一、工商業(yè)儲(chǔ)能方興未艾,為虛擬電廠的關(guān)鍵一環(huán)
1.1 儲(chǔ)能行業(yè)處于黃金發(fā)展時(shí)期,工商業(yè)儲(chǔ)能目前處于初期
儲(chǔ)能行業(yè)剛需凸顯,正值黃金發(fā)展時(shí)期。全球“雙碳”目標(biāo)確定,新能源快速發(fā)展,而新 能源的波動(dòng)性、不穩(wěn)定性也隨著新能源發(fā)電占比提升不斷放大,儲(chǔ)能是解決此問題的重要 方式,因此具有剛性需求。全球來(lái)看,2022 年累計(jì)裝機(jī) 45.75GW(YOY+80%);中國(guó)來(lái) 看,2022 年累計(jì)裝機(jī) 13.08GW(YOY+128%)。由此可見,儲(chǔ)能行業(yè)目前保持高速增長(zhǎng)態(tài) 勢(shì),正值黃金發(fā)展時(shí)期。
工商業(yè)儲(chǔ)能為儲(chǔ)能市場(chǎng)的重要組成。儲(chǔ)能按照應(yīng)用場(chǎng)景可以分為電源側(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。
工商業(yè)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性敏感,目前處于發(fā)展初期。我國(guó)工商業(yè)儲(chǔ)能下游主要為工商業(yè)企業(yè),具 有工業(yè)屬性:相比于家庭儲(chǔ)能,工商業(yè)儲(chǔ)能對(duì)于外觀、產(chǎn)品力、品牌力、渠道商等要求更 低,即消費(fèi)屬性更弱;相比于大儲(chǔ),工商業(yè)儲(chǔ)能的資質(zhì)要求、業(yè)績(jī)積累、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更低, 即電力設(shè)備屬性更低。我們認(rèn)為工商業(yè)儲(chǔ)能需求發(fā)展的核心在于工商業(yè)企業(yè)建設(shè)儲(chǔ)能是否 具有經(jīng)濟(jì)性。規(guī)模上看,工商業(yè)儲(chǔ)能處于發(fā)展初期,并網(wǎng)規(guī)模從 2021 年 0.59GW 增加至 2022 年 0.78GW,2022 年僅占并網(wǎng)規(guī)模容量的 10%。
1.2 工商業(yè)儲(chǔ)能收益模式未來(lái)有望逐步豐富
工商業(yè)儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景廣闊而分散。當(dāng)前工商業(yè)儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景主要有以下四類。(1)工廠 與商場(chǎng):工廠與商場(chǎng)用電習(xí)慣明顯,安裝儲(chǔ)能以進(jìn)行削峰填谷、需量管理,能夠降低用電 成本,并充當(dāng)后備電源應(yīng)急;(2)光儲(chǔ)充電站:光伏自發(fā)自用、供給電動(dòng)車充電站能源, 儲(chǔ)能平抑大功率充電站對(duì)于電網(wǎng)的沖擊;(3)微電網(wǎng):微電網(wǎng)具備可并網(wǎng)或離網(wǎng)運(yùn)行的靈 活性,以工業(yè)園區(qū)微網(wǎng)、海島微網(wǎng)、偏遠(yuǎn)地區(qū)微網(wǎng)為主,儲(chǔ)能起到平衡發(fā)電供應(yīng)與用電負(fù) 荷的作用;(4)新型應(yīng)用場(chǎng)景:工商業(yè)儲(chǔ)能積極探索融合發(fā)展新場(chǎng)景,已出現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心、 5G 基站、換電重卡、港口岸電等眾多應(yīng)用場(chǎng)景。
工商業(yè)儲(chǔ)能可分為光伏配套工商業(yè)儲(chǔ)能與非光伏配套工商業(yè)儲(chǔ)能。根據(jù)是否隨工商業(yè)光伏 安裝,工商業(yè)儲(chǔ)能可以分為光伏配套工商業(yè)儲(chǔ)能與非光伏配套工商業(yè)儲(chǔ)能。(1)光伏配套 工商業(yè)儲(chǔ)能:對(duì)于商業(yè)與大工業(yè)用戶,能夠通過安裝光伏+儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)電力自發(fā)自用,平抑光 伏發(fā)電出力曲線、提高清潔能源的利用率。同時(shí),亦可利用儲(chǔ)能進(jìn)行單獨(dú)的峰谷套利;(2) 非光伏配套工商業(yè)儲(chǔ)能:對(duì)于商業(yè)樓宇、學(xué)校、醫(yī)院等不適合安裝大規(guī)模分布式光伏的場(chǎng) 景,獨(dú)立安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)可以對(duì)用電負(fù)荷削峰填谷、峰谷套利。
目前工商業(yè)儲(chǔ)能主要形成以下四大商業(yè)模式。 (1)業(yè)主直接投資:工商業(yè)用戶自行安裝儲(chǔ)能系統(tǒng),能夠直接削峰填谷、減少用電成本, 但需承擔(dān)初始投資成本和每年的運(yùn)維費(fèi)用; (2)合同能源管理:能源服務(wù)方投資購(gòu)買儲(chǔ)能,并以能源服務(wù)的形式提供給用戶,與其按 約定比例分享儲(chǔ)能帶來(lái)的收益。能源服務(wù)方通常是對(duì)儲(chǔ)能建設(shè)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)豐富的能源集團(tuán)、 儲(chǔ)能設(shè)備商等; (3)融資租賃+合同能源管理:引入融資租賃公司作為儲(chǔ)能設(shè)備的出租方,減少業(yè)主或能 源服務(wù)方的資金壓力。租賃期內(nèi),儲(chǔ)能設(shè)備的所有權(quán)歸融資租賃方、業(yè)主擁有使用權(quán),到 期后業(yè)主可獲得儲(chǔ)能的所有權(quán); (4)純租賃:租賃期內(nèi),業(yè)主向儲(chǔ)能設(shè)備出租方支付固定的租金,出租方提供維保服務(wù), 儲(chǔ)能產(chǎn)生的收益由業(yè)主自享。到期后,儲(chǔ)能設(shè)備歸還出租方,或由業(yè)主出價(jià)買斷。此模式 適合輕資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)或有臨時(shí)用電需求的企業(yè),對(duì)出租方儲(chǔ)能設(shè)備的性能和移動(dòng)便捷性要求較 高。
合同能源管理、融資租賃有望成為工商業(yè)儲(chǔ)能發(fā)展的主流商業(yè)模式。工商業(yè)儲(chǔ)能尚處于發(fā) 展早期,初始投資和資金壓力可能削弱儲(chǔ)能對(duì)業(yè)主或投資方的吸引力。合同能源管理模式 下,業(yè)主無(wú)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。業(yè)主獲得了部分峰谷套利、需求響應(yīng)等收入,投資方則可在 收回投資成本后繼續(xù)獲得額外收益;若在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步引入融資租賃方,則可進(jìn)一步降 低能源服務(wù)方的資金壓力。隨著工商業(yè)儲(chǔ)能日趨成熟,業(yè)主自投、純租賃模式占比或?qū)⒂兴仙?br />
工商業(yè)儲(chǔ)能收益模式主要為價(jià)差套利、增加光伏自用比例。(1)峰谷價(jià)差套利:在電價(jià)谷 時(shí)從電網(wǎng)購(gòu)買低價(jià)電價(jià)給儲(chǔ)能系統(tǒng)充電,在電價(jià)峰時(shí)或尖峰時(shí)利用儲(chǔ)能系統(tǒng)供給負(fù)載,降 低企業(yè)用電成本;(2)增加光伏自用比例: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(gòu)電。通過安裝儲(chǔ)能系統(tǒng),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(wú)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(gòu)電成本。
工商業(yè)儲(chǔ)能是虛擬電廠的重要一環(huán),收益模式有望逐步拓展。除上述兩種收益模式以外, 未來(lái)工商業(yè)儲(chǔ)能還有望發(fā)展其他收益來(lái)源。收益來(lái)源包括:(1)需量管理:我國(guó)針對(duì)受電 變壓器容量在 315kVA 及以上的大工業(yè)用電采用兩部制電價(jià),用戶繳納的電費(fèi)中可以選擇容 量電費(fèi)與需量電費(fèi)。工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)在用電高峰時(shí)供給負(fù)載,可以抵消高峰負(fù)荷沖擊、減 少變壓器出力,降低變壓器容量需求電費(fèi);(2)電力現(xiàn)貨交易:在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)上,市場(chǎng)主體開展日前、日內(nèi)和實(shí)時(shí)的電能量交易。工商業(yè)儲(chǔ)能由于容量較小,難以滿足買方的一 次性調(diào)用需求量,可以通過虛擬電廠(VPP)方式聚合參與電力現(xiàn)貨交易;(3)電力輔助 服務(wù):工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)可以根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)度指令,釋放或存儲(chǔ)電能,實(shí)現(xiàn)供需平衡,并提 供調(diào)峰調(diào)頻等電力輔助服務(wù)。這種作用方式允許工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)根據(jù)電力市場(chǎng)的價(jià)格信號(hào) 或電網(wǎng)的需求變化,靈活地調(diào)整自己的操作模式,以獲取相應(yīng)的收益。我們認(rèn)為收益來(lái)源 拓展的核心在于電力現(xiàn)貨市場(chǎng)、虛擬電廠的建設(shè)。
二、多因素助力工商業(yè)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性提升,2023 年有望成為工 商業(yè)儲(chǔ)能元年
2.1 工商業(yè)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性的核心指標(biāo)為峰谷價(jià)差、投資成本
工商業(yè)儲(chǔ)能的收益模式主要為峰谷價(jià)差套利,兩充兩放下經(jīng)濟(jì)性凸顯。 以江蘇省為例,假設(shè):1)裝機(jī)規(guī)模 500kw,連續(xù)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng) 2h;2)儲(chǔ)能單位投資成本為 1.7 元/wh;3)循環(huán)次數(shù) 6000 次、年運(yùn)行天數(shù) 330 天;4)運(yùn)營(yíng)年限為 20 年,兩充兩放在 第 10 年更換電池;5)放電深度 90%、充放電效率 92%;6)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),其中兩充兩放為峰谷循環(huán)、峰平循環(huán); 7)融資成本為 5%;8)峰谷價(jià)差幅度為 0.84 元/kWh。
根據(jù)以上假設(shè),我們測(cè)算得到:1)一充一放下工商業(yè)儲(chǔ)能 IRR 達(dá) 6.93%、LCOS 為 0.76 元/kWh,兩充兩放下工商業(yè)儲(chǔ)能 IRR 為 16.29%、LCOE 為 0.44 元/kWh。2)從敏感性分 析看,其他條件不變,在 1.7 元/Wh 的 EPC 成本下,當(dāng)峰谷價(jià)差大于 0.86 元時(shí),一充一放 下工商業(yè)儲(chǔ)能 IRR 便可達(dá)到 8%,當(dāng)峰谷價(jià)差大于 0.64 元/kWh,兩充兩放下工商業(yè)儲(chǔ)能 IRR 達(dá)到 8%,具有經(jīng)濟(jì)性。3)工商業(yè)儲(chǔ)能對(duì)峰谷價(jià)差敏感性較高,峰谷價(jià)差提升 0.1 元 /kWh,IRR 提升約 5%。 考慮到工商業(yè)儲(chǔ)能并不一定能完成兩個(gè)完整循環(huán),因此在其他條件不變的情況下,0.7 元 /kWh(介于 0.60-0.78 元/kWh)以上的峰谷價(jià)差能較大概率實(shí)現(xiàn)較好收益。工商業(yè)儲(chǔ)能的 經(jīng)濟(jì)性的核心指標(biāo)為峰谷價(jià)差和投資成本。
我們判斷 23 年有望成為工商業(yè)儲(chǔ)能的發(fā)展元年,主要原因 23 年工商業(yè)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性有望 大幅提升。工商業(yè)儲(chǔ)能下游主要為工商業(yè)企業(yè),投資是否具有經(jīng)濟(jì)性是工商業(yè)需求的核心 因素之一,而 2023 年工商業(yè)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性或?qū)@著提升: 1、收益端:預(yù)計(jì)峰谷電價(jià)差距將 進(jìn)一步拉大,分時(shí)電價(jià)機(jī)制也將得到完善,這可能為工商業(yè)儲(chǔ)能提供更大的經(jīng)濟(jì)收益。2、 成本端:由于碳酸鋰等原材料價(jià)格的大幅下降以及制造業(yè)成本的持續(xù)下降,預(yù)計(jì)工商業(yè)儲(chǔ) 能的投資成本將大幅降低。此外,其他成本方面也仍然具有降低的空間。3、政策端:預(yù)計(jì) 政府將進(jìn)一步推進(jìn)工商業(yè)儲(chǔ)能的建設(shè),包括提供補(bǔ)貼政策、調(diào)整輸配電價(jià)政策,以及推廣 隔墻售電等政策措施。4、應(yīng)急需求:在可能出現(xiàn)的頂峰缺電形勢(shì)下,工商業(yè)儲(chǔ)能有望保證 電力供應(yīng)的穩(wěn)定,滿足緊急需求。
2.2 收益端:峰谷價(jià)差不斷拉大,分時(shí)電價(jià)不斷完善
全國(guó)峰谷價(jià)差大于 0.7 元/kWh 的省份已達(dá) 19 個(gè),且價(jià)差呈擴(kuò)大 趨勢(shì)。數(shù)量變化上, 2022 年 7 月至 2023 年 7 月,我國(guó)峰谷價(jià)差超過 0.7 元/kWh 的省份從 16 個(gè)增加至 19 個(gè)。價(jià)差變化上,共有 20 個(gè)地區(qū)的峰谷價(jià)差增大,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。
各地分時(shí)電價(jià)政策不斷完善,實(shí)現(xiàn)兩充兩放的省份不斷增加。為鼓勵(lì)工商業(yè)用戶改變用電 模式,多地動(dòng)態(tài)調(diào)整完善工商業(yè)用戶分時(shí)電價(jià)政策,為峰谷套利提供重要支持。當(dāng)前大部 分地區(qū)設(shè)置兩個(gè)高峰時(shí)段,能夠進(jìn)行兩充兩放。廣東、江蘇、山東、浙江、河南、河北等 地在個(gè)別月份出臺(tái)尖峰電價(jià),江蘇試行工業(yè)用電重大節(jié)日深谷價(jià),多地高耗能企業(yè)電價(jià)漲 至1.5倍,在實(shí)現(xiàn)兩充兩放之外進(jìn)一步擴(kuò)大套利空間。以廣東省7-9月為例,10:00-11:00、 14:00-15:00、17:00-19:00 為高峰段,11:00-12:00、15:00-17:00 為尖峰段,可在 0:00- 8:00 谷時(shí)及 12:00-14:00 平時(shí)充電,高峰/尖峰放電。兩充兩放提高儲(chǔ)能利用率、增加套利收入、縮短投資回報(bào)期,其經(jīng)濟(jì)性使得工商業(yè)儲(chǔ)能投資更具吸引力。疊加峰谷價(jià)差持續(xù)拉 大趨勢(shì),儲(chǔ)能套利空間廣闊,收益有望進(jìn)一步提升。
2.3 成本端:碳酸鋰價(jià)格大幅下降,投資成本大幅下降
電芯占儲(chǔ)能系統(tǒng)成本比重 60%,其正極主要材料為碳酸鋰。在儲(chǔ)能系統(tǒng)中,電芯是最大的 成本支出,降本空間廣闊,主要由正負(fù)極材料、電解液、隔膜等組成。原材料成本占電芯 成本比重 87.3%,其中半數(shù)為正極材料。碳酸鋰作為正極關(guān)鍵材料,據(jù) SMM 統(tǒng)計(jì),占儲(chǔ) 能電芯成本高達(dá) 30%-40%。
碳酸鋰價(jià)格進(jìn)入下行通道,儲(chǔ)能裝機(jī)成本降低。2022 年碳酸鋰價(jià)格大漲,11 月下旬一度 高達(dá) 57 萬(wàn)元/噸,儲(chǔ)能電池價(jià)格隨之高漲,較 2021 年同期漲幅超一倍。2023 年 Q1 隨國(guó)內(nèi) 鹽湖和云母提鋰釋放產(chǎn)能、全球鋰礦企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇,碳酸鋰價(jià)格進(jìn)入下行通道,傳導(dǎo)至下 游儲(chǔ)能系統(tǒng),利好儲(chǔ)能規(guī)模化發(fā)展。當(dāng)前碳酸鋰價(jià)格反彈回升、尚未企穩(wěn),或?qū)⒄鹗幉▌?dòng), 未來(lái)隨著供給端產(chǎn)能逐漸釋放,碳酸鋰價(jià)格仍有下降空間。
碳酸鋰價(jià)格每下降 5 萬(wàn)元/噸,兩充兩放下 IRR 提升約 0.5%。我們按照 55 萬(wàn)元/噸的碳酸 鋰價(jià)格測(cè)算電芯為 0.918 元/Wh,儲(chǔ)能 EPC 價(jià)格為 2.00 元/Wh。碳酸鋰價(jià)格每下降 5 萬(wàn)元 /噸,電芯價(jià)格下降 0.029 元/Wh,兩充兩放下儲(chǔ)能 IRR 提升約 0.5%。當(dāng)碳酸鋰價(jià)格從 55 萬(wàn)元/噸跌至 25 萬(wàn)元/噸,IRR 將從 10.7%提升至 13.7%。 制造業(yè)降本為常態(tài),其他成本仍具有降本空間。除碳酸鋰價(jià)格下降帶來(lái)的成本下降之外, 制造業(yè)會(huì)隨著規(guī)模效應(yīng)、技術(shù)不斷成熟/更迭,成本持續(xù)下降,因此我們認(rèn)為儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格 成本下降空間較大,有望進(jìn)一步帶來(lái)儲(chǔ)能的收益率提升。
2.4 政策端:政策不斷催化,推進(jìn)工商業(yè)儲(chǔ)能建設(shè)
多地用戶側(cè)儲(chǔ)能補(bǔ)貼落地,補(bǔ)貼方向與分布式光伏結(jié)合。2022 年全年各地共發(fā)布 20 項(xiàng)儲(chǔ) 能補(bǔ)貼政策,涉及放電補(bǔ)貼、容量補(bǔ)貼與投資補(bǔ)貼,體現(xiàn)出與分布式光伏相結(jié)合的方向特 點(diǎn),是地方產(chǎn)業(yè)招商的重點(diǎn)項(xiàng)目。補(bǔ)貼政策直接降低初始投資、有望增加投資收益,提升 工商業(yè)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性。其中浙江、江蘇、四川、廣東等地政策出臺(tái)密集,浙江省龍港市放電 補(bǔ)貼力度最大,高達(dá) 0.8 元/千瓦時(shí)。
“隔墻售電”在浙江率先破局,有望落地開花促成共享用戶側(cè)儲(chǔ)能模式。“隔墻售電”指分 布式能源可以直接通過配電網(wǎng)將電能銷售給周邊用戶,省去先低價(jià)賣給電網(wǎng)、再由用戶從 電網(wǎng)高價(jià)買回的過程。2017年 10月 31日,《關(guān)于開展分布式發(fā)電市場(chǎng)化交易試點(diǎn)的通知》 文件出臺(tái),標(biāo)志著“隔墻售電”在我國(guó)正式啟動(dòng)。2022 年 9 月 29 日,浙江省頒布《浙江省 電力條例》,提出分布式發(fā)電企業(yè)可以與周邊用戶按規(guī)定直接交易,成為首個(gè)“隔墻售電” 政策落地省份。2023 年 3月寧夏、廣東先后出臺(tái)政策,積極推行“隔墻售電”模式。“隔墻 售電”給工商業(yè)儲(chǔ)能帶來(lái)共享儲(chǔ)能的發(fā)展新機(jī)遇,可以視用戶分布與儲(chǔ)能歸屬分為私有儲(chǔ) 能共享模式、資源再分配模式、公共儲(chǔ)能共享模式、云儲(chǔ)能模式。資源方面,全民參與的 共享儲(chǔ)能模式整合了負(fù)荷側(cè)儲(chǔ)能、提供靈活性資源;收益方面,降低了儲(chǔ)能投資成本、拓 寬業(yè)主或運(yùn)營(yíng)商盈利邊界。隨著“隔墻售電”與共享儲(chǔ)能發(fā)展完善,工商業(yè)儲(chǔ)能未來(lái)規(guī)模 可期。
1)私有儲(chǔ)能共享模式:適合用戶數(shù)量少且均配備儲(chǔ)能的情況。此模式下儲(chǔ)能設(shè)備所有權(quán)仍 歸用戶所有,用戶間可以交易儲(chǔ)能設(shè)備的閑置容量,將其視作可調(diào)動(dòng)的靈活性電力資源。 2)資源再分配模式:適合用戶數(shù)量多且均配備儲(chǔ)能的情況。此模式下將區(qū)域用戶儲(chǔ)能相連 接,實(shí)現(xiàn)容量共享,按容量需求再分配用戶對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備的所有權(quán)。 3)公共儲(chǔ)能共享模式:適合鄰近的商業(yè)樓宇、工業(yè)園區(qū)。同一供電區(qū)域下的用戶集資投資 或由投資方出資建儲(chǔ),由共享儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一管理、統(tǒng)一供電。 4)云儲(chǔ)能模式:適合廣域范圍的工商業(yè)用戶。云儲(chǔ)能將分散的用戶側(cè)儲(chǔ)能集中在云端,由 云儲(chǔ)能提供商建設(shè)、調(diào)度和維護(hù),擺脫傳統(tǒng)模式對(duì)距離的限制,不僅能在鄰近范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn) 共享,亦可滿足廣域范圍用戶需求。 我們認(rèn)為若“隔墻售電”促成用戶側(cè)共享儲(chǔ)能模式,工商業(yè)儲(chǔ)能有望規(guī)?;当荆黾庸?理效率,還有望創(chuàng)造輔助服務(wù)收益的可能性,進(jìn)而促進(jìn)未來(lái)工商業(yè)儲(chǔ)能的規(guī)?;l(fā)展。
2.5 應(yīng)急需求:高峰缺電形勢(shì)下,工商業(yè)儲(chǔ)能保證電力供應(yīng)穩(wěn)定
限電政策頻發(fā),限電損失催生工商業(yè)用戶對(duì)電力保供需求。2021 年受煤電價(jià)格倒掛導(dǎo)致發(fā) 電意愿大降、“能耗雙控”目標(biāo)驅(qū)動(dòng),全國(guó)大范圍限電,嚴(yán)控高能耗高污染行業(yè)用電。 2022 年高溫高旱天氣持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、用電需求激增,多地發(fā)布有序用電方案,四川、重慶兩 地要求轄區(qū)內(nèi)工業(yè)企業(yè)放高溫假。限電甚至停電導(dǎo)致工商業(yè)企業(yè)減產(chǎn)、收益下滑,停電重 啟成本高昂的企業(yè)將蒙受更大損失。在此背景下,限電受損嚴(yán)重的工商業(yè)企業(yè)對(duì)于保障用 電安全的需求迫切。 儲(chǔ)能用作后備電源,有效保證供電穩(wěn)定性。在用電連續(xù)性要求高的場(chǎng)景下,儲(chǔ)能系統(tǒng)可先 儲(chǔ)存新能源發(fā)電設(shè)備余電或通過電力系統(tǒng)充電,在電網(wǎng)限電停電時(shí)替代傳統(tǒng) UPS 電源作為 備用電源,為工商業(yè)用戶提供緊急用電支持,保障用電穩(wěn)定性、維持正常經(jīng)營(yíng)。
三、虛擬電廠為新型電力系統(tǒng)必要一環(huán),打開工商業(yè)儲(chǔ)能遠(yuǎn) 期空間
3.1 虛擬電廠整合負(fù)荷側(cè)靈活性資源,工商業(yè)儲(chǔ)能是體現(xiàn)虛擬電廠靈活性的核心
虛擬電廠的基礎(chǔ)為靈活性資源,核心是智能化平臺(tái)。虛擬電廠(VPP)實(shí)際是一個(gè)能量管 理系統(tǒng),指運(yùn)用信息通信、物聯(lián)網(wǎng)、先進(jìn)計(jì)量等技術(shù),將用戶側(cè)分散的清潔能源、儲(chǔ)能系 統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車等分布式能源聚合,作為一個(gè)特殊電廠參與電力市場(chǎng)交易、接受 電網(wǎng)調(diào)度指令、參與需求側(cè)響應(yīng)、提供電網(wǎng)輔助服務(wù)。虛擬電廠的本質(zhì)是整合一個(gè)區(qū)域內(nèi) 的分布式發(fā)電、靈活性調(diào)節(jié)資源,使發(fā)用電出力內(nèi)部盡量平衡,進(jìn)而作為一個(gè)整體(可以 為發(fā)電、可以為負(fù)荷)參與電力系統(tǒng)。因此靈活性資源為虛擬電廠的“基礎(chǔ)建設(shè)”,智能化 調(diào)度平臺(tái)是虛擬電廠的核心。
虛擬電廠是較為有經(jīng)濟(jì)性的“削峰”投資,政策持續(xù)加速推進(jìn)虛擬電廠建設(shè)。根據(jù)國(guó)家電 網(wǎng)測(cè)算,通過火電廠實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷,滿足 5%的峰值負(fù)荷需要投資 4000 億;而通 過虛擬電廠,在建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、激勵(lì)等環(huán)節(jié)投資僅需 500-600 億元,具有較大經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。 近年來(lái)國(guó)家層面、各省層面政策也在不斷加速推進(jìn)虛擬電廠的建設(shè),廣東明確提出在廣州 深圳推進(jìn)虛擬電廠試點(diǎn),逐步培育形成百萬(wàn)千瓦級(jí)虛擬電廠響應(yīng)能力。 工商業(yè)儲(chǔ)能是體現(xiàn)虛擬電廠靈活性的核心,虛擬電廠有望拓展工商業(yè)儲(chǔ)能盈利模式。對(duì)于 虛擬電廠而言,靈活性主要表現(xiàn)為為可調(diào)節(jié)負(fù)荷、用戶側(cè)儲(chǔ)能。由于容量較小,或難以滿 足電力交易市場(chǎng)買方需求,可以通過聚合方式參與虛擬電廠,從市場(chǎng)交易獲益。我國(guó)虛擬 電廠產(chǎn)業(yè)起步晚,近兩年政策不斷加碼,各地建立虛擬電廠試點(diǎn)示范項(xiàng)目,發(fā)展有望提速。 以廣東省為例,2023 年 6 月頒布的《廣東省促進(jìn)新型儲(chǔ)能電站發(fā)展若干措施》中指出,在 廣東、深圳開展試點(diǎn)項(xiàng)目,統(tǒng)籌全省虛擬電廠接入、市場(chǎng)交易和協(xié)同控制,逐步培育形成 百萬(wàn)千瓦級(jí)虛擬電廠響應(yīng)能力。
電力市場(chǎng)化改革是構(gòu)建虛擬電廠的市場(chǎng)機(jī)制基礎(chǔ)。2022 年 1 月國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局出 臺(tái)《關(guān)于加快建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系的指導(dǎo)意見》,明確指出到 2025 年初步全國(guó)統(tǒng)一 電力市場(chǎng)體系。電力市場(chǎng)改革圍繞電力商品屬性為核心,建立完善電力現(xiàn)貨市場(chǎng)、電力中 長(zhǎng)期交易市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)等功能模塊,引入儲(chǔ)能電站、虛擬電廠、分布式能源等新型 市場(chǎng)主體參與市場(chǎng)交易,利用市場(chǎng)機(jī)制優(yōu)化電力資源配置,有利于促進(jìn)新能源消納和能源 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。電力市場(chǎng)化也是虛擬電廠形成的市場(chǎng)機(jī)制基礎(chǔ),因此電力市場(chǎng)化改革在推進(jìn)虛 擬電廠的形成上有重要作用。
第三輪輸配電價(jià)改革啟動(dòng),理順電價(jià)傳導(dǎo)機(jī)制,為電力市場(chǎng)的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。第三次輸配 電價(jià)主要內(nèi)容包括:
1)簡(jiǎn)化用戶分類,首次推動(dòng)實(shí)現(xiàn)工商業(yè)用戶同價(jià)全覆蓋:用戶電價(jià)逐步歸并為居民生活、 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工商業(yè)用電三類,不再區(qū)分大工業(yè)用戶、一般工商業(yè)用戶。同電壓等級(jí)工商業(yè) 用戶執(zhí)行相同電價(jià),避免交叉補(bǔ)貼、用電種類不同導(dǎo)致的同電壓電價(jià)差,促進(jìn)電力市場(chǎng)交 易與競(jìng)爭(zhēng)的公平性;
2)輸配電價(jià)按“準(zhǔn)許成本+合理收益”原則核定:自 2023 年 6 月 1 日起,工商業(yè)用戶用電 價(jià)格由上網(wǎng)電價(jià)、上網(wǎng)環(huán)節(jié)線損費(fèi)用、輸配電價(jià)、系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用、政府性基金及附加等組 成,新增上網(wǎng)環(huán)節(jié)線損費(fèi)用、系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。其中,系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用包括輔助服務(wù)費(fèi)用、抽 水蓄能容量電費(fèi)等。此次電價(jià)結(jié)構(gòu)調(diào)整突出了中間環(huán)節(jié)電價(jià),清晰反映電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源 費(fèi)用,引導(dǎo)用戶為調(diào)節(jié)資源付費(fèi),利于工商業(yè)儲(chǔ)能等市場(chǎng)主體參與電力市場(chǎng)輔助服務(wù)。
3)建立負(fù)荷率激勵(lì)約束機(jī)制,利好安裝工商業(yè)儲(chǔ)能合理用電:對(duì)每月每千伏安用電量達(dá)到 260 千瓦時(shí)及以上的兩部制用戶,需量電價(jià)按 90%執(zhí)行,引導(dǎo)工商業(yè)用戶合理確定用電報(bào) 裝容量,工商業(yè)用戶亦可通過儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行需量管理。
4)擴(kuò)大兩部制電價(jià)工商業(yè)范圍,增加需量管理需求。第三輪輸配電價(jià)改革擴(kuò)大了兩部制電 價(jià)執(zhí)行范圍,對(duì)于用電容量在 100-315kVA 的工商業(yè)用戶,可選擇執(zhí)行兩部制電價(jià);用電容 量在 315kVA 及以上的工商業(yè)用戶,執(zhí)行兩部制電價(jià),現(xiàn)執(zhí)行單一制電價(jià)的用戶可選擇執(zhí)行 單一制電價(jià)或兩部制電價(jià)。容量電費(fèi)(基本電費(fèi))按用戶變壓器容量(按容收費(fèi))或運(yùn)行 的最大需要量(按需收費(fèi))計(jì)算,電量電費(fèi)按用戶實(shí)際購(gòu)電量計(jì)算。工商業(yè)用戶因此增加 精細(xì)化管理電費(fèi)的需求,比如安裝光儲(chǔ)系統(tǒng)可以同時(shí)降低容量電費(fèi)與電量電費(fèi),節(jié)省用電 支出。精細(xì)化管理需要布局能量管理系統(tǒng),也為虛擬電廠的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。
電力輔助服務(wù)交易市場(chǎng)日益活躍,豐富工商業(yè)儲(chǔ)能收益模式。當(dāng)前我國(guó)輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè) 蓬勃發(fā)展,據(jù)中國(guó)能源報(bào)數(shù)據(jù),2015年之前我國(guó)輔助服務(wù)費(fèi)用占電費(fèi)比例不足 1.5%,近兩 年這一比重已經(jīng)提升至 2.5%。在電力市場(chǎng)改革浪潮中,負(fù)荷集成商、虛擬電廠、抽蓄、儲(chǔ) 能等新興市場(chǎng)主體被納入電力輔助服務(wù)交易,打開工商業(yè)儲(chǔ)能盈利新渠道。
3.2 虛擬電廠與工商業(yè)儲(chǔ)能相互促進(jìn),提高收益率且或改變資產(chǎn)屬性
虛擬電廠對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能的影響是:
1)收益率提升。當(dāng)前工商業(yè)儲(chǔ)能的收益來(lái)源單一,主要為峰谷價(jià)差套利。而虛擬電廠的建 設(shè)一方面帶來(lái)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。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?零 電價(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。
2)工商業(yè)儲(chǔ)能由可選性的資產(chǎn)投資品轉(zhuǎn)為電力系統(tǒng)必要性投資品。我們認(rèn)為對(duì)于企業(yè)而 言,工商業(yè)儲(chǔ)能的普及性還不高,投資工商業(yè)儲(chǔ)能的企業(yè)或?qū)⑵渥鳛殄\上添花的可選投 資品,用于節(jié)省電費(fèi)。而虛擬電廠作為新型電力系統(tǒng)用戶側(cè)改革的重要一環(huán),需要工商 業(yè)儲(chǔ)能的支撐,政策、市場(chǎng)機(jī)制或?qū)?ldquo;教育”工商業(yè)企業(yè)其儲(chǔ)能的重要性,進(jìn)而快速推 廣建設(shè)。這或?qū)⒔o工商業(yè)儲(chǔ)能帶來(lái)的是資產(chǎn)屬性的變化,由可選投資品變?yōu)楸匾酝顿Y 品的投資觀念的改變。
3.3 工商業(yè)儲(chǔ)能短期需求高速增長(zhǎng),或提升工商業(yè)儲(chǔ)能的收益、改變工商業(yè)的資 產(chǎn)屬性
短期來(lái)看,工商業(yè)儲(chǔ)能與分布式光伏裝機(jī)量相關(guān)。在虛擬電廠處于示范階段的情況下,工 商業(yè)儲(chǔ)能的主要功能為降低用電成本,獲得投資收益,其與分布式光伏功能類似,因此目 前來(lái)看工商業(yè)儲(chǔ)能與分布式光伏的相關(guān)性較強(qiáng)。 工商業(yè)光伏裝機(jī)量趕超戶用光伏裝機(jī)量,發(fā)展駛?cè)肟燔嚨?。分布式光伏相較集中式光伏具 有投資小、土地集約性高、應(yīng)用場(chǎng)景廣等特點(diǎn),近年來(lái)發(fā)展迅速,可根據(jù)投資主體進(jìn)一步 劃分為戶用光伏、工商業(yè)光伏。在工業(yè)用電需求旺盛、電價(jià)中樞上升疊加政策支持背景下, 2022 年工商業(yè)光伏新增裝機(jī)量超戶用光伏,同比增長(zhǎng) 223%。2021 年 6 月國(guó)家能源局發(fā)布 《國(guó)家能源局綜合司關(guān)于報(bào)送整縣(市、區(qū))屋頂分布式光伏開始試點(diǎn)方案的通知》,指出 2023年底,工商業(yè)廠房屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于 30%。展望今年,我們認(rèn)為,工商業(yè)光伏有望延續(xù)蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)。
多地出臺(tái)分布式光伏配儲(chǔ)政策,利好光伏配套工商業(yè)儲(chǔ)能。截至目前,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)模化發(fā)展。
光伏發(fā)電市場(chǎng)化交易態(tài)勢(shì)明確,光伏配儲(chǔ)經(jīng)濟(jì)性有望凸顯。各省市發(fā)布的 2023 年光伏發(fā) 電市場(chǎng)化交易政策中,已有青海、云南、山東等 6 地明確要求光伏參與市場(chǎng)化交易,由電 力市場(chǎng)供需情況決定售電價(jià)格,改變?cè)劝垂潭ú蛔冸妰r(jià)上網(wǎng)的商業(yè)模式。在新能源消納 問題亟待解決的背景下,光伏發(fā)電市場(chǎng)化造成電力供應(yīng)大幅增加,使得售電價(jià)格波動(dòng),甚 至出現(xiàn)負(fù)電價(jià),削弱僅裝工商業(yè)光伏項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。我們認(rèn)為,此前提下若配套建設(shè)工商 業(yè)儲(chǔ)能,或能降低充電機(jī)會(huì)成本,配儲(chǔ)經(jīng)濟(jì)性將進(jìn)一步凸顯。
短期來(lái)看,工商業(yè)儲(chǔ)能需求 2023-2025 年有望達(dá) 5.1、10.4、18.7GWh。在收益不斷提 升、成本不斷下降、政策持續(xù)推動(dòng)、缺電焦慮持續(xù)的情況下,我們預(yù)計(jì)未來(lái)兩年經(jīng)濟(jì)性將 推動(dòng)工商業(yè)儲(chǔ)能快速發(fā)展。我們基于:1)存量、新增分布式光伏配套儲(chǔ)能滲透率不斷提 升,23 年分別至 1%、20%。2)配儲(chǔ)比例逐步提升至 15%。3)參考觀研天下數(shù)據(jù),獨(dú)立 工商業(yè)儲(chǔ)能新增裝機(jī)逐步提升至 2023 年的 2.2GWh。我們測(cè)算工商業(yè)儲(chǔ)能 2023-2025 年 有望達(dá) 5.1、10.4、18.7GWh。
虛擬電廠帶來(lái)工商業(yè)儲(chǔ)能遠(yuǎn)期空間以及需求超預(yù)期的可能。上述測(cè)算基于分布式光伏的裝 機(jī)并估計(jì)儲(chǔ)能的滲透率,由于目前量較小,滲透率較低,且工商業(yè)企業(yè)眾多,變化較大, 因此測(cè)算結(jié)果參考性一般。我們認(rèn)為工商業(yè)儲(chǔ)能提供給用戶側(cè)充足的靈活性資源,奠定虛 擬電廠的發(fā)展基礎(chǔ),而虛擬電廠的建設(shè)增添未來(lái)收益增長(zhǎng)的預(yù)期,或?qū)⒏淖児ど虡I(yè)儲(chǔ)能的 投資屬性,進(jìn)而促進(jìn)工商業(yè)儲(chǔ)能的發(fā)展,打開工商業(yè)儲(chǔ)能的遠(yuǎn)期空間。這或?qū)?lái)下游企 業(yè)的觀念的改變、儲(chǔ)能的剛需屬性凸顯,進(jìn)而有望帶動(dòng)儲(chǔ)能滲透率的快速提升,我們認(rèn)為 虛擬電廠有望帶來(lái)工商業(yè)儲(chǔ)能需求超預(yù)期的可能。
我們預(yù)計(jì)在虛擬電廠建設(shè)順利的情況下,工商業(yè)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī) 2030 有望達(dá) 189GWh。根 據(jù)《電力需求側(cè)管理辦法(征求意見稿)》,2025 年的我國(guó)各省目標(biāo)的需求響應(yīng)能力為最大用電負(fù)荷的 3-5%,根據(jù)中電聯(lián)的測(cè)算 2025 年最大負(fù)荷為 16.3 億千瓦,按需求響應(yīng)能力為 5%計(jì)算,對(duì)應(yīng)的靈活性資源為 82GW。靈活性資源包括數(shù)據(jù)中心、儲(chǔ)能、5G 基站、電動(dòng) 汽車、可調(diào)節(jié)負(fù)荷(如空調(diào)等)、電制氫等。其中儲(chǔ)能是最為主要的靈活性資源,目前澳洲 的虛擬電廠走在世界前列,澳洲的已有的虛擬電廠項(xiàng)目中,表后儲(chǔ)能電池為主要的資源類 型。我們預(yù)計(jì)在虛擬電廠建設(shè)前期可以挖掘較多的其他靈活性資源(比如空調(diào)等可調(diào)節(jié)負(fù) 荷),工商業(yè)儲(chǔ)能天花板來(lái)看, 根據(jù)郭永強(qiáng)等的《基于需求側(cè)響應(yīng)的廣義儲(chǔ)能容量配置方法研究》,微網(wǎng)的總負(fù)荷 5000KW 左右,可調(diào)節(jié)負(fù)荷約 800kW(包括電動(dòng)汽車+空調(diào),占比 16%),儲(chǔ)能配置約 486-1243kW (占比約 10-25%),以此推測(cè)未來(lái)微網(wǎng)中維持電力穩(wěn)定需要配置靈活性資源 26%-40%。假 設(shè) 2030 年最大負(fù)荷調(diào)節(jié)能力占比 10%,工商業(yè)儲(chǔ)能占靈活性資源的比例為 50%(相當(dāng)于 總負(fù)荷的 5%)。我們測(cè)算得到在虛擬電廠進(jìn)展順利的情況下,工商業(yè)儲(chǔ)能 2025、2030 累 計(jì)裝機(jī)有望達(dá) 37、189GWh(累計(jì)裝機(jī) CAGR 為 38.5%),在此邏輯下工商業(yè)儲(chǔ)能遠(yuǎn)期空 間廣闊。
四、產(chǎn)業(yè)鏈與其他類型儲(chǔ)能相似,偏下游的企業(yè)更具投資彈性
工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)構(gòu)成與儲(chǔ)能電站基本一致,要求較儲(chǔ)能電站更低。工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由 電池模組、逆變器、BMS(電池管理系統(tǒng))、EMS(能量管理系統(tǒng))和其他配件構(gòu)成。工 商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)常用于 30kW 以上的應(yīng)用場(chǎng)景,多采用集裝箱一體式建造,但對(duì)于 MW 級(jí)別 的大工業(yè)用戶,其配置與儲(chǔ)能電站一致。由于容量小、功能需求簡(jiǎn)單,工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)在 電池響應(yīng)速度、BMS 和 EMS 管理要求等方面要求均低于儲(chǔ)能電站。
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。上游部件環(huán)節(jié)中,儲(chǔ)能電池模組由電芯 經(jīng)過串并聯(lián)組成用以儲(chǔ)存電力;逆變器進(jìn)行交流電與直流電的轉(zhuǎn)換,根據(jù)功率指令對(duì)電池 進(jìn)行充放電;BMS 是控制、管理電池各項(xiàng)功能并保護(hù)電池的核心部件,亦具備和 EMS、 SCADA(能量管理系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng))通訊功能,目前也有部分電池廠家開始自主設(shè)計(jì) BMS;EMS 控制逆變器并采集逆變器數(shù)據(jù)、控制電池模組并采集電芯數(shù)據(jù)、執(zhí)行邏輯(各 種應(yīng)用)并與其他設(shè)備集成調(diào)度。中游集成商與品牌渠道商直接與下游工商業(yè)用戶對(duì)接, 需要對(duì) BMS/EMS 系統(tǒng)及儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景有著高理解,且 BMS/EMS 系統(tǒng)基本為自研,以完 成對(duì)上游設(shè)備的高效整合。
格局尚未形成,核心競(jìng)爭(zhēng)力為資源先發(fā)優(yōu)勢(shì)。工商業(yè)儲(chǔ)能處于 0-1 的階段,格局還未形成, 但因其制造的壁壘不高,更多的壁壘在于渠道、資源、服務(wù)、品牌等軟性壁壘。1)客戶資 源。工商業(yè)儲(chǔ)能下游客戶較分散,客戶資源為重要優(yōu)勢(shì)??蛻糍Y源來(lái)源于其他業(yè)務(wù)的積累、 或者通過其他中樞機(jī)構(gòu)(比如規(guī)劃設(shè)計(jì)院等)來(lái)獲取、或者通過已有的平臺(tái)信息獲取潛在 客戶。并且資源優(yōu)勢(shì)與公司所處的位置相關(guān),峰谷價(jià)差較大的省份比如江浙滬、廣東等地 方的企業(yè)具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。2)資源整合。工商業(yè)儲(chǔ)能未來(lái)需要向虛擬電廠服務(wù),獲取輔助服 務(wù)、參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的收益,因此有資源整合平臺(tái)布局的企業(yè)有望享受未來(lái)豐富的商業(yè) 模式,也會(huì)形成一定的品牌壁壘。我們認(rèn)為客戶資源、資源整合能力都偏向下游,因此偏 產(chǎn)業(yè)鏈下游的企業(yè)或更具有工商業(yè)儲(chǔ)能的投資彈性。
原標(biāo)題:工商業(yè)儲(chǔ)能專題報(bào)告:峰谷價(jià)差拉大帶來(lái)量變,虛擬電廠引發(fā)質(zhì)變