电气设备行业专题研究：新能源发电比例提升、长时储能大势所趋，钒电池潜力巨大

新能源发电比例提升、长时储能大势所趋，钒电池潜力巨大 挖掘价值投资成长 强于大市（维持） 2024年02月29日 证券分析师：周旭辉证书编号：S1160521050001联系人：郭娜电话：021-23586475 长时储能是碳中和时代的必然选择。可再生能源发电渗透率持续提升，由于新能源出力地域/季节差异显著，导致电力系统的消纳、调峰调频等问题凸显，催生各种调峰/调频手段。当风光发电受气候、地形等自然因素的影响，出现日/周/季节间歇时，需要有日/周/季节调节能力的长时储能技术，长时储能可凭借其长周期、大容量的特性，在更长的时间维度上调节新能源的出力波动，未来可再生能源占比越大，建设长时储能的必要性和急迫性就越大。 钒液流电池优势明显、潜力巨大。目前常见的长时储能技术根据物理特性可以分为三大类：机械长时储能、长时储热和电化学长时储能；其中，抽水蓄能是目前成熟度最高的长时储能技术，但远期看受地理条件限制较大，新型技术中钒液流电池成熟度较高，同时具备循环次数高，寿命长，安全性高，安装周期短，深度充放电等优势，潜力巨大。 《REC关停美国蒙大拿州多晶硅产线》2024.02.19 《快充加速渗透，催生相关产业机遇》2024.02.02《中石化首发氢能展望，低碳多元前景广》2024.02.01《看好硅负极CVD工艺》2024.01.30《探底回升，创新突破》2024.01.25 目前国内全钒液流电池的产业链已经逐步形成。目前国内全钒液流电池的产业链已经逐步形成。上游主要涉及钒资源的开采与冶炼，主要企业有钒钛股份、攀钢集团、河钢集团、安宁股份等；中游则进行全钒液流电池储能系统的设计与制造，包括功率单元（电堆）与能量单元（电解液）两大部分，主要企业有国网英大、上海电气、中电兴发等；下游主要为储能项目的开发和运营。 钒液流电池的核心部件可以分为能量单元、功率单元和配套系统。其中，能量单元的核心是电解液，能够直接影响能量单元的性能与成本。功率单元由一定数量和规格的电堆串并联构成，其中单个电堆主要由离子交换膜、电极、双极板等关键部件构成。电解液的核心发展方向为提升利用率与再回收，功率单元的核心发展方向是质子交换膜的国产化替代。 【配置建议】 看好压缩空气、钒液流电池、重力储能作为长时储能的有效技术手段；建议关注在相关领域布局领先的企业：钒电池：钒钛股份、河钢股份、上海电气、国网英大等；压缩空气储能：陕鼓动力；重力储能：中国天楹。 【风险提示】 钒液流电池产业化进度不及预期；储能需求不及预期；行业竞争加剧。 正文目录 1.长时储能大势所趋，项目密集落地....................................................................41.1.可再生能源发电比例提升，长时储能是终极趋势........................................41.2.多地配储市场要求提升至4h，长时储能项目密集落地...............................52.技术路线多样，钒液流电池综合优势突出........................................................72.1.不同的储能技术适用于不同的应用场景........................................................72.2.发展进度/优势各异，液流电池潜力较大......................................................82.2.1.抽水蓄能：技术成熟、单位投资成本低，受地形条件限制....................92.2.2.压缩空气：技术相对成熟，单位造价持续下降......................................102.2.3.光热储能：环保、容量大，效率低、目前单位造价较高......................102.2.4.氢储能：成本较高，目前处于产业培育期..............................................112.2.5.液流电池：循环寿命高、安全性高，潜力较大......................................123.钒液流电池产业链初步形成，降本方向在于电堆和电解液成本的下降......133.1.钒电池产业链已初步形成，与锂电池错位竞争..........................................143.2.能量单元：钒资源国内储量丰富，V2O5对电解液成本影响显著...............153.2.1.钒原料端：国内钒资源储量丰富..............................................................153.2.2.电解液：钒离子浓度为性能关键指标，残值高回收价值大..................163.3.功率单元：电堆中离子膜成本占比最大，国产化替代是关键..................163.3.1.电极：碳素类材料是主流路线..................................................................173.3.2.隔膜：离子交换膜国产化替代正当时......................................................183.3.3.双极板：倾向于使用碳基材料..................................................................184.标的梳理.............................................................................................................185.风险提示.............................................................................................................21 图表目录 2图表1：2017-2023年全国可再生能源装机数据.................................................4图表2：2017-2023年全国可再生能源发电情况.................................................4图表3：2023年风力/太阳能发电top5（亿千瓦时）........................................4图表4：典型天气光伏出力曲线............................................................................4图表5：最佳储能时长与风光渗透率成正比........................................................5图表6：2022年以来各省/市/自治区4h以上配储政策.....................................6图表7：2023年至今国内投运的长时储能项目（不完全统计）.......................6图表8：2024年有望并网的长时储能项目...........................................................6图表9：2022年以多种技术路线均出现GWh级长时储能示范项目...................7图表10：不同储能技术在不同场景/时间维度上的应用....................................7图表11：长时储能技术现状..................................................................................8图表12：不同长时储能技术路线的对比..............................................................8图表13：抽水蓄能电站原理图..............................................................................9图表14：抽水蓄能电站度电成本..........................................................................9图表15：压缩空气储能原理图............................................................................10图表16：压缩空气储能度电成本........................................................................10图表17：光热储能大致流程图............................................................................11图表18：光热储能度电成本................................................................................11 图表19：氢储能原理与应用场景........................................................................11图表20：氢储能度电成本....................................................................................11图表21：液流电池原理图....................................................................................12图表22：液流电池度电成本................................................................................12图表23：液流电池储能主要技术路线的对比 ....................................................13图表24：全钒液流电池储能容量与功率电池相对独立....................................14图表25：全钒液流电池产业链梳理....................................................................14图表26：全钒液流电池成本结构占比................................................................15图表27：钒的主要应用........................................................................................15图表28：全球钒资源区域分布............................................................................16图表29：全钒液流电池电堆的