本文由博众证券整理提供。新能源装机快速提升,配套储能需求加大。碳中和背景下,风、光等新能源大规模高比例发展,截至2020年末,我国风电+光伏装机容量5.35亿千瓦,预计2030年有望达12.0亿千瓦。光伏、风电发电功率存在较大波动,以光伏为例,发电功率通常在中午时达到最高,晚上和凌晨发电功率为0,风力发电功率同样受到风力强度影响,配套储能需求提升。根据CNESA数据,截至2020年末我国已投运储能项目累计装机规模35.6GW,占清洁能源发电装机比重仅为3.73%,与发达国家相比仍存在较大上升空间。(博众证券)
抽水蓄能具备可靠、经济和寿命周期长等特点,是解决新能源消纳技术最为成熟的手段。根据国际能源网,目前市场储能技术按照储存介质可分为五大类,分别为电化学储能、机械类储能、电磁储能、热储能和化学类储能,其中抽水蓄能属于机械类储能一种,具备启动迅速,运行灵活、可靠的特点,但电站厂址选择需依赖地理条件,有一定的选址难度和建设难度,同时投资体量相对较大。
各类储能技术优缺点
抽水蓄能电站由两个相互连接,处在不同高度的水库组成,分别称为上水库和下水库,同时安装配套涡轮机和泵,发电机和电动机。在用电低谷期,电动机耗电运作,使用泵将下水库的水通过管道抽送至上水库;在用电高峰时,上库的水自动流入下水库,通过发电机发电并输送回电网,以此实现电力系统削峰填谷效果。(博众证券)
抽水蓄能电站
抽水蓄能是我国主要储能方式,2020年占储能装机89.3%。我国储能结构中以抽水蓄能为主,2020年末抽水蓄能占比89.3%,同比下降4.44pct,主要系电化学储能占比提升所致,20年电化学储能占比同比提升4.30pct至9.20%。
我国储能结构
抽水蓄能具备多维度优势
电化学储能和抽水蓄能仍是储能的主流思路:电磁储能仍处于开发期;熔融盐储热因光照要求而受限于地理位置;压缩空气效率低,能量浪费大;其他储能技术仍处于开发期或商业化早期。
抽水蓄能多方面优于电化学储能:抽水蓄能电站土建寿命长达50年;而磷酸铁锂电池其集成后循环寿命在4000次左右。抽水蓄能电站额定功率一般在100-2000MW之间,是目前唯一达到GW级的储能技术。电化学储能额定功率一般在0.001-50MW之间,难以规模化应用。电化学储能无法避开重金属污染问题;抽水蓄能电站度电成本最低。(博众证券)
不同储能技术对比
抽水蓄能是我国当前储能主力军
抽水蓄能将多余的电能以势能的方式存储,为目前成本最低的储能方式。抽水储能是物理储能的一种;抽水蓄能电站主要包括上水库、下水库和输水发电系统;在用电负荷较低时,电站利用过剩的电力驱动水泵,将水从位置较低的下水库抽蓄到上水库,将电能转化为势能;在负荷高峰时,利用反向水流发电。抽水蓄能综合利用效率在70%到85%之间,为目前成本最低的储能方式。
抽水蓄能占我国当前储能总量的90%左右:抽水蓄能是运用最广泛储能技术,2020年全球抽水蓄能累计装机达172.5GW。
抽水储能电站结构与储能占比
抽水蓄能电站产业梳理
抽水蓄能电站的建设中涉及投资商、承包商、设备商:
投资商:主要为国家电网、南方电网等电力企业。国家电网表示,将向社会开放其拟建抽水蓄能项目,“合作模式一厂一议、灵活选择,社会资本可参可控”。
承包商:抽水蓄能项目主要采用EPC模式,由中国电建等建筑商规划设计,承担建设项目。
在承包环节,中国电建份额占比最高。根据其公告显示,目前公司在国内抽水蓄能规划设计方面的份额占比约90%,承担建设项目份额占比约80%。
设备商:在具体建设过程中所需的设备将从哈尔滨电气、东方电气、浙富控股等公司购买。在机电设备环节,行业竞争格局长期较为稳固。主要参与公司有三家,“两大一小”,“两大”为哈尔滨电气、东方电气,“一小”为浙富控股。2020年哈尔滨电气、东方电气、浙富控股市占率分别约为50%、40%、5%。(博众证券)
【相关概念股】
黔源电力
公司是贵州省内唯一电力上市公司,专注水力发电。公司主要经营北盘江流域梯级电站,下辖9座水电站已全部投入运行,总装机规模323.1万千瓦。碳中和背景下,公司作为华电贵州省重点平台,加大光伏投资。2021年Q3投产75万千瓦光伏项目,目前在手5GW光伏项目开发协议。近期贵州省抽水蓄能项目上报合计约40GW,开发空间广阔。抽水蓄能回报率约8-10%,为公司水电业务打开广阔空间。
流域梯级水光互补可再生能源基地,水光互补优势凸显。公司可充分发挥北盘江流域梯级水库的调节性能,利用水电的快速响应能力,将水电和光伏就近打捆上网。
华能水电
全国第二大水电公司,独占澜沧江全流域开发权。公司定位华能集团旗下唯一水电上市平台,拥有澜沧江全流域开发权,已投产装机2321万千瓦,规模仅次于长江电力。澜沧江为世界第七长河,全流域可开发规模达3200万千瓦。公司新投产的上游五座电站电量通过滇西北-深圳特高压外送深圳,输配电价已完成核定,根据2019年购售电合同,澜上机组协议内上网电价为0.3元/千瓦时,显著高于存量机组。
澜沧江流域梯级水电区域存在水光互补潜力,一体化基地优势凸显。大型水电为全球性稀缺核心资产,公司为处于盈利底部的现金奶牛。在能源清洁化背景下,水电为最理想的基荷电源。(博众证券)
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《抽水蓄能行业投资梳理:政策打开成长空间,市场蓄势待发》申万宏源证券;2021-09-09;
《建筑业“碳中和”系列研究之六:成本疏导灰云散尽,抽水蓄能旭日东升》申万宏源证券;2021-09-30;
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