作者:南京卓遠(yuǎn)研究中心
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(chǔ)能需求增高,配儲(chǔ)經(jīng)濟(jì)性能大幅提升,行業(yè)將迎來爆發(fā)期。我國(guó)工業(yè)用電約占到全社會(huì)用電量的66%,一方面在工業(yè)用電量正逐年平穩(wěn)增長(zhǎng),多地工商業(yè)用戶因用電負(fù)荷高峰期被迫限電,而風(fēng)光等新能源卻因間歇性、隨機(jī)性、波動(dòng)性的特點(diǎn)無法直接為用戶供電,需要大量工商業(yè)儲(chǔ)能進(jìn)行靈活性調(diào)節(jié),同時(shí),國(guó)家提出“以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”的頂層設(shè)計(jì),催化了國(guó)內(nèi)能源新業(yè)態(tài)發(fā)展,工商業(yè)儲(chǔ)能的需求正在呈指數(shù)式增長(zhǎng)。另一方面,隨著碳化硅、碳酸鋰等原材料價(jià)格的下跌,市場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)能行業(yè)的增長(zhǎng)有了更多的期待,儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景在不斷涌現(xiàn),分時(shí)電價(jià)政策也將進(jìn)一步拉大峰谷價(jià)差,擴(kuò)大工商業(yè)儲(chǔ)能峰谷套利空間,工商業(yè)配儲(chǔ)的經(jīng)濟(jì)性正在凸顯,有著數(shù)萬億市場(chǎng)的工商業(yè)儲(chǔ)能將迎來爆發(fā)期。
那么到底什么是工商業(yè)儲(chǔ)能?目前市場(chǎng)現(xiàn)狀如何?有哪些因素驅(qū)動(dòng)工商業(yè)儲(chǔ)能的發(fā)展?產(chǎn)業(yè)鏈上都有哪些環(huán)節(jié)及相關(guān)公司?收益模式如何?
卓遠(yuǎn)研報(bào)第52期:
配儲(chǔ)經(jīng)濟(jì)性凸顯,
工商業(yè)儲(chǔ)能需求待爆發(fā)
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一、概念界定
工商業(yè)儲(chǔ)能是儲(chǔ)能市場(chǎng)的重要組成,主要使用鋰電池等電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù),通過電池充放策略實(shí)現(xiàn)負(fù)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(yùn)行。
當(dāng)前我國(guó)儲(chǔ)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(chǔ)能,其中電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能又稱為表前儲(chǔ)能或大儲(chǔ),用戶側(cè)儲(chǔ)能又稱為表后儲(chǔ)能。用戶側(cè)儲(chǔ)能分為工商業(yè)儲(chǔ)能與家庭儲(chǔ)能,兩者區(qū)別在于客戶群體,而我國(guó)的用戶側(cè)儲(chǔ)能基本為工商業(yè)儲(chǔ)能。目前表前大儲(chǔ)中,電源側(cè)儲(chǔ)能盈利模式尚不清晰,電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能依賴兩部制電價(jià)補(bǔ)貼,獨(dú)立/共享儲(chǔ)能電站未來或在表前大儲(chǔ)領(lǐng)域積極探索應(yīng)用促進(jìn)商業(yè)模式走向成熟,而用戶側(cè)工商業(yè)峰谷電價(jià)差異明顯是當(dāng)前儲(chǔ)能應(yīng)用端商業(yè)模式最為成熟的領(lǐng)域。
表1 儲(chǔ)能分類
二、行業(yè)發(fā)展驅(qū)動(dòng)因素
(一)政策端:政策利好不斷,工商業(yè)儲(chǔ)能發(fā)展勢(shì)頭良好
國(guó)家層面頂層設(shè)計(jì),突破市場(chǎng)機(jī)制壁壘,建立適宜工商業(yè)儲(chǔ)能發(fā)展的市場(chǎng)環(huán)境。新型儲(chǔ)能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備,是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要支撐,也是催生國(guó)內(nèi)能源新業(yè)態(tài)、搶占國(guó)際戰(zhàn)略新高地的重要領(lǐng)域?!?ldquo;十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》提出:到2025年,新型儲(chǔ)能由商業(yè)化初期步入規(guī)?;l(fā)展階段,具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件,為工商業(yè)儲(chǔ)能的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
地方層面多形式扶持政策結(jié)合,逐步推進(jìn)“隔墻售電”,助力工商業(yè)儲(chǔ)能落地。為加快工商業(yè)儲(chǔ)能的滲透率,盡早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,多地出臺(tái)了輔助服務(wù)、補(bǔ)貼、隔墻售電方面的政策,為運(yùn)營(yíng)商創(chuàng)造多層次的盈利渠道。補(bǔ)貼方面,包括充電量、放電量、裝機(jī)容量和投資一次性補(bǔ)貼這幾種類型,其中,放電量補(bǔ)貼金額集中在0.1-0.9元/kwh這一區(qū)間,江蘇、浙江的補(bǔ)貼較為豐厚;充電量補(bǔ)貼金額則普遍在1元/kwh左右;容量補(bǔ)貼上,今年浙江、重慶、安徽、廣東等多省地區(qū)出臺(tái)了儲(chǔ)能容量直接補(bǔ)貼政策,在2022至今各地發(fā)布的工商業(yè)儲(chǔ)能補(bǔ)貼政策中,整體補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)在100-300元/kW之間,補(bǔ)貼年限方面包括一次性補(bǔ)貼,三年逐年退坡補(bǔ)貼等形式;在投資補(bǔ)貼方面,今年浙江、廣東、北京等多省地區(qū)出臺(tái)了儲(chǔ)能投資補(bǔ)貼政策,投資補(bǔ)貼比例在2%—20%之間,單個(gè)項(xiàng)目補(bǔ)貼限額在30萬-1000萬元之間,多為一次性補(bǔ)貼。另外,部分地區(qū)提出若AGC(自動(dòng)增益控制)可用率達(dá)到98%以上,按AGC(自動(dòng)增益控制)可用時(shí)間每臺(tái)次(電站)補(bǔ)償20元/時(shí)。“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(jià)賣給電網(wǎng),再由用戶從電網(wǎng)高價(jià)買回,如浙江省于2023年1月1日起實(shí)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(chǎng)端:經(jīng)濟(jì)性能提升,需求規(guī)??焖贁U(kuò)大
分時(shí)電價(jià)機(jī)制完善,工商業(yè)儲(chǔ)能盈利空間增大。當(dāng)前我國(guó)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(shì)偏緊,用電需求催生了備電需求,工商業(yè)儲(chǔ)能作為當(dāng)前儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要組成部分大有可為。同時(shí),當(dāng)前市場(chǎng)上LCOS(儲(chǔ)能度電成本)在0.68-0.70元/kWh之間,當(dāng)峰谷價(jià)差超過LCOS時(shí),儲(chǔ)能的投資就變得更加經(jīng)濟(jì)。而國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步完善分時(shí)電價(jià)機(jī)制的通知》要求各地進(jìn)一步完善分時(shí)電價(jià)機(jī)制、合理確定峰谷價(jià)差,鼓勵(lì)工商業(yè)用戶通過配置儲(chǔ)能等方式削峰填谷、降低用電成本,并設(shè)置了3:1的峰谷價(jià)差下限,使得工商業(yè)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性凸顯。當(dāng)前達(dá)到經(jīng)濟(jì)性閾值的省份越來越多,大于0.7元/kWh的省份已達(dá)19個(gè),且峰谷價(jià)差呈現(xiàn)擴(kuò)大趨勢(shì),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(jià)差的拉大將增大套利空間,有部分城市還推進(jìn)了輔助服務(wù)、容量電價(jià)進(jìn)入浮動(dòng)范圍,將會(huì)進(jìn)一步拉大峰谷價(jià)差。
實(shí)現(xiàn)兩充兩放的省份不斷增加,進(jìn)一步強(qiáng)化項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)引擎。當(dāng)前浙江、湖北、湖南、上海、安徽、廣東、海南、江蘇等省市的分時(shí)電價(jià)均設(shè)置了兩個(gè)高峰段,可以實(shí)現(xiàn)每天兩充兩放,進(jìn)而提升儲(chǔ)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(chǔ)上,部分省份的分時(shí)電價(jià)還設(shè)置了尖峰時(shí)段或兩個(gè)谷時(shí),在此類省份中安裝工商業(yè)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性有望進(jìn)一步增加,可利用更大的尖峰-谷時(shí)價(jià)差進(jìn)一步擴(kuò)大單次峰谷價(jià)差套利的收益,典型如浙江、海南等。
應(yīng)用場(chǎng)景多元,零碳產(chǎn)業(yè)園配儲(chǔ)需求呈指數(shù)增長(zhǎng)。工商業(yè)儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景廣闊而分散,可以應(yīng)用在工業(yè)制造、商業(yè)綜合體、物流倉儲(chǔ)、光儲(chǔ)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(yīng)用場(chǎng)景中。在當(dāng)前階段下,零碳產(chǎn)業(yè)園是工商業(yè)儲(chǔ)能的重要切入點(diǎn)。零碳園區(qū)的建設(shè)重點(diǎn)在能源供給以及能源綜合管控,包括工商業(yè)儲(chǔ)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(biāo)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(chǔ)能打開的第一個(gè)量化市場(chǎng)。根據(jù)CNESA統(tǒng)計(jì),用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目中,工業(yè)工廠配置儲(chǔ)能的項(xiàng)目占據(jù)多數(shù),如廣東2022年近90個(gè)備案用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目中,工業(yè)園區(qū)用戶側(cè)儲(chǔ)能的項(xiàng)目占76個(gè)。
(三)競(jìng)爭(zhēng)端:行業(yè)處于初創(chuàng)期,跨界玩家爭(zhēng)相加碼
行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)創(chuàng)設(shè)階段,企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壁壘尚不明顯,玩家陣營(yíng)主要為以南網(wǎng)能源、國(guó)電南瑞、科林電氣等為代表的能源供應(yīng)商,以寧德時(shí)代、比亞迪、派能科技、沃太能源、時(shí)代星云、庫博能源等為代表的儲(chǔ)能設(shè)備制造商,以陽光電源、固德威、奇點(diǎn)能源、晶能科技、華為、阿詩特等為代表的光伏設(shè)備及運(yùn)營(yíng)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(lǐng)域的企業(yè)爭(zhēng)相加碼工商業(yè)儲(chǔ)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(shè)子公司、收購儲(chǔ)能公司、合作開發(fā)、聯(lián)合研發(fā)等,不少擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃投資規(guī)模巨大,金額超百億,主要切入點(diǎn)集中在上游儲(chǔ)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(xiàng)目拓展渠道實(shí)施工商業(yè)儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)或建造的企業(yè),如格力提出的“光伏+儲(chǔ)能+空調(diào)”的概念,聚焦儲(chǔ)能與空調(diào)的聯(lián)動(dòng)。整體來看,當(dāng)前行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壁壘尚不明顯,新玩家可以通過資本融資、差異化市場(chǎng)開發(fā)、銷售渠道和品牌建設(shè)等來實(shí)現(xiàn)彎道超車。
三、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈完善,與大儲(chǔ)、戶儲(chǔ)同源。上游是各類設(shè)備,中游是系統(tǒng)集成商和開發(fā)運(yùn)營(yíng)商,下游是用戶。其中,中游集成商與運(yùn)營(yíng)商直接與下游工商業(yè)用戶對(duì)接,需要對(duì)BMS(電池管理系統(tǒng))/EMS(能量管理系統(tǒng))及儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)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(duì)上游設(shè)備的高效整合。
當(dāng)前,工商業(yè)儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)模式主要為合同能源管理。大型工商業(yè)用戶需要的儲(chǔ)能系統(tǒng)容量通常較大,設(shè)備成本較高,且需要專門的施工、安裝、運(yùn)維團(tuán)隊(duì),中間費(fèi)用較高,而對(duì)于長(zhǎng)尾小工業(yè)用戶,通常安裝一體機(jī)電柜,但自購儲(chǔ)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(wù)方)按比例分享儲(chǔ)能收益,這一比例通常為10%:90%、15%:85%等,隨著工商業(yè)儲(chǔ)能的競(jìng)爭(zhēng)越加激烈,有些優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目甚至到了7:3。
圖1 工商業(yè)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈圖譜
四、行業(yè)收益模式分析
峰谷價(jià)差套利、能量時(shí)移、政策補(bǔ)貼激勵(lì)是目前工商業(yè)儲(chǔ)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(yīng)、需求側(cè)響應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)、電力現(xiàn)貨交易、綠證和電力輔助服務(wù)等,拓展的核心在于電力現(xiàn)貨市場(chǎng)、虛擬電廠的建設(shè)。
表2 工商業(yè)儲(chǔ)能盈利渠道
峰谷價(jià)差套利。谷時(shí)電價(jià)較低,儲(chǔ)能充電;峰時(shí)電價(jià)較高,儲(chǔ)能放電,峰谷價(jià)差越大,收益越好。在當(dāng)前分時(shí)電價(jià)機(jī)制下,多省市可以滿足工商業(yè)儲(chǔ)能每天兩充兩放,經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)。據(jù)安信證券計(jì)算:2023年6月,大多數(shù)省份儲(chǔ)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(shí)移。根據(jù)是否為光伏配套,工商業(yè)儲(chǔ)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(duì)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(chǔ)能項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電與負(fù)載消耗存在時(shí)間上的錯(cuò)配,當(dāng)光伏發(fā)電超出負(fù)載消耗時(shí),工商業(yè)用戶以低價(jià)出售余電給電網(wǎng)公司;當(dāng)光伏發(fā)電小于負(fù)載消耗時(shí),工商業(yè)用戶需要以高價(jià)代理購電。安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)后,對(duì)光伏發(fā)電實(shí)現(xiàn)削峰填谷在光伏發(fā)電量大時(shí)儲(chǔ)存無法消耗的電量,在光伏發(fā)電量不足時(shí)釋放儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電量供給負(fù)載,減少高價(jià)購電成本。目前,已有江蘇、浙江、山東、河北、河南五地對(duì)分布式光伏提出配儲(chǔ)要求,其中山東棗莊要求配儲(chǔ)比例最高達(dá)30%,江蘇、浙江同步出臺(tái)分布式光伏配儲(chǔ)補(bǔ)貼,或推動(dòng)配套工商業(yè)儲(chǔ)能規(guī)?;l(fā)展,根據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù),隨存量改造與新增工商業(yè)光伏增長(zhǎng)的工商業(yè)儲(chǔ)能需求在2023—2025年有望達(dá)5.1(+199%)、10.4、18.7GWh。
圖3 能量時(shí)移示意圖
未來,虛擬電廠或成重要盈利渠道,帶來需求響應(yīng)、現(xiàn)貨交易、輔助服務(wù)、綠證等收入。虛擬電廠的建設(shè)一方面帶來了其他收益的可能性,如參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)、提供輔助服務(wù)等,進(jìn)而增加投資收益;另一方面,虛擬電廠的建設(shè)基礎(chǔ)是電力市場(chǎng)化改革,而電力市場(chǎng)化后會(huì)放大光伏出力波動(dòng)性的劣勢(shì),最終體現(xiàn)在光伏大幅出力的中午電價(jià)較低的情況(如山東的午時(shí)電價(jià))、棄光率提升等。而工商業(yè)儲(chǔ)能對(duì)此受益,受益模式或從峰谷價(jià)差套利變?yōu)榉澹汶妰r(jià)套利,甚至峰-負(fù)電價(jià)套利,減少了儲(chǔ)能充電成本,進(jìn)而增加收益率。另外,工商業(yè)儲(chǔ)能通過虛擬電廠參與電力市場(chǎng)交易,電力輔助服務(wù),需求側(cè)響應(yīng)從而增厚利潤(rùn)。預(yù)計(jì)在虛擬電廠建設(shè)順利的情況下,工商業(yè)儲(chǔ)能2025、2030累計(jì)裝機(jī)有望達(dá)37GWh、189GWh。
五、收益模式及測(cè)算
前文提到,工商業(yè)儲(chǔ)能的收益模式主要為峰谷價(jià)差套利,兩充兩放疊加尖谷下經(jīng)濟(jì)性更為突出,因此本文以典型設(shè)置尖峰價(jià),滿足兩充兩放的江蘇省為例進(jìn)行經(jīng)濟(jì)測(cè)算,本項(xiàng)目為非光伏配套儲(chǔ)能,收益來源為僅為峰谷價(jià)差套利(不考慮融資)。
1、基礎(chǔ)假設(shè):
(1)項(xiàng)目假設(shè)
裝機(jī)規(guī)模500kw,連續(xù)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)2h;
循環(huán)次數(shù)6000次、年運(yùn)行天數(shù)330天;
運(yùn)營(yíng)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(duì)應(yīng)10年換一次電池)
運(yùn)行模式:兩充兩放為峰谷循環(huán)、峰平循環(huán)。即若配有2h儲(chǔ)能系統(tǒng),則可于第一個(gè)谷時(shí)進(jìn)行充電,并于第一個(gè)尖峰/高峰段放電兩小時(shí),于第二個(gè)平峰時(shí)進(jìn)行充電,于尖峰/高峰段放電,利用儲(chǔ)能每天實(shí)現(xiàn)兩次充放電循環(huán)。
(2)財(cái)務(wù)假設(shè)
儲(chǔ)能單位投資成本為1.7元/wh(行業(yè)均值)
電價(jià)差(以六月代理電價(jià)為基準(zhǔn)):
運(yùn)維費(fèi)率每年為投資成本的1%
2、計(jì)算公式:
每年峰谷價(jià)差套利收入=考慮衰減后的每日儲(chǔ)能系統(tǒng)可用容量×每日充放次數(shù)×工作天數(shù)×(峰谷價(jià)差/峰平價(jià)差/尖谷差價(jià)/尖平差價(jià))
年運(yùn)維費(fèi)用=投資成本*1%
LCOS(儲(chǔ)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(yùn)維費(fèi)用-殘值,總處理電量=日單次處理電量*2*300