“能源安全”召唤下的能源革 命之势

1、目录 HYPERLINK l _TOC_250016 新时代下的能源安全，起笔能源革命新篇章 1 HYPERLINK l _TOC_250015 光伏：平价元年扩需求，支架储能待掘金 1 HYPERLINK l _TOC_250014 平价时代来临，碳中和目标支撑装机量高增长 1 HYPERLINK l _TOC_250013 产业链梳理：主辅材格局清晰稳定，支架、储能环节具备爆发潜力 2 HYPERLINK l _TOC_250012 光伏支架：享受跟踪支架渗透率提升及国产化替代双重红利 3 HYPERLINK l _TOC_250011 光伏储能：政策引导按比例配置，平价时代下装机规模有望

2、爆发 7 HYPERLINK l _TOC_250010 氢能：政策持续加码，产业化拐点将至 12 HYPERLINK l _TOC_250009 氢能在全球能源革命中扮演重要角色 12 HYPERLINK l _TOC_250008 产业链梳理：储氢、燃料电池电堆及核心材料为突破方向 13 HYPERLINK l _TOC_250007 储氢：关键设备国产化亟待突破，液氢存储技术未来可期 14 HYPERLINK l _TOC_250006 氢燃料电池：技术链逐层解耦，上游技术突破进行时 17 HYPERLINK l _TOC_250005 产业链涉及的重点公司 22 HYPERLINK l

3、 _TOC_250004 中信博 22 HYPERLINK l _TOC_250003 天合光能 23 HYPERLINK l _TOC_250002 亿华通-U 24 HYPERLINK l _TOC_250001 宁德时代 25 HYPERLINK l _TOC_250000 富瑞特装 26风险因素 26插图目录图 1：全球光伏装机规模预计加速扩大（单位：GW） 2图 2：国内装机规模预计维持高增长（单位：GW） 2图 3：光伏产业链包括上游主辅材、中游制造、逆变器、光伏支架、储能等核心环节 3图 4：跟踪支架系统组成较为复杂，技术壁垒较高 4图 5：预计 2025 年国内跟踪支架占比上升

4、至 25%以上 5图 6：全球跟踪支架 CR4 约 62% 6图 7：相较光伏其余领域，光伏跟踪支架国产化提升空间较大 7图 8：2020 年全国平均弃光率约 2% 7图 9：西藏、青海、新疆等地弃光率仍较高 8图 10：电化学储能占比仍较低，提升空间较大 9图 11：2018 年全球集中式可再生能源并网储能占比约 25.2% 9图 12：2018 年国内集中式可再生能源并网储能占比仅 10.7% 9图 13：储能电池系统由电池组、BMS、EMS 及 PCS 构成 11图 14：电池组是储能系统最主要的成本构成部分 11图 15：氢气燃烧热值可达 142 KJ/KG 12图 16：交通领域的应

5、用拉动燃料电池出货量快速增长 13图 17：氢能产业链涵盖氢能端及燃料电池端 13图 18：35MPa 高压储氢 IV 型瓶中碳纤维材料成本占比约 77% 16图 19：70MPa 高压储氢 IV 型瓶中碳纤维材料成本占比约 78% 16图 20：全球质子交换膜燃料电池出货量自 2015 年起快速增长 18图 21：电堆成本占系统总成本约 60% 18图 22：膜电极占电堆成本合计约 60% 18图 23：2019 年我国燃料电池汽车销量达 2737 辆 20图 24：推荐目录中的系统供应商以国内企业为主 20图 25：技术路线围绕性能、使用寿命、环境适应性及成本等核心参数持续优化 21图 2

6、6：中信博 2020 年营收 31.37 亿元（YOY+37.5%） 23图 27：中信博 2020 年归母净利润 2.80 亿元（YOY+72.52%） 23图 28：天合光能 2020 年营收 295.05 亿元（YOY+26.51%） 24图 29：天合光能 2020 年归母净利润 12.32 亿元（YOY+92.25%） 24图 30：亿华通 2020 年营收 5.72 亿元（YOY+3.37%） 25图 31：亿华通 2020 年归母净利润-0.25 亿元 25图 32：宁德时代 2020H1 营收 188.29 亿元（YOY-7.08%） 25图 33：宁德时代 2020H1 归母

7、净利润 19.37 亿元（YOY-7.86%） 25图 34：富瑞特装 2020H1 实现营收 8.65 亿元（YOY+8.65%） 26图 35：富瑞特装 2020H1 归母净利润 0.31 亿元（YOY+468.66%） 26表格目录表 1：我国能源安全战略强调“四个革命，一个合作” 1表 2：中国光伏各环节产销量在全球市场份额较大 2表 3：利用“单轴跟踪+双面组件”的组合可在全球 93.1%区域实现最低度电成本 4表 4：跟踪支架迎来快速增长期 5表 5：2021-2025 年为储能产业规模化发展的重要阶段 8表 6：部分省份政策明确储能配置比例在 5%-20%之间 8表 7：预计未来

8、三年光伏储能容量需求达 17.55GWh 10表 8：20%配置比例下，长期存量改造配置需求达 15.12GWh 10表 9：2019 年国内新增投运项目出货量中宁德时代等处领先地位 11表 10：高压气态储氢为目前最为成熟的储氢技术 14表 11：目前国内 35MPaIII 型瓶应用已较为成熟 15表 12：国内以 III 型瓶为发展重点，IV 型瓶尚处于研发阶段 15表 13：目前涉及液氢的民用相关标准及规范缺失 17表 14：质子交换膜燃料电池是燃料电池领域发展最为成熟的方向 17表 15：丰田 Mirai 已基本实现本土垂直供应链闭环 19表 16：氢能示范重点城市 2025 年燃料电

9、池汽车规划合计近 10 万辆 20表 17：国内电堆及上游材料企业已逐步实现技术突破 22 新时代下的能源安全，起笔能源革命新篇章能源安全是国家总体安全在能源领域的落实，是政治、经济、外交、军事等国际环境安全问题的折射。现阶段我国能源安全的问题包括连续供应安全及生态环境安全两大类问题。其中，连续供应安全问题主要体现在我国油气资源对外依存度较高，根据国家统计局数据，2019 年原油、天然气进口占比分别达约 70%、40%，随着当前国际地缘政治格局愈发复杂，潜在的阻供风险不容忽视。生态环境安全问题反映在我国煤油气等化石燃料占一次性能源消费比重较高，2019 年我国化石能源消费比重约 84.7%，其

10、排放的局部地区污染物及全球性二氧化碳排放物影响长期战略性生态安全。长期来看，解决能源安全问题的根本之道在于推进以光伏、氢能为代表的可再生能源本土化、多元化发展。2020 年 9 月，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布，中国二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。2020 年 12 月，国务院新闻办公室发布新时代的中国能源发展白皮书，再次强调“四个革命，一个合作”为我国新时期的能源安全战略。结合碳中和目标，能源革命的核心一方面在于推动以光伏、氢能为代表的清洁能源体系的搭建和发展，调整能源供给结构，在碳中和的目标背景之下保障我国能源的供应；另外

11、一方面在于新能源应用上的多元化，探索更多场景下新能源的使用。表 1：我国能源安全战略强调“四个革命，一个合作”能源安全战略详情推动能源消费革命，抑制不合理能源消费推动能源供给革命，建立多元供应体系推动能源技术革命，带动产业升级推动能源体制革命，打通能源发展快车道全方位加强国际合作，实现开放条件下能源安全坚持节能优先方针，完善能源消费总量管理，强化能耗强度控制。坚定调整产业结构，推动形成绿色低碳交通运输体系。培育节约能源和使用绿色能源的生产生活方式，加快形成能源节约型社会。坚持绿色发展导向，大力推进化石能源清洁高效利用，优先发展可再生能源，安全有序发展核电，加快提升非化石能源在能源供应中的比重。

12、大力提升油气勘探开发力度，推动油气增储上产。推进煤电油气产供储销体系建设，完善能源输送网络和储存设施。深入实施创新驱动发展战略，构建绿色能源技术创新体系，全面提升能源科技和装备水平。加强能源领域基础研究以及共性技术、颠覆性技术创新。着力推动数字化、大数据、人工智能技术与能源清洁高效开发利用技术的融合创新。推进能源价格改革，形成主要由市场决定能源价格的机制。推进“放管服”改革，加强规划和政策引导，健全行业监管体系。推动共建“一带一路”能源绿色可持续发展，促进能源基础设施互联互通。畅通能源国际贸易、促进能源投资便利化，共同构建能源国际合作新格局，维护全球能源市场稳定和共同安全。资料来源：新时代的中

13、国能源发展白皮书（国务院新闻办）、中信证券研究部 光伏：平价元年扩需求，支架储能待掘金平价时代来临，碳中和目标支撑装机量高增长预计 2021-2025 年光伏装机量维持高增长。2021 年国内光伏行业正式进入平价上网阶段，在“3060”碳中和目标下，光伏作为应用较为成熟的可再生能源，在能源构成比例的占比预计将进一步提升。同时，伴随着全球光伏市场持续多元化发展，各国可再生能源规划的战略地位上升，预计整体的光伏行业需求端景气度高涨，新增装机量有望进一步提速。根据 CPIA 数据， 乐观情形下预计 2021-2025 年全球光伏新增装机量为170/225/270/300/330GW，对应 CAGR

14、约 18%；国内新增装机量为 65/75/90/100/110GW，对应 CAGR 接近 14%。保守情形下，全球新增装机量预计为 150/180/210/240/270GW，国内新增装机量预计为55/60/70/80/90GW，对应2021-2015 年CAGR 分别为16%、13%。图 1：全球光伏装机规模预计加速扩大（单位：GW）图 2：国内装机规模预计维持高增长（单位：GW）33030027022517027030 32 38 43 5310210611570130240210180150350300250200150100500保守情况乐观情况11010090756553904448

15、3580703055 603511 11 15120100806040200保守情况乐观情况资料来源：CPIA（含预测），中信证券研究部资料来源：CPIA（含预测），中信证券研究部光伏已经成为中国的著名产业名片之一。经过多年的发展，中国光伏产业链依托本土制造业优势在全球范围内已具备较强竞争优势，上下游配套发展较为完善。从装机量来看，我国光伏发电新增装机连续 6 年全球第一，累计装机规模连续 4 年位居全球第一。从市场份额角度来看，国内光伏主辅材、组件及逆变器领域在全球范围内产能及产量市场份额领先优势明显。根据 CPIA 数据，2019 年国内多晶硅、硅片、电池片、组件在全球产能及产量占比分别达

16、 69%/67%、94%/97%、78%/79%、69%/71%，主导全球光伏行业发展。表 2：中国光伏各环节产销量在全球市场份额较大多晶硅硅片电池片组件全球产能67.5 万吨185.3GW210.9GW218.7GW中国产能在全球产能占比69%93.70%77.70%69.20%全球产量50.8 万吨138.3GW140.1GW138.2GW中国产量在全球产量占比67.30%97.40%78.70%71.30%资料来源：CPIA，中信证券研究部产业链梳理：主辅材格局清晰稳定，支架、储能环节具备爆发潜力光伏产业链包括上游主辅材、中游制造、逆变器、光伏支架、储能等核心环节。从竞争格局的角度出发：

17、（1）主辅材（硅料、光伏玻璃、胶膜）、中游制造（硅片、电池片、组件）、逆变器等环节竞争格局稳定，呈现寡头或一超多强竞争态势，头部企业市场份额较大，领先优势明显，受益于下游需求高景气度带来的增长确定性较为明确。（2）光伏支架领域竞争格局相对分散，2019 年龙头企业出货量市场份额仅 5%左右。目前跟踪支架对固定支架形成部分替代的趋势已显现，由于跟踪支架技术壁垒较高，分散的市场格局有望发生转变。同时，根据 Wood Mackenzie 数据，目前跟踪支架全球国产占比不足 10%，与光伏其余领域国产化占比差距较大。伴随着国内跟踪支架市场逐步起步，国内领先企业具备爆发的潜质。（3）光伏储能主要受制于成

18、本性价比等因素，处于相对早期发展阶段。近年来，各地方政府在政策端持续加码“光伏+储能”项目，引导光伏项目按 5-20%的比例配置储能，有望带动储能装机快速增长。对于电化学储能系统而言，储能电池组技术与动力电池技术同源，储能逆变器与光伏逆变器技术同源，锂电龙头及逆变器龙头有望凭借技术、制造、渠道等优势顺势布局，抢占先发优势。图 3：光伏产业链包括上游主辅材、中游制造、逆变器、光伏支架、储能等核心环节资料来源：中信证券研究部光伏支架：享受跟踪支架渗透率提升及国产化替代双重红利光伏支架可分为固定支架及跟踪支架，后者技术壁垒较高。光伏支架是太阳能光伏发电系统中为了支撑、固定、转动光伏组件而设计安装的特

19、殊设备。按能否跟踪太阳转动区分，光伏支架可分为固定支架及跟踪支架两类产品。固定支架以机械结构为主，技术门槛相对较低，对应的优点为稳定性较强，初期投入成本较低。而跟踪支架构成包括结构系统（可旋转支架）、驱动系统、控制系统（通讯控制箱、传感器、云平台、电控箱等部件）三大系统，除机械结构更为复杂外，其控制系统还涉及算法层面的优化设计。对于一个跟踪支架系统项目而言，厂商需要针对项目地的具体情况，综合考虑风/雪载荷、结构设计及排布等因素，辅以对应跟踪算法的配合，形成一个完整的跟踪支架系统解决方案，制造工艺、设计流程较之固定支架更为复杂，初始投资成本也相对较高。图 4：跟踪支架系统组成较为复杂，技术壁垒较

20、高资料来源：中信博招股说明书，中信证券研究部跟踪支架可有效提高发电效率、降低度电成本。跟踪支架可根据光照情况进行自动调整组件方向，可减少组件与太阳直射光之间的夹角，获取更多的太阳辐照，从而有效提高光伏电站发电量。按旋转支架数量划分，跟踪支架可细分为单轴及双轴跟踪支架，双轴跟踪支架理论发电量增厚效益更高，但受制于成本因素，目前单轴跟踪支架为市场主流选择。根据新加坡太阳能研究所（SERIS）研究数据，由于双轴跟踪系统受制于高成本，利用“单轴跟踪+双面组件”的组合可在全球 93.1%的区域内实现最低度电成本。其中，单轴跟踪系统较固定支架发电量增厚达 7%-37%，而成本较之双轴跟踪系统低 8%-29

21、%。此外，业内企业亦开始研究通过算法的配合来进一步提高跟踪系统的发电增厚效益，如中信博于 2021 年 1 月 20 日发布中信博新一代人工智能光伏跟踪解决方案白皮书，通过真实地形下的跟踪控制策略及基于实时气象数据的云层策略可为光伏电站额外提高 7%的增发收益。表 3：利用“单轴跟踪+双面组件”的组合可在全球 93.1%区域实现最低度电成本区域双面-固定（美分/度）双面-单轴（美分/度）双面-双轴（美分/度）中国（Zhongba)2.8 (0.4)2.4 (0.4)3.1 (0.6)美国（Yuma)4.5 (0.6)3.9 (0.5)4.6 (0.8)日本（Mine)4.7 (0.6)4.3

22、(0.6)5.1 (0.8)德国（Dornstetten)6.2 (0.8)5.6 (0.7)6.5 (1.0)印度（Kavalanahalli)4.7 (0.8)4.1 (0.7)5.4 (1.1)意大利（San Biagio Platani)4.8 (0.7)4.2 (0.6)5.2 (0.9)英国（Liskeard)7.6 (0.9)6.8 (0.8)7.9 (1.2)澳大利亚（St.George Ranges)5.9 (0.7)5.0 (0.6)5.6 (0.8)法国（Meyreuil)5.4 (0.6)4.7 (0.6)5.4 (0.8)韩国（Uiseong County）5.3 (

23、0.7)4.8 (0.6)5.7 (1.0)资料来源：SERIS，中信证券研究部海外市场跟踪支架渗透率较高，我国 2019 年渗透率仅 16%，提升潜力巨大。全球市场维度看，跟踪支架在欧美地区应用已相对成熟。根据 GTM 数据，2019年全球跟踪支架渗透率约 30%，预计到 2023 年将提升至 42%；分区域来看，美国、欧洲等地跟踪支架应用已经较为成熟，美国渗透率已接近 70%。我国跟踪支架处于早期应用阶段，渗透率快速提升。长期以来，我国光伏支架市场中固定支架依然占据了较大市场份额，根据 Bloomberg 统计，2016 年我国所有光伏项目中安装跟踪支架的项目占比仅为 1.2%，背后原因主

24、要与早期跟踪支架技术成熟度较低、稳定性不足、成本收益比较低等因素相关。近年来，随着跟踪支架成本降低及技术稳定性提升，加之平价时代来临背景下催生的光伏电站精细化管理需求，采用跟踪支架成为提高光伏电站收益的重要措施之一。根据 CPIA 数据，2019 年，中国光伏电站市场跟踪支架占比为 16%，预计到 2025 年跟踪支架占比将上升至 25%以上。图 5：预计 2025 年国内跟踪支架占比上升至 25%以上固定支架其其他占比跟踪支架占比100%75%50%25%0%201920202021E2022E2023E2024E2025E非地面电站新增装机（GW）4751657799资料来源：CPIA（含

25、预测），中信证券研究部跟踪支架迎来快速增长期，2023 年市场空间达 535 亿。光伏支架作为光伏电站的“骨骼”，其规模增长不仅享受全球光伏装机整体规模增长的赛道红利，还将享受跟踪支架渗透率提升带来的结构性优化红利。我们基于如下假设测算跟踪支架未来市场规模：（1）保守估计装机容配比为 1 比 1；（2）跟踪支架主要应用于地面电站，其余工商业分布式、户用光伏以固定支架为主。根据 GTM 数据，2019 年全球地面电站占比约 60%，随着补贴逐步退坡及优质屋顶资源的释放，地面电站占比后续预计小幅降低；（3）预计全球光伏装机将在 2021-2023 年维持高增长态势，全球装机达 159GW、189G

26、W、236GW，YOY 分别为 25%、19%、25%；（4）跟踪支架渗透率维持提升趋势，预计 2023 年可达 42%左右；支架单价基于中信博 2019 年均价做估计，预计未来随技术进步跟踪支架单价会持续下滑，固定支架价格刚性则会相对较强。基于上述假设， 我们测算 2020 年至 2023 年全球跟踪支架市场空间分别为288/366/439/535 亿元，YOY 分别为 18%/27%/20%/22%。表 4：跟踪支架迎来快速增长期20192020E2021E2022E2023E全球光伏新增装机（GW）117127159189236YOY9%25%19%25%地面电站占比60%60%59%5

27、9%58%地面电站新增装机（GW）707694112137非地面电站占比（包括：户用、工商业分布式等）40%40%41%41%42%20192020E2021E2022E2023E跟踪支架渗透率（地面电51%59%65%69%71%站）跟踪支架新增装机量（GW）3645617797固定支架新增装机量（GW）818298112139跟踪支架单价（元/w）0.680.640.600.570.55固定支架单价（元/w）0.300.290.280.270.26跟踪支架市场空间（亿元）243288366439535YOY18%27%20%22%固定支架市场空间（亿元）244238274303361YOY

28、-2%15%10%19%合计市场空间（亿元）487526640741895YOY8%22%16%21%资料来源：CPIA，GTM，中信博招股说明书，中信证券研究部预测全球跟踪支架 CR4 约 62%，国产占比提升潜力较大。从全球跟踪支架市场份额占比来看，根据 Wood Mackenzie 数据，2019 年 CR4 约 62%，跟踪支架龙头为美国公司NEXTracker，全球市占率约 29%。国内企业中信博占比 6%，Nclave（天合光能全资子公司）占比 4%，分列五、六位。目前海外厂商仍在跟踪支架领域占据主导优势，主要系跟踪支架率先在海外市场普及，而国内应用程度仍处于早期阶段。图 6：全球

29、跟踪支架 CR4 约 62%NextrackerArray TechnologiesPV HardwareSoltec中信博Nclave（天合光能）Convert Italia其他20192018201720160%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%资料来源：Wood Mackenzie，中信博招股说明书，中信证券研究部国内领先企业有望享受“全球市场国产替代+国内市场份额集中度”提升双重红利。一方面，参考光伏其余领域国产化占比，根据 CPIA 数据，2019 年中国厂商在硅料（多晶硅）、硅片、电池、组件等领域的产量全球占比分别达 67.3%、97.4%、78.7%、

30、71.3%。随着我国跟踪支架应用普及，国内企业有望凭借产业链协同、技术及成本优势抢占全球市场份额，进一步提升跟踪支架国产占比。另一方面，过往国内光伏支架市场集中度较低，核心原因主要系过往国内市场固定支架占比较大，技术壁垒相对较低，参与企业较多。而随着国内跟踪支架渗透率持续提升，龙头企业在跟踪支架领域的技术、算法、成功项目案例等层面领先优势明显，未来市场份额集中度提升预期较强。图 7：相较光伏其余领域，光伏跟踪支架国产化提升空间较大中国产能在全球产能占比中国产量在全球产量占比120%100%80%60%40%20%0%多晶硅硅片电池片组件资料来源：CPIA，中信证券研究部光伏储能：政策引导按比例

31、配置，平价时代下装机规模有望爆发储能是可再生能源大规模发展的关键支撑技术。光伏等可再生能源发电波动性、随机性特征较为明显，波峰高发电量时会对电网的安全稳定造成较大冲击，而随机性带来的供需匹配错位容易产生严重的电量消纳问题。我国光伏弃光问题虽然在近年来得到一定程度的缓解，但在部分光伏建设重点省份仍存在弃光率较高的现象。根据国家能源局数据，2020年全国平均弃光率 2%，光伏消纳问题较为突出的西北地区弃光率达 4.8%。储能系统的核心作用在于弥补一般光伏发电系统中所缺失的“储-放”的功能，缓解光伏大规模接入电网带来的波动性，同时减少光伏弃电比率，提高电能利用率。图 8：2020 年全国平均弃光率约

32、 2%2017年2018年2019年2020年16.0%14.0%12.0%10.0%8.0%6.0%4.0%2.0%0.0%1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月资料来源：国家能源局，中信证券研究部图 9：西藏、青海、新疆等地弃光率仍较高10.0%9.0%8.0%7.0%6.0%5.0%4.0%3.0%2.0%1.0%0.0%西藏 青海 新疆 蒙西 陕西 宁夏 山西 甘肃 吉林 河北 山东 贵州 云南 蒙东资料来源：国家能源局，中信证券研究部政策引导下储能渐成标配，平价时代下国内储能装机规模有望爆发。2017 年 9 月，发改委、财政部、科技部、工信部和能源局联合印发关于促进

33、储能技术与产业发展的指导意见（简称“意见”），这是我国储能行业第一个指导性政策。按意见发展阶段规划，2021 年至 2025 年为储能产业规模化发展阶段，旨在促进储能产业形成较为完整的产业体系。顶层设计指引下，各省份亦纷纷出台相关配套政策，优先支持“光伏/风电+储能”项目建设。其中，内蒙古、山东、山西、河北、贵州等省份明确储能配置比例，分布在 5%-20%之间。新疆明确对根据电力调度结构指令进入充电状态的电量给予 0.55 元千瓦时的补偿。表 5：2021-2025 年为储能产业规模化发展的重要阶段发展阶段发展目标具体内容第一阶段（20162020）第二阶段（20212025）储能产业发展进入

34、商业化初期，储能对于能源体系转型的关键作用初步显现储能产业规模化发展，储能在推动能源变革和能源互联网发展中的作用全面展现建成一批不同技术类型、不同应用场景的试点示范项目；研发一批重大关键技术与核心装备，主要储能技术达到国际先进水平；初步建立储能技术标准体系，形成一批重点技术规范和标准；探索一批可推广的商业模式；培育一批有竞争力的市场主体。储能项目广泛应用，形成较为完整的产业体系，成为能源领域经济新增长点；全面掌握具有国际领先水平的储能关键技术和核心装备，部分储能技术装备引领国际发展；形成较为完善的技术和标准体系并拥有国际话语权；基于电力与能源市场的多种储能商业模式蓬勃发展；形成一批有国际竞争力

35、的市场主体。资料来源：国家发改委，中信证券研究部表 6：部分省份政策明确储能配置比例在 5%-20%之间省份政策支持储能方案内蒙古2020 年光伏发电项目竞争配置方案支持光伏+储能项目建设，储能配置 5%山东光宇 2020 年拟申报竞价光伏项目意见的函申报竞价光伏项目要求储能配置 20%山西关于 2020 年拟新建光伏发电项目的消纳意见新增光伏发电项目建议储能配置 15-20%关于推进风电、光伏发电科学有序发展得实施方河北案（征求意见稿）风电光伏储能配置需 10%贵州贵州省可再生能源电力消纳实施方案消纳受限地区光伏储能配置需 10%对根据电力调度结构指令进入充电状态的电新疆新疆电网发电侧储能管

36、理方法资料来源：北极星储能网，中信证券研究部量给予 0.55 元千瓦时的补偿。从储能的技术路径来看，电化学储能占据未来制高点。抽水蓄能是当前最为成熟的电力储能技术，根据 CNSA 数据，目前占全球储能累计装机规模的 90%以上。但受地理选址和建设施工的局限，抽水蓄能未来发展空间有限。相比抽水蓄能，电化学储能受地理条件影响较小，建设周期短，应用场景更为广泛。随着成本持续下降、商业化应用日益成熟，电化学储能技术优势愈发明显，逐渐成为储能新增装机的主流。预计未来随着锂电池产业规模效应进一步显现，成本仍有较大下降空间，发展前景广阔。图 10：电化学储能占比仍较低，提升空间较大185.0180.0175

37、.0170.0165.0160.0155.0150.0抽水蓄能（GW）电化学储能（GW）3.7%1.7%1.0%其他储能（GW）电化学储能占比（右轴）2016201720184.0%3.5%3.0%2.5%2.0%1.5%1.0%0.5%0.0%资料来源：CNSA，中信证券研究部光伏等可再生能源并网将成为我国电化学储能市场未来重要增长动力。根据 CNESA数据，2018 年中国电化学储能项目在电力系统的新增装机规模为 0.7GW，同比增长 465%。从应用分布上看，我国集中式可再生能源并网储能占比仅 10.7%，与全球 25.2%的占比仍存一定差距。占比较低的核心原因在于国内可再生能源储能商业

38、模式尚未完全打通，储能收益（调峰补偿收益+弃电储能收益）无法覆盖系统建设成本。当前阶段下，国家主要利用补贴政策及政策引导储能配比来推进新能源储能配置。未来随着规模化应用后带来的储能成本下降，可再生能源储能领域将迎来市场化快速发展阶段。图 11：2018 年全球集中式可再生能源并网储能占比约 25.2%图 12：2018 年国内集中式可再生能源并网储能占比仅 10.7% 13.8% 1.3%15.8%43.8%30.3%42.9%25.2%用户侧集中式可再生能源并网辅助服务电网侧16.1%10.7%电源侧用户侧集中式可再生能源并网辅助服务电网侧资料来源：CNESA，中信证券研究部资料来源：CNE

39、SA，中信证券研究部预计国内市场未来 3 年光伏储能容量需求可达 17.55GWh，存量改造长期将释放更大空间。结合目前各省份出台的政策要求，储能配置比例一般按新能源装机功率 5-20%不等，储能时长一般要求在 1-2 小时左右。我们基于新增装机配置及存量改造配置两部份来测算后续光伏储能市场需求：其中，假设新增装机部分储能配置比例 2021 年为 20%，后续逐步增长；功率配比按新增光伏装机量 15%假设；储能时长按 2 小时估计；则 2021 年至 2023年新增储能容量需求分别达 3.30/5.85/8.40GWh，三年累计约 17.55GWh。长期来看，存量改造亦将释放较大储能容量需求，

40、2020 年国内光伏累计装机量为 252GW，假设未来储能存量配置比例达 20%，功率配比及储能时长同样按照 15%及 2h 假设，则存量改造诞生的储能容量需求可达 15.12GWh。表 7：预计未来三年光伏储能容量需求达 17.55GWh国内光伏新增装机量储能装机功率充电时长储能容量（单位：GW）（单位：GW）（单位：h）（单位：GWh）2021E5520%15%1.6523.302022E6530%15%2.9325.852023E7040%15%4.2028.40年份储能配置比例功率配比资料来源：中信证券研究部测算表 8：20%配置比例下，长期存量改造配置需求达 15.12GWh2020

41、 年累计光伏装机量储能配置比例功率配比（单位：GW）储能装机功率（单位：GW）储能时长（单位：h）储能容量（单位：GWh）252资料来源：中信证券研究部测算5%15%1.8923.7810%15%3.7827.5615%15%5.67211.3420%15%7.56215.12电池组、BMS、PCS 为电化学储能系统三大核心环节。电化学储能产业链主要包括储能系设备提供商、储能系统集成商及安装商。完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）、储能变流器（PCS）以及其他电气设备构成。从成本构成的角度出发，电池组是储能系统最主要的成本构成部分，成本占比约 67%

42、；PCS用来控制储能电池组的充电和放电过程，进行交直流的变换，成本占比约 10%；BMS 主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等，成本占比约 9%；EMS 及其余电器设备等成本占比在 2%-6%之间。图 13：储能电池系统由电池组、BMS、EMS 及 PCS 构成图 14：电池组是储能系统最主要的成本构成部分%2%3% 6%10%9%67%3电池组BMSPCSEMS屏柜电缆 土建安装 升压装置资料来源：派能科技招股说明书资料来源：高工锂电官网，中信证券研究部竞争格局初步显现，锂电池龙头及逆变器龙头凭借技术、渠道优势占据先机。细分领域来看，储能电池组及 BMS 与锂电池技术同源，同时由于国内储

43、能电池在新能源并网领域应用程度仍较低，主要沿用此前动力电池产线为主，行业内锂电大厂凭借技术及产能优势将布局顺势延伸至电网侧、用户侧等储能领域。从国内竞争格局来看，根据中关村储能协会（CNESA）统计，2019 国内新增投运的电化学储能项目中，储能技术供应商（主要为电池组、BMS）出货量前三为宁德时代、海基新能源、国轩高科，其中宁德时代出货量约 386MWh，领先优势较为明显。储能逆变器与光伏逆变器技术同源，且交直流转化技术已较为成熟，预计竞争格局将保持稳定状态。根据 CNESA 数据，2019 年国内新增项目中储能逆变器出货量前三有科华恒盛、恒瑞继保等。储能系统集成商领域，由于目前储能领域处于

44、相对早期发展阶段，应用领域较广，系统集成专业化程度较低，竞争格局相对分散。根据 CNESA 数据，2019 年国内新增项目中系统集成商出货量前三有科陆电子、海博思创等。随着新能源侧储能需求逐步爆发，集成专业化程度提升，后续具备差异化渠道、技术等优势的厂商有望脱颖而出。表 9：2019 年国内新增投运项目出货量中宁德时代等处领先地位出货量排名储能技术提供商储能逆变器储能系统集成1宁德时代阳光电源阳光电源2海基新能源科华恒盛科陆电子3国轩高科南瑞继保海博思创4亿纬锂能盛弘电气库博能源5猛狮科技科陆电子猛狮科技6南都电源索英电器南都电源7中天科技昆兰新能源上海电气国轩8力神上能电气睿能世纪9圣阳电源

45、许继智光储能10比克智光储能南瑞继保资料来源：CNESA，中信证券研究部 氢能：政策持续加码，产业化拐点将至氢能在全球能源革命中扮演重要角色与传统化工燃料相比，氢能具有高含能特性、高能源转化效率及碳零排放三大优势。从含能特性来看，除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，达 142 KJ/KG，约为汽油的三倍。从能源转化效率来看，氢能可以通过燃料电池直接转变为电能，同时过程中的废能可再利用，其综合转化效率可达到 83%。从碳排放的角度来看，氢燃料电池在产生电能的过程中不会产生碳排放，可以实现良性循环。图 15：氢气燃烧热值可达 142 KJ/KG燃烧热值（KJ/KG）1

46、60140120100806040200氢气天然气汽油煤乙醇甲醇资料来源：前瞻产业研究院，中信证券研究部氢能在全球能源转型革命中扮演重要角色，燃料电池是其重要应用场景。氢既可作为清洁能源，同时也是良好的能源载体，具备清洁高效、可储能、可运输、应用场景较为丰富的特点。全球范围内，众多发达国家通过能源法案、能源战略、技术路线图等途径积极发展氢能，改变能源结构，减少对传统一次能源的依赖。梳理各国支持政策，政策着力点一方面引导供给端氢能基础设施的建设，另一方面主要以购置补贴的形式推进需求端氢燃料电池汽车的发展。政策的持续加码推动了氢能应用的快速发展，根据 E4tech 数据，2019年度全球燃料电池出

47、货量达 1129.6MW，2015 年-2019 年 CAGR 达 39.52%，其中交通运输领域需求上升尤为显著，CAGR 达 68.13%。图 16：交通领域的应用拉动燃料电池出货量快速增长资料来源：E4Tech - The Fuel Cell Industry Review 2019产业链梳理：储氢、燃料电池电堆及核心材料为突破方向氢能产业链涵盖氢能端及燃料电池端。氢能端指氢气从生产到下游应用的过程，包括氢气制取、储运、加氢站等核心环节。燃料电池端包括其上游核心材料，如双极板、膜电极及密封层等环节；中游主要为燃料电池系统集成，包括电堆及供气系统等；下游主要为燃料电池的应用场景，目前重点应

48、用方向为交通领域的燃料电池汽车。图 17：氢能产业链涵盖氢能端及燃料电池端资料来源：中信证券研究部从产业链发展的视角出发，储氢、燃料电池电堆及其核心材料为重要突破方向。从氢能端来看，氢能源作为理想的新型能源和含能体能源，制约其实用化、规模化的关键在储氢环节。储氢环节贯穿整个产业链环节，包括前端制氢、加氢环节的固定式储氢，后端的车载式储氢。目前国内以高压气态氢为主，长期参考天然气产业发展历史，以及海外当前应用情况，液氢或是未来主要技术，破局关键点在于突破技术进步带来的成本下降、液氢民用政策放开及标准的制定。储氢核心设备包括储氢罐、氢阀门等部件，目前 20 兆帕气态储氢设备已实现国产化量产，70

49、兆帕以上气态储氢设备及液氢设备高度依赖进口。随着氢能产业链产业化推进，储氢设备环节具备较强的需求放量及国产化替代逻辑。从燃料电池端来看，国内燃料电池产业链呈现自下而上发展的态势。国家层面政策补贴下游燃料电池汽车，下游需求刺激下带动中游燃料电池系统厂商蓬勃发展。而从核心技术的角度出发，根据 DOE 数据，电堆为燃料电池系统的技术核心所在，占据系统 60%的成本；而膜电极则占据电堆 60%的成本。目前国内大部分系统供应商在电堆及膜电极等关键部件主要靠海外进口或技术授权为主，部分领先企业在电堆领域已实现国产化突破，但在功率、使用寿命等关键参数较海外龙头差距仍较大。核心材料中石墨双极板和密封层已实现国

50、产化，在金属双极板、催化剂、质子交换膜和气体扩散层国产化进程仍处于早期阶段。随着政策持续加码，燃料电池正迎来产业化快速突破阶段。短期来看，绑定下游优质客户，具备较强渠道资源的燃料电池系统供应商具备较快放量的逻辑。长期来看，参考海外电堆龙头巴拉德的国际地位，预计掌握产业链核心环节关键技术的企业将具备更高的话语权和议价能力。储氢：关键设备国产化亟待突破，液氢存储技术未来可期作为氢气从生产到利用过程中的桥梁，储氢技术贯穿产业链氢能端至燃料电池端，是控制氢气成本的重要环节。目前主要储氢技术包括物理储氢、化学储氢及吸附储氢三大类别。物理储氢技术主要以单纯改变氢压力、温度等条件提高氢气密度，或通过物理吸附

51、作用将氢气储存在金属合金等储氢材料中的技术，常见的包括高压气态储氢技术及低温液态储氢技术。其中，高压气态储氢技术为目前发展最为成熟、应用最广泛的技术。液态储氢为未来重要发展方向，但目前技术主要应用于航天领域，国内民用受政策限制。化学储氢是利用储氢介质在一定条件下能与氢气反应生成稳定化合物，再通过改变条件实现放氢的技术，如有机液体储氢技术等。吸附储氢主要利用金属合金、碳材质等在不同条件下对氢的吸附属性差别来达到氢储放的效果。化学储氢及吸附储氢技术大多处于理论或早期应用阶段，目前受制于成本、储氢密度等因素尚未广泛使用。表 10：高压气态储氢为目前最为成熟的储氢技术技术类别技术原理优缺点物理储氢高压

52、气化学储氢态储氢技术低温液态储氢技术有机液态储氢技术其余化学储氢在高压条件下，将氢气压缩并注入储氢瓶中，让氢气以高密度气态形式储存将氢气压缩后冷却到-253 摄氏度以下，使之液化并存放在绝热真空储存容器中。不饱和液体有机物在催化剂作用下进行加氢反应，生成稳定化合物，当需要氢气时再进行脱氢反应。常用有机液体材料如：环己烷、甲基环乙烷、咔唑等。液氨储氢技术：将氢气与氮气反应生产液氨，将液氨作为氢能的载体进行利用。使用最广泛且技术最成熟；储氢量太少，重容比较低；受压力和储氢瓶材料影响较大，存在泄漏、爆炸等安全隐患。储氢密度高，在常温、常压下液氢的密度是气态氢的 800 倍以上。对转化技术、存储材料要

53、求较高，成本较为高昂，国内技术尚未完全成熟，仅用于航天领域，尚未实现民用。存储密度较高，通过加氢、脱氢过程可实现有机液体的循环利用，成本相对较低。但对应的加氢、脱氢装置成本较高；脱氢反应效率较低且易发生副反应使氢气纯度不高；需燃烧少量有机化合物，非 “零排放”。液氨燃烧产物为氮气和水，对环境无害且液氨的储存条件较为温和。极少量未分解液氨混入氢气中便会对燃料电池造成较大污染。甲醇储氢技术：将一氧化碳与氢气在一定核心原材料 CH3OH 来源广泛，应用的经济性好，节能减排效果明吸附储氢金属合金储氢碳质材料储氢条件下反应生成液体甲醇，将其作为氢能的载体进行利用。利用吸氢金属和对氢不吸附的金属制成合金晶

54、体，通过改变条件来实现储氢或放氢。常用的金属合金如 Mg2Ni、FeTi 等。利用碳质材料在一定温度、气压条件下对氢的吸附能力较强的特点来实现储氢。常见的材料如活性炭、石墨纳米纤维、碳纳米纤维等。显；常温常压即可存储，运输方便。但技术尚未完全成熟。相同体积下，固态低压合金储氢装置，压力降低为高压气瓶的 1/7，有效储存的氢气质量为高压气瓶的 3 倍。技术尚未完全成熟。吸附能力较强，储氢质量密度较高，可达 6%-12%之间；质量较轻，易脱氢。技术处于早期阶段，机理认识不完全；制备过程较复杂、成本较高资料来源：储能科学与技术储氢技术研究现状与展望（李璐伶，樊栓狮，陈秋雄，杨光，温永刚），中信证券研

55、究部高压气态储氢技术目前应用最为广泛，核心设备为高压气态储氢瓶。高压气态储氢技 术是指在高压条件下将氢气压缩并注入储氢瓶中，以高密度气态形式储存氢气的一种技术。储氢瓶的工作压力大多设定为 35-70MPa，主要系氢气质量密度在 3040MPa 时增加较快，压力 70MPa 以上时密度变化较小。储氢瓶根据其材料不同主要分为四种类型：纯钢制金属瓶(I 型)、钢制内胆纤维缠绕瓶(II 型)、铝内胆纤维缠绕瓶(III 型)和塑料内胆纤维缠绕瓶(IV 型)。I 型、II 型受制于钢的“氢脆”问题，容易在钢制瓶胆内部形成细小裂纹，因此主要应用在固定式储氢场景。III 型、IV 型瓶由内胆、碳纤维强化树脂层

56、及玻璃纤维强化树脂层组成，单位质量储氢密度有所提高，同时“氢脆”问题有所缓解，因此车载储氢领域主要以 III 型及 IV 型瓶为主。目前海外已实现 70MPaIV 型瓶的车载应用，国内应用较为成熟为 35MPa III 型瓶，70MPaIII 型瓶处于推广应用阶段，IV 型瓶仍处于开发阶段。表 11：目前国内 35MPaIII 型瓶应用已较为成熟I 型II 型III 型IV 型钢制内胆材料纯钢制金属瓶外层缠绕玻璃纤维复合材料铝制内胆外层缠绕 CFRP塑料内胆外层缠绕 CFRP工作压力17.520MPa26.330MPa3070MPa70MPa 以上重容比（kg/L）寿命15 年15 年1520

57、 年1520 年成本低中等最高高应用场景固定式固定式车载式车载式0.91.30.60.950.3510.30.8资料来源：北京市氢燃料电池发动机工程技术研究中心，中科院宁波材料所，中信证券研究部表 12：国内以 III 型瓶为发展重点，IV 型瓶尚处于研发阶段类型国内现状国外现状主要企业III 型瓶是我国发展重点，已开发 35MPa、型型70MPa 两种类型瓶，技术和产品已经较为成熟，35MPa 已广泛应用。70MPaIII 型瓶的使用标准已经在 2017 年发布的车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶中有所规定，并开始小范围的使用。处于研发阶段，面临工艺落后、碳纤维、数值性能不高、标准缺失等问题

58、III 型瓶技术成熟，车用主要以 IV 型瓶为主已研制成功多种型号规格的纤维全缠绕高压储氢气瓶，制造技术较为领先富瑞特装、中材科技、天海工业、科泰克、斯林达Hexagon、 Quantum、通用、丰田、 Dynetek资料来源：中科院宁波材料所，中信证券研究部碳纤维复合材料为储氢瓶核心材料，在 III 型、IV 型瓶中成本占比超 75%。III 型和 IV型瓶中主要利用 CFRP 作为主承力结构材料，CFRP 轻质高强特性可带来更高的工作压力、使用寿命，同时可有效降低重容比，但其生产成本也较 I、II 型瓶提升一倍左右。从成本构 成的角度来看，根据中科院宁波材料所数据，以储氢质量为 5.6kg

59、 的 35MPa、70MPa 高 压储氢 IV 型瓶成本构成为例，成本构成最大的三项依次为碳纤维复合材料、阀门、调节器， 分别占比为 77%-78%、8%、6%。从供应链格局来看，目前国内大部分高压储气瓶生产 企业所用碳纤维以国外产品为主，全球市场由东丽、东邦、三菱丽阳三家企业主导，国内 碳纤维材料已实现一定技术突破，在体育产品、风电叶片等领域应用相对成熟，高压容器 领域应用较少。氢阀方面，35MPa 气氢阀已实现国产化配套，但核心产品寿命及稳定性方 面仍需提高；70MPa 以上配套氢阀处于设计研发阶段，系统阀门均依赖进口。液氢阀技术 发展更为早期，目前国内处于空白阶段。282, 8%154,

60、 4%2721,78%图 18：35MPa 高压储氢 IV 型瓶中碳纤维材料成本占比约 77%图 19：70MPa 高压储氢 IV 型瓶中碳纤维材料成本占比约 78%18, 1%101, 3% 36, 1% 160, 6%226, 8%130, 4%2194,77%18, 1%79, 2%36, 1% 200, 6%氢气平衡储罐BOP组装检查调节器阀门其余系统碳纤维复合材料氢气平衡储罐BOP组装检查调节器阀门其余系统碳纤维复合材料资料来源：中科院宁波材料所，中信证券研究部注：假设储氢质量为 5.6kg，碳纤维选取日本东丽 T700S 纤维资料来源：中科院宁波材料所，中信证券研究部长期来看，低温