锂电储能行业研究：行业迎拐点产业链受益时代趋势

锂电储能行业研究：行业迎拐点，产业链受益时代趋势核心观点：全球碳中和背景下，储能行业迎发展拐点为抵御全球气候变暖，越来越多的国家提出碳中和目标。根据

ClimateNews，当

前约有

28

个国家提出碳中和时间节点。中国在

2020

年

9

月的第

75

届联合国大

会上进一步明确

2030

年前碳达峰、2060

年前碳中和的目标。实现碳中和的关键

是转换能源结构，提升非化石能源的发电比例。根据

IEA预测，全球光伏和风能

在总发电量中的占比将从目前的

7%提升至

2040

年的

24%。电力消费结构的改

变使得储能的必要性越来越强：（1）可再生能源如光伏和风电具有明显的季节性

和波动性，其发电占比提升势必影响电力系统的稳定。尤其是许多发达国家电网

设施相对陈旧，无论是电网侧还是用户侧，配备储能可以确保电网的稳定性。

（2）随着可再生能源占比越来越高，弃风弃光现象将越来越严重，可再生能源

发电端配备储能可以增加发电时长，减少弃风弃光率。（3）用户侧光伏+储能经

济性将明显提升。我们认为未来

1-3

年可以看作是全球电化学储能市场即将高速

增长的拐点之年。锂电储能蓄势待发，行业空间广阔电化学储能容量大、响应快，最具发展潜力。我们预计

2021-2023

年全球锂电池

储能新增装机将分别达

42.58/77.32/104.50GWh，年均复合增速为

56.65%，其中

分布式光伏配储能新增装机分别为

21.20/37.21/53.89GWh，年均复合增速为

59.44%；全球集中式风光配储能新增装机分别为

7.00/13.87/20.30

GWh，年均复

合增速为

70.26%。国内产业链最为受益，看好核心系统公司与优秀锂电龙头

电化学储能市场空间广阔，吸引产业链各方公司参与其中。我们认为不同的应用

场景对公司的要求并不相同：（1）户用储能具备较强的消费属性，因此渠道和品

牌优势更加重要，而渠道和品牌通常掌握在终端系统集成商手中，此外户用储能

产品对硬件的价格等敏感性较低，因此在户用储能市场，我们更看好核心系统提

供商。（2）集中式大型储能项目对电池的寿命和成本要求高，且单个项目所用锂

电池数量较多，对锂电池制造的一致性要求更高，锂电池制造商在制造和成本控

制方面更有优势，因此在集中式大型储能项目中，我们认为具有锂电池制造背景

的企业将在竞争中脱颖而出。总体看，在全球市场中，国内锂电池厂已经进化出

成熟的技术路线以及强大的成本控制能力，是全球锂电储能市场最有力的竞争

者，国内锂电产业链将充分受益全球电化学储能行业的高速发展。1、

锂电储能蓄势待发，行业空间广阔1.1、

电化学储能容量大、响应快，最具发展潜力储能在电力系统的发输配用的各环节皆有作用。储能作为电力储存装置，用来平衡

电能在时间上的供需关系，在电力系统中的角色是遍布于发电侧、输配电侧以及用

户侧的调节剂，且不可或缺。具体来说，储能在电力系统中的作用是解决电力的供需

时差（调峰）以及平滑风光等新能源的输出功率（调频）。调峰的主要作用是提高项

目经济性，调频的主要作用是维持电网稳定。以锂电池为代表的电化学储能最具发展潜力。储能技术有抽水蓄能、电化学储能、

压缩空气储能、熔融盐储能、飞轮储能等。抽水蓄能由于价格低、容量大，在当前储

能市场占据绝对优势位置（2019

年全球储能累计装机中有

93.4%是抽水蓄能）。但近

年来，新能源车行业高速发展导致锂电池成本的快速下降，以锂电池技术为主的电

化学储能装机呈现高增长（2019

年全球新增储能中电化学储能占比

72.36%）。原因

在于电化学储能相对于抽水蓄能而言，地理条件约束小、可补偿系统的高频率功率

波动。1.2、

国内与海外市场殊途同归，电化学储能必要性凸显电化学储能的应用场景有发电侧、输配电侧与用户侧，其中发电侧与输配电侧储能

装机相对较大，归为集中式储能，用户侧一般为户用和工商业储能，装机相对较小，

归为分布式储能。国内和海外储能市场应用场景并不完全重叠。近年来全球和国内电化学储能装机均

开启高增长模式，且国内增速与全球增速基本保持一致，但细分到不同应用场景的

装机，国内和海外表现出明显不一致的发展趋势，原因在于国内和海外的电力市场

定价机制以及储能补贴政策不同。（1）海外电化学储能新增装机来源主要是用户侧（户用+工商业）的分布式储能，

根据

IHS-Market，2016-2019

年全球电表后（用户侧）储能新增装机占比

33%/

42%/37%/46%，呈持续提升趋势。（2）国内电化学储能新增装机主要来自于集中式储能，即发电侧和电网侧。根据

CNESA数据，

2018-2020

年

国

内

可

再

生

能

源

并

网

配

储

能

新

增

装

机

占

比

为

11.3%/17.0%/34.6%，发电侧辅助服务配储能新增装机占比为

17.4%/20.0%/25.7%，电

网侧配储能新增装机占比为

32.0%/19.0%/37.8%。1.2.1、

用户侧：海外市场经济性和必要性更为突出用户侧主要指家庭用和工商业用，储能在用户侧的作用主要是：（1）提升供电可靠

性；（2）降低电费；（3）利用峰谷电价差进行套利。基于以上三点思考，用户侧储能

在供电系统不稳定、高电费以及峰谷电价差高的地区更具必要性。用户侧储能可以提升供电可靠性。供电系统不稳定的国家有电力系统较为老旧的发

达国家，也有电力系统尚不完善的发展中国家，其中美国相对典型。美国近年来频发

大规模停电限电事故，原因在于：（1）美国电力调度中心相对分散，各个调度中心之

间彼此交流有限，难以应对区域电力供需不平衡事件，而且电网发展规划杂乱无序

且破碎，各电网不同电压等级之间电磁环网方式运行，容易引起连锁反应，导致大面

积停电事故；（2）美国电网设施相对老旧，根据美国能源部数据，美国

70%的输电

线路和电力变压器运行年限在

25

年以上，60%的断路器运行年限超过

30

年，而且由

于政治体制的原因，美国不愿意投资建设新的电力设备。在此背景下，居民或工商业

用户配备储能系统将能确保用电稳定。用户侧储能可以降低电费。从

2019

年全球主要国家居民平均用电电价来看，发达国

家的居民用电普遍远高于中国，德国、意大利等居民电价超过

2

元/度。且从德国电

价结构来看，随着可再生能源发电占比增长，海外电费价格逐年上升。用户侧配储能

可以降低居民或者工商业用户的电费开支。在高电价及供电不稳定的地区，用户侧配储能的必要性凸显，但是经济性成为制约

因素。虽然近年来锂电池成本快速下降，但初装成本依然较高，特斯拉

Powerwall目

前的安装成本为

12000

美元（包括

1

块电池的成本

7500

美元和网关+安装费

4500

美

元），因此为提高用户侧储能的经济性，海外多国出台初始购置补贴和投资税收减免

政策。1.2.2、

发电侧储能：国内多省出台政策要求新能源配置储能发电侧储能主要指风电或光伏配置储能，由于可再生能源如光伏和风电具有明显的

季节性和波动性，其发电占比提升势必影响电力系统的稳定，储能作为存放电力的

装置，可以平衡电能在时间上的供需关系，维持电能供需平衡及电网稳定。发电侧配储能可以平抑可再生能源波动。以风电为例，风电场的的原始输出功率具

有间歇性、波动性等不稳定因素，若直接并入电网会对电网造成冲击，影响电网的电

能质量。故需使用储能系统对此功率进行平抑，避免对电网正常运行造成影响。储能

系统能够快速响应的特性，大功率地吞吐能量，削减功率的偏差，从而满足电力系统

对风电功率的要求。储能可以实现“削峰填谷”，提高发电利用小时数，有效解决弃风弃光问题且提高电

站收益。以光伏电站配备储能为例，光伏发电输出功率受限时，将多余能量存入储能

电池；光伏发电输出功率不受限时，将储能电池能量输出电网。国内多地纷纷出台储能支持政策。当前国内对可再生能源侧配储能的支持政策较多，

多个地方政府优先建设可再生能源配储能项目，要求储能项目配置率在

10%-20%之

间，储能时长不低于

2

小时。此外，青海省进一步明确了发电并网补贴，指出两年内

给予自发自储设施发售电量

0.10

元/kWh的运营补贴，进一步刺激新能源配储能的积

极性。1.2.3、

电网侧储能：火储调频具备经济性中国电网的频率是

50Hz，当电网输出有功小于负荷需求有功时，系统频率会降低。

反之，当电网输出有功大于负荷需求有功时，系统频率会升高。系统有功功率不平衡

是产生频率偏差的根本原因。我国电力系统的正常频率偏差允许值为±0.2Hz，当系统

容量较小时，频率偏差值可以放宽到±0.5Hz。频率下降时，火电机组的汽轮机叶片的

振动变大，影响使用寿命，甚至产生裂纹而断裂。频率上升时，转速增加转子的离心

力增大，对机组的安全运行不利，因此需要通过一定调节实现供需平衡。目前国内电力市场仍以传统能源火电、水电、燃电为主。煤电机组、燃气机组以及水

电机组虽然具有一定的自身调节能力，但是由于机械质量的存在，轴系统旋转过程

中存在不可避免的转动惯量。同时，由于机械精度和控制精度的原因，调频总体表现

为调节延迟、偏差（超调和欠调）等。最新发展起来的储能技术采用电力电子技术进

行控制，响应速度快，控制精度高，功率外特性好，是优质的调频资源。电化学储能项目近年来逐步介入到

AGC辅助调频领域，主要是因为电化学储能具

有响应快、短时功率吞吐能力强、精度高的特点。其调频效果是水电机组的

1.7

倍，

燃气机组的

2.5

倍、燃煤机组的

20

倍以上。以火储调频项目为例，火电厂加装储能

的调频效果，主要由机组综合性能指标

K值来体现，而

K值主要受响应速度

K1、

调节速率

K2、调节精度

K3

决定。调频补偿=调频任务值×K值×调频补偿费用，因

此

K值越高，补偿收益越好。当前国内各省对调频市场定价较为明确，因此成为近几年电化学储能的增长点之一。

各省对储能

AGC的调频价格为

0-15

元/MWh不等。2、

全球碳中和背景下，储能行业迎发展拐点为抵御全球气候变暖，越来越多的国家提出碳中和目标。2016

年

4

月，《巴黎气候协

定》正式签署，其核心目标是将全球气温上升控制在远低于工业革命前水平的

2

摄

氏度以内，并努力控制在

1.5

摄氏度以内，当时约有

170

多个国家签署该项协定，并陆续提出实现“碳中和”的时间表。中国在

2020

年

9

月的第

75

届联合国大会上进

一步明确

2030

年前碳达峰、2060

年前碳中和的目标。实现碳中和的关键是转换能源结构，提升非化石能源的发电比例。根据

IEA预测，

全球光伏和风能在总发电量中的占比将从目前的

7%提升至

2040

年的

24%。全球电

力消费结构的改变在多个方面影响电力市场，并为储能带来市场。（1）可再生能源如光伏和风电具有明显的季节性和波动性，其发电占比提升势必影

响电力系统的稳定。尤其是许多发达国家电网设施相对陈旧，无论是电网侧还是用

户侧，配备储能可以确保电网的稳定性。（2）随着可再生能源占比越来越高，弃风弃光现象将越来越严重，可再生能源发电

端配备储能可以增加发电时长，减少弃风弃光率。（3）未来用户侧光伏发电成本将进一步降低，与其他电力成本相比优势将更加明显，

我们预判用户侧光伏+储能项目的经济性将更加凸显。因此我们认为在多国实现碳中和目标的过程中，全球电化学储能的必要性凸显。此

外，国内外近两年出台多项补贴政策提高经济性，因此未来

1-3

年可以看作是全球电

化学储能市场即将高速增长的拐点之年，我们对全球电化学储能市场空间的测算如

下：（1）用户侧用户侧储能的成熟应用场景主要为家用储能、工商业储能及通信基站的备用电源，

其中前两者通常与光伏装机相配合，根据分布式光伏装机量测算出到

2023

年，全球

分布式光储项目年新增装机或达

53.89GWh，年均复合增速达

59.44%。而后者测算

如下：单个

5G通信基站所需电池包的平均电量假设为

11.67kWh，根据当前

5G通

信基建设进展以及原有基站的

7-8

年更换周期，预计

2021-2023

年，5G基站累计需

要锂电池

63.99GWh。（2）发电侧根据各个地方政府对储能项目的要求，我们假设新能源项目的储能配置率为

20%、

配置时长

2

小时，则到

2023

年全球风光配储能项目新增装机将达

20.30GWh，年均

复合增速达

70.26%。（3）电网侧目前国内装机最多的调频项目为火储调频。火储调频项目通常按照机组额定出力的

3%、电池容量按照

0.5h配置。据此测算，到

2023

年，火储联合调频项目的全球火

储调频项目对锂电池年需求量将达

2.66GWh，年均复合增速为

16.32%。3、

国内产业链最为受益，看好核心系统公司与优秀锂电龙头电化学储能市场空间广阔，吸引产业链各方公司参与其中。相关公司的背景大致可

以分为三类：（1）消费、动力锂电池龙头，如宁德时代、LG化学、三星

SDI、亿纬

锂能、南都电源等；（2）逆变器龙头，如阳光电源、锦浪科技、固德威等；（3）光伏

或新能源车终端应用龙头特斯拉、比亚迪、Sonnen等。从各家目前涉足的储能业务来看，比亚迪、宁德时代、LG化学、三星

SDI对全产业

链进行了深度布局。而派能科技、ATL、亿纬锂能等目前主要涉及锂电池制造环节；

阳光电源布局除锂电池之外的所有业务，其锂电池采购自三星

SDI、宁德时代等企

业；固德威目前在储能业务主要做储能变流器；特斯拉、Sonnen等尚未布局硬件环

节，重点在于系统集成环节。（1）锂电池背景企业宁德时代为全球动力锂电池龙头，早在

2011

年公司成立之初开始涉及大型锂电储能

领域。公司动力锂电池技术全球领先，自

2018

年以来，公司先后与福建闵投、科士

达、国网综能、易事特等公司成立子公司，弥补储能逆变器、系统集成等短板。2020

年，国内规模最大的电网侧站房式锂离子电池储能电站---福建晋江储能电站试点项

目一期（30MW/108MWh）启动并网，宁德时代负责整个储能系统的系统集成（电池

系统+PCS+EMS），电池单体循环寿命可达

12000

次。公司储能产品技术路线为磷酸

铁锂技术路线。LG化学在储能领域全方位布局，在用户侧、发电侧和电网侧皆有产品，LG化学储能电池采用三元路线。集中式储能系统方面，根据公司官网数据，截至

2020

年，公

司在全球累计安装约

11GWh的集中式储能产品。户用储能系统方面，公司

2019

年

在全球自主品牌家用储能产品出货排名第二位，市占率为

11%。比亚迪

2008年成立储能业务板块，定位储能系统集成商，提供全方位技术解决方案。

公司在储能产业链全方位布局，拥有

25

年电池研发和生产经验、15

年

PCS研发经

验以及

12

年的整体解决方案经验。在美国、欧洲、澳洲等多个区域获得技术认证。ATL

是消费锂电池龙头，在软包钴酸锂电池深耕多年，对软包技术理解深刻。近年

来通过旗下子公司东莞新能安大力布局储能锂电池业务，其储能锂电池的技术路线

为软包磷酸铁锂。目前只涉及家用储能市场。亿纬锂能是锂原电池、消费锂电池、动力锂电池龙头，目前在储能用锂电池领域全面

布局，在家用储能、通信基站备用电源、AGC储能调频市场皆有布局。技术路线方

面，与公司在动力电池领域策略类似，进行全方位布局。派能科技成立于

2009

年，早期依托大股东中兴新提供的平台生产通信备电产品，随

后逐步渗透户用储能、电网级储能用锂电池业务。公司目前定位为软包磷酸铁锂电

池系统提供商，下游客户涵盖

Sonnen、SegenLtd、EnergyS.R.L.等海外知名户用储

能系统集成商。南都电源是一家成立于

1994

年的老牌铅酸企业。早在

2008

年就开始涉及储能电池

及系统集成技术研发，储能业务模式主要为设备产销+EPC。公司在

2016-2018

年参

与的储能项目以用户侧储能为主，2018

年逐步转向电网侧与发电侧储能，电池技术

路线也逐步转向锂电池。（2）PCS背景企业

阳光电源以

PCS起家，并有多年光伏电站运营经验。2006

年，公司自主研发的储能

变流器

SC50

首次应用于工业储能系统，由此开始涉足储能业务。2015

年，公司与

三星

SDI合资设立两家子公司三星阳光与阳光三星，开始加码锂离子电池储能系统

业务，其中，三星阳光定位于做

PACK，阳光三星定位于做系统集成与市场。公司储

能客户以电网侧居多，相应的储能系统以中型为主。截至

2019

年底，阳光电源参与

的全球重大储能系统项目超过

900

个，北美工商业储能市场份额超过

15%，澳洲户

用光储系统市占率超

10%。固德威主营业务为光伏并网逆变器和光伏储能逆变器。在储能逆变器业务上，公司

重点开发户用光储系统用逆变器，先后推出

MS系列、EH系列、SMT系列产品。根

据伍德麦肯锡数据，公司储能逆变器在全球户用储能市场市占率排第一位，达到

15%。

近两年公司开始考虑布局储能锂电池：2019

年，固德威（持股

49%）与沃太能源（持

股

51%）合资建设子公司固太HYPERLINK"/S/SH000941?from=s