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

[Table_Title] 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 2024 年 02 月 29 日 [Table_Summary] 【投资要点】  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。  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。 [Table_Rank] 强于大市（维持） [Table_Author] 东方财富证券研究所 证券分析师：周旭辉 证书编号：S1160521050001 联系人：郭娜 电话：021-23586475 [Table_PicQuote] 相对指数表现 [Table_Report] 相关研究 《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 -41.36%-32.50%-23.65%-14.79%-5.93%2.92%2/284/306/308/3110/3112/31电气设备 沪深300 行业研究 / 电气设备 / 证券研究报告 挖掘价值 投资成长 2017 敬请阅读本报告正文后各项声明 2 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 正文目录 1.长时储能大势所趋，项目密集落地 .................................................................... 4 1.1.可再生能源发电比例提升，长时储能是终极趋势 ........................................ 4 1.2.多地配储市场要求提升至4h，长时储能项目密集落地 ............................... 5 2.技术路线多样，钒液流电池综合优势突出 ........................................................ 7 2.1.不同的储能技术适用于不同的应用场景 ........................................................ 7 2.2.发展进度/优势各异，液流电池潜力较大 ...................................................... 8 2.2.1.抽水蓄能：技术成熟、单位投资成本低，受地形条件限制 .................... 9 2.2.2.压缩空气：技术相对成熟，单位造价持续下降 ...................................... 10 2.2.3.光热储能：环保、容量大，效率低、目前单位造价较高 ...................... 10 2.2.4.氢储能：成本较高，目前处于产业培育期 .............................................. 11 2.2.5.液流电池：循环寿命高、安全性高，潜力较大 ...................................... 12 3.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 ...... 13 3.1.钒电池产业链已初步形成，与锂电池错位竞争 .......................................... 14 3.2.能量单元：钒资源国内储量丰富，V2O5对电解液成本影响显著 ............... 15 3.2.1.钒原料端：国内钒资源储量丰富 .............................................................. 15 3.2.2.电解液：钒离子浓度为性能关键指标，残值高回收价值大 .................. 16 3.3.功率单元：电堆中离子膜成本占比最大，国产化替代是关键 .................. 16 3.3.1.电极：碳素类材料是主流路线 .................................................................. 17 3.3.2.隔膜：离子交换膜国产化替代正当时 ...................................................... 18 3.3.3.双极板：倾向于使用碳基材料 .................................................................. 18 4.标的梳理 ............................................................................................................. 18 5.风险提示 ............................................................................................................. 21 图表目录 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