2023抽水蓄能行业专题研究报告

抽水蓄能行业专题研究报告2023抽水蓄能行业专题研究报告2023年6月30日核心观点抽水蓄能：目前最成熟且装机量最大的储能技术未来空间：“十四五”装机目标翻倍增长62/120GW倍。产业链：机电设备价值量最大，整体格局集中核心观点抽水蓄能：目前最成熟且装机量最大的储能技术未来空间：“十四五”装机目标翻倍增长62/120GW倍。产业链：机电设备价值量最大，整体格局集中26%风险因素：规划投资规模落实不及预期；储能配套需求不及预期；电价机制执行不及预期；其他储能技术路径发展超预期。投资建议：建议关注重点环节：抽水蓄能电站设计龙头中国电建等，水轮发电机组供应商东方电气、哈尔滨电气、浙富控股等。2CONTENTS目录抽水蓄能：目前最成熟且装机量最大的储能技术未来空间：预计“十四五”装机目标翻倍增长CONTENTS目录抽水蓄能：目前最成熟且装机量最大的储能技术未来空间：预计“十四五”装机目标翻倍增长产业链：机电设备价值量最大，整体格局集中3抽水蓄能：目前最成熟且装机量最大的储能技术原理：电能与水的重力势能之间的相互转换规模：2021抽水蓄能：目前最成熟且装机量最大的储能技术原理：电能与水的重力势能之间的相互转换规模：2021年全球新增装机1300MW，占储能装机规模的86.2%对比：优在安全+低成本，劣在地理受限+建设周期长4抽水蓄能：电能与水的重力势能之间的相互转换抽水蓄能工作原理抽水蓄能电站由上下水库、引水系统、电厂和机组等构成。在电力负荷低谷时，利用多余电能将下水库中的水抽到上水库储存起来，将电能转化为水的重力势能；在电力负荷高峰时放水发电，将势能转化为电能。 宁海抽蓄能三维示抽水蓄能：电能与水的重力势能之间的相互转换抽水蓄能工作原理抽水蓄能电站由上下水库、引水系统、电厂和机组等构成。在电力负荷低谷时，利用多余电能将下水库中的水抽到上水库储存起来，将电能转化为水的重力势能；在电力负荷高峰时放水发电，将势能转化为电能。 宁海抽蓄能三维示图 抽水蓄电站图 资料来源：HydroTasmania资料来源：广东省水力发电工程学会5规模：2021年全球新增装机1300MW，占储能装机规模的86.2%国内外抽水蓄能电站发展现状2021年，我国已有在运抽水蓄能电站项目40座，装机容量达36.39GW；在建项目48座，装机容量达61.53GW，已建和在建装机规模均为世界第一。从装机区域分布看，目前我国抽水蓄能电站主要分布在华东、南方、华北地区，未来建设重点将在华东、华北和华南地区。2021年，抽水蓄能新增装机占储能装机规模的86.2%，仍然占据主导地位。另外储能装机规模的12.2%由新型储能贡献，主要包括电池、飞轮、压缩空气等。 站装容量（MW） 抽水蓄装机占比 抽水蓄能新型储能熔融盐储热中国全球占比030%1.6%12.2%25%20%15%10%5%0%86.2%6我国已建/在建抽水蓄能区域情况（万KW）规模：2021年全球新增装机1300MW，占储能装机规模的86.2%国内外抽水蓄能电站发展现状2021年，我国已有在运抽水蓄能电站项目40座，装机容量达36.39GW；在建项目48座，装机容量达61.53GW，已建和在建装机规模均为世界第一。从装机区域分布看，目前我国抽水蓄能电站主要分布在华东、南方、华北地区，未来建设重点将在华东、华北和华南地区。2021年，抽水蓄能新增装机占储能装机规模的86.2%，仍然占据主导地位。另外储能装机规模的12.2%由新型储能贡献，主要包括电池、飞轮、压缩空气等。 站装容量（MW） 抽水蓄装机占比 抽水蓄能新型储能熔融盐储热中国全球占比030%1.6%12.2%25%20%15%10%5%0%86.2%6我国已建/在建抽水蓄能区域情况（万KW）对比：优在安全+低成本，劣在地理受限+建设周期长抽水蓄能容量大、安全性高、度电成本低相对于其他储能技术而言，抽水蓄能的单体项目容量最大，能够担任大规模储能主力，应用于削峰填谷、黑启动等。同时抽水蓄能的单体项目寿命最长，一般在50年以上，较长的寿命摊薄了项目的度电成本。根据我们模型测算，在初始投资6000元/kW、运营年限50年的基本假设下，辅以折现率7.3%的假设，抽水蓄能的度电成本为0.27元/kWh，是现阶段度电成本最低的储能解决方案。 抽水蓄与其能技术点对比 储能技术度电成本对比 机械储能电磁储能电化学储能抽水蓄能压缩空气飞轮储能超级电容超导储能循环数百万次5-20年>50年>25年20年左右10年左右寿命容量大、技能量密度大、术成熟、性容量大、寿命长功率密度大、功率密度响应速度快优点应用灵活价比高、寿命长寿命长大响应速度慢、转换效率低、容量小、技术不成熟、成本高容量小、自放电损耗成本高、安全性问题建设周期长、响应速度慢、容量小、放缺点电时间短选址十分有限选址要求高分布式、削峰填谷、调频削峰填谷、调频、黑启动试验性阶段UPS、调频应用削峰填谷调频7对比：优在安全+低成本，劣在地理受限+建设周期长抽水蓄能容量大、安全性高、度电成本低相对于其他储能技术而言，抽水蓄能的单体项目容量最大，能够担任大规模储能主力，应用于削峰填谷、黑启动等。同时抽水蓄能的单体项目寿命最长，一般在50年以上，较长的寿命摊薄了项目的度电成本。根据我们模型测算，在初始投资6000元/kW、运营年限50年的基本假设下，辅以折现率7.3%的假设，抽水蓄能的度电成本为0.27元/kWh，是现阶段度电成本最低的储能解决方案。 抽水蓄与其能技术点对比 储能技术度电成本对比 机械储能电磁储能电化学储能抽水蓄能压缩空气飞轮储能超级电容超导储能循环数百万次5-20年>50年>25年20年左右10年左右寿命容量大、技能量密度大、术成熟、性容量大、寿命长功率密度大、功率密度响应速度快优点应用灵活价比高、寿命长寿命长大响应速度慢、转换效率低、容量小、技术不成熟、成本高容量小、自放电损耗成本高、安全性问题建设周期长、响应速度慢、容量小、放缺点电时间短选址十分有限选址要求高分布式、削峰填谷、调频削峰填谷、调频、黑启动试验性阶段UPS、调频应用削峰填谷调频7未来空间：预计“十四五”装机目标翻倍增长规模：我国抽水累计装机36.39GW空间：未来空间：预计“十四五”装机目标翻倍增长规模：我国抽水累计装机36.39GW空间：2025/2030年装机目标62/120GW，累计装机量提升3倍复盘：此前政策协调性和价格激励不足为主要制约催化：政策面改善推动抽水蓄能加速发展8规模：我国抽水累计装机36.39GW截至2021年底，我国抽水蓄能装机容量达36.39GW。根据中电联《中国电力行业年度发展报告》，截至2021年底，我国抽水蓄能装机容量达36.39GW，未达到“十三五”规划的40GW目标。理论上，远期装机规模可达1600GW，实际是否可行尚待观察。在2020年12月启动的新一轮抽水蓄能中长期规划资源站点普查中，综合考虑地理位置、地形地质、水源条件、水库淹没、环境影响、工程技术条件等因素，共普查筛选出资源站点1500余个，总装机规模达1600GW，目前装机仅为36GW，纳入规划的站点资源总量814GW，未来空间充足。 与全球新增抽水蓄能装机(GW) 年我储能计装量分占比 中国抽蓄能容量与速 中国全球占比中国装机量（GW）YoY抽水储能其他锂离子电池铅酸电池液流电池其他7140%403525%6120%20%5100%3025201.2%480%15%11.2%360%0.7%0.1%0.4%10%12.5%1510586.3%240%5%120%00%00%2011201220132014201520162017201820192020202120122013201420152016201720182019202020219规模：我国抽水累计装机36.39GW截至2021年底，我国抽水蓄能装机容量达36.39GW。根据中电联《中国电力行业年度发展报告》，截至2021年底，我国抽水蓄能装机容量达36.39GW，未达到“十三五”规划的40GW目标。理论上，远期装机规模可达1600GW，实际是否可行尚待观察。在2020年12月启动的新一轮抽水蓄能中长期规划资源站点普查中，综合考虑地理位置、地形地质、水源条件、水库淹没、环境影响、工程技术条件等因素，共普查筛选出资源站点1500余个，总装机规模达1600GW，目前装机仅为36GW，纳入规划的站点资源总量814GW，未来空间充足。 与全球新增抽水蓄能装机(GW) 年我储能计装量分占比 中国抽蓄能容量与速 中国全球占比中国装机量（GW）YoY抽水储能其他锂离子电池铅酸电池液流电池其他7140%403525%6120%20%5100%3025201.2%480%15%11.2%360%0.7%0.1%0.4%10%12.5%1510586.3%240%5%120%00%00%2011201220132014201520162017201820192020202120122013201420152016201720182019202020219空间：2025/2030年装机目标62/120GW，累计装机量提升3倍2025/2030年装机目标62/120GW，“十四五”规模将达亿千瓦级，装机规模加快。根据国家能源局发布的《抽水蓄能中长期发展规划年）》，到2025年投产总规模达空间：2025/2030年装机目标62/120GW，累计装机量提升3倍2025/2030年装机目标62/120GW，“十四五”规模将达亿千瓦级，装机规模加快。根据国家能源局发布的《抽水蓄能中长期发展规划年）》，到2025年投产总规模达62GW+，2030年达～年5年按照水电总院、中国水力发电工程学会抽水蓄能行业分会发布的《抽水蓄能产业发展报告2021》报告，预计2022年投产9GW，至2022年底，总装机容量达到45GW。“十四五”期间建设数量超过200个，规模跃升至亿千瓦级。根据每千瓦造价6000元计算，“十四五”“十五五”投资额分别为1900亿、3480亿元，合2021-2025年平均每年380亿元。国家电网、南方电网规划2025年投产25GW，2030年投产128GW，高于国家目标。 抽水蓄“十”“十五”目标 年）》 10储备项目2473.05中长期规划布局重点实施项目340个，总装机容量约4.21亿千瓦。62GW以上20GW左右2035年：形成抽水蓄能现代化产业，培育形成一批抽水蓄能32.49GW技术水平显著提高：机组制造规划保证发展目标存在问题发展现状复盘：此前政策协调性和价格激励不足为主要影响因素历史上，抽水蓄能装机规模不及规划，政策协调性不足和价格激励不足是主要制约因素。根据“十三五”规划，到2020年抽水蓄能装机目标40GW，但截至2020年实际装机量32.49GW，“十二五”规划2015年装机30GW，实际装机量为23.05GW，未完成装机目标。政策协调性：复盘：此前政策协调性和价格激励不足为主要影响因素历史上，抽水蓄能装机规模不及规划，政策协调性不足和价格激励不足是主要制约因素。根据“十三五”规划，到2020年抽水蓄能装机目标40GW，但截至2020年实际装机量32.49GW，“十二五”规划2015年装机30GW，实际装机量为23.05GW，未完成装机目标。政策协调性：抽水蓄能电站建设周期为6-8年，刚性建设周期下，5年一次的大型规划灵活性不足，抽水蓄能建设与电力系统规划缺乏协调，部分项目等待核准时间拖长，导致实际难以符合规划。价格激励：2014年发改委提出两部制电价，但由于电力辅助服务市场并不完善，受制于抽水效率，电量电价激励不足，实际中两部制电价难以落实，2016和2019年发改委两次发文规定抽水蓄能电站成本不纳入输配电成本，抽蓄成本疏导不畅、利润空间不足，建设速度大幅减慢。 发改委号文《于进一完善蓄能价形成的意见》 容量电价 电量电价 11以竞争性方式形成电量电价在电力现货市场运行的地方，抽水电价、上网电价按现货市场价格及规则结算。在电力现货市场尚未运行的地方，抽水蓄能电站抽水电量可由电网企业提供，抽水电价按燃煤发电基准价的75执行。鼓励委托电网企业过竞争性招标方式采购，抽水电价按中标电价执行。完善容量电价核定机制电站经营期按40年核定，经营期内资本金内部收益率按6.5核定。电价对应的容量电费由电网企业支付，纳入省级电网输配电价回收。的价值回收其他成本并获得合理收益体现提供调峰服务的价值回收抽水、发电的运行成本催化：政策面改善推动抽水蓄能加速发展政策推动选点规划加快，两部制电价实施方案落地，抽水蓄能利润空间打开。2022年4月，国家发改委、能源局发布通知，要求各省发改委、能源局按照能核尽核、能开尽开的原则，加快推进2022年抽水蓄能项目核准工作，确保2022年底前核准一批项目，并做好与“十四五”后续年度核准工作的衔接。2021年4月，国家发改委发布《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》，明确两部制价格机制的执行，容量电费回收的多种途径。此举打开抽水蓄能电站的利润空间，调动了社会资本参与建设的积极性。••摘要内容时间政策按照能核尽核、能开尽开的原则，加快推进2022年抽水蓄能项目核准工作，确保2022年底前核准一批项目，并做好与“十四五”后续年度核准工作的衔接，促进抽水蓄能又好又快大规模高质量发展。国家发展改革委、国家能源局部署加快”十四五”时期抽水蓄能项目开发建设2022年4月建设进度加快推进抽水蓄能电站建设，实施全国新一轮抽水蓄能中长期发展规划，推动已纳入规划、条件成熟的大型抽水蓄能电站开工建设。力争到2025年，抽水蓄能装机容量达到6200万千瓦以上、在建装机容量达到6000万千瓦左右。建设规划2022年1月“十四五”现代能源体系规划催化：政策面改善推动抽水蓄能加速发展政策推动选点规划加快，两部制电价实施方案落地，抽水蓄能利润空间打开。2022年4月，国家发改委、能源局发布通知，要求各省发改委、能源局按照能核尽核、能开尽开的原则，加快推进2022年抽水蓄能项目核准工作，确保2022年底前核准一批项目，并做好与“十四五”后续年度核准工作的衔接。2021年4月，国家发改委发布《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》，明确两部制价格机制的执行，容量电费回收的多种途径。此举打开抽水蓄能电站的利润空间，调动了社会资本参与建设的积极性。••摘要内容时间政策按照能核尽核、能开尽开的原则，加快推进2022年抽水蓄能项目核准工作，确保2022年底前核准一批项目，并做好与“十四五”后续年度核准工作的衔接，促进抽水蓄能又好又快大规模高质量发展。国家发展改革委、国家能源局部署加快”十四五”时期抽水蓄能项目开发建设2022年4月建设进度加快推进抽水蓄能电站建设，实施全国新一轮抽水蓄能中长期发展规划，推动已纳入规划、条件成熟的大型抽水蓄能电站开工建设。力争到2025年，抽水蓄能装机容量达到6200万千瓦以上、在建装机容量达到6000万千瓦左右。建设规划2022年1月“十四五”现代能源体系规划到2025620020301.220352021年9月抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）建设规划完善容量电价核定机制。抽水蓄能电站通过容量电价回收抽发运行成本外的其他成本并获得合理收益。以竞争性方式形成电量电价。在电力现货市场运行的地方，抽水蓄能电站抽水电价、上网电价按现货市场价格及规则结算在电力现货市场尚未运行的地方，抽水电价按燃煤发电基准价的75%执行。建立容量电费纳入输配电价回收的机制。建立相关收益分享机制。收益20%由抽水蓄能电站分享，80%在下一监管周期核定电站容量电价时相应扣减。国家发展改革委《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》2021年7月价格机制国家发展改革委国家能源局《关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知》鼓励可再生能源发电企业与新增抽水蓄能和储能电站等签订新增消纳能力的协议或合同，明确市场化调峰资源的建设、运营等责任义务。2021年7月调峰服务12抽水蓄能相关政策梳理产业链：机电设备价值量最大，整体格局集中上游：机电设备占电站总投资的26%，市场集中度高产业链：机电设备价值量最大，整体格局集中上游：机电设备占电站总投资的26%，市场集中度高中游：中国电建为绝对龙头下游：国网新源、南网双调为电网主要运营商13产业链：机电设备价值量最大，整体格局集中抽水蓄能产业链包括上游设备商、中游运营商、下游电网系统。机电设备及安装工程约占总投资的。上游：设备包括水泵水轮机和发电电动机组成的水轮发电机组、电气一次设备、电气二次设备和金属结构设备。主要供应机组的公司包括哈尔滨电气、东方电气、浙富控股等。 抽水蓄电站成本构成 建筑工程独立费用预备费机电设备及安装工程建设期利息其他投资14%25%8%中游：抽水蓄能电站建设主要采用EPC工程总承包模式。中国电建在规划设计方面的份额占比约90%，承担建设项目份额占比约80%。下游：下游电网运营主要包括国网新源、南网双调。14%产业链：机电设备价值量最大，整体格局集中抽水蓄能产业链包括上游设备商、中游运营商、下游电网系统。机电设备及安装工程约占总投资的。上游：设备包括水泵水轮机和发电电动机组成的水轮发电机组、电气一次设备、电气二次设备和金属结构设备。主要供应机组的公司包括哈尔滨电气、东方电气、浙富控股等。 抽水蓄电站成本构成 建筑工程独立费用预备费机电设备及安装工程建设期利息其他投资14%25%8%中游：抽水蓄能电站建设主要采用EPC工程总承包模式。中国电建在规划设计方面的份额占比约90%，承担建设项目份额占比约80%。下游：下游电网运营主要包括国网新源、南网双调。14%26%12% 水轮发机组 东方电气、哈尔滨电气、浙富控股••••中国电建中国能建粤水电安徽建工••国网新源南网双调 辅助设、电备 国电南瑞、保变电气、中国西电等14下游：电网运营中游：电站设计建设上游：设备制造抽水蓄能产业链拆解上游：机电设备占电站总投资的26%，市场集中度高按照机电设备占电站总投资的约测算，“十四五”期间抽水蓄能设备市场规模将达到494亿元。2025年装机目标为62GW，2020-2025年新增装机32GW，按照每千瓦造价6000元，机电设备成本占比约26%计算，“十四五”期间机械设备市场规模将达到494亿元。上游设备中水轮发电机组是核心，哈尔滨电气、东方电气占据主要市场份额，市场集中度高。依据产量口径统计，2021年水轮发电机组产量最高的是哈尔滨电气，市占率约为47%，东方电气、浙富控股市占率为40%和4%。三家厂商市场份额合计超过90%，市场高度集中。上游：机电设备占电站总投资的26%，市场集中度高按照机电设备占电站总投资的约测算，“十四五”期间抽水蓄能设备市场规模将达到494亿元。2025年装机目标为62GW，2020-2025年新增装机32GW，按照每千瓦造价6000元，机电设备成本占比约26%计算，“十四五”期间机械设备市场规模将达到494亿元。上游设备中水轮发电机组是核心，哈尔滨电气、东方电气占据主要市场份额，市场集中度高。依据产量口径统计，2021年水轮发电机组产量最高的是哈尔滨电气，市占率约为47%，东方电气、浙富控股市占率为40%和4%。三家厂商市场份额合计超过90%，市场高度集中。 蓄机电构成 电组竞格局按产） 哈尔滨电气东方电气浙富控股统4%发电电动机、励磁系统主变压器、高压电缆、气体绝缘金属封闭开关设备(GS)、机组电压母线设备、静止变频器、厂用电系统、出线场设备40%47%直流系统、发电电动机和主变压器继电保护、监控系统尾水事故紧急闸门、进出水口拦污栅、进出水口闸门与启闭机、防汛及泄洪机电设备15金属结构设备电气二次设备电气一次设备发电电动机及其主要附属设备水泵水轮机及其主要附属设备水轮发电机组中游：中国电建为无可争议的龙头中游电站设计建设市场高度集中，竞争格局稳定，中国电建为绝对龙头。在“十四五”重点实施项目中，中国电建已经承担了85%以上项目的勘测设计工作，目前在国内抽水蓄能规划设计方面的份额占比约90%，承担建设项目份额占比约80%。 抽水蓄设计竞争格局 中国电抽水合同额 项目建设规划设计合同额（亿元）中国电建其他250.00202.4010%200.0020%150.0096.00100.0080%90%45.7050.000.00中游：中国电建为无可争议的龙头中游电站设计建设市场高度集中，竞争格局稳定，中国电建为绝对龙头。在“十四五”重点实施项目中，中国电建已经承担了85%以上项目的勘测设计工作，目前在国内抽水蓄能规划设计方面的份额占比约90%，承担建设项目份额占比约80%。 抽水蓄设计竞争格局 中国电抽水合同额 项目建设规划设计合同额（亿元）中国电建其他250.00202.4010%200.0020%150