碳中和的“龙脉”:储能

文/知勇

来源:锦缎

本文系基于公开资料撰写,仅作为信息交流之用,不构成任何投资建议。

“碳中和”既是近期全面热议话题之一,也是市场的C位主题之一。

受此主题影响,多年无人问津的钢铁板块年初至今涨幅高居第一;回到我们一直跟踪的新能源领域,2020 年新能源汽车被爆炒让大家把估值透支到 2025 年,而这次碳中和的量化目标直接给到 2030 年和 2060 年,研究员们已经开始推出 40 年的 DCF(现金流折现模型)了。

主题投资外,我们试图从商业经营的角度去研究此前市场关注度并不高的储能赛道。实际上,它正是碳中和的“龙脉”,是供养两大万亿赛道的主枝干——左擎“热、电、氢”等清洁能源,右牵动力电池与新能源车。

春江水暖鸭先知,行业老大哥已经带头冲进储能赛道——我们看到,宁德时代(SZ:300750)一边是疯狂扩大动力电池产能,另一边却是频繁加码储能领域。

01

大哥入局

谈到宁德时代,大家首先会想到动力电池,也可能只会想到动力电池,毕竟动力电池出货量世界第一的荣誉太耀眼了,但实际上宁德时代并不是止步于动力电池。今年 2 月 6 日,宁德时代发布公告,将与永福股份(SZ:300712)共同成立合资公司,聚焦综合智慧能源。

在此新旧年交接之时,宁德时代的这波操作着实让不少投资者丈二的和尚摸不着脑袋,要知道永福股份是一家从事电力工程设计服务的上市公司,乍一看跟动力电池八竿子打不着。

好在宁德时代董事长曾毓群在签约仪式上透露了关键信息:本次合作是基于宁德时代在储能电池方面的优势与永福股份对电力行业的深刻理解和领先的技术集成能力,旨在综合智慧能源产业开辟出新的道路。同时,永福股份董事长林一文也表示:永福股份将与宁德时代携手,顺应潮流,把握大势,共同研发“可再生能源+储能”核心技术。

原来宁德时代与永福股份牵手合作,是志在储能。

从永福股份的年报可以看出其近年来不断加大储能技术的创新研发投入,目前已具备 100MW 以上的大型储能电站的规划设计和开发能力、同时积累了大量的储能应用项目开发储备,累计容量超过 700MWh,可以说永福股份在储能上具备不俗的实力。

图1:宁德时代与永福科技签约仪式现场,资料来源:公司官网
图1:宁德时代与永福科技签约仪式现场,资料来源:公司官网

还有在今年两会期间,作为全国政协委员的宁德时代董事长曾毓群也提交了关于电化学储能助力新基建的提案,作为动力电池的绝对龙头,宁德时代不好好守城,怎么把精力放到储能领域上面了?

本文试图从宁德时代的过去和现在来解答上述问题,不过因为储能并非像动力电池为人所知,所以我们先简单聊聊储能。

02

何谓储能?

所谓储能,主要指的是电能的存储,分为热储能、电储能和氢储能等。其中抽水蓄能是最早储能技术,已有 100 多年历史,发展至今,已成为技术最成熟、装机量最大的储能技术,截止 2019 年,抽水储能的装机容量占比高达 93.4%。

图2:储能的分类,资料来源:派能科技招股说明书
图2:储能的分类,资料来源:派能科技招股说明书

但抽水蓄能自身有个最大的局限,就是得建在具备丰富水源和高低落差的地区,而能满足条件的地区是有限的,可以说建一处少一处,所以肉眼可见,抽水蓄能的空间是有限的。现在全球抽水蓄能的装机增速已经逐年下降了,增速从巅峰时期的 13.44% 降至 2019 年的-0.35%。

相反,现在地位并不高的电化学储能,得益于安装灵活、建设周期短,应用范围更广的优势,却是业内公认的最具发展前景储能技术,全球装机量占比从 2017 的 1.7% 上升到 2020 3Q 的 5.9%,也就是说电化学储能的理论提升空间有 20 倍。

从技术路径上来看,电化学储能的实现基本要靠锂电池——是不是很熟悉,这又绕回到了宁德时代的老本行。而在电化学储能技术中,当属锂电池储能最优秀,从 2013 年以来,锂电池的装机量一直占电化学装机量的最大比例,并且一直在增加。

截止 2019 年,全球锂离子电池累计装机占电化学储能 87.3%,毫不夸张的说,未来电化学储能领域就是锂电池的天下。

图3:全球储能装机当前仍以抽水蓄能为主,资料来源:CNESA
图3:全球储能装机当前仍以抽水蓄能为主,资料来源:CNESA

图4:锂电池在电化学储能中占主导地位,资料来源:CNESA,川财证券
图4:锂电池在电化学储能中占主导地位,资料来源:CNESA,川财证券

03

早有阳谋

[1]缘起

前文提到宁德时代的储能布局,其实并不是一时兴起。翻看宁德时代的历史,早在 2011 年 3 月宁德时代中标了张家口风光储示范项目。

宁德时代的副董事长黄世霖也曾表示,“早在宁德时代成立之初,就确定了两个主要的业务方向,一是做动力电池,另外一个就是储能电池”。可以说张北口的风光储项目,让宁德时代与储能结下渊源。

不过随后几年宁德时代主要在储能领域几乎看不到宁德时代的身影,与之形成鲜明对比的是其动力电池上的战绩,一路高歌猛进,直至称王。

根据 CNESA 的数据,2013-2017 年,全球电化学储能项目在电力系统的新增装机规模仅由 0.1GW 增加至 0.9GW,可以说电化学储能还没有突破0-1 的桎梏,整个行业尚处在萌芽期,也难怪宁德时代的储能业务不见起色。

[2]转折

直到 2018 年,电化学储能终于迎来转折点,当年全球电化学储能新增装机规模达 3.7GW,同比增长 305%,沉寂多年的电化学储能市场终于破土新生。

同样在 18 年,宁德时代单独设立储能事业部,开始推动储能业务驶上快车道,当年 6 月,宁德时代先是签约福建晋江储能电站建设,随后又中标了鲁能海西州示范工程。

至此,宁德时代在储能的道路上一骑绝尘,从斥巨资投入储能研发,再到联手国网、科士达、易事特、永福股份等,全方位布局储能上下游。

图5:历年宁德时代布局储能业务的重要事件,资料来源:公司公告,兴业证券
图5:历年宁德时代布局储能业务的重要事件,资料来源:公司公告,兴业证券

根据 BloombergNEF,从 2010 年到 2020 十年间,全球锂离子电池组平均价格从 1100 美元/kWh 降至 137 美元/kWh,降幅达 89%,在过去十年,整个储能从设备的角度来看,储能系统的成本下降了 75%。

虽然宁德时代很早前就布局储能,但是一直停滞了很多年,原因之一就是锂电池成本还是太高。目前在储能电池成本方面,虽然确实已经取得不错的进展,但是储能电池要发挥其最大潜力,三个核心驱动力就是便宜、便宜还是便宜。

[3]收获

储能行业真正的高光时刻是在 2020 年,这一年,中国向全世界宣布,将力争 2030 年前实现碳排放达峰,2060 年前实现碳中和,也就是所谓的 30-60 目标。

而要实现碳中和的终极目标,主要途径是发展光伏、风电等可再生能源来替代化石能源。

但是光伏和风电这类可再生能源是典型的间歇性能源,什么意思?以风电作为例子,一般在凌晨是风力发电的高峰,但却是用户用电的低峰,发那么多电,用不完;等到早上用电高峰来了,结果风停了,用户又用不上风电。说白了,光伏和风电,靠不住。

仅从 2019 年上半年看,弃风较为严重地区:新疆、甘肃和内蒙古,弃风率分别为 17.0%、10.1% 和 8.2%。而目风电、光伏的发电量占比还处于个位数阶段,预计 2030 年将提升至 25%,到那时候,这个矛盾会更加凸显。

光伏和风电这个先天不足的毛病目前可以靠调峰解燃眉之急,当终极方案只有储能,在光伏和风能充足时将电能储存起来,在需要时释放储能的电力。

另一层面可能大家平常接触不到,就是光伏和风电虽然是清洁能源,但是对电网却一点不友好。众所周知,电能以光速传送,从发电、输电到用电几乎是同步完成,整个电网是要求时刻保持发电端和用电端动态平衡。

由于可再生能源发电量大小不定,显著增加了电网工作量,也会造成电力设备额外的损耗,严重时候导致电网频率崩溃,造成大面积停电,这时候在电网上配置储能设备,可以充了“缓冲器”的重要角色。

因此今年年初,国家电网表示,未来 5 年,将年均投入超过 700 亿美元,推动电网升级,促进能源清洁低碳转型,助力实现碳中和目标。

浓缩成一句话,要实现碳中和的宏伟蓝图,离不开储能和可再生能源的共同进步。

迄今为止,国内已有 20 个省份出台鼓励可再生能源+储能的政策。其中对储能配置比例有明确要求的包括:山东 2020 年光伏竞价项目要求配 20% 储能;山西 2020 年光伏项目建议配置 15-20% 储能;内蒙古 2020 年优先支持光伏建设配置5% 储能,贵州 2021 年风光配置 10% 储能,湖北 2020 风电项目不低于 10% 配置储能。

根据全球最大的能源顾问公司之一的 Wood Mackenzie 公司预计,到 2025 年,全球储能部署量将增长 13 倍,达到 230GWh,全球储能投资总额预计将从 2019 年的 180 亿美元增加到 2025 年的 1000 亿美元。

这将是下一个万亿大市场,这么大的蛋糕,试问谁不动心?

相比结缘储能初期的毫无成绩,宁德现在的储能总算可以挽回一些颜面。根据财报数据,2018 年宁德时代的储能营收为 1.89 亿元,是 2017 年的 11.8 倍,而 2019 年则是更上一层楼,营收达到 6.1 亿元。在 2019 年中国新增电化学储能装机排名中,宁德时代超越连续两年占据榜首的南都电源(SZ:300068),成功拿下一。

到 2020 年,宁德时代的储能电池出货量已增长至 2.8GWh,出货量排名国内第一、全球第三,在全球储能电池市场份额约 14%。讲到这里,宁德时代的布局已经清晰可见。

图6:2019 年中国储能技术提供商出货排名(MWh),资料来源:CNESA,西部证券
图6:2019 年中国储能技术提供商出货排名(MWh),资料来源:CNESA,西部证券

04

储能新长征

[1]宁德一马当先

锂电池作为储能系统的最主要部分,占储能系统价值量达 40%。像宁德时代这类的企业是可以分到最大块的蛋糕,因为龙头动力电池厂商切换到储能电池拥有得天独厚的优势。

首先,储能对电池能量密度要求不高。

对于动力电池企业,工程师们绞尽脑汁在汽车底盘有限的空间死磕,为的是让电动车多跑 1 公里,如今在集装箱的体积上设计储能产品,并且储能电池安装在户外,有的是空间让你堆电池,再也不用疯狂追求高能量密度。简单说,让动力电池企业去做储能电池就是降维,这自然也难不倒宁德时代。

其次,储能锂电池普遍沿用动力电池产线,可以充分利用动力电池产线的产能。

此前,宁德时代不停扩产,未来规划的产能达到 500GWh,一度引起社会的担忧。如今看到储能领域的空间,大家也不用太担心其产能利用率不足的问题,乐观一点讲,宁德时代甚至还可以再冲一冲。

第三,磷酸铁锂是储能系统的最佳搭档。

当前应用于储能的锂电池主要是磷酸铁锂和三元两种路线,国外以三元路线为主,而国内以磷酸铁锂为主。由于储能的核心需求在于价格、稳定性、循环寿命等,正符合磷酸铁锂电池成本低、放电稳定、安全性高、循环寿命长的特点。这也是宁德时代擅长的路线。

最后,跟动力电池同样,储能电池同样非常注重安全。

储能系统的安全关系到电网和用户用电安全,如果某个电池失控着火,不但会影响整个储能系统运行,甚至会造成电站火灾和电网线路烧毁等事故,造成用户端大面积停电。

在储能电池安全上,宁德时代已经取得了不错的成绩,目前已通过 UL 9540A 测试,这可是目前国际上公认最具挑战性的国际安全测试,国内仅此一家。

[2]小弟们自然不甘落后

在动力电池领域,宁德时代毫无疑问是老大,国内众多二线电池企业难以望其项背。现如今宁德时代主动降低姿态去做储能电池,也自然会面临技术优势被摊薄的问题。

二线动力电池企业本身就有不错的实力,应付储能电池也是绰绰有余。相当于宁德时代和各路玩家到了一个梯队,拼命追赶的小弟们也终于有了同台竞争的机会。

更值得一提的是,对于二线动力电池企业,市场最担忧的是他们产能利用率不足的潜在风险,降维做储能电池反而是让累赘摇身一变成了优势,所以二线电池企业也是蜂拥至储能领域。

比如亿纬锂能投资荆门亿纬创能储能动力锂离子电池项目,在去年 5 月份斩获中国移动通信用磷酸铁锂订单,同时也在和华为展开储能的合作;还有国轩高科,2018 年就开始联手上海电气布局储能,2022 年冬奥会的配套项目“奥运风光成”项目,其中的储能电池系统就是由国轩高科提供的;还有比亚迪,去年 8 月,重磅发布了全新电网级储能产品 BYD Cube,直指宁德时代。

当前,宁德时代在储能领域似乎领先了一步,但是储能毕竟是个长期的大赛道,碳中和实现要到 2060 年呢,后面已经有一批对手虎视眈眈,想要成为另一个王者,得重新较量一番。

现在储能这个赛道,已从无人涉足的乡村小道,慢慢变成了喧嚣拥挤的城市道路,在储能这个领域,想必二线企业是不会轻易落败,甚至还有可能打个翻身仗。

储能万亿长征第一步才开始,这个赛道预计将会精彩纷呈。我们会持续保持对这个赛道的跟踪和解读,请不要走开,待下回继续为您详细分解。

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