2023中国户用储能出海报告

户用储能出海报告 霞光社ShineGlobal丨霞光智库 01.储能的作用和分类02.户用储能的驱动因素03.美国户储市场04.欧洲户储市场05.澳大利亚户储市场06.其他户储市场07．户储产业链及典型企业案例 目录Contents 霞光社ShineGlobal丨霞光智库 01 诸能的作用和分类 是普及可再生能源应用的关键技术 可再生能源大规模并网的主要障碍：稳定性和匹配性差 霞光社ShineGlobal丨霞光智库 ·传统能源发电主要依靠化石燃料，可根据数据分析、节假日及不同季节负荷等预测未来用电负荷，同步调节填料供电系统，匹配需求变化，维持电力的供需平衡。随着2050年零碳排目标的推进，以风光发电为主流的新能源发电方式开始逐渐替代传统发电。新能源发电虽然环保，但主要依靠太阳能风能等，受时间、天气、季节气候等波动因素影响，供电不稳定，难以按需调节电力供应。 ·风、光电的出力时间，与用电需求不匹配，如光伏的输出电量集中于午后，夜间无输出；风电输出则集中于半夜，白天出力较低，均呈间歇性特征。而用电高峰为上午和晚，且波谷时段仍有较高基荷。风光电的不可控性以及短周期波动不稳定性会产生弃风弃光，大规模并网后输出功率的频繁波动，也会对电网稳定和安全造成威胁。 风光电的高速发展带动了对储能的需求 。在零碳经济的目标下，可再生能源的发展将会提速，其中风、光电由于技术相对成熟、受地理限制相对更小，是代替化石能源的主力。 ·全球风光电增长势头强劲，2023年预测全球风光电装机量共计增长400GW以上，其中在近几年分布式光伏的增速最快，年平均增长率达26%，新装机量几近与光伏电站持平。·风光电的渗透率逐年提高，尤其是分布式光伏的普及，催生了储能的应用需求。针对风光电的间歇性出力特征，储能系统充当电力系统的“蓄水池”，在风光电出力时蓄电，用电高峰时放电，解 储诸能在新型电力系统中的关键作用：削峰填谷 ·新能源大规模稳定并网需要配备调峰、调频装置，储能成为构建新型电力系统的关键环节。利用储能进行削峰填谷，可在低需求时段将多余电力储存起来，并在高峰时段再释放，达到平滑波动幅度的目的。·对于传统发电，储能系统通过充放电调节，可以减缓电力机组功率及电网输电配电的投入，提高电网利用率和发电负荷率，通过调峰、调频、备用等电力辅助服务稳定电网的整体运行。·对于可再生能源，储能可以增强对风光电的消纳能力，在更长时间维度上调节新能源发电波动，避免电网拥堵。风光发电占越高，需要的储能容量就越大、储能时长越长，根据马里兰大学等的研究报告，当风光发电占比达到50%-80%时，储能时长需要达到10h级。 储能技术分类：抽水蓄能仍占主流，电化学增长最快 霞光社ShineGlobal 丨霞光智库 ·储能技术路线按不同的能量储存方式，分为氢储能、热储能、机械储能、电化学储能和电磁储能，分别对应将电能转化为氢能、热能、动/势能、化学能和电磁能进行储存。按储能时长区分，国内一般定义储能时长在4小时以下的为短时储能，如电磁储能和飞轮储能，其它4小时以上的均为长时储能，电化学储能介于两者之间。 ·全球储能装机量由2013年的140GW增长至2022年的238GW。其中，抽水蓄能因其经济性、技术难度低，一直是第一大储能方式，其全生命周期度电成本为0.21元/kWh，相较于磷酸铁锂电池目前度电成本0.66元/kWh，经济性更优。但随着各类新型储能的兴起，抽水蓄能的装机量占比逐年加速下滑，于2022年跌破80%（2021年占比86.2%）。 ·新兴的储能技术如绿氢储能、飞轮、相变储热、液流电池、超导储能等，大多仍处于发展起步阶段，距离大规模商用仍有较长过程。但以锂电池为主的电化学储能，对比其它储能方式限制条件少，灵活性高，已成为第二大储能技术，并随着电池成本快速下降，近五年CAGR达80%，装机量占比由2013年的0.3%迅速提升至2022年的18.7%。 储能的应用场景：表前稳定并网、表后节约成本 霞光社ShineGlobal丨霞光智库 储能有源、网、荷三大应用领域，主要作用是提高可靠性、稳定性和风光电消纳水平： 口源：平滑风光电功率波动，削峰填谷减少充风充光；为火电提供二次调频辅助口网：电网侧调频调峰，缓解电网阻塞，从而延缓电网扩容口荷：电力自发自用、峰谷套利、降低最高负荷，减少用电成本；提高工商业用户的电能质量 ·储能按以上应用场景分三类：发电侧和电网侧统称为大储（即表前储能）、工商业储能和户用储能。 ·在细分应用场景中，调峰、备用电源、电价套利等能量型需求，需要较长的存放电时间（小时级以上），但对响应速度和瞬时充放电能力要求不高，这一类需求主要通过电化学、抽水蓄能和压缩空气等长时储能来满足。 而另一些应用场景，如调频、电能质量和负荷跟踪等功率型需求，对响应速度要求高（毫秒级），但充放电时间通常很短、频次更高，主要应用的是飞轮、电化学和超级电容器等短时储能。 电化学储能可兼顾响应快且瞬时功率大、及充放电时间长且容量大两种需求，被广泛应用于各种场景。时 户用储能+光伏，电力自发自用，经济性突出 户用储能系统主要应用于安装了户用分布式光伏的家庭，白天，光伏发电优先供家用负载使用，多余的电能存储到蓄电池中，仍有富余的情况下可选择性并入电网；夜间，光伏系统无法发电时电池放电供家用负载使用，不足部分从电网购电。，户储系统有助于户用光伏自发自用，大幅节约电费支出，也能作为应急电源，保障用电稳定性。特别是对于高电价、高峰谷价差或电网老旧地区的家庭，购置户储系统具备较好的经济性。户储装机规模通常在10kWh级，单机装机规模小。因为电化学储能部署灵活、量产技术成熟、安装运维简便，目前户储均采用电化学储能技术路线。居民用电方案可分为电网购电、仅光伏和光储系统三种，据欧洲2020年居民用电量数据，假定家庭用电为15kWh/天，安装3kW光伏设备发电量为12kWh/天，5kW光伏发电量为20kWh/天。在三种方案中，居民电价和上网电价越高、光储系统的度电成本越低，光储发电的经济性越强。 户用储能发展现状：增长提速，由欧美日澳主导 霞光社ShineGlobal丨霞光智库 全球户储市场于2017年左右进入快车道，至2021年装机规模CAGR超50%，新增装机容量五年CAGR超60%，2022年全球户储新增装机量7.1GW/15GWh，装机容量较2021年同比增长134%。中国目前户储市场规模较小，海外户储市场均由发达国家和地区主导。欧美日澳四大市场合计占比全球户储装机量的80%以上，其中德国在所有国家中占比最高，而且优势仍在扩大，累计和新增装机量均位列全球第一，与意大利、英国等国一起，使欧洲在存量和增量维度上均成为全球最重要的户储市场。美国户储起步晚于澳大利亚，但增长迅速，于2019年新增装机量超过澳大利亚；日本紧随其后位居三甲，占比12%，但日本作为最早普及屋顶光伏的市场，在经历了2013-2016年的疾速扩张后，后续增长乏力，其装机量全球占比逐年下滑。近两年随着光伏渗透率提升、锂电池价格下探和全球能源紧张，户储发展已开始扩散至世界的其他地区，尤其是发展中国家，虽然目前的规模较小，但增长潜力巨大。2020年，德美日澳合计占比 全球户储市场的80%，而仅两年后四国占比就下降至61%，显示市场将从先行者领跑的早期阶段至高速增长的普及阶段转变。 霞光社ShineGlobal丨霞光智库 户用储能发展的驱区动因素 经济性、用电稳定和政策激励 、户用光伏的稳步发展和成本下降带动户储普及 霞光社ShineGlobal丨霞光智库 在俄乌冲突和天然气短缺催化下，各国加速能源独立和能源多元化发展，以期减少对于单一能源的供应依赖，促进了光伏市场的蓬勃发展。光伏是增长最快的发电方式，2022年全球光伏新增装机量高达250GW，全球累计装机突破1TW大关，各区域市场总体保持逐年增长趋势，到2030年预计将达到1TW左右的新增装机量，累计安装量达到6TW。其中，户用光伏装机量占比近40%，虽然增速预计将放缓，但仍维持13%左右的年增长率，2025年预计累计装机量将突破200GW。从渗透率来看，目前澳大利亚、美国、德国、日本的户用光伏装机容量占总光伏装机的比例分别为66.5%、25.3%、34.4%、29.5%，为中国的十倍以上，具备良好的户储基础。光伏系统的成本构成中，光伏组件占比超40%，虽然近两年因芯片紧缺、大宗商品上涨等影响，光伏LCOE首次出现上涨，但光伏度电成本的总体趋势是向下的，随着中国多晶硅的产能提升，此前供应链上下游的产能错配将有所改善，硅料成本将持续下行，光伏LCOE有机会在2030年达到23-29美元/MWh上下。而作为储能系统最大的成本，锂电池组的价格不断下行，虽然在2022年首次同比上升，但2023年锂电池组加权平均价格预计再创全球各类发电方式的2022/2021年同比增长率新低，2024年有望突破100美元/kWh的关口。主要成本下探，将进一步突出光储系统的经济性，有利于户用光储下放至发展中市场。10% 全球人均用电稳步增长，居民用电成本攀升 霞光社ShineGlobal丨霞光智库 能源危机下，欧美用电成本不断攀升，欧洲现货市场平均电价由2019年年底的约50欧元/MWh一度飙升至历史最高300欧元/MWh以上，即便2023年起天然气紧缺情况缓和后，欧洲电价仍高于于疫情前的水平，而美国城市电价综合通胀等多种因素，仍在持续上涨，将提升居民对自发自用的光储需求。发达国家的人均用电量远高于亚非拉国家，户储主要四国美国、澳大利亚、日本和德国2022年人均用电量依次为14099/11195/8527/7819kWh，远超全球平均3577kWh的用量。虽然随着人口老龄化、传统电厂减容等影响，欧澳等地区人均用电持续收缩，但全球居民用电需求由亚洲引领，仍在稳步增长。从世界范围看，尤其在中等收入国家，零碳排叠加人均用电需求增加，将催化可再生能源及储能的民用市场。 三、电网老旧、供电可靠性不足导致停电频发 近年来全球范围大型停电事件频发，主要是因为极端天气影响，以及供电系统可靠性弱，近五年停电频发的国家包括美国、澳大利亚等发达国家，也包括南非、阿根廷、印度和巴基斯坦等发展中国家，北美、拉美和南亚是停电重灾区。 欧洲大力发展新能源，实行了激进的退煤、退核政策，2020年煤电占比为15%，对比2017年下降7%，核电占比20%，对比2017年下降2%。同时，欧洲新能源发电量占比大幅提升，2020年可再生能源发电量占比43%，对比2017年提升10%。新能源占比的增加对电网稳定性造成冲击，面对极端情况和天气时缺乏弹性，储能作用愈加突显。欧美电网建设高峰期在20世纪70-80年代，目前已进入集中老化期。美国电网结构在上世纪50年代已基本成型，2021年ASCE将美国能源系统评为“C-”级，认为美国电网脆弱，部分零部件超过其预期使用寿命50年，而70%的输配电线路进入寿命未期。电网老化导致电网维护成本升，输配电价格占总体电价40%以上，同时也带来更频繁和更长时间停电，加上飓风、洪涝、雪暴、山火等极端自然灾害频发，导致的停电波及范围较广，供电可靠性挑战巨大。2021年美国人均断电时长超过7小时，而且停电次数逐年增加，2020年发生超过120起重大停电事件。自然灾害事件中提供应急电源，提高用电稳定性，伴随光储成本下降，分布式的户用光储系统需求将快速增长。 四、税收减免和补贴激励政策，由余电上网转向自消费 霞光社ShineGlobal丨霞光智库 分布式光储先行国家均出台了相关的激励政策，主要分为两类，一类是税收减免，如意大利将家储设备税收减免提升到110%，美国对于高于5kWh的储能系统，到2026年给予最高30%的投资税收减免；另一类则是资金补贴，如日本为装设锂电池的家庭和商户提供66%的费用补贴，德国巴伐利亚州为每个容量3kWh以上的储能系统提供500欧元的补贴。 当前并网型户用光伏电价主要有上网电价政策（FT）、净计量和自消费三