2023建筑建材行业新基建BIPV和抽水蓄能行业分析.docx

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1、BIPV和抽水蓄能行业分析BIPV前景广阔,行业有望迎新需求分布式光伏的分支,BlPV实现光伏与建筑结合Eg乘双碳目标之风,BlPV拥抱千亿市场03光伏产业进入平价时代光伏电站分类电站集|工商业、户用分布式|与建区结合|不与筑结合|BAPV I BlPV |射根来源:华创证券BlPV屋顶发电系统数据来源:远显太阳能官网BAPV屋顶发电系统数据来源:远显太阳能官网太阳能光电建筑指将光伏发电与建筑物相结合,于建筑物结构外围铺设光伏器件,从而产生电力。该类建筑分为两种模式:a) BAPV(Buildingattachedphotovoltaics),即光伏系统直接覆盖于建筑物表面,系统与建筑物功能不

2、发生冲突,不破坏或削弱原有建筑物的功能;b) BIPV(Buildingintegratedphotovoltaics)f即建筑材料与光伏器件相结成,用光伏器件直接代替建筑材料,系统作为建筑物外部结构的一部分BAPV与BIPV均为分布式电站的分支。光伏电站可分为集中式电站和分布式电站,其中,分布式又有工商业用与户用之分。)华创研究1.1分布式光伏与建筑结合的两种主要模式-BlPV与BAPVBlPV与BAPV对比对比BAPV系统BlPV系统建筑外观对比在彩色压型金属板上面后期安装支架和光伏电池板,三面 较凌乱,整体性较差。把太阳能利用纳入建筑总体设计,把光伏发电组件单元板和检修走道板直接 作为屋

3、面板,可通过相关设计将接线盒、连接线等隐藏在组件和踏板下方。既防阳光直射和雨水侵蚀,又不影响建筑物外观。设计寿命对比光伏发电组件全部处于震天环境, 不超过25年。光伏发电组件只有屋面暴露在外,有良好的密封环境。BIPV光伏组件用PVB 胶封装,具有透明、耐热、耐寒、耐湿,机械强度高等特性,使系统能达到50年甚至更长的使用寿命。屋面受力对比风载正压也有负压,光伏电池板受力通过支架传递到压型 作为单纯的屋面,结构受力清晰,结构安全性高。该系统采用双面玻璃组件, 金属板,长期的风载作用和变形会产生疲劳效应,影响; 能够满足屋面安全性要求。构安全。防水可靠性对比在压型金属板屋顶安装完毕后,后期屋面二次

4、上人安装光 主要采用憎水性玻璃面板与主水槽、防水密封等形成屋面防排水系统,屋面 伏组件等设备,会因为吊装、施工踩踏、长期光伏自重荷构造、泛水包边、采光带等采用模块化组合构成,主水槽等受力构件采用卡 载和局部设备超载,从而造成压型金属板永久沉降形变,扣式零穿孔连接,组件与组件(或踏板)间使用可靠的密封扣条进行固定和密 造成 封,泛水包边采用对焊连接,有效避免漏水的隐患。施工难度和速度对比分二期施工,施工周期长,直立锁边铝镁镒屋面板施工难 施工难度小,安装速度快,工程进度有保障,以1万平方米主屋面为例,20 度大。人15天左右即可完成组件安装和屋面的整体密封工作。屋面运营维护对比施工检修中多次踩踏

5、,屋面变形大, 度大。同步设计、施工,对屋面构件形成保护,不造成二次施工踩踏破坏。以单块 电池组件为单元模块化设计安装,可随意拆卸、修葺,检修维护方便;屋面 根据合理运维半径设置的检修走道踏板,保护了屋面的完整性。 对于分布式业主来说,开发电站的商业模式主要有全款安装、贷款安装以及屋顶租赁。 在业主确定商业模式后,无论投资方为业主或是能源企业,分布式光伏系统的设计、采购、建设TS来说都需要通过EPC招标的形式分包给工程建设企业或光伏企业,如中国电建、中国能建、特变电工等。 根据北极星太阳能光伏网梳理,2021年前8月,共约8.2GW光伏电站EPC招标项目开标,其中分布式光伏大EPC项目中标均价

6、为4.12元ZW;而小EPC中标价介于L22325元/W之间。I2021年前八个月部分分布式大EPC项目中标价格EPC形式招标方项目规模(MW)中标企业单W中标价格(元/W)中国石化湖由油分公司光伏发电系统(BIPV)隆基绿能7.30北京国电辽宁公司场内放分布式项目1.49易事特5.32中石化湖北湖汨油分公司光伏发电系统(BAPV)隆基绿能4.98中广核新能源福建一帆新能源分布式光伏项目8.90永福电力4.61芜湖环清洁能芜湖城市污水厂项目17.47中冶武汉勘研院4.34大EPC商丘新城金投商丘第二污水厂项目2.00常州天合4.29福建国电福建公司凯景冠光伏发电项目3.99阳光新能源4.24华

7、能常熟华能常熟光伏一体化EPC项目31.00十一科技4.00国能(浙江)浙江公司光伏发电项目(BIPV)7.80宁波兴晟3.96嘉善浙电中新沪嘉公司分布式屋顶光伏项目0.80浙江明源3.87国能江苏谏壁电厂江苏公司光伏EPC工程6.71上海电气3.87数据来源:WIND资讯)华创研究1.3BlPV降耗功能符合绿色建筑发展I建筑全过程降耗潜力巨大,BlPV于运维阶段提供清洁能源建筑全过程包括建筑材料生产运输、建筑施工、建筑运行以及建筑拆除,其中,建筑施工与拆除环节可以合并为建筑施工阶段。建筑全过程能耗即建材生产阶段、建筑运行阶段和建筑施工阶段能耗之和。2018年全国建筑全过程能耗总量为21.47

8、亿Ke,占全国能源消费总量465%。分阶段看,建材生产和建筑运行阶段能耗最大,分别占全国能源消费总量23.8%、21.7%o建筑的运行能耗主要是建筑使用方的日常用能,如采暖、空调、照明等,而采取自发自用模式的BlPV项目能够在该阶段提供清洁能源,达到建筑降耗目的。2018年建筑全过程能耗占全国比重21.7%建材生产阶段建筑施工阶建筑施工阶段,1.0%工建筑运行阶段其他行业能耗)华创研究I绿色建筑相关政策时间发布主体文件相关内容2016中共中央、中共中央国务院关T三加强城推广建筑节能技术.提高建筑节能标准,推广绿色建筑和建材。支持和鼓励各地结合自然气彳更特点,推广应用国务院市规划建设管理工太阳能

9、发电等新能源技术,发展被动式房屋等绿色节能作的若干意见建筑。2019住建部新版绿色建筑评价标准主要评价体系由安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居等方面组成.绿色建筑划分为基本级、一星级、二星期、三星级4个等级,一、二、三星期分别对应达到60分、70分、85分。2019市场监管总局、住建部、I信部三部门关于印发绿色建材产品认证实施方案的通知绿色建材产品实行分级评价认证,由低至高分为一、二、三星级,获认证产品将被政府项目优先选用。2020住建部、发改委等7部门关于印发绿色建建行方案的通知到2022年,当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%,星级绿色建筑持续增加,既会筑能效水平不断

10、提高,绿色建材应用进一步扩大。2021侬螂15部门关于加强县城绿色低碳建设的意见大力发展绿色建撕口建筑节能,通过提升新建厂房、公共建筑等屋顶光伏比例和实施光伏建筑一体化开发等方式,降低传统化石能源在建筑用能中的比例.域来源:中国政府网、住建部,华创证券1.3BlPV降耗功能符合绿色建筑发展IBIPV有望持续受益于绿色建筑激励政策 2016年,中共中央、国务院提出要支持和鼓励各地结合资产其后特点推广应用太阳能发电等新能源技术。 2019年,住建部发布新版绿色建筑评价标准,在资源节约项目中,若建筑由可再生能源提供电量比例超过4%,则能够在评分项中获得10分。 2020年,住建部等7部委以2022年

11、新建绿色建筑占比70%为目标,要求推动星级绿色建筑持续增加。 2021年5月,住建部等15部门发文,要求大力发展绿色建筑和建筑节能,通过提升新建厂房、公共建筑等屋顶光伏比例和实施光伏建筑一体化开发等方式,降低传统化石能源在建筑用能中的比例。I可再生能源利用评分规则由可再生能源提供电量比例R0.5%R1.0%21.0%R2.0%42.0%R3.0%63.0%R4.0%10可再生能源利用类型和指标得分数据来源:住建部绿色建筑评价标准,华创证券BIPV前景广阔,行业有望迎新需求Ol分布式光伏的分支,BlPV实现光伏与建筑结合E乘双碳目标之风,BlPV拥抱千亿市场ES光伏产业进入平价时代I推进双碳”目

12、标实现,光伏行业有望持续受益2020年9月,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话,提出中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和;12月,国家主席习近平在气候雄心峰会上进一步宣布,到2030年,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。双碳目标及风光装机目标的提出预示风电、光伏等新能源的发展将成为实现碳中和的重要途径之一。在双碳目标指引下,十四五各省市自治区光伏装机规模或超300GW。截至2020年末,全国累计光伏发电装机253.43GW,从各地区已公布十四五”规划看,9个省市公布新增光伏装机计划,合计112.49GW,若按照202

13、0年末该9个地区累计光伏装机量占全国比例测算,未来5年全国光伏装机规模或超300GW。I十四五期间部分省市自治区光伏装机规划省市自治区时间相关文件柏兰由次各省市太阳能发电装机相关内容容量(GW)十四五新增太阳能装机(GW)2025累计太阳能装机(GW)山东2021年5月山东省能源发展j四五规划(征求意关于推进风电、嗨加电科学有序发展的实施方案(征求意见稿)到2025年光伏发电装机52GW,可再生能源发电装机85GW22.7229.2852.00河北2020年10月河北省十四五光伏新增规模预计将超过22GW21.9022.0043.90浙江江西2021年2月2021年2月浙江省能源发展十四五”规

14、划(征求意赚”江西省国蹿济和社会发展第十四个五年规划和二。三五年远景目标纲要江苏省十四五可再生能源发展专项规戈M征求意见稿)“十四五规划和二。三五年远景目标的建议四川省十四五光伏、风电资源开发若干指导怠见(送审稿)第十四个五年规划和二。三五年远景目标纲到2025年底,全省光伏发电装机28GW,风电装机6.3GW15.17到2025年力争新能源装机达到19GW以上.其中,风电、光伏、生物质装机分别77A啰J7GW、IlGW.IGWULt.,12.8311.0028.0018.76防西藏2021年1月2020年12月到2025年底,全省光伏发电装机达到26GW,风电新增约UGW16.84水电建成和

15、在建装机容量突破15GW,力瞅发展光伏太阳镯、装机容量突破IOGW1.379.168.6326.0010.四川2021年5月四川三州一市光伏基地十四五规划总装机容量预计20GW.1.918.0910.00辽宁黑龙江2021年4月2021年3月要黑龙江十四五规划到“十四五末期,我省风电、光电总装机容量将由14GW增加到30GW以上.其中,风电新增装机容量IoGW,总投资625亿元;光电新增装机容量6GW,总投4.00资305亿元.6.0010.到2025年可再生能源装机达到30GW,占总装机比例50%以上,其中风电新增装01g机IOGW,光伏新增装机53GW,生物质睇增装机2.2GW55.508

16、.68口计94.85112.49207.34SUCVel小“;F.EJ三ZCWXJ1J,v*iTUlZX三PUHGL八M/l三WMWIf土口日匕HlC309平台,新能源网,索比光伏网,华创证券2021年6月20日,国家能源局综合司发布关于报送整县I不同类型房屋可安装屋顶光伏比例(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知,要求申报县7月15日前报送。I建筑类型可安装屋顶光伏比例整县推进通知明确申报试点条件包括具有比较丰富的屋顶资源,有较高的可发利用积极性,有较好的电力消纳能力,有党政机关50%实力推进试点项目建设。党政机关建筑,学校、医院、村委会等公共建筑,工商业厂房,农村居民屋顶总面积可安装光

17、伏学校、医院、村委会等公共建筑40%发电比例分别不低于50%、40%、30%,20%o央企国企快速入局,占据多数整县开发项目。国家电投已与工商业厂房30%17个地区签署整县分布式开发协议,国家电网下属供电公司与12个县区签署了开发协议。五大发电集团当中,国家能源集团曾计划到2022年底开发不少于500个县,华能集团亦与陕西、河南、吉林、山东等地签署了开发协议。农村居民20%数据来源:国家能源局,华创证券9月14日,国家能源局正式公布整县推进试点名单,全国31个省市自治区报送试点县676个,全部列为整县屋顶分布式光伏开发试点,高于此前预期的22省。根据智汇光伏,全国共有约2856个县级单位,本次

18、试点县数量676个,约占全国24%,且主要分布在东南部分布式光伏发展状况良好的地区。国家能源局提出,2023年底前,试点地区相关建筑屋顶完成光伏安装目标的,列为整县屋顶分布式光伏开发示范县。政策推进力度大,速度快,屋顶分布式光伏发展前景广阔。户用光伏爆发性增长。受益于户用光伏补贴政策预期,2021年1-12月户用新增光伏项目累计装机容量为21.6GW,同比+113.8%。超出国家发改委年内新增15GW的户用光伏目标。I2018年至今户用光伏补贴变化发布时间2017-122018-052019-042020-032021-06冷哈密/0.370320.180.080.03数据来源:国家发改委,华

19、创证券户用光伏年度新熠装机(GW)全国光伏累计装机量(亿千瓦)2016年-2021年户用装机情况数据来源:IUS星太阳能光伏网(数据转自国家能源局)20162021年中国光伏发血机容量统计情况数据来源:中商情报网(数据转自国家能源局)I光伏市场空间稳步增长“十四五”期间,乐观估计年均光伏新增装机达88GW。截至2020年底,中国可再生能源发电装机总规模占总装机的比重为42.4%,根据国家能源局,至十四五”末,该比例将超过50%,预计可再生能源在全社会用电量增量中的比重将达到三分之二左右,在一次能源消费增量中的比重将超过50%。政策的指引对光伏等可再生能源装机规模提出要求,根据CPIA乐观估计,

20、十四五期间,国内光伏新增装机有望达到440GW,折合年均新增装机88GW。20112030年国内光伏新增装机规模及预测12数据来源:CPlA中国光伏产业发展路线图,华创证券I从增量建筑面积看屋顶分布式光伏市场空间我国增量建筑潜在屋顶分布式光伏市场对应千亿级规模。根据中国建研院BIPV/光电建筑市场发展情况介绍,我国每年新建屋顶面积约为新建建筑面积的1/5,在强制安装光伏情境下屋顶可安装比例约为30%,单位面积安装光伏量150W/平。根据国家统计局的数据,2020年,全国新增房屋竣工面积38.48亿平,按照中国建研院的计算逻辑,以屋顶工商业BAPV和BlPV平均成本4.31元/W测算,增量房屋屋

21、顶对应35GW光伏安装空间以及千亿级别市场规模。I我国新增建筑面积对应光伏市场空间测算指标数值新增建筑面积(亿平)38.48对应屋面面积(亿平)=+57.70可安装光伏比例(%)30%单位面积光伏安装量(W/平)150对应分布式规模(GW)(5)=(2)(3)1035单位投资成本(元/W)431对应市场规模(亿元)=XXlO1492数据来源:中国建研院,国家统计局,Wind,华创证券I从存量建筑面积看屋顶分布式光伏市场空间存量厂房仓库可安装光伏规模51GW,按照4.31元/W成本测算,对应2179亿元市场规模。根据中国建研院,我国既有建筑可安装屋顶分布式光伏潜力约1500GW。计算存量厂房仓库

22、带动屋顶分布式光伏装机,我们作出以下假设:I.2004年至2021年上半年全国新增房屋竣工面积和厂房仓库新增竣工面积分别合计为554亿、62亿平,则该十八年内,厂房仓库竣工面积/全国房屋竣工面积=11.2%,我们假设全国既有厂房仓库面积;既有房屋面积与该比值相等;11.根据整县推进屋顶分布式光伏通知,工商业厂房可安装屋顶分布式光伏比例大于等于30%,假设存量厂房仓库改造匕碎达到30%。I我国既有厂房仓库建筑面积对应光伏市场空间测算指标数值全国既有建筑面积对应光伏安装空间(GW)1500厂房仓库占比()11.2%改造比率()30%对应分布式规模(GW)=XX51单位投资成本(元/W)4.31对应

23、市场规模(亿元)=XXlO217914数据来源:中国建研院,国家统计局,Wind,华创证券I从整县推进看屋顶分布式光伏市场空间本轮整县推进屋顶分布式光伏开发有望带来超5000亿元市场规模。根据国家能源局,全国31个省市自治区共报送整县推进屋顶分布式光伏试点县676个,全部列为整县屋顶分布式光伏开发试点。(其中,根据d版星太阳能光伏网,河南上报66个县,拟建设规模约15.00GW;湖北67个县提交试点方案,总装机容量14.96GW;甘肃上报46个县,总装机容量3.09GW;河d逑南上报18个县,总规模1.64GW;山西首批推进26个县,规模总计LIoGW;其他如山东冠县、浙江浦江县等19个县市合

24、计开发规模约8.97GW)。以上试点县合计242个,开发规模44.76GW,平均每个县计划投资规模0.18GW,以全国676个试点县测算,本轮整县推进有望带动125GW的屋顶分布式装机,按照屋顶工商业BAPV和BlPV均价4.31元/W成本测算,对应5386亿元市场规模。I部分试点县预计开发规模数据及全国规模测算省市自治区试点县个数(个)规模(GW)PU用OOIDAJU甘肃463.09UJ西百批ZO1.1U湖北6714.96IR1RA其他省市部分市县198.97合计24244.76全国67612515数据来源:国家能源局,J欧星太阳能光伏网,光伏资讯,智;改伏,光伏能源圈,华创证券BIPV前景

25、广阔,行业有望迎新需求Ol分布式光伏的分支,BIPV实现光伏与建筑结合02乘双碳目标之风,BlPV拥抱千亿市场03光伏产业进入平价时代2021年起,新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目已进入平价时代。国家发改委根据各地太阳能资源条件和建设成本,将全国分为三类太阳能资源区,相应制定光伏电站标杆上网电价,2013年9月起,全国I、II、11I类地区光伏电站标杆上网电价分别为0.90、0.95、LoO元/千瓦时。2021年起,对新备案集中式光伏电站和工商业分布式光伏,中央财政不再补贴,实行平价上网。分布式光伏度电成本已低于燃煤基准价。根据CPlA,目前国内分布式光伏等效利用小时数通常在IoOO

26、-IIOo小时,在全投资模型下分布式光伏发电系统在100O小时和1200小时等效利用小时数的平准化度电成本分别为0.31、0.26元/千瓦时。作为对比,同期山东、河北燃煤发电基准价分别为0.39、0.37元/千瓦时。发布时间 2013-08 2015-12 2016-12 2017-12 2018-05 2019-04 2020-03 2021-03I 2013年至今光伏补贴变化1矢四区标杆电价 (元/千瓦 时)0.900.800.650.550.500.400.35口类地区 (元/千瓦 时)0.950.880.750.650.600.450.40按当地燃煤 发电基准价In类地区(元/千瓦1.

27、000.980.850.750.700.550.49时)分布式补 贴(元/干 W)0.420.420.420.37032工商业余 量上网 0.10 户用018工商业余 量上网 0.05 户用0.08户用003数据来源:国家发改委,d俄星太阳能光伏网,华创证券I 2020年分布式光伏系统不同等效利用小时数的度电成本与燃数据来源:山东省、河北省政府官网,CPIA中国光伏产业发展路线图,华创证券 以BAPV为例:该类电站成本主要由设备及安装工程费用、建筑工程费用、其他费用、预备费及建设期利息组成。 我们以光伏行业协会数据以及江西某工商业分布式屋顶BAPV电站成本构成为基础,测算出目鱼租赁模式下工商业

28、分布式屋顶BAPV电站成本约4.17元/W。 以BAPV模式屋顶分布式电站成本为基础,我们测算出租赁模式下工商业分布式屋顶BlPV电站成本约4.45元/W。2021年租赁模式下工商业分布式屋顶BAPV电站成本2021年租赁模式下工商业分布式屋顶BIPV电站成本jj工程或费用名称细分项单位成本(元/W)组件1.80逆变器0.15蝮0.21设备及安装工程投资ms0.23电网接入0.13一次设备、二次设备(开关箱、控制器、电压表等)0.33建安费用0.44建筑工程屋顶加固0.23其他费用项目建设若理费、生产准备费、勘察设计费等0.45圉页租赁0.05基本预备费预备费0.11建设期利息建设期利息0.0

29、3合计4.17数据来源:CPIA,北极星太阳能光伏网,光伏资讯,华创证券工程或费用名称细分项单位成本(元/W):;组件1.80逆变器0.15支架0.11设备及安装工程投资0.23电网接入0.13一次设备、二次设备(开关箱、控制器、电压表等)0.33建安费用0.44防水0.20建筑工程压型钢板或盖板0.22屋面橡条0.20其他费用费、勘察设计费等0.45屋顶租赁0.05基本预备费预备费0.11建设期利息建设期利息0.03合计4.45数据来源:隆基股份、中信博、赫里欧官网,凯伦股份招股书,BlPV在线公众号,CPIA,18北极星太阳能光伏网,光伏资讯,腾威彩钢,华创证券需求爆发,电价理顺,抽水蓄能

30、开启发展新篇章Ol抽水蓄能:目前应用最为广泛的储能技术02电力结构变化,抽水蓄能需求快速增长ES电价机制逐步理顺,行业有望迎来高质量发展I储能基本介绍储能可以分为电储能、热储能和氢储能三类,其中电储能是目前最主要的储能形式,根据储存的原理不同可以分为电化学储能和机械储能。1)电化学储能要包括锂离子电池、铅蓄电池和钠硫电池等。2)机械储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等。根据CNESA的不完全统计,截至2020年底,全球已投运储能项目累计装机规模191.1GW,其中,抽水蓄能的累计装机规模达到172.5GW,占比超90%,其次是电化学储能,占比约7.5%。I抽水蓄能基本介绍抽水蓄能是目

31、前全世界应用最为广泛的一种储能方案。机械储能是目前最成熟的储能技术,其中尤以抽水蓄能为成熟应用的范例,在全球已并网的储能装置中占比超过90%。抽蓄电站还具备容量大、经济性好、运行灵活等显著优势,储能周期范围较大,使用寿命长,效率稳定在高位。I2000-2020年全球储能市场累计装机规模储能方式寿命主要优势应用场景常规抽水蓄能50年单机容量大、运行稳定、技术成熟新能源消纳、黑启动削峰填谷系统调频、压缩空气储能25年储能容量大调峰填谷飞轮储能20年左右功率密度高、响应速度快、寿命长系统调频超导储能循环数百万次响应速度快、功率密度较高削峰填谷、系统调频超级电容器10年左右功率密度大、循环寿叩长系统调

32、频锂离子电池515年功率、能量密度大,响应速度快,组态方式灵活削峰填谷、系统调频、分布式、电动汽车等应用铅酸电池515年技术成熟、性价比较高削峰填谷、系统调频、分布式、通信电源等应用I主要储能方式技术优势和应用情况对比资料来源:梁廷婷、崔继国各种储能方式对比分析及抽水蓄能技术发展趋势探讨、华利证券)华创研究I储能电站度电成本比较(以年利用2000小时为例)抽水蓄能压缩空气铅酸电池钠硫电池液流电池锂离子电池单位功率投资/(元*kW1)55007100-单位容量投资/(元*(kW*h)1-1200700080002000建设期(年:721111设备寿命(年)503010151510最大充放电次数-

33、2802500120003000运行维护费率/%2.502.000.500.500.500.50电能转换效率/%754080857090平均功率(MW)12001200-平均容量(MW*h)-72007200720010800度电成本/(元*(kW*h)-l0.460.925.134.443.491.02,资料来源:傅旭,李富春,杨欣,杨攀峰基于全寿命周期成本的储能成本分析,华2射证券12抽水蓄能技术成熟.经济性优I抽水蓄能技术成熟、经济性优澳大利亚可再生能源署在2016年绘制了全球储能技术成熟度曲线(纵轴为成本需求和技术风险),抽水蓄能的技术成熟度高于其他储能技术。以年利用2000小时为例,

34、抽蓄的度电成本约0.46元,远低于其他储能方案。I2016年全球储能技术成熟度曲线资料来源:澳大利亚可再生能源署2IOOO1200I400I600I8002000发电小时/HI抽水蓄能技术成熟、经济性优抽水蓄能电站的经济效益好主要来源于长使用寿命,适中的运行维护费用,相对较低的投资成本和相对较高的转换效率。随着电化学储能技术持续发展,其年利用小时数有望提升,度电成本也有望随之下降。根据基于全寿命周期成本的储能成本分析,锂离子电池投资成本下降50%,循环寿命达5000次,度电成本将降至0.39元,低于抽水蓄能。I储能电站度电成本曲线(元kW*h).抽水蓄能_压缩空气_铅酸电池钠硫电池液流电池锂离

35、子电池资料来源:傅旭,李家泰,杨欣,杨攀峰基于全寿命周期成本的储能成本分析,华创证券22)华创研究I抽水蓄能电站原理示意图上水库资料来源:周学志,徐玉杰,谭雅倩小型抽水蓄能技术发展现状及应用前景1.3抽蓄电站对地理条件要求较高I抽水蓄能电站的工作原理和建设条件 抽蓄电站工作原理: 重力势能和电能的相互转换,主要由两座海拔高度不同的水库、水泵、水轮机以及配套的输水系统等组成。 当电力需求较低,有电能盈余时,利用电能将位于较低海拔处水库的水抽至较高海拔处水库,将暂时多余的电能转化成势能进行储存。当电力需求较高,有电能短缺时,将高海拔水库的水释放,使其回到低海拔水库并且推动水轮机发电,以实现势能到电

36、能的转化。 抽水蓄能建设条件: 抽蓄电站的上下水库之间高度差在200600米之间 占地面积相对较大 建设周期较长,一般在6年以上地理条件影响抽蓄电站的建设成本 抽水蓄能产业上游即抽水蓄能电站的设备供应方,主要包括水泵、水轮机、发电机、进水阀等,设备投资通常占抽蓄电站投资成本25%30%. 产业中游是电站的设计、建设、运营,代表性企业有中国电建、中国能建,其中中国电建在在国内抽水蓄能规划设计方面的的份额占比约90%,承担建设项目份额占比约80% 产业的下游主要是抽水蓄能电站在电网系统的应用,包括调峰、调频、填谷等。I抽水蓄能产业链Ol当下抽水蓄能相对其他储能方案具备明显优势02电力结构变化,抽水

37、蓄能需求快速增长I我国抽蓄行业发展历程 21世纪后,国内抽蓄电站的建设速度明显加快,技术也逐步成熟,截止2020年底,全国已运行的抽蓄电站32座,合计装机量31GW,在建抽蓄装机量45GW 但全国抽蓄装机容量占电源总装机容量比例仅为1.4%,与欧洲、日本等发达国家4%8%的水平仍有一定差距 我们认为国内抽蓄电站过去发展受制约的两个因素需求&价格机制都在近两年有显著变化,行业将迈入蓬勃发展阶段I中国抽水蓄能电站发展历程I 20世纪60年代70年代:起步阶段1968年,河北宓南水库电站安装了一台客堂 IlMW的道口油水蓄能机阻1975年,北京空云水库白河水电站安装了两 台国产IlMW抽水蓄能机阻I

38、 2001干2010年:建设加速电力负荷迅速增长,多吉市出现线电现象,利 好需求进一步加大1999年起,11座抽水蓄能电站蹄续开工建设, 建设规模达到11220MW.截至2010年底,全国抽水蓄篮电站装机容量达到 14510MW我国抽水蓄能电站规模统计I 20世纪80年代90年代:调峰需求显现改革开放以来国民经济快速发展,各地加快电源建设20世纪90年代:在华北、华东.南方等地区相缄津成 十三陵(800MW) . S (2400MW).天荒坪(1800MW)等 批大型抽水蓄能电站.罚2000年底 总容量达到5520MW,该阶段电站单机容量、装机规 模已达到较高水平,田机蛆设计制造严重依坡进口I

39、 2011*2020:技术成熟十二五、-+fi-期间:为适应新回、 特高压电网快速发展,油水蓄能发展迎来新的高裁至2020年底,全国运行抽水蓄能电站32 座、31490MW,在建抽蓄装机45450MW目前,国内在抽水蓄靛工程勘察设计施工、成套 设备设计制造及电站运行等方面已姓达到世界先 讲水球现模(MW)35O3000025O200150IOOOO5000O 1970 1980 1990 2000 2010 2020I新能源电力发电占比逐步提高 十三五以来,全国火电装机量占比逐年下降,2021年累计装机量占比已降至不足55%,但发电方面仍对火电依赖较高; 2021年,全国火电发电量占比为67.

40、4%,水电、风光、核电发电量占比各为16%、12%、5%; 新能源电力,尤其是风光,其发电量与装机量占比相差较大,新能源发电稳定性不足,对电网提出了较大考验I2009-2021年各类电源发电量占比情况2009201020112012201320142015201620172018201920202021水电火电核电风电太阳能I2021年各类电源发电量占比与累计装机量占比对比资料来源:wind,华创证券资料来源:wind,华创证券2020年底 装机受租 系数不可用 容量可用K备注装机合计22005882809137209水电(含轴蓄)3701654%2000017016冬季枯水期火电124517

41、12128112389其中:然煤1079926.3%6804101189约42%火电是供热机 组,供热机组15%ffi其他火电67234246299燃气980250%49014901冬季是天然气用气极核电49890%04989风电2815390%253382815全即范围内少见太阳能25343100%253430史厂、力附B下山其他41大Uf超赤I 2021年1月7日装机出力(供应侧)测算(万千瓦)资料来源:南方能源观察2021年1月7日寒潮用电负荷高峰解读I极端情况下新能源电力出力有限,电网调峰调频需求迫切参考南方能源观察发布的2021年1月7日寒潮用电负荷高峰解读 需求端:2021年1月7

42、日当晚用电高峰创出高点11.89亿千瓦可用装机容量二负荷X(1+合理备用率)假设全国的合理备用率14%(绿色区间),贝必月7日晚高峰11.89亿千瓦的负荷,需要的可用装机容量13.55亿千瓦 供给端:我国号力总塞机22亿千瓦夜晚:光伏发电没有出力无风:风电出力10%左右冬季枯水期:水电出力不足50%冬季天然气用气高峰:天然气出力50%左右综合以上因素,当晚全国可用装机容量仅13.72亿千瓦 结论:在未考虑区域分布的情况下,极端天气下2021年的电力供给仅勉强满足需求在2021年4月举办的第十届储能国际峰会暨展览会开幕式上,国家电网公司总工程师陈国平表示,2030年中国要想实现12亿千瓦的新能源装机容量,至少需要匹配2亿千瓦的储能(即200GW)。抽水蓄能中长期规划出台,行业发展迎新机遇I抽水蓄能电站投产规模中长期规划(GW)I2021年抽水蓄能行业相关政策梳理抽蓄电站投产规模规划:2025年较十三五翻一番,达到6200万千瓦以上;到2030年,抽水蓄能投产总规模较十四五再翻一番,达SI1.2亿千瓦左右中长期发展项目库:1)重点实施项目:总装机

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