储能产业与温度采集方案收藏

2023/4/3 来源:不详

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一、储能贯穿新型输电系统,市场腾飞

1、电力系统转型在即,储能行业迎来发展。新型电力系统正在经历从“源-网-荷”到“源-网-荷-储”的变化,储能有望成为新型电力系统的第四大基本要素。新型电力系统在用电侧,将由同步发电机转变为光伏、风电等可再生能源为主;在输配电侧,由单向送电转变为特高压直流、双向输配电系统;在用电侧,由单一用电转变为复合多层次用电。而储能设备贯穿于新型电力系统转型的发电、输配电、用电三个环节,将迎来快速发展的机遇。

风电和光伏装机规模持续增长,发展前景广阔。能源布局上,“十四五”规划对光伏和风电发展提供了政策保障,在风电光伏竞争力持续强化的情况下,我们预计:国内非化石能源消费占比有望于年达21%左右,于年达26%左右;年全球可再生能源电力在总发电量中比重有望稳步提升至18.5%左右;若按照风电/光伏电量比重分别约8.5%/7%估算,未来5年全球风电光伏年均装机需求有望超/GW。

2、储能发展空间广阔,国内新增装机位居前列。抽水储能成本占优,电化学储能响应迅速。目前的储能技术方案主要可以分为物理机械储能、电化学储能、电磁储能和光热储能。物理机械储能包括抽水储能、压缩空气储能和飞轮储能。(参考下图:不同储能类型图)

抽水蓄能主体地位依旧,电化学储能引流新潮。国内储能整体情况与全球相似,电化学储能新增装机稍少但增长潜力巨大。抽水蓄能享有成本优势,锂电池储能和压缩空气储能紧随其后。(参考下图:抽水储能图)

电化学储能开启商业化,料将成为未来主流方向之一。(参考下图:不同电池技术对比图)

二、储能应用场景与空间测算

储能是电力系统中的关键一环,可以应用在“发、输、配、用”任意一个环节。

1、发电侧:提升新能源并网友好性,加速能源结构转型(参考下图:光伏与风电储能发展测算)

2、电网侧及辅助服务:辅助调峰调频,支撑平稳运行

电网侧储能主要提供调峰、调频、备用等辅助服务,以保障电网运行稳定与安全。由辅助服务带来的配储需求来看,预测存量改造与新增配储需求将有望同步释放。预计-年,调峰调频配储比例将持续提升,伴随新增发电能力和电力需求的增长,预计调峰调频储能容量需求将有望达到7.5/7.9/11.0/11.2/14.2GWh。(参考下图:电网侧储能测算)

3、用户侧:新基建带来新的稳点耗能需求

负荷侧储能市场主要围绕新基建带来的新增高耗能场景展开,其中最主要的高保电需求且高耗能场景分别为5G基站与数据中心(IDC)。

我们预计-年,伴随我国及全球5G基站的大规模建设周期逐步落地,有望带动配套储能需求的装机规模为3.0/4.3/5.4/5.9/6.1GW,对应备电时长下的配储容量为11.9/17.3/21.5/23.7/24.3GWh。相应的,根据IDC的建设预期,我们预计-年IDC数据中心建设有望带来年均约2.5-5GW的储能建设需求,需求较为平稳。综合来看,预计-年我国储能建设需求2.5/2.9/3.4/3.8/4.7GW,对应储能容量需求0.6/0.7/1.0/1.1/1.4GWh。

综合以上环节的测算、预测结果,我们判断-年全球储能市场有望伴随能源转型与下游电力需求建设节奏,分别释放20.1/32.7/52.5/65.3/93.2GW储能建设需求,综合备电时长下的容量需求预计分别为38.8/68.5/.1/.8/.7GWh,有望带动主要储能技术类型及相关产业链采购需求迎来爆发式增长。

三、产业链梳理之锂电储能行业

储能系统是以电池为核心的综合能源控制系统。储能系统主要包括电池组、双向变流器(PCS)、能量管理系统(EMS)、电池管理系统(BMS)及其他电气设备等多个部件构成。其中电池组是储能系统的核心,主要包括磷酸铁锂和三元电池;PCS可以控制储能电池组的充电和放电过程,进行交直流的变换;EMS负责数据采集、网络监控和能量调度等;BMS主要负责电池的监测、评估、保护及均衡等。电化学储能发展潜力巨大,各领域龙头都纷纷提前布局储能赛道不同环节。

储能系统中,电池是成本降低重点环节。电芯成本占比达到60%,PCS、EMS、BMS成本分别占比20%、10%、5%。

目前行业玩家包括电池企业、PCS企业、EMS企业、系统基础四类企业。国内方面,1)电池企业:一类是宁德时代、国轩高科、南都电源等动力锂电池企业;另一类是派能科技、圣阳能源等从铅酸电池储能切换到锂电池储能的企业。2)PCS公司:一类是逆变器企业利用同源技术切入到储能PCS环节,如阳光电源、固德威、上能电气等;一类是UPS电源企业,如科华恒盛、科士达等。3)EMS公司:主要以国网系等电力装备提供商为主,例如许继电气等。4)系统公司:一类是全环节整合的企业,例如比亚迪,中天科技、派能科技;另一类是电池或PCS企业延伸到系统环节的时代星云(宁德时代与星云股份合资)、阳光电源等。海外市场,主要是Fluence、Tesla、LG等的系统企业。

1)储能电池:头部技术领先,动力电池企业渐多。锂离子电池是商业化进程最快的技术之一,主流的技术路线为磷酸铁锂电池,国内来看,随着磷酸锂铁电芯的成本下降和循环次数的增加,铅蓄电池(南都电源)国内出货量份额下降,宁德时代、力神电池、海基新能源、亿纬锂能、国轩高科等依靠磷酸锂铁开始崛起。(参考下图:储能电池TOP品牌)

2)PCS环节:行业整体处于发展早期,竞争格局与光伏逆变器类似。PCS是储能系统中的重要部件,决定着输出电能的质量和特征,从而很大程度上影响了电池的寿命。PCS由功率、控制、保护、监控等软硬件组成,其主要功能包括平抑功率、信息交互、结合BMS系统实现充放电一体化、并/离网运行等。储能逆变器全球市场需求从年到年持续快速增长,促进储能逆变器企业的业务增长。由于PCS技术与光伏逆变器技术同源,大多作为储能系统或新能源业务等其他业务的一部分,因此,PCS业务大多占比不超过10%,较少企业将其作为独立产品进行财务披露。(参考下图:储能逆变器TOP品牌)

3)EMS系统:规模较小,尚未形成行业龙头。EMS是储能系统决策的“大脑”,实现数据采集分析、网络监控、能量调度等功能,从而完成对分布式电源、储能系统、光伏系统、负荷系统等的智能化管理,实现资源与需求的匹配。EMS相对其他储能系统部件市场规模较小,目前行业尚未形成优势较大的龙头企业,从业者以国网系等电力装备提供商为主,例如许继电气。(参考下图:EMS系统TOP客户)

4)储能温控:液冷方案是大趋势,领先布局企业具备优势。由于风冷方案成熟度更高、并且在初期投入来看,较液冷显著具备优势,风冷是当前储能温控主力方案,目前风冷领域,英维克、黑盾股份、申菱环境等均有成熟产品,英维克份额占据绝对优势。但是,液冷具备更加高效均匀的制冷能力,随着储能密度的提升、液冷产品成熟度的提升,未来液冷的占比预计将逐步提升。在液冷领域,外部制冷供液系统环节目前来看,英维克、奥特佳目前在出货规模上领先,松芝股份、高澜股份等预计今年将产生订单销售,同飞股份、申菱环境等也在积极进行客户拓展;内部电池包液冷系统产品领域,科创新源、飞荣达等均明确表示有液冷板等产品布局。(参考下图:储能温控产业链、TOP客户)

5)储能系统:集中度较低,头部尚未形成。(参考下图:储能系统TOP客户)

四、产业链梳理之抽水储能行业

抽水蓄能产业主要包含设备制造、工程建设、电站运营等环节。其中,抽水蓄能产业链上游主要为设备制造商,包括水轮机、水泵、发电机和主变压器等设备制造企业。水轮机主要供应商为东方电气、哈尔滨电气;水泵主要供应商为凌霄泵业、大元泵业等;变压器主要供应商包括保变电气、新华都等。抽水蓄能产业链中游主要为电站设计建设及电站资产的持有运营公司,具体包括电站设计、建设(中国电建、中国能建、粤水电)、电站运营(主要包括国家电网和南方电网,具体可能为旗下上市平台)。抽水蓄能产业链下游主要为抽水蓄能电站在电网系统的辅助服务应用,具体包括调峰、调频等用途。(参考下图:抽水储能产业链、国家规划、在建项目)

抽水蓄能电站主站设备环节主要为国内“两大一小”三家供应商:“两大”为东方电气、哈尔滨电气,“一小”为浙富控股。根据东方电气年年报披露,公司市场占有率已提升至47.2%。

根据国家能源局的中长期发展规划,我们预计“十四五”期间抽水蓄能主站设备采购需求有望达到-亿元,“十五五”期间采购规模有望达到-亿元,对应东方电气公司的期望区间订单规模分别为:70-80亿元、-亿元。

作为行业龙头企业,中国电建在抽水蓄能电站建设领域深耕多年,具有丰富的电站建设经验,近年来获得多个项目的订单。根据公司公告披露,年至今公司累计新签10个抽水蓄能项目,合计金额.23亿元。

五、特普生温度采集方案

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