【财通证券】政策驱动+技术优势,储能成为第二增长引擎.pdf
1 储能电池行业领先,具备全方位全场景产品供应能 力
1.1 早期储能行业参与者,市场地位领先
宁德时代因其全球动力电池龙头的地位而为人所熟知,但其在储能领域也因出色 产品而拥有领先地位。公司 21、22 年分别出货 17、53GWh,市占率分别为 38.3%、 43.4%,领跑行业。 宁德时代董事长曾毓群曾提出公司的三大战略发展方向:一是用可再生能源和储 能替代固定式化石能源,二是用动力电池替代移动式化石能源,三是通过电动化 和智能化实现市场应用的集成创新。公司在战略上将储能与动力放在同一重要层 级。 从发展历程来看,宁德储能业务可追溯至 2011 年。2011 年宁德参与当时全球规 模最大的风光储输示范工程——张北储能项目。公司 18 年设立储能事业部并将其 列为重点发展业务,19 年与星云、科士达成立合资公司,与美国 Powin Energy 签 订 1.85 GWh 磷酸铁锂储能电芯供货合同,22 年独资 1.2 亿元成立宁德时代储能 发展有限公司;与阳光电源、协鑫集团达成重磅战略合作,携手开拓全球光储一 体化市场,客户端获 FlexGen(10GWh)、Primergy(1.416GWh)订单。
1.2 储能业务收入保持高增长,业务质量较好
公司储能业务收入保持高速增长。2018 年起公司储能业务进入高速发展阶段, 2022 年实现储能电池系统业务收入 449.8 亿元,同比增长 230.15%,五年复合增 长率高达 390%。目前储能业务是公司第二大收入来源,和动力电池业务收入相比 还有一定差距,未来储能业务出货量有望进一步提升,拉动收入增长。
储能电池盈利能力优于动力电池。2018 年以前,公司储能业务尚处于试点阶段, 主要为客户对于公司产品方案可行性与成本竞争力的验证阶段。由于规模较小, 系统定制化程度高、产品差异性大、销售价格差异较大导致储能电池毛利率变化 远大于动力电池。2019 年随着储能市场规模化的提高以及成本的下降,储能系统 应用达到经济性拐点,储能毛利率达到高点 37.87%。2019-2021 年,随着国内储 能电池出货量增加单位价格有所下降,储能毛利率随之下降但维持较高水平,分 别为 37.87%、36.03%、28.52%。2022 年受锂电行业整体原材料上涨的影响,毛利 率下降明显,预计随着行业上游原材料价格显著下降,储能电池盈利能力将逐步 改善。
储能业务收入、利润份额持续上升。公司储能业务营业收入与毛利占比自 2017 年 起连续 5 年持续提升,2022 年两者占比分别为 13.69%、20.78%,2023 年公司储 能业务出货量有望持续保持高增,推动储能业务成为公司动力电池以外营收利润 新支柱。
1.3 产品范围全覆盖,业务大储为主
公司具备从电芯至整体系统集成的完备供应能力。公司提供包括电芯、集装箱电 池柜以及整体储能系统集成在内的全套储能解决方案,产品兼具安全性、经济性与长寿命,性能处于行业领先地位。电力储能方面,公司提供新能源发电侧储能 集装箱系统、电网及微电网储能电池簇,工商业储能产品包括家用或工商业小型 储能电柜及光储一体化系统,通信储能方面有数据中心配套电池、5G 及常规基站 备电电池。除电芯、电池系统外,公司业务还涉足储能整体集成领域。2023 年 6 月 9 日,中国华电集团有限公司发布 2023 年第一批磷酸铁锂电化学储能系统框架 采购中标候选人公示,其中宁德时代成为标段一 2GWh 项目的中标备选人以及标 段二 3GWh 项目的中标候选人。
公司具备全场景储能业务供应能力,打造行业标杆地位。公司在发电侧持续中标 或参与各类重大项目以及国家级示范项目的建设,同时在电网侧、用户侧等场景 均有丰富业务经验。1)发电侧:2019 年投运的鲁能海西州多能互补集成优化示范 工程储能电站项目,是当时中国规模最大的电源侧集中式电化学储能电站,配套 百兆瓦级别风光电储能系统。2)电网侧:福建晋江储能电站试点项目一期,由宁 德时代负责整个储能系统的系统集成(电池系统+PCS+EMS),首度成功应用12000 次超长循环寿命储能电池,远超市场平均水平 3000-6000 次循环寿命的水平。3) 用户侧:张家港海螺水泥储能项目,采用宁德时代的集装箱模块化设计。公司产 品主要应用于大储、户储、基站、备电等多个场景,绝大部分为大储。
2 长循环、高集成打造产品壁垒,储能电池市场份额 超 40%
2.1 储能系统核心为电池系统,注重循环寿命与安全性
一般的储能电站基本结构为:电芯经过串联、并联或串并联后组成电池簇,多个 电池簇并联后组成电池堆接入储能变流器直流侧,储能变流器将直流电压转变为 交流电压,再经变压器升压,经电缆或架空线接入电网。而目前主流的集装箱式 储能系统集成柜中,也主要包括储能电池系统、监控系统、电池管理单元、专用 消防系统、专用空调、储能变流器及隔离变压器等。
电池系统是储能系统的核心,决定了储能系统的存储容量。国内电化学储能产业 链上游为原材料,中游为核心部件制造及系统集成商,下游是系统运营与应用。 其中,中游储能系统的核心部件制造主要分为电池和系统两部分,细分之下一般 包括电池组、电池管理系统(BMS)、储能变流器(PCS)、能量管理系统(EMS)四 大部分。 储能系统中电池成本占比最高。其中大储的电池(电芯+PACK+BMS)成本占比 为 67%,户储成本占比为 35%(光储一体机),不算光伏组件则占比为 49%。
相比于动力电池,储能电池对循环寿命要求更高。储能电池与动力电池在基本原 理方面没有太大差异,但由于使用场景不同,往往会对两类电池的使用性能提出 不同要求。动力电池主要运用于汽车、电动工具等领域,由于载体体积有限,对 于电池能量密度与功率密度有较高要求;而储能电池一般对于电池的能量密度与 功率密度要求不大,且不同场景有不同要求,通常用容量型与功率型电池搭配使 用以适配不同场景的需求。另一方面,储能电池对于电池寿命有更高要求,通常 要求电芯循环次数达 5000 次以上,系统日历寿命在 10 年以上,远远高于动力电 池。
2.2 长循环提高产品经济性,高一致性提升使用寿命
公司储能电芯循环次数最高可达 15000 次,长循环带来高经济性。公司绝大部分 产品应用于大储,储能系统最大特征是高寿命。当储能电池循环寿命提升到 10000 次,储能成本将降至 1000 元/ kWh 以下,扣除充放电损耗和折旧,度电成本将低 于 0.16 元。电池使用寿命的增加,可以带来储能系统在全生命周期度电成本的降 低。若实现长循环 18000 次,一天两次循环的情况下可用 25 年,与光伏同寿命。
大储系统对于电池一致性要求更高,产品安全性构筑高技术壁垒。集中式储能单 元由大量单体电芯串并联而成,由于短板效应存在,单元内电芯数量越多,对于 电池组集成的技术要求越高,簇内电池的一致性和簇间环流会影响储能系统寿命 与安全性。公司 EnterC 储能柜共有 4160 颗电芯(10P52S*8),由 10 颗电芯为一 组并联,52 组串联,一共有 8 组。一般来说,1GWh 的储能电站超过 150 万颗电 芯,对产品一致性要求是汽车动力电池的 1 万倍以上,同时由于储能系统寿命往往 高达 10-20 年,部分在产品交付初期未显现的安全性问题会随着使用期限逐步暴 露出来。因此,大储项目的安全性要求构成了更高的技术门槛。 相对于户储,发电侧储能规模更大,功率级别更高。户用储能一般是<10KW,而 大型电力储能一般是 10MW 级别以上。高功率对于电芯与系统性能都提出了更高 要求。首先,提高电芯容量减少电芯数量,理论上能够提升电池组一致性水平, 提高系统能耗。大储电芯普遍容量高于户储,主流容量有 150Ah、200Ah、280Ah 等,而近年来 300+Ah 容量电池也在大储领域受到极大关注,而户储电芯容量一般为 50Ah 和 100Ah,对于电芯容量需求较小。此外,大型储能系统对于热管理 要求更高。锂电充放电倍率与产热正相关,大储系统通常会主动参与调峰调频, 高容量高充放电倍率带来产热大幅增加。因此大型储能系统中通常搭配专门的热 管理系统,目前以风冷与水冷为主,同时整个系统一般集成于集装箱中,系统电 池排布紧密且集装箱环境相对封闭,电池热量容易集聚导致温升过高。
公司液冷系统可将单簇电芯温差控制在 3℃以内,高一致性提升使用寿命。储能 电池的不一致主要指电池容量、内阻、温度等参数的不一致。锂电池在充放电过 程中会大量放热,当电芯内阻不一致时,系统内部温度不均衡,电池老化均衡衰 减速率加剧,寿命将会缩短。当内部温度提升 15℃以上时,储能寿命会缩短一半 以上。 产品获得国际认证,海外市场开拓顺利。公司产品出口海外有两种方式,一种是 与国内客户合作,经过国内客户出货到海外,另一种是直接出货到海外,但需要 通过海外认证。公司储能产品已通过欧盟 CE、联合国 UN38.3 以及多个美国 UL 的安全认证,可在欧美市场直接开拓客户。
大容量电芯趋势性显现。为适应目前储能丰富的应用场景,同时降低成本,市场 对于大容量储能电芯需求旺盛,各电池厂纷纷针对储能场景推出专用大容量电芯。 自 2020 年开始,以宁德时代为代表的电池厂针对储能业务陆续推出 280Ah 电芯, 此类产品目前已成为储能市场主流。2022 年开始,电池厂又进一步布局 300+Ah 大电芯,卡位未来超大容量储能电芯市场。2023 年 6 月,国际电池储能技术博览 会中宁德时代储能新产品 EnerC Plus 首次亮相,其搭载 306Ah 大电芯,可达到 20 年安全运行寿命。
发布光储黑科技,直击储能痛点。2023 年 5 月 24 日宁德时代在 SNEC 光伏大会 暨(上海)展览会发布全球首个零辅源光储融合解决方案,实现多项技术突破: 1)光与储实时联动,实现毫秒级功率控制,保障电力平滑输出,同时充放电效率 提升 10%。2)在储能电柜模块,宁德时代配备了业内首款长寿命高温电芯,系统 循环寿命可达 15000 次,远超行业平均水平。3)首创本地能量管理系统(Local EMS),搭载于每一个组串式光储变流器中,一方面可实时与上层管理系统通讯, 另一方面可实时识别储能电池能量分配需求,实现毫秒级响应,输出功率“零”偏 差。4)使用高温石墨负极材料和特制电解液,摆脱了传统储能系统对于冷却系统 (特别是液冷)及其辅助电源的依赖,优化系统运行性能及效率,实现免维护。
2.3 制造水平领先,塑造盈利优势
建立极限制造体系,铸就行业领先制造水平。宁德时代自 2020 年起提出“极限制 造”理念,通过 ABCDEFG 七大智能制造使能技术(A-人工智能、B-大数据、C云计算、D-数字孪生、E-边缘计算、F-射频技术、G-5G),将 5G、AI 等技术深度 应用与电池制造过程中,打造智能化制造平台,大大提升电池生产质量与制造效 率。同时截止 2022 年末,公司拥有宁德、宜宾两座“灯塔工厂”,也是锂电池行业 唯二的两座灯塔工厂,体现公司制造能力行业地位绝对领先。 储能业务毛利率水平较优。成本与价格端优势使得公司储能业务毛利率优于同业 公司,2019-2022 年公司储能业务毛利率分别为 37.87%、36.03%、28.52%以及 17.01%。除派能科技由于主要业务为海外户储而拥有较高盈利能力外,公司储能 毛利率水平相对更高。
2.4 宁德电芯认可度高,储能电池份额超 40%
国内、美国储能市场以大储为主。储能应用场景主要有电源侧储能、电网侧储能、 户用储能等。从市场结构来看,国内及美国市场均以表前电源与电网侧的大储为 主。CEAS《2023 中国新型储能产业发展白皮书》数据显示,2022 年国内新增储 能装机量中表前大储占比达 91.4%,户储占比 3.5%;Wood Mackenzie 数据显示, 2022 年美国表前侧储能、户用储能以及工商业储能占比分别约为 84%、12%、4%, 大储成为美国储能市场发展的主要驱动力。
美国大储市场:集成商本土化程度高。美国大储市场以系统集成商为核心,负责 系统各个部分的整合。由于储能集成商不仅需要采购各个储能组件以提供完整的 电池储能系统,还需要提供运营、监控和维护服务,通常需要与电网运营商和监 管机构进行合作,以满足本地市场与监管的要求,准入门槛较高。因此目前储能 系统集成商以本土参与者为主,主要包括 Fluence、NextEra、特斯拉、Powin Energy、 Flexgen 等。
宁德电芯获集成商认可度高,市场份额绝对领先。由于美国不具备本土电池供应 能力,储能系统电池主要来自于全球范围内采购。日韩企业早期专攻三元路线, 而目前储能系统一般使用磷酸铁锂电池,国内电池厂具备天然技术优势。全球来 看,2022 年宁德时代以 43.4%的市场份额排名第一,其次分别为比亚迪、亿纬锂 能、LGES,以上四家企业储能锂离子电池出货量合计份额接近 70%。就中国来看, 宁德龙头优势明显,头部厂商包括比亚迪、亿纬锂能、鹏辉能源、瑞浦兰钧、派 能科技、海基新能源、普利特等。
3 受益于大储旺盛的需求,公司储能业务成为新增长 引擎
3.1 强配+共享储能成为国内储能市场增长点,有望复制客车市场发展 路径
国内大储市场:强制配储是当前我国储能发展的重要驱动力。早期新能源汽车市 场完全是政策(政府)驱动,而客车采购,政府在资金提供(公交车)、路权(限 行)等方面话语权极强,在市场起步阶段政策面驱动力较大。类似地,目前我国 储能市场并没有形成成熟的商业模式,建设成本高、收益渠道有限、户储需求低 等因素在一定程度上限制了储能市场发展。在此背景下,多个省份出台相关政策, 对新能源发电项目配储提出要求,多数为 5%-20%的配储比例以及 2 小时配置时 长,政策面下发电侧强制配储成为目前储能市场发展的重要驱动因素。
渗透率初步提升阶段,市场将持续保持高增长。目前新能源发电侧配储主要针对 光伏与风电项目,若到 2025 年风光电项目强制配储比例逐步从 10%提升至 20%, 配储平均时长由 2 小时提升至 2.5 小时,并且保守假设 2023-2025 年风光电强制 配储渗透率分别为 15%、20%、25%,仅发电侧大储强配新增容量将达到 6.9GWh、 16.9GWh、25.1GWh,在未来三年内保持高速增长。
政策驱动+技术优势,宁德时代储能业务有望复制客车市场发展路径。首先政策驱 动储能市场初步发展,强配政策是目前储能发展的主要驱动力,与新能源客车市 场中的补贴政策如出一辙。其次,和新能源客车类似,大储项目对于电池安全性 方面更加注重,规模越大对于安全性的要求越高。随着电池行业进入 TWh 时代, 对于电池安全性的需求必然推动电池从 PPM(百万分之一)等级向 PPB(十亿分 之一)等级提升,尤其在更注重安全性的储能行业,未来产品竞争将成为 PPB 级 别的产品力竞争。宁德时代目前铸造的第 8 代超级智造产线-PSL,已经实现产品 单体缺陷率达 PPB 级别。最后,宁德时代规划产能绝对领先,对于扩大市场份额具备明显优势。我们认为公司在储能行业格局上有望重演大巴市场的份额情况, 长期稳定在 70%-80%的市场占有率水平。
大巴市场回顾:政策面驱动新能源客车市场初步发展。宁德时代与宇通客车自 2012 年起开始开展战略合作,由宁德时代向其新能源客车供应动力电池,并在电 气系统技术升级、CTP 技术创新以及电池系统安全等方面开展合作与技术研发。 2013 年国家四部委发布了《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》,确 定了 2013-2015 年新能源汽车推广的补贴标准,推动了新能源客车市场的发展。 受益于新能源客车补贴政策,宇通客车在此阶段实现了新能源客车销量的快速增 长,2013-2015 增速分别为 117.59%、90.02%、176.11%。
携手宇通客车,快速切入新能源客车领域。宇通客车始终是宁德时代 2015-2017 年第一大客户,2015 年销量占比高达 46.1%,此后两年陆续下降,分别为 34.05%、 18.54%。除宇通客车外,宁德时代前五大客户中还有金龙汽车,2015-2017 年销售 额占比分别为 15.61%、9.27%、6.55%。凭借与宇通在新能源客车电池方面的合作 业务,宁德时代完成了在动力电池领域的初步积累,在此后开始逐步拓展电动客 车新客户以及新能源乘用车市场,并在实现了业绩的快速增长。
凭借品质优势持续提升份额。新能源客车电池的采购更注重电池的安全与质量, 宁德时代陆续成为包括中通客车、南京金龙、苏州金龙、湖南中车等在内的国内 头部客车企业的电池供应商。宁德时代凭借绝对的产品质量与出货能力优势获取 了新能源客车市场极高的市场份额,由 2017 年的 36.9%大幅提升至 2019 年的 71.5%,并且此后维持在 65%以上,成为国内电动客车电池第一大供应商。
国内大储市场:共享储能电站或将成为国内储能参与辅助市场服务新方向。共享 储能电站(独立储能电站)是以独立身份参与电力市场调度的主体,是应对目前 发电侧储能电站收入模式单一而推出的新的储能商业模式。2022 年 5 月 24 日, 国家发改委、能源局发布《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的 通知》,指出“符合相关标准规范和电力市场运营机构等有关方面要求,具有法人 资格的新型储能项目,可转为独立储能,作为独立主体参与电力市场”,鼓励独立 储能发展。目前我国独立储能项目主要有容量租赁、容量电价、电力现货交易和 辅助服务等收入渠道,具体的商业模式仍处于探索阶段。随着独立储能市场主体 地位的确定以及电力辅助服务市场化的加快,共享储能电站模式有望成为未来国 内储能业务发展新趋势。
3.2 IRA 补贴刺激美国大储需求,福特建厂模式破除出海限制
高盈利驱动电池厂出海,政策限制对于储能影响较小。海外市场对于清洁能源重 视程度更高,同时发达国家对于产品高价接受度也更高,2020-2022 公司海外电池 业务毛利率分别为 32.69%、30.48%、21.46%,均高于国内。与此同时,美国 IRA 法案对于原材料本土化的限制制约国内电池厂出海进程,法案的本土制造要求意 味着出海电池厂需要建立当地海外供应链,从而面临更高的生产成本。但法案对 于储能方面没有明确要求,对于储能电池出海边际限制较小。
IRA 储能补贴成为美国大储市场强劲驱动力。美国时间 2023 年 5 月 12 日,美国 国税局和财政部发布 IRA 法案中对于光储补贴本土制造方面要求细则,截至目前 所有补贴细则全部落地。IRA法案前美国户用储能以及表前与工商业储能项目ITC (投资税收抵免)补贴比例最高分别为 22%、26%,而 IRA 法案将两者补贴比例 调整至最高 30%,且在达峰后退坡程度远小于原政策。此外,对于满足本土制造 或其他特殊条件的项目,将给予 ITC 额外补贴,具体为:1)对于满足特定比例美 国本土制造要求的 1MW 以上项目给予 2%-10%补贴,1MW 以下项目为 10%;2) 位于特定能源区的 1MW 以上项目给予 2%-10%补贴,1MW 以下项目为 10%;3) 位于低收入区域的 5MW 以下项目给予 10%-20%补贴。同时法案首次将独立储能 项目也纳入 ITC 补贴行列,进一步促进独立储能商业模式的发展。
除 ITC 补贴外,IRA 还设置了 PTC(生产税务抵免)补贴以及先进制造生产税收 抵免两类补贴。PTC 给予 1MW 以上项目 1.6-2.7 美分/KWh 补贴额,1MW 以下项 目 0.3-0.6 美分/KWh 补贴额,同样满足本土制造以及特定能源区要求的项目将获 得额外 10%的补贴。先进制造生产税收抵免的要求相对较低,只需组件、电池等 产品在美国本土完成最终组装与销售即可获得。预计 IRA 法案对于储能项目的补 贴将大幅促进表前表后储能项目的投资需求,而表前工商业及大储项目门槛相对 更高,宁德时代作为目前产业链的龙头参与者有望深度受益于美国大储需求的增 长。
宁德福特合作建厂证明国内电池厂出海不受政策限制。美国时间 2023 年 2 月 13 日福特汽车宣布和宁德时代合作在密歇根州马歇尔市投资 35 亿美元建设磷酸铁 锂动力电池厂,由福特方出资并 100%持股,宁德时代提供筹建和运营服务以及技 术与专利。此前受 IRA 法案影响,国内电池厂出海建厂进度放缓,市场对于电池 出海可行性较为担忧。宁德与福特此次合作证明,政策限制不改电池厂出海长期 趋势,预计未来国内头部电池厂会通过更多合作形式深度参与海外市场电池市场, 受益于海外需求高增。
3.3 进入主要储能系统集成商供应链,在手订单充足
客户覆盖广泛,均为海内外知名公司。在国内,公司与国家能源集团、国电投、 中国华电、三峡集团、中国能建等头部能源企业达成战略合作;在海外,公司与 Nextera、Fluence、Wartsila、Tesla、Powin 等国际头部储能客户深度开展业务合作。 海外订单充足,盈利可期。目前宁德时代已成为美国储能项目主要的电池供应商, 成功打入包括 Fluence 在内的众多美国头部系统集成商电池供应链,为其储能项 目供应电芯产品。同时,公司 EnerC、EnerOne 系列储能集装箱产品凭借优秀的性能在上市后陆续获得一批新订单,未来储能系统产品出货量有望持续提升。随着 碳酸锂降价下储能电池盈利能力的改善,公司储能业务有望量利齐升。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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