 2022 年 4 月起免除戶用光伏系統增值稅,意大利 2020 年起家儲設備稅收減免提高到 110%,波蘭、瑞典等國家設立預算補貼戶用光儲系統。
長期:隨著規模化和技術進步,系統成本降低是長期確定趨勢。根據 Solar Power Europe 統計, 2015 至 2019 年期間,小型光伏系統成本下降約 18%,戶用儲能系統成本下降近 40%,預計到 2023 年,戶用光伏系統成本會進一步下降 10%,而戶用儲能系統成本將會大幅下降 33%。 短期 由于供需關系波動,系統成本略有波動,但長期技術降本趨勢確定。2021 年,戶用光儲系統 LCOE為 10.1歐分/kWh,光伏系統為 14.7歐分/kWh,而同年德國家庭電價達到 31.9歐分/kWh, 光儲系統度電成本約為電價的1/3,因此安裝光儲系統具備良好的經濟性,并且隨著電價的上漲和 成本的下降,未來經濟性會得到進一步的提升。
2.3 區域市場:美國、歐洲、澳洲占據主導
2.3.1 美國:補貼驅動市場需求
政策是美國表后市場發展最大的驅動力。根據 Wood Mackenzie 統計,2021年美國新增家庭儲能 裝機 409.5MW/902.7MWh。(1)聯邦層面,2018 年 3 月,美國發布“住宅側儲能系統稅收抵免 新規則”,針對住宅側光儲系統,如果用戶在安裝光伏系統一年后再安裝電池儲能系統,且滿足 存儲的電能 100%來自光伏發電的條件,則這套儲能設備也可以獲得 26%的稅收抵免。(2)州政 府層面,加州推出 SGIP 計劃,對戶用發電進行補貼,2021 年 11 月眾議院通過美國建設更好法 案,將 ITC 政策補貼延長至 2033 年,并于 2026 年前給予最高 30%的獎勵抵免或 6%基本抵免, 抵免至 2031 年底,2032 年和 2033 年逐步降低。對于戶用儲能項目,規模小于等于 10kW 的儲 能系統,可以獲得的補貼標準為$0.5/Wh。針對規模大于 10kW 的儲能系統,可以獲得的補貼標 準為$0.5/Wh,且不能同時獲得投資稅收減免的優惠(ITC),如果想同時獲得 ITC,則 SGIP 的補貼標準降為$0.36 /Wh。
2.3.2 歐洲:電價上漲,經濟性提升
歐洲是全球最大家庭儲能市場。根據 BNEF 統計,2020 年歐洲新增儲能裝機 1.2GW/1.9GWh, 其中家庭儲能新增 639MW/1179MWh,同比增長 90%,占新增市場的 52%,截至 2020 年歐洲家 庭儲能累計 1.6GW,市場規模居全球第一。根據 Solar Power Europe 統計,2020 年歐洲戶用電 化學儲能增長強勁,共安裝了約 140000 個系統,其中德國、意大利、英國、奧地利、瑞士五個 國家就增長了歐洲戶用市場的 90%以上,僅德國一個國家就占據三分之二以上的市場。
德國繼續占據歐洲第一大家庭儲能市場,意大利、奧地利、英國等繼續快速增長。未來幾年內, 德國將繼續保持歐洲家庭儲能市場龍頭地位。根據 EUPD 調研顯示,58%的德國家庭光伏用戶將 考慮在 FIT(上網電價)合同到期后,增加儲能設備。意大利將緊隨其后,保持第二大市場的位 置。而在政府的大力支持下,奧地利將超越英國成為第三大市場:奧地利延長了 2020-2023 年間 針對戶用光伏和儲能的補貼,總預算為 2400 萬歐元,其中 1200 萬歐元專門用于家庭儲能。除此 之外,瑞士、西班牙、愛爾蘭、捷克、瑞典等國會在國家政策的支持下,成為歐洲新的增長點。
電價上漲提升家用儲能經濟性,需求快速增長。俄烏沖突進一步加劇了商品價格的上漲,這使得 占德國電力產量約 40%的燃氣和燃煤發電廠的發電成本大大提高,導致批發電價上漲,近 12 個月以來,德國居民合同電價上漲 48%。用電成本的上升將催生家庭儲能需求。
2.3.3 澳洲:虛擬電廠拓展收益提高經濟性
澳洲具有發展戶用儲能的良好土壤,未來仍有巨大的增長空間。澳大利亞地廣人稀,電力主要依 靠長距離輸送,因此分布式能源得到了大力的發展,微電網、儲能等技術可以在提高用電可靠性 的同時,減少電網的載荷波動,加快澳大利亞家庭電池系統的推廣對于太陽能的持續推廣和電網 的脫碳越來越重要,同時也有助于提高長期的能源負擔能力和可靠性。根據 BNEF 統計,2020 年 澳大利亞新增戶用儲能裝機 48MW/134MWh。澳洲具有發展戶用儲能的良好條件,但目前僅占全 球市場的 5%,未來有巨大的發展空間。
我們認為,澳大利亞發展戶用光伏儲能的原因有: 1)光資源水平位于全球第一,80%以上的地區光照強度超 2000kW/m2 /h,相同的系統成本下澳 洲光伏發電的成本僅為德國發電成本的一半。 2)政策支持:澳洲政府通過小規模可再生能源計劃(Small-scale Renewable Energy Scheme, SRES),對安裝戶用光伏的用戶頒發小規模技術權證(Small-scale Technology Certificates, STCs), 高能耗用戶同樣被要求購買一定比例 STCs,履約 RET 規定的義務;同時澳洲各州政府對戶用光 伏給予 FiT 補貼;
3)房屋所有率和單戶住宅率較高。安裝戶用光伏系統的前提是擁有獨立的屋頂,因此集中居住的公寓一般不具備安裝戶用光儲系統的條件。根據各地區統計機構的普查數據,歐盟/美國/日本/ 澳大利亞的住戶總量中居住在獨立/半獨立式住宅中的比例均超過 50%,以獨立住宅為主的住房結 構是這些地區戶用光儲系統大規模發展的前提。 4)澳洲電價不斷上漲。從批發電價來看,隨著太陽能發電大面積進入電力市場,白天光伏發電 時段電價下降,夜晚電價達到峰值,迫切需要儲能的協助,實現電量移時。
澳洲正在逐漸建立虛擬電廠機制,提升儲能盈利性。2018 年南澳大利亞自由黨政府撥款 1.8 億澳 元用于 40,000 個家庭安裝小型電化學儲能以及大型電化學儲能電站,其中包括虛擬發電廠。 2019 年澳大利亞可再生能源署 (ARENA) 已承諾為澳大利亞能源市場運營商 (AEMO) 進行 246 萬 美元的虛擬電廠 (VPP) 集成試驗,旨在展示 VPP 提供能源和頻率控制服務的運營能力。家庭儲 能通過聚合商參與輔助服務市場,澳大利亞能源市場運營商(AEMO)發布的報告顯示,用戶可 以通過虛擬電廠獲得近 3000 澳元的收益,投資回收期約 6.8 年。
2.4 空間預測:預計 2025 年全球家用儲能新增裝機 58.26GWh
根據家庭數量測算分布式光伏裝機量,考慮家庭儲能的滲透率得到安裝家庭儲能的數量,假設平 均每戶裝機量可以得到全球及各市場的家庭儲能裝機量。我們預計,假設2025年新裝光伏市場儲 能滲透率 15%,存量市場儲能滲透率 2%,全球家庭儲能容量空間達 25.45GW/58.26GWh, 2021-2025 年裝機能量復合增速 58%。
3、行業壁壘:產品和渠道構成壁壘
壁壘 1:渠道
一方面,家庭儲能市場主要集中在美國、歐洲等戶用光伏普及度高、居民電費較高的國家和地區, 我國的產品要想進入相關市場,通常需要布局海外的經銷渠道。另一方面,家用儲能產品通常與 光伏系統配合使用,且具有一定的消費家電屬性,通過合理的渠道布局可以快速觸達下游客戶。 美國市場的渠道主要有兩類:一類是通過分銷渠道主打存量市場。通過分銷商將產品銷售給光伏 安裝商,再銷售給已經安裝了戶用光伏的家庭。另一類渠道是通過建筑商主打新增市場。建筑商 在建設新房時會統一采購產品。
壁壘 2:產品力
家庭儲能產品類型多樣,帶電量范圍廣。根據家庭儲能產品的帶電量、電壓等級、耦合方式等, 可以將其劃分成:小型電池系統、低壓模塊化電池系統、高壓模塊化電池系統、交流耦合電池系 統、離網電池系統和多合一太陽能電池系統等幾大類,產品的帶電量從 5-500kwh 不等,用戶可 以根據家庭用電需求選擇合適的產品。
研發投入和服務能力保證公司產品和品牌。儲能系統的核心在于安全、長壽命、低成本。儲能系 統帶電量越高,系統越復雜,集成難度越大。因此,需要公司具備較高的研發投入,較強的技術 儲備,市場中具備高效、便捷、豐富、可靠的產品交付能力的企業將更具競爭優勢。此外,公司 需要為產品提供一定期限的保修,通常為 10 年,企業良好的產品質量表現、較低的返修率、較高 的安全評價是影響消費者選擇的重要因素,構成行業品牌壁壘。
4、電池和 PCS 作為核心部件最為受益
電池和 PCS 是家用儲能系統的兩大部件,是家庭儲能市場最為受益的環節。根據我們測算, 2025 年家用儲能新增裝機 25.45GW/58.26GWh,對應電池出貨 58.26GWh,PCS 出貨 25.45GW。假設 2021 年電池價格 1.37 元/wh,PCS 價格 0.96 元/w,每年降低 5%(電池價 格因為今年上游原材料價格上漲而漲價),可以測算到 2025 年,電池增量市場空間 784 億元, PCS 增量市場空間 209 億元。
4.1 鵬輝能源:鋰電全能手,專注儲能領域,綁定大客戶快速 發展
公司深耕鋰離子電池十余年,是國內電池品類最全的廠商之一。公司的電池產品涵蓋鋰離子電池、 一次電池(鋰鐵電池、鋰錳電池等)、鎳氫電池等,公司產品應用場景廣泛,包括儲能(含 UPS 備用電源、通訊基站備用電源、便攜式儲能、大型用戶側儲能、工商業用戶側儲能、電網儲能、 家用儲能等)、消費數碼(平板電腦、電腦、充電寶、安防、智能物聯、燈具、電子煙、ETC、 TWS 耳機、藍牙設備、智能穿戴等)、新能源汽車(含低速車、乘用車、專用車、客車、大巴車 等)、輕型動力(含電動工具、電動自行車、電動摩托車、啟動電源、平衡車、無人機、掃地機、 吸塵器等)等領域。2021 年,公司實現營業收入 56.92 億元,同比增長 56.30%。
儲能產品齊全,獲得客戶訂單。在儲能鋰離子電池領域,公司擁有完整的儲能產品線,涵蓋儲能 電芯、通信基站電池標準模塊、便攜式儲能箱、家用儲能一體機、大型儲能(含電池簇、儲能機 柜、集裝箱儲能系統)等諸多產品。在家用儲能領域,由于去年公司家庭儲能產品通過歐洲和澳 洲認證,今年獲得了來自于歐洲和澳洲的大批量家庭儲能業務訂單,客戶有 weco、古瑞瓦特等; 在便攜式儲能領域,獲得了大客戶正浩科技等的大批量訂單;在大型儲能領域,獲得了陽光電源、 南方電網、天合光能等的大批量訂單。
4.2 派能科技:全球家庭儲能龍頭,產能擴張,保障交付
全球家庭儲能系統龍頭。公司成立于 2009 年,是行業領先的儲能電池系統提供商,專注于磷酸 鐵鋰電芯、模組及儲能電池系統的研發、生產和銷售。公司垂直整合產業鏈,是國內少數同時具 備電芯、模組、電池管理系統、能量管理系統等儲能核心部件自主研發和制造能力的企業。公司 的主要產品包括儲能電池系統及電芯,可廣泛應用于家庭、工商業、電網、通信基站和數據中心 等領域。
儲能電池系統收入為主,占比 90%以上。公司具備儲能系統集成解決方案的設計能力,支持為家 庭、工商業、電網、通信基站和數據中心等各類場景打造一站式儲能解決方案,使儲能系統的整 體性能達到最優。2021 年,公司儲能電池系統收入 19.88 億元,占比 96.4%,同比增加 90%。 2021 年系統產品毛利率達到 29.73%,2021 年毛利率下跌主要是受到上游原材料漲價的影響。
公司是國內較早從事和布局鋰電儲能業務的企業之一,長期以來專注于鋰電儲能領域,積累了優 質的核心客戶資源,在全球儲能市場中具有較高品牌知名度。在國外市場,公司與英國最大光伏 系統提供商 Segen,德國領先的光儲系統提供商 Krannich,意大利儲能領先的儲能系統提供商 Energy 等建立了長期穩定合作關系,在歐洲、南非、東南亞部分國家市場占有率極高,在鞏固既 有市場的同時,積極拓展北美、日本等家用儲能市場。 產能成倍擴張,保障交付。2021 年 6 月新增 1.5GWh 鋰離子電芯產能投產,截至 2021 年年底, 派能科技已形成年產 3GWh 電芯產能和 3.5GWh 電池系統產能,產線的自動化、智能化水平大幅 提高,有效產能將得到進一步釋放,有效提升產品交付能力。2022 年 6 月發布定增預案,計劃募 集資金用于 10GWh 鋰電池研發制造基地項目,預計第一期 5GWh 于 2024 年建成投產,第二期 5GWh 于 2025 年 4 月建成投產,屆時公司產能將實現成倍擴張。
4.3 博力威:輕型動力+儲能兩翼齊飛
公司成立于 2010 年,2021 年 6 月于上交所科創板上市,是一家以鋰離子電池研發、制造和銷售 為基礎的高科技企業,主營業務包括鋰離子電池組和鋰離子電芯。 1)鋰離子電池組:主要應用于電動自行車、電動摩托車等電動輕型車領域,筆記本電腦、汽車 應急啟動電源、移動電源等消費電子領域以及便攜儲能領域。公司在 2010年成立初期推出一系列 消費電子類鋰離子電池。2011 年公司成立研發中心及動力電池事業部,推出電動自行車電池產品, 開始布局動力類鋰離子電池市場。 2)鋰離子電芯:部分應用于自身電池組產品,部分對外銷售至其他電池組生產廠商和電動工具 廠商等。2016 年收購凱德新能源,凱德新能源主要從事鋰離子電芯的研發、生產和銷售。
隨著國內外市場不斷開拓,公司輕型車用鋰離子電池業務規模擴張加速。2021 年公司實現營業收 入 22.2 億元(yoy +54.9% ),歸母凈利潤 1.2 億元(yoy+0.7%),扣非歸母凈利 1.4 億元 (yoy+21.3%)。受益于下游需求擴大,公司電池銷量大幅增長,18-21 年分別實現銷量 559 萬 組/727 萬組/1570 萬組/1527 萬組,產能利用率近 95%。同時整體價格較為穩定,公司收入快速 增長。
目前公司的儲能類產品主要為充電寶和便攜式儲能產品,2021年公司儲能電池業務實現收入 1.28 億元(同比+140%),同時新開拓了香港 Sanwa 及北美 ELECTRonICA STEREN 等新客戶。公 司儲能電池業務主要是 ODM 模式,由公司自主開發設計后以客戶品牌銷售給用戶,主要為 Goal Zero 等美國終端客戶。
4.4 德業股份:傳統家電行業切入 PCS,渠道能力保障訂單量
傳統家電成功切入逆變器領域。德業股份成立于 2000 年,起家于空調、車用營注塑件、模具、 鈑金件等產品。公司基于家電領域的深厚積累,先后進入空調熱交換器、變頻控制器、逆變器等 領域。目前公司業務主要分為三大部分:1) 以美的為主要客戶的熱交換器、變頻器系列; 2) 以除濕器、暖風機為主的自主品牌小家電系列;3)以逆變器為主的電路控制系列。其中逆變器 業務為未來公司發展的重點,2021 營收 11.98 億元,占公司整體的 28.74%。
公司未來發展重點在于逆變器業務,公司的逆變器產品包括微型逆變器、組串式逆變器和儲能逆 變器。2021 年,儲能逆變器實現銷售收入 5.32 億元,較上年同期增長 265.27%,組串式并網逆 變器實現銷售收入 5.39 億元,較上年同期增長 265.53%,微型并網逆變器實現銷售收入 1.07 億元,較上年同期增長 257.94%。主要銷往巴西、美國、南非等市場,總計銷售 38.83 萬臺,其中 儲能逆變器 7.03 萬臺,組串式并網逆變器 21.5 萬臺,微型并網逆變器 10.29 萬臺。逆變器整理 毛利率為 37.19%,相比上一年上升 2.37pct。
4.5 陽光電源:PCS 龍頭穩固,儲能系統能力突出
光伏逆變器行業龍頭穩固,儲能業務增長迅速。陽光電源是一家專注于新能源設備的高新技術企 業,主要產品有光伏逆變器、風電變流器、儲能系統、新能源汽車驅動系統、水面光伏設備、智慧能源運維服務等。公司在光伏逆變器領域積累了豐富的經驗,2020年全球光伏逆變器出貨量 35GW,全球排名第二。儲能變流器與光伏逆變器同源,公司將技術經驗遷移至儲能行業,收益 明顯。
公司的儲能業務主要做儲能集成系統,公司采取無電芯戰略,也就是除了電芯外購外,PCS、 PACK、EMS、BMS 都是公司自己研發生產的,從而保證整個系統的深度耦合。公司從 2014 年 開始發力儲能業務,已形成 PACK、PCS、EMS、BMS 之間深度耦合性集成技術,確保整個儲能 系統的安全運行,滿足各種應用場景的需要;另外,公司具有客戶協同優勢,全球性的逆變器客戶與儲能客戶是重疊的。公司憑借在光伏逆變器領域積累的客戶和渠道優勢,迅速拓展家庭儲能 業務,公司推出家庭儲能系統、戶用光儲一體機業務。
公司儲能系統業務營收快速增長,盈利穩步提升。公司的儲能系統集成業務采用“無電芯戰略”。 主要關注系統集成、智能化管理、運行安全等方面。公司與三星 SDI 株式會社于 2014 年 11 月在 韓國釜山簽訂合資合約,在合肥建立合資公司,開始進軍儲能系統領域。2016 年,公司子公司陽 光三星投產,年產能 2000MWh。2018-2021 年,儲能業務營收穩步增長,增速超150%,2021 年實現營收 31.38 億元。目前公司儲能產品及系統廣泛應用在中國、美國、德國、日本、英國、 澳大利亞、加拿大、西班牙、印度、泰國、柬埔寨、南蘇丹、馬爾代夫等全球多個國家。海外市 場儲能業務發展良好,2020 年,公司在北美工商業儲能市場份額超過 20%;在澳洲,戶用光儲系 統市占率超過 24%。
(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。)
精選報告來源:【未來智庫】。