【中泰证券】新型电力系统专题：新型电力系统建设加速，电化学储能赛道爆发.pdf

宏观策略

2021-08-31

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中泰证券

1 新型电力系统助力双碳战略落地

全球风光度电成本下降迅速

2010-2020年，全球光伏/陆上风电/海上风电度电成本降幅分别为85%/56%/48%，降幅明显。其中光伏和陆上风电开始全面进入平价状态，为新能源加速替代传统能源提供了坚实的基础。

风光发电量/发电新增装机占比持续提升

全球：疫情致2020年全球发电量首次下降，降幅为4%；但与之对应的，2012-2020年期间太阳能和风电发电量占比提升7.4PCT致 10.2%；近五年太阳能和风电新增装机占比大幅提升17.2PCT致52.5%。

中国：2011-2020年风电和太阳能发电量占比提升8.0PCT至9.5%，逐步成为主力能源； 2011-2020年风电和太阳能新增装机占比提升19.7PCT至24.3%。

全球可再生能源投资占比持续提升

全球电力市场投资中，可再生能源投资占比逐年增加，2020年约达45%； 2020年全球电网侧资本开支超2500亿美元，受益于欧洲国家以及中国对电网侧建设规划，预计2021年电网侧资本开支将出现回升，而其中的结构转型带来的机会更加明显。

中国“碳中和”路径三个阶段

“碳中和”路径可大致分为三个阶段。阶段I（2020年-2030年）：主要目标为碳排放达峰。阶段Ⅱ（2030年-2045年）：主要目标为快速降低碳排放。在阶段Ⅲ（2045年-2060年）：主要目标为深度脱碳，参与碳汇，完成“碳中和”目标。

我国碳排放趋稳发电&工业为主要来源

2011年之前国内工业化、城镇化加快发展，高耗能产业在经济增长中占有较大比重，碳排放较快增长；十二五期间国家大力推广清洁能源、推进重大生态工程，碳减排成效明显，2013年以来增速基本降为零，近三年中国碳排放保持在 90-100亿吨水平。根据Carbon Monitor数据，2019年中国发电、地面交通、工业、航空、住宅楼宇环节碳排放比例分别为44.6%/8.7%/ 38.9%/0.5%/7.2%，发电、工业为中国碳排放最主要来源。

风光发电碳排放强度显著低于传统发电

在不同能源中，电力碳排放系数小。碳排放系数是指每一种能源燃烧或使用过程中单位能源所产生的碳排放数量。对比不同能源碳排放系数，电力碳排放系数较小；在不同发电方式中，风光发电碳排放量小。

电改加速、构建以新能源为主体的新型电力系统

2021年3月15日，中央财经委员会第九次会议中首次提出，会议在部署未来能源领域重点工作中指出要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。

2 电网转型升级开启投资新机遇

调度理念：源随荷动→源网荷储

电力系统本质上是一种巨大的非线性时变能量平衡系统，功率潮流瞬时涌动，电网可靠性和稳定性的根本是供需平衡，以及电压、频率、功率因素等参数的平衡；

若新能源发电作为出力主体，出力侧波动性及不确定性将加大，无法按需控制、无法精准预测；叠加负荷侧的新能源汽车大规模普及带来的用电冲击等因素，传统集中调度理念需要重塑，改为源网荷储各环节深度融合、灵活调控。

终端能源电气化进程加速

“双碳”战略目标下，终端能源电气化水平将显著提升，到2060年国内工业、建筑、交通三大领域电气化水平将分别从目前的30%/30%/5%提升至50%/75%/50%；随着终端能源电气化水平持续提升，用电量仍有较大增长空间，叠加分布式能源及储能建设需求，配网亟需升级改造，配网环节投资预计持续强化，主设备及监控系统迭代有望加速。

分布式能源大规模接入电网架构重塑

新型电力系统的特点：资源大范围配置、分布式发电成为主体、单向传输变为双向；

电网架构重塑：大电网主导→大电网+主动&灵活配电网+分布式微电网。

电力系统可靠性需要提升

新能源发电本质上是电力电子设备，不具备传统火电及水电旋转电机的机械转动惯量，而是呈现低转动惯量、宽频域震荡等动态特征，因此抗扰动性能变差，从而使得电力系统可靠性降低；为改善系统可靠性及电能质量，需借助物联网、数字化、AI等新兴技术对电网各环节设备进行技术创新与变革，通过强化电网细枝末节的可靠性，从而强化电力系统整体可靠性。8月发改委发布《电力可靠性管理办法（暂行）（征求意见稿）》，相关投资有望加速。

3 电化学储能爆发万亿赛道启动

电化学储能是新型电力系统重要组成部分

电化学储能是通过介质或设备把电能存储起来，在需要时再释放出来的过程。它是解决可再生能源间歇性和不稳定性、提高常规电力系统和区域能源系统效率、安全性和经济性的重要手段。

全球电化学储能发展迅速

全球储能装机情况：截至2020年底，全球储能累计装机191.1GW，同比增长3.4%，其中抽水储能累计规模最大，达 172.5GW，同比增长0.9%；电化学储能其次，累计规模达14.2GW，同比增长49%；在电化学储能技术中，锂离子电池的累计装机规模最大，为13.1GW，占比92%。电化学储能发展迅速，总装机容量占比从2016年的1%提升至2020年的7%

2020年全球电化学储能新增量创历史新高：虽2019年因政策、经济、地缘政治等多方因素造成电化学储能新增量短期回落，但随新能源渗透率持续增长，2020年电化学储能新增量创历史新高。

国内电化学储能发展领先

国内储能装机情况：截至2020年底，国内储能累计装机35.6GW，同比增长9.8%，其中抽水储能累计规模最大，达 31.8GW，同比增长4.9%；电化学储能其次，累计规模达3.3GW，同比增长91.2%；电化学储能技术中，锂离子电池的累计装机规模最大，为2.9GW，占比89%。电化学储能发展迅速，总装机容量占比从2016年的1%提升至2019年的9%。

国内近两年电化学储能新增量均为全球第一：国内电化学储能发展迅速，2017年新增电化学储能占全球新增比9%，排名第五，2019/2020年占比升至21%/33%，全球排名均为第一。

2021年起电化学储能迎来爆发式增长

预计全球电化学储能2021年新增装机同增114%，2020-2025年复合增速为35.35%：据IHS预测，2021年全球新增电化学储能装机将首次超过10GW，同比增长114%，2025年累计电化学储能装机容量将达64.3GW，2020-2025年均复合增速为 35.25%。

国内电化学储能2021年上半年新增装机超10GW，同比增长超600%+：据CNESA在年初乐观预测，2021年国内新增电化学储能将达3.3GW。据央视财经报道，据不完全统计，2021年上半年国内新增新型储能装机超10GW，同比增长超600%+。装机水平远超预期。

电化学储能预计成为未来主流

目前抽水储能装机规模占比在90%+，但存在地理位置限制、电站建设周期长、前期投资大等问题，与此对比，电化学储能具备地理位置限制小、建设周期短、成本持续下降等优势，预计成为未来主流。可再生能源发电存在分钟、小时、连续数天等不同时间尺度上的波动性或间歇性，因此存在容量型、功率型、能量型和备用型等不同储能类型，以满足不同应用场景的需求。

4 投资分析

新型电力系统：

1）为构建以新能源为主体的新型电力系统，需解决发电侧及负荷侧双重波动性、系统可靠性下降、调峰调频调压能力不足、配网灵活性不足等问题，预计电网将在数字化、灵活性、主动性、感知能力等多环节加大投入。

2）我们预计十四五电网投资持续稳健扩张，同时投资结构显著优化，储能、大数字化&信息化、配网升级改造、智能运维、电力电子、分布式微网、新能源预测等环节投资力度有望强化。

储能：

1）储能在发电侧、电网侧、用户侧发挥削峰填谷、平滑出力波动性、调峰调频、改善电能质量等作用，为新型电力系统的刚需配套环节，考虑到电化学储能地理位置限制小、建设周期短、成本持续下降等优势，在多重政策驱动下将迎来爆发式增长。

2）我们测算2025年全球电化学储能的发电侧、电网侧、用户侧需求规模在178/16/102GWh，2030年全球电化学储能的发电侧、电网侧、用户侧需求规模在812/70/719GWh，对应2025/2030年市场空间为3560/16004亿元。

报告节选：

新型电力产业报告：新型电力系统建设加速，电化学储能赛道爆发