本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 Table_Summary 报告摘要 ： 锂电储能应用广泛，装机规模持续提升潜力巨大 电储能一般指电能的储存和释放的循环过程，可按照存储原理的不同分为电化学储能和 机械储能两类。 其中， 锂电储能 是 电化学储能的主要技术路线，具有能量密度高、综合 效率高、成本下降潜力大、建设周期短等特性，装机规模持续提升 ， 未来潜力巨大。 五年三千亿市场空间可期， 能源革命是最大驱动力 电力系统 是储能的 最大应用场景 。 能源结构转型对电网的冲击是发输配电侧储能的底层 逻辑 ， 未来 5 年 需求约 131GWh，年均复合增速 74%；多因素作用推动 用电侧储能 快速 发展， 未来 5 年需求约 93GWh，年均复合增速 95%。 叠加 5G 基站及“光储充”一体化 充电站等新场景应用催生的需求增量， 未来 5 年储能需求 合计超 270GWh，市场空间 近 3400 亿元 。长期来看，预 计 2030 年储能需求超 500GWh，市场空间近 3800 亿元 。 商业模式逐渐清晰，经济性拐点打响装机发令枪 由于储能电池一般采用 容量单位 （如 MWh）计量，而其他部件一般采用 功率单位 （如 MW）计量，因此 备电时长差异导致统一口径的成本评价较为困难 。 根据我们的测算， 在用电侧，储能度电成本约 0.51 元 /kWh， 在 工商业 /大工业场景基本具备套利空间；在 输配电侧，储能里程成本约 3.93 元 /MW， 在 电力辅助服务市场基本具备盈利空间；在 发电侧，当前配置储能 已 具备经济性， 项目收益率基本已达 8%的要求 。 强制性配套政 策叠加经济性拐点，新能源侧储能装机 将 持续高增 。 产业链分析：格局初显，建议关注电池与 PCS环节 储能电池是未来降本的核心环节，磷酸铁锂有望成为主流技术路线， 头部动力电池厂商 具备显著的 技术与规模优势。储能变流器与光伏逆变器 技术 同源，头部供应商 的 产品及 渠道优势明显，有望复制光伏逆变器格局。系统集成服务排名竞争焦灼，差异化增值服 务是核心竞争要素。 BMS 技术壁垒较高，算法和芯片是核心竞争要素。 投资建议 储能 行业发展将带动产业链国内供应商快速成长， 看好储能 电池与 PCS 环节 投资机会， 建议关注派能科技、阳光电源、固德威、宁德时代、科士达 、南都电源 。 风险提示 政策不达预期 ； 新能源 装机 不及预期 ； 电力市场化 改革 不及预期 ； 5G 基站建设不及预 期 ； 技术进步及成本下降不及预期 。 Table_ProfitDetail 盈 利预测与财务指标 代码 重点公司 现价 EPS PE 评级 2 月 24 日 2019A 2020E 2021E 2019A 2020E 2021E 688063 派能科技 152.05 1.28 1.98 3.65 119 77 42 暂未评级 300274 阳光电源 88.5 0.61 1.36 2.02 145 65 44 推荐 688390 固德威 234.32 1.56 3.01 4.97 150 78 47 推荐 300750 宁德时代 347 2.09 2.25 3.2 166 154 108 暂未评级 002518 科士达 12.01 0.55 0.66 0.82 22 18 15 推荐 300068 南都电源 12.11 0.42 0.74 1.00 29 16 12 暂未评级 资料来源： 公司公告、民生证券研究院 （暂未评级公司盈利预测来自 Wind 一致预期） Table_Invest 推荐 维持评级 Table_QuotePic 行业与沪深 300 走势比较 资料来源： Wind，民生证券研究院 Table_Author 分析师：于潇 执业证号： S0100520080001 电话： 021-60876734 邮箱： 研究助理：丁亚 执业证号： S0100120120042 电话： 021-60876734 邮箱： Table_docReport 相关研究 1.电力设备新能源行业周报 20210222： 1 月新能车销量高增，光伏需求持续提升 2.电力设备新能源行业周报 20210208： 电动车持续高增长，光伏硅料、硅片价 格上涨 Table_Title 电力设备及新能源 行业研究 /深度报告 能源革命下一站，征途是星辰大海 电化学储能行业深度研究报告 深度研究报告 /电力设备及新能源 2021 年 02 月 25 日 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2 Table_Page 深度研究 /电力设备及新能源 目录 1 锂电储能应用广泛，装机规模持续提升潜力巨 大 . 3 2 五年三千亿市场空间可期，能源革命是核心驱 动力 . 6 2.1 能源结构转型对电网的冲击是发输配电侧储能的底层逻辑 . 6 2.1.1 全球脱碳趋势明确，高比例可再生能源结构转型加速 . 6 2.1.2 可再生能源波动性与电网稳定性的根本性矛盾催生储能需求 . 7 2.1.3 发电侧与输配电侧储能的本质作用基本相同，未来 5 年需求约 131GWh . 10 2.2 多因素作用推动用电侧储能快速发展，未来 5 年需求约 93GWH . 11 2.3 5G 基站建设周期带动后备电源需求大幅提升 . 14 2.4 汽车电动化转型加速，光储充模式有望推广 . 16 2.5 未来 5 年储能 需求合计超 270GWH，市场空间合计约 3400 亿元 . 17 3 商业模式逐渐清晰，经济性拐点打响装机发令 枪 . 18 3.1 储能可用于电力系统全环节，备电时长差异导致统一口径的成本评价较为困难 . 18 3.2 用电侧：度电成本约 0.51 元 /KWH，工商业 /大工业场景具备套利空间 . 19 3.3 输配电侧：里程成本约 3.93 元 /MW，电力辅助服务市场具备盈利空间 . 22 3.4 发电侧：强制性配套政策叠加经济性拐点，新能源侧储能装机持续高增 . 26 3.5 电力市场改革加速，储能真实价值有望体现 . 30 4 产业链分析：格局初显，建议关注电池与 PCS 环节 . 32 4.1 电池：未来降本的核心环节 , 磷酸铁锂有望成为主流技术路线 . 32 4.2 PCS：头部供应商优势明显，有望复制光伏逆变器格局 . 34 4.3 系统集成：排名竞争焦灼，差异化增值服务是核心竞争要素 . 35 4.4 BMS：技术壁垒较高，算法和芯片是核心竞争要素 . 36 5 相关标的 . 37 5.1 派能科技：家用储能领先企业， A 股储能第一股 . 37 5.2 阳光电源：储能逆变器与系统集成龙头，渠道优势明显 . 37 5.3 固德威：户用储能逆变器龙头，光伏 +储能打开成长空间 . 38 5.4 宁德时代：全球动力电池龙头，储能全产业链布局 . 38 5.5 科士达：绑定宁德时代，储能 PCS 业务有望快速发展 . 39 5.6 南都电源：铅酸龙头转型锂 电，受益 5G 基站备电市场高增长 . 39 6 风险提示 . 41 插图目录 . 42 表格目录 . 42 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 3 Table_Page 深度研究 /电力设备及新能源 1 锂电储能应用广泛，装机规模持续提升潜力巨大 电储能一般指电能的储存和释放的循环过程，一般分为电化学储能和机械储能。 从 广义 上讲， 储能是指通过介质或设备将能量转化为在自然条件下较为稳定的存在形态并存储起来， 以备在需要时释放的循环过程， 一般可根据能量存储形式的不同分为电储能、热储能和氢储能 三类。从狭义上讲，一般主要指电储能，也是目前最主要的储能方式，可按照存储原理的不同 分为电化学储能和机械储能两类。其中，电化学储能是指利用化学元素做储能介质，充放电过 程伴随储能介质的化学反应或者变价，主要包括锂离子电池、铅蓄电池、钠硫电池储能等；机 械储能一般采用水、空气等作为储能介质，充放电过程储能介质不发生化学变化，主要包括抽 水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等。 图 1: 储能技术分类 资料来源：派能科技招股说明书，民生证券研究院 表 1: 各类电储能技术的基本原理和主要优缺点对比 技术类型 基本原理 主要优点 主要缺点 电 化 学 储 能 锂离子 电池 正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构 成。充电时， Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入 负极；放电时则相反， Li+从负极脱嵌，经过 电解质嵌入正极。 长寿命、高能量密 度、高效率、响应速 度快、环境适应性强 价格依然偏高，存在 一定安全风险 铅蓄电池 铅蓄电池的正极二氧化铅（ PbO2）和负极纯 铅（ Pb）浸到电解液（ H2SO4）中，两极间 会产生 2V 的电势。 技术成熟、结构简 单、价格低廉、维护 方便 能量密度低、寿命 短，不宜深度充放电 和大功率放电 钠硫电池 正极由液态的硫组成，负极由液态的钠组成， 电池运行温度需保持在 300以上，以使电 极处于熔融状态。 能量密度高、循环寿 命长、功率特性好、 响应速度快 阳极的金属钠是易 燃物，且运行在高温 下，因而存在一定的 安全风险 机 械 储 能 抽水蓄能 电网低谷时利用过剩电力将水从低标高的水 库抽到高标高的水库，电网峰荷时高标高水 库中的水回流到下水库推动水轮发电机发 电。 技术成熟、功率和容 量较大、寿命长、运 行成本低 受地理资源条件的 限制，能量密度较 低，总投资较高 压缩空气 储能 利用过剩电力将空气压缩并储存，当需要时 再将压缩空气与天然气混合，燃烧膨胀以推 动燃气轮机发电。 容量大、工作时间 长、充放电循环次数 多、寿命长 效率相对较低、建站 条件较为苛刻 飞轮储能 利用电能将一个放在真空外壳内的转子加 功率密度高、寿命 能量密度低、充放电 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 4 Table_Page 深度研究 /电力设备及新能源 速，将电能以动能形式储存起来。 长、环境友好 时间短、自放电率较 高 资料来源：派能科技招股说明书，民生证券研究院 抽水蓄能装机规模最大，锂电储能快速发展。 抽水蓄能作为机械储能的一种技术类型， 早在 20 世纪 90 年代就实现了商业化应用，是目前技术成熟度最高、存储成本最低、使用寿 命长、装机规模最大的储能技术 。根据 CNESA，截至 2020 年 9 月，全球已投运电力储能项 目的累计装机规模达 186.1GW，其中抽水蓄能累计装机规模约 171GW，占比约 91.9%；但受 站址资源不足、成本疏导困难和建设周期较长等局限，近几年新增装机较小 。与此同时，锂离 子电池储能技术作为电化学储能的主要技术路线，具有能量密度高、综合效率高、成本下降潜 力大、建设周期短和适用性广泛等特性，装机规模持续提升。 截至 2020 年 9 月，全球电化学 储能累计装机规模达 10.90GW，占比约 5.9%；其中锂电储能装机规模 9.81GW，在电化学储 能中占比约 90%，是第二大规模的储能技术类型。 2020 年前三季度全球新增投运电化学储能 装机规模为 2.66GW，同比增长约 167%；其中锂电池储能装机规模约 2.62GW，占比约 98.4%。 图 2: 全球各类电力储能项目累计装机规模比例（截至 2020 年 9 月） 资料来源： CNESA，民生证券研究院 图 3: 全球已投运电力系统储能累计装机规模（ GW） 图 4: 全球新增电力系统锂电池储能项目装机占比（ %） 资料来源： CNESA，派能科技 招股说明书，民生证券研究院 资料来源： CNESA，派能科技招股说明书，民生证券研究院 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 5 Table_Page 深度研究 /电力设备及新能源 电化学储能产业链可分为上游材料、中游核心部件制造、下游应用。 储能产业链上游主 要为电池原材料，包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜以及结构件等。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。其中，电池组是储能系统的能 量核心，负责电能的存储； BMS 是系统的感知核心，主要负责电池监测、评估和 保护 以及均 衡 等； EMS 是系统的控制核心，主要负责数据采集、网络监控、能量调度等； PCS 是系统的 决策核心，主要负责控制充放电过程，进 行交直流的变换。产业链 下游主要为不同应用场景的 运维服务等，如储能可用于电力系统的发电侧、输配电侧、用电侧，实现调峰调频、减少弃光 弃风、缓解电网阻塞、峰谷价差套利、容量电费管理等功能；其他应用场景还包括通信基站、 数据中心等的备用电源，以及为机器人系统供电，保障高性能武器装备的稳定运行等。 图 5: 储能产业链上中下游拆分 资料来源：民生证券研究院整理 图 6: 电力系统储能应用场景 资料来源：派能科技招股说明书，民生证券研究院 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 6 Table_Page 深度研究 /电力设备及新能源 2 五年三千亿市场空间可期，能源革命是核心驱动力 2.1 能源结构转型对电网的冲击是发输配电侧储能的底层逻辑 2.1.1 全球脱碳趋势明确，高比例可再生能源结构转型加速 全球脱碳趋势明确，十大煤电国已有六国承诺碳中和。 2020 年 9 月 22 日，国家主席习近 平在联合国大会上提出我国力争 2030 年前二氧化碳排放达到峰值， 努力争取 2060 年前实现碳 中和 。 12 月 12 日，习近平主席在气候雄心峰会上提出：到 2030 年，我国非化石能源占一次 能源消费比重将达到 25%左右，风电、太阳能发电总装机容量将达到 1200GW 以上。欧盟于 2020 年 12 月 11 日通过 2030 年气候目标计划，计划将 2030 年温室气体减排目标由此前的 40%的提高至 55%，并通过了总额逾 1.8 万亿欧元的复苏计划，其中约 30%经费将用来协助欧 洲绿色转型，为 2050 年实现碳中和提供保障。随着拜登上台推行“绿色新政”，美国即将重返 巴黎协定，并计划在 2050 年之前达到净零排放，其中电力部门将在 2035 年实现碳中和， 36%电力需求来自于可再生能源和核能。截至目前，全球十大的煤电生产国已有 6 个国家承诺 碳中和， 分别为中国（ 2060）、美国（ 2050）、日本（ 2050）、韩国（ 2050）、南非（ 2050）、德 国（ 2050）。 表 2: 十大煤电国碳中和承诺统计 序号 国家 全球煤电总量占比 是否承诺碳中和 时间表 1 中国 50.2% 是 2060 2 印度 11.0% 否 - 3 美国 10.6% 是 2050 4 日本 3.1% 是 2050 5 韩国 2.5% 是 2050 6 南非 2.2% 是 2050 7 德国 1.9% 是 2050 8 俄罗斯 1.8% 否 - 9 印度尼西亚 1.8% 否 - 10 澳大利亚 1.6% 否 - 资料来源： EMBER，民生证券研究院 高比例可再生能源结构转型是实现碳中和的关键路径。 根据联合国政府间气候变化专门 委员会（ IPCC），碳中和是指二氧化碳的人为移除抵消了人为排放，其中人为排放包括化石燃 料燃烧、工业过程、农业及土地利用活动排放等。根据国际可再生能源署（ IRENA），化石燃 料燃烧和工业过程的二氧化碳排放占比 80%以上，分部门来看，电力（占比 31%）、交通（占 比 25%）、工业（占比 21%）为排放量前三的部门。 减碳举措 一般可分为能源结构转型、模式 升级、能效提升、碳捕获与储存技术四大类，其中 能源结构转型，即电力部门可再生能源发电 比重提升 , 同时其他部门深度电力化，是减排的关键路径。按照巴黎协定将全球平均气温 较前工业化时期的升幅控制在 2以内的目标， IRENA 预测到 2050 年，全球能源相关的 CO2 排放量需减少 70%。从能源结构来看，电力将 成为 主要的能源载体，占终端消费的比例由 20% 增长至近 50%，每年新增 1000TWh 的电力需求，可再生能源发电的比例需大幅上升至 86%， 对应每年超过 520GW 的新增可再生能源发电装机。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 7 Table_Page 深度研究 /电力设备及新能源 图 7: 2010-2050 二氧化碳排放预测 图 8: 2017 与 2050 能源结构对比 资料来源： IRENA，民生证券研究院 资料来源： IRENA，民生证券研究院 注： Transforming Energy Scenario 为温度升幅控制在 2以内的假设情景。 2.1.2 可再生能源波动性与电网稳定性的根本性矛盾催生储能需求 电力系统具有很高的稳定性要求。 电能以光速传送，并且不能大规模存储，发、输、配、 用瞬时同步完成，整个电力系统时刻处于一个 动态 的平衡状态。在稳态运行时，电力系统中发 电机发出的有功功率和负载消耗的有功功率相平衡，系统频率维持额定值。当电源功率大于负 荷功率时，系统频率升高；反之系统频率降低。因此电网需通过一次调频、二次调频等手段保 证频率在合格范围，否则将对负载或发电设备的运行产生影响，严重时甚至导致频率崩溃，造 成大面积停电。 可再生能源发电具有很强的间歇性和波动性。 可再生能源发电依赖于自然条件，先天具 有间歇性和波动性特征。例如，风力发电是由自然风吹动风机的叶片，带动传动轴转动，把风 的动能转化为机械动能再转化为电能，风力间歇性的特点导致 风力发电 输出的电能也具有间歇 性；光伏发电是利用光生伏特效应将光能直接转化为电能，其发电功率受光照强度直接影响， 虽然一个地区年均光照强度总体不变，但光 照 强度一般从早上逐渐增加到中午达到最强，随后 逐渐减弱到晚上达到最弱，同时光照强度在一个小时段内具有一定的随机性，因此光伏发电输 出也具有间歇性和波动性的特征。 图 9: 光伏发电日平均出力曲线图 图 10: 风电日平均出力曲线图 资料来源：电网与清洁能源期刊，民生证券研究院 资料来源：电网与清洁能源，民生证券研究院 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 8 Table_Page 深度研究 /电力设备及新能源 高比例间歇性可再生能源并网将对电网稳定性造成冲击。 高比例间歇性新能源接入电力 系统后，常规电源不仅要跟随负荷变化，还要平衡新能源出力波动，增加电网调节难度。 根据 国际能源署（ IEA），按照电网吸纳间歇性可再生能源（主要是风电、光伏）的比例划分了四 个阶段：（ 1）第一阶段：间歇性可再生能源占比低于 3%，电力需求本身的波动超过了间歇性 可再生电源供应的波动幅度，因此对于电网的运行基本没有影响。（ 2） 第二阶段：间歇性可再 生能源占比在 3%-15%之间， 对 电网冲击较小，可通过预测 间歇性可再生能源机组发力 ，以及 加强调度的方式平 抑可再生能源的波动性和间歇性，可再生能源消纳相对容易。（ 3）第三阶段： 间歇性可再生能源占比在 15%-25%之间，对电网冲击较大，此时电网灵活性要求大大增加， 短期内需要增加调频电站，中长期需引入需求侧管理与储能技术的应用。（ 4）第 4 阶段：间歇 性可再生能源占比在 25%-50%之间，电网稳定性面临挑战，部分时段 100%电力由间歇性可再 生能源提供，所有的电厂都必须配置储能灵活运行，以应对电源端和负荷端的随机变化。 表 3: 不同比例间歇性可再生能源并网的影响 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 系统角度的表征 间歇性可再生能源容 量在整个系统层面没 有显著影响 间歇性可再生能源容量在 系统运作中的影响逐渐显 著 随着需求与供给的平衡具有 更大的波动性，发电机组的 弹性运行非常重要 在某些时刻，间歇性可再生能源几 乎满足 100%负荷需求，电力系统稳 定非常重要 对现有发电机组的影响 电力负荷与净电力负荷没有显著差异 净电力负荷的不确定性和 可变性没有明显增加，但 是现有发电机组的运作模 式需稍作调整，以适应间 歇性可再生能源发电出力 特性 净电力负荷可变性增大，发 电运作模式需大作调整，减 少必须持续运转的发电机组 没有持续运转的发电机组，所 有发 电机组均需要灵活调整出力，以适 应间歇性可再生能源发电出力特性 对电网的影响 如果有影响的话，主 要是临近连接点的局 部影响 很有可能影响局部电网状 况，造成输电阻塞 受不同地区天气影响，电网 潮流出现重大改变，电网高 低电压间出现双向潮流 电网干扰恢复能力增强 主要的挑战 电网的局部影响 用电需求与间歇性可再生能源出力的匹配 弹性资源的可用性 电力系统抗干扰的强度 资料来源： IEA，民生证券研究院 注：净电力负荷 =总用电需求 -间歇性可再生能源电能输出 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 9 Table_Page 深度研究 /电力设备及新能源 图 11: 2018 年全球各国（地区）间歇性可再生能源发电比例及所处阶段 资料来源： IEA，民生证券研究院 英国 8.9大停电事故与高比例风电机组并网有关。 2019 年 8 月 9 日下午 5 点左右，英国 发生自 2003 年“伦敦大停电”以来规模最大、影响人口最多的停电事故，造成包括伦敦、英 格兰、威尔士等多个地区地铁停运、机场瘫痪等，甚至部分医院由于备用电源不足无法进行医 疗服务，总共约有近 100 万家庭和企业受到影响。事后事故分析表明，高比例风电并网而系统 备用不足是直接原因：由于新能源发电大量替代传统能源发电，导致电力系统抵御功率差额的 能力下降；在电力系统出现接连出现扰动时，系统备用不足未能及时弥补功率缺额导致事故发 生；幸好抽蓄机组及时增加出力，阻止事故进一步扩大，可见储能对于稳定电网作用巨大。 储能有望成为可再生能源消纳的最终解决方案。 在间歇性可再生能源发电比例不断提升 的大背景下，配置储能通过对电能的快速存储和释放，不仅可以降低弃风弃光率，更加重要的 作用是可以平抑新能源 波动 ，跟踪计划出力，并参与 系 统 调峰调频，增强电网的稳定性，有望 成为新能源电力消纳的最终解决方案。 图 12: 间歇性可再生能源搭配储能并网解决方案示意图 资料来源：科士达官网，民生证券研究院 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 10 Table_Page 深度研究 /电力设备及新能源 图 13: 减小弃风率示意图 图 14: 光伏跟踪计划出力示意图 资料来源：现代电力期刊，民生证券研究院 资料来源：现代电力期刊，民生证券研究院 2.1.3 发电侧与输配电侧储能的本质作用基本相同，未来 5 年需求约 131GWh 发电侧与输配电侧储能的本质用途基本相同，涉及的主要是利益分配问题。 对于发电侧 和输配电侧储能，从商业模式来看有一些差别，但其本质用途基本上均是削峰填谷、调频调峰 以及缓解电网阻塞等，保障电网稳定性。至于具体在发电侧或是输配电侧配置储能，主要涉及 的是利益分配问题。具体来讲，在我国现行辅助服务市场补偿机制下，是由发电机组单边承担 辅助服务费用，享用服务的终端用户并不承担费用，即提供高于自身强度的辅助服务的发电机 组将获得补偿，而补偿费用将分摊至提供低于自身强度的服务的发电机组，可简单理解补偿和 分摊费用在不同发电机组间打转。 2018 年国内新增电化学储能装机 700MW，电网侧储能装机 占比 从 3%增至 21.4%。 2019 年初 , 国网和南网发布的指导意见中提出，推动政府主管部门将 各省级电力公司投资的电网侧储能计入有效资产，通过输配电价疏导。对于国网和南网的最初 设想，可以 简单 理解为部分电力辅助服务的费用由发电企业转移至电网公司。由于当时储能的 经济性不足，这样的机制有利于迅速做大储能规模，保障电网稳定性和安全性，但不利于形成 充分竞争的储能市场。然而在 2019 年 5 月 28 日，国家发改委、国家能源局发布新修订的 输 配电定价成本监审办法，明确电储能设施不计入输配电定价成本。 2019 年输配电侧储能新增 装机 迅速下降，与此同时发电侧储能新增装机迅速提高。发电侧与输配电侧储能新增装机此消 彼长的关系侧面印证了储能在这两个应用场景的本质用途基本相同，需求只是在不同主体间转 移。此外，国外机构也通常将发电侧和输配电侧储能归类为电表前端储能。 未来 5 年发输配电侧的储能系统需求约 131GWh，年均复合增速 74%。 由于发电侧与输 配电侧储能的本质用途基本相同，因此我们在预测市场空间时将发电侧与输配电侧合并计算， 同时考虑到发电侧与输配电侧的一些特性需求，预计总市场空间高于我们的预测值。 根据我们 的测算，预计 2021-2025 年发输配 电侧的储能需求约 131GWh，年均复合增速约 74%， 其中 2025 年发输配电侧储能需求约 52GWh。我们对储能配置渗透率和容量配置比例做了双因素敏 感性分析，在储能配置渗透率 40%-50%，容量配置比例 13%-17%的情形下， 2025 年发输配电 侧储能需求约 44-62GWh。长期来看，预计 2030 年储能系统需求约 234GWh。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 11 Table_Page 深度研究 /电力设备及新能源 表 4: 2020-2030 发输配电侧储能需求测算 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2030 集中式光伏装机（ GW） 75 109 142 177 220 270 644 储能配置渗透率 5% 10% 18% 25% 35% 45% 80% 容量配置比例 15% 15% 15% 15% 15% 15% 15% 备电时长（ h） 2 2 2 2 2 2 2 集中式光伏装机的储能需求（ GWh） 1 3 8 13 23 36 154 风电装机（ GW） 73 75 70 70 75 75 165 储能配置渗透率 5% 10% 15% 20% 27% 35% 80% 容量配置比例 15% 15% 15% 15% 15% 15% 15% 备电时长（ h） 4 4 4 4 4 4 4 风电装机的储能需求（ GWh） 2 5 6 8 12 16 79 发输配电侧的储能需求（ GWh） 3 8 14 22 35 52 234 资料来源： CPIA， SPE， PVInfolink， GWEC，知网文献，民生证券研究院 表 5: 2025 年发输配电侧储能需求敏感性分析表 储能配置渗透率 容量配置比例 9% 11% 13% 15% 17% 19% 21% 35% 33 37 40 44 48 52 55 40% 35 40 44 48 52 57 61 45% 38 42 47 52 57 62 67 50% 40 45 51 56 62 67 72 55% 42 48 54 60 66 72 78 资料来源：民生证券研究院 2.2 多因素作用推动用电侧储能快速发展，未来 5 年需求约 93GWh 欧美主要国家用电成本高昂，分布式光伏系统快速发展为储能提供市场基础。 储能在 用 户 侧主要与分布式电源配套，或作为独立储能电站应用，其用途主要为电力自发自用、峰谷价 差套利、容量电费管理和提升供电可靠性等。 德国、日本、意大利、英国等欧美发达国家用电 成本高昂，如居民电价是中国的 2-4 倍，且呈现持续 上升 的趋势。以美国为例，根据美国能源 信息署（ EIA）， 1997-2019 年美国居民零售平均电价以约 2.20%的复合 增速 增长 。电价的影响 因素较多，简单来看，一方面电价长期受通胀影响，随着燃料 及 人工费用 增加 而增加；另一方 面如 大容量发电机组 、 提高输 电电 压 等技术进步可提升效率降低电价。目前电力工业技术较为 成熟，通胀一般是影响电力价格的主要因素。根据 EIA 的预测， 2019-2050 年美国名义电价年 均复合增速约为 2.30%，而真实电价（以 2019 为基准）变动很小。因此，预计欧美主要国家 将长期保持高昂的居民用电成本。由于 全球多个国家和地区分布式光伏系统早已实现用电侧平 价，分布式光伏系统快速发展， 2019 年全球分布式装机约 40GW，占总装机的比重近 35%， 为储能的发展提供坚实的市场基础。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 12 Table_Page 深度研究 /电力设备及新能源 图 15: 全球主要国家和地区居民用电价格 图 16: 美国不同部门零售电价（美分 /kWh） 资料来源： Global Petrol Prices，民生证券研究院 资料来源： EIA，民生证券研究院 注：数据截至 2019 年 9 月 上网补贴（ FIT）和净计量（ NEM）政策到期或削减，分布式搭配储能有望得到推广。 上网补贴（ FIT）政策对用户输送给电网的电力给予一定补贴，净计量（ NEM）政策使得用户 可将光伏系统生成的 多余 的电力输送回电网。 近年来随着光伏逐渐 平价 ，各国的 FIT 和 NEM 正逐步到期或削减，而 储能 的推广应用 可以减少行业对 FIT 及 NEM 等 政策的依赖， 分布式搭 配储能自发自用的模式有望得到推广。 部分国家电力供应稳定性较差，不同规模的停电事件时有发生，储能接受度提升。 （ 1） 美国电力系统主要由东部电网、西部电网和德克萨斯州电网组成，其中大部分输 配电 设施由 500 多家互相独立 的私营公司运营。美国电网的特殊结构造成了电网难以优化配置和统一管理， 同时美国电网发展缓慢， 70%的输电线路和电力变压器运行年限在 25 年以上， 60%的断路器 运行年限超过 30 年，因此电力系统稳定性较差。 2019 年 10 月，美国加州山火事件造成了大 规模停电事件，电力公司 PG&E 的 500 多万 用户均存在 断电 风险，并且每次断电 可能持续 数 天 。 近期来看， 2020 年 12 月底，美国东部多地遭遇冬季风暴，马萨诸塞州、宾夕法尼亚州， 以及纽约市、新泽西州和康涅狄格州部分地区超过 5.5 万用户断电。 2021 年 1 月初，美国南部 遭遇强降雪， 得克萨斯州、路易斯安娜州多数地区超过 15 万用户断电；美国西海岸遭遇风暴 袭击，俄勒冈州、华盛顿州、南加州造成超过 50 万用户断电等。（ 2）由于南非电力系统管理 水平有限，发电机组及输配电设施时常发生故障，煤炭、燃油等燃料储备也时常无法满足需求， 再加上一些罢工和示威，甚至蓄意破坏电力设施的外部事件，导致南非经常发生不同规模的停 电事件。南非电力公司 Eskom 将全国性分区停电的措施分为八级，其中最严重的八级限电指 电网必须节约 8000MW 的电力。 2019 年底，南非施行了前所未有的六级限电，其严重程度相 当于在 4 天内遭到 18 次停电，每次最多 4 个半小时，或者在 8 天内遭到 18 次停电，每次最多 2 个小时，每次停电受到影响的人数多达 1900 万人。 2020 年南非已多次发生不同规模的限电 事件， 2021 年状况依旧没有改观，根据新闻报道，南非电力公司 Eskom 预计今年 4 月份前每 周都会出现电力短缺情况。频繁的停电事件对现代生产生活造成了很大的影响 , 储能的应用可 以保障电力的连续供应，储能接受度逐步提升。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 13 Table_Page 深度研究 /电力设备及新能源 2010-2019 年锂电池价格下降 87%，带动 系统成本快速下降，储能经济性逐渐显现。 受益 于新能源汽车产业蓬勃发展，锂电池的大规模应用实现成本快速下降，根据 BNEF， 2010-2019 年期间 锂电池组的平均价格 的下降幅度达 87%，带动储能系统成本迅速下降。目前储能应用 经济性拐点快速临近 ，有望激发需求迅速增长。 图 17: 2010-2019 年锂电池价格走势（ real 2019 美元 /kWh） 资料来源： BNEF，民生证券研究院 未来 5 年用电侧的储能系统需求约 93GWh，年均复合增速 95%。 上述多个因素叠加，使 得储能在终端价值的价值逐步显现。考虑到在储能用户侧， 与分布式电源配套或作为独立储能 电站 的 应用 场景和客户群体均有较高的相似性，因此在预测市场空间时忽略了 作为独立储能电 站的需求 ，预计总市场空间高于我们的预测值。 根据我们的测算，预计 2021-2025 年发用电侧 的储能需求约 93GWh，年均复合增速约 95%， 其中 2025 年用电侧储能需求约 41GWh。我们 对储能配置渗透率和容量配置比例做了双因素敏感性分析，在储能配置渗透率 45%-55%，容 量配置比例 13%-17%的情形下， 2025 年发输配电侧储能需求约 32-50GWh。长期来看，预计 2030 年储能系统需求约 190GWh。 表 6: 2020-2030 用户侧储能需求测算 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2030 分布式装机（ GW） 40 61 83 108 140 180 527 储能配置渗透率 8% 15% 22% 30% 40% 50% 80% 容量配置比例 15% 15% 15% 15% 15% 15% 15% 备电时长（ h） 3 3 3 3 3 3 3 用户侧的储能需求（ GWh） 1 4 8 15 25 41 190 资料来源： CPIA， SPE， PVInfolink，知网文献，民生证券研究院 表 7: 2025 年用电侧侧储能需求敏感性分析表 储能配置渗透率 容量配置比例 9% 11% 13% 15% 17% 19% 21% 40% 19 24 28 32 37 41 45 45% 22 27 32 36 41 46 51 50% 24 30 35 41 46 51 57 55% 27 33 39 45 50 56 62 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 14 Table_Page 深度研究 /电力设备及新能源 60% 29 36 42 49 55 62 68 资料来源：民生证券研究院 2.3 5G 基站建设周期带动后备电源需求大幅提升 5G 建设加速， 2019-2028 年宏基站需求近 500 万个。 5G 基站按照功率和覆盖范围的不同， 5G 基站可分为宏基站和小基站组成，其中小基站包括微基站、皮基站、飞基站。由于 5G 的 频段相比 4G 更高，基站的覆盖范围缩小，因此一般将 5G 宏基站建设在较为空旷的地区，通 过小基站的补充使用提升 5G 基站的覆盖范围。“宏基站 +小基站”的组网覆盖模式为 5G 基站 的主流部署模式。根据赛迪投资顾问，保守预计小基站数量将是宏基站数量的 2 倍。参考 4G 基站的建设节奏，我们预计在 2019-2028 年 5G 基站建设周期中，宏基站建设数量近 500 万个， 小基站建设数量近 1000 万个，建设节奏上预计 2020-2021 年达到高潮，随后数量慢慢减少。 表 8: 5G 宏基站与小基站对比 分类 基站类型 单载波功率 覆盖范围 宏基站 宏基站 12.6W 以上 200m 小基站 微基站 500mW-12.6W 50-200m 皮基站 100mW-500mW 20-50m 小基站 100mW 10-20m 资料来源： GGII，民生证券研究院 5G 基站功耗大幅提升 2.5-4 倍，带动后备电源扩容需求大幅增加。 基站主设备一般由 1 个 BBU（ 基带处理单元 ）和 3 个 AAU（ 有源天线单元 ）组成。其中， BBU 主要负责基带数字 信号处理，比如 FFT/