美国储能出海专题：并网有望改善，出海持续加速

美国储能出海专题-行业投资策略 太平洋证券研究院新能源团队首席刘强执业资格证书登记编号：S1190522080001分析师刘淞执业资格证书登记编号：S11905230300022024年3月19日 报告摘要 1.美国电网架构和电力市场较为割裂，电力调度和消纳以本地为主 美国光伏发电占电力供应比例为4.12%，风电占比为9.77%，风光发电占比提升空间大。从资源分布看，西南地区光照条件较好，中部地区风力资源较好，对应的：1）各地区新能源装机规模差异大，CAISO、ERCOT、PJM地区以及中东南地区和中部地区装机量较大。2）美国本土48个州的电网由三个主要网络组成，在很大程度上彼此独立运行。3）电力市场多元，可分为传统公用事业市场和ISO/RTO市场，市场结构复杂。综上，区域电网互联有限，新能源以本地调度消纳为主。 2.美国储能项目储备丰富，并网延期有望于2024Q2改善 长期看，RPS和IRA将驱动美国储能向上发展；短期看，并网延期问题有望缓解，装机有望加速。美国储能项目储备丰富，到2022年底，LBNL的数据显示并网队列有2000GW的太阳能、储能和风能项目，其中大部分是太阳能（约947GW）和储能（约680GW）。EIA规划2024年美国大储装机14.3GW，乐观估计同比增速有望达到100%以上。我们认为随着联邦FERC层面以及以加州CAISO为代表的州层面的并网政策推进，排队困境于2024Q2有望缓解。 3.我们看好RPS和IRA对储能市场的长期驱动，同时看好短期并网延期缓解、利率下降等带来的边际变化，我们预计2024年美国储能市场新增装机规模38GWh，同比增速67.5%。国内厂商出海美国方兴未艾，中国企业弹性空间较大，推荐如下： 系统集成商：看好阳光电源、阿特斯等头部自主品牌出货，优势明显。 大储：看好通润装备市场拓展、盛弘股份规模提升，关注科陆电子美的入主后的业绩弹性。 工商储：关注盛弘股份等市场拓展情况。 户储：看好德业股份新产品推出和市场份额扩大，禾迈股份、昱能科技美国户储加速认证。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 目录Contents 1国内厂商出海美国方兴未艾，中国企业弹性空间巨大3美国储能项目储备丰富，并网延期有望于2024Q2改善2美国电网架构和电力市场较为割裂，电力调度和消纳以本地为主5风险提示4 1.1美国新能源发展潜力大:电气化水平提升空间大，风光发电渗透率较低 美国电气化提升空间大，新能演发电渗透率提升空间大。2021年，美国电力消耗占总能源消耗比例约21.43%（全球电力消耗占总能源消耗比约20.60%，中国约28.21%），美国电气化空间较大。其中，美国光伏发电占电力供应比例为4.12%，风电占比为9.77%，风光发电占比提升空间大。 根据《bp世界能源展望》，2050年电力在总能源消耗占比将提升至三分之一到二分之一。随着算力发展、制造业回流、配套设施建设等，美国电力需求有望持续增长，同时随着风光伏技术加速迭代、产品价格快速下降，新能源发电渗透率有望快速提升。 资料来源：SEIA、太平洋研究院整理 1.2美国新能源分布：西南地区光照条件较好，中部地区风力资源较好 西南地区光照条件较好，中部地区风力资源较好。根据NREL数据，美国太平洋沿岸及西南地区，加州、亚利桑那州、新墨西哥州、德州等地区光照条件较好，同时南海岸地区如佛罗里达州、佐治亚州等光照条件也较为优良，光伏发电占比较高；中部地区洛基山脉，内布拉斯加州、堪萨斯州、俄克拉荷马州等地区风资源较好，风力发电占比较高。 资料来源：NREL、太平洋研究院整理 资料来源：LBNL、太平洋研究院整理 1.2美国新能源分布：各地区新能源装机规模差异较大，电力消纳和电力调度难度较大 各地区新能源装机规模差异大，电力消纳和电力调度难度较大。从新能源累计装机量看，ISO/RTO（独立系统运营商/区域输电组织）市场中CAISO、ERCOT、PJM地区装机量较大；传统公用事业市场中东南地区和中部地区装机量较大。 资料来源：EIA、太平洋研究院整理 资料来源：EIA、太平洋研究院整理 1.2美国新能源分布：2024年预计美国大储装机集中在加州和德州 EIA规划2024年美国大储装机14.3GW，集中在加州和德州地区。根据EIA在2024年2月发布的最新规划，美国2024年规划风/光装机分别为8.2GW/36.4GW，同时规划大储装机14.3GW（同比增长100%+)。大储规划中，德克萨斯州预计为6.4GW，加利福尼亚州预计为5.2GW，这两个州将占美国新增储能装机的82%。 资料来源：EIA、太平洋研究院整理 资料来源：EIA、太平洋研究院整理 1.3美国电网架构：区域电网互联有限，新能源以本地调度消纳为主 美国本土48个州的电网由三个主要网络组成，在很大程度上彼此独立运行。区域电网互联有限，新能源以本地调度消纳为主。 1）东部电网包括落基山脉以东的地区和德克萨斯州北部的一部分，包含36个调度机构：美国31个，加拿大5个。2）西部电网包括落基山脉以西的区域，包含37个调度机构：美国34个，加拿大2个，墨西哥1个。3）得克萨斯州电力可靠性委员会(ERCOT)电网涵盖大部分得克萨斯州，只有一个调度机构。 资料来源：NERC、太平洋研究院整理 资料来源：FEMA、太平洋研究院整理 1.3美国电力市场：市场形式多元，跨区调度难度较大 美国电力市场多元，可分为传统公用事业市场和ISO/RTO市场，跨区调度难度较大。美国电力体系可分为监管机构、批发市场、零售市场三层结构。监管机构有FERC（美国联邦能源监管委员会）、NERC（北美可靠电力公司）和PUC（公用事业委员会）。批发市场形式多元，可分为传统公用事业市场和ISO/RTO市场，参与者有发电公司、输电组织和售电公司等。 在传统公用事业市场中，公用事业公司是垄断企业，全权负责发电、传输和供应电力，主要在南部和西部地区的电力系统。在ISO/RTO市场中，发电输电实现了厂网分离。公用事业公司专注提供电力（拥有输电网络），而发电由其他实体完成。这些发电实体通常竞争性电力市场ISO/RTO（负责调度和并网申请）出售其产生的电力。图：美国电力体系图：美国七大ISO/RTO组织 资料来源：SMM、太平洋研究院整理 资料来源：FERC、太平洋研究院整理 目录Contents 1国内厂商出海美国方兴未艾，中国企业弹性空间巨大3美国储能项目储备丰富，并网延期有望于24Q2改善2美国电网架构和电力市场较为割裂，电力调度和消纳以本地为主5风险提示4 2.1美国储能市场分析：多种应用场景丰富收益方式，调频、峰谷套利、爬坡/转动惯量为前三大场景 美国储能参与电力市场的应用场景多样，有利于提升储能经济性。包括调频、爬坡/转动惯量、电压或无功支撑、负荷管理、峰谷套利、调峰、平滑风光出力、备用、降低新能源弃电等。 调频、峰谷套利、爬坡/转动惯量为前三大应用场景。根据EIA数据，美国储能参与调频（63%）、峰谷套利（58%）和爬坡/转动惯量（43%）应用场景的占比较高。平滑风光出力为第四大应用场景（30%）。同时储能装机较集中的CAISO和ERCOT地区都高于全国平均水平，说明该地区市场化更为活跃。 资料来源：EIA、太平洋研究院整理 2.1美国储能市场分析：配储方式以独立储能和光伏配储为主，配储比例和配储时长有望进一步提高 美国大储的配储方式以独立储能和光伏配储为主。由于光伏发电的波动性比风电更高，所以美国大储装机以独立储能和光伏配储为主。根据EIA的数据，截至2022年底，美国独立储能、光伏配储运行规模分别为4.28GW、3.24GW，占比达50%、38%；2023-2024年计划独立储能、光伏配储规模为11.37GW、10.77GW，占比50%、47%。 配储比例和配储时长有望进一步提高。根据EIA预测，截至2022年底，光伏配储比例为51.7%，2023-2024年新建项目配储比例有望达到57.7%。根据woodmac数据，美国2021Q1-2023Q3年配储时长为3.1小时，考虑到以CAISO为代表的高可再生能源装机占比地区的配储时长已接近4小时，我们认为配储时长仍存在提升空间。图：美国配储形式以独立储能和光伏配储为主图：配储时长有望进一步提升 资料来源：EIA、太平洋研究院整理 资料来源：woodmac、太平洋研究院整理 2.1并网：大储和户储延期情况明显，期待2024年需求释放 美国大储和户储延期情况明显，期待2024年需求释放。根据EIA数据，美国2023年1-12月投运储能（>1MW)规模为6.35GW，同比增长43%。对比EIA每月公布的储能规划装机和实际装机情况，我们认为美国大储装机延期情况仍然明显，比如2023年8月规划的9月装机为1703MW，而2023年9月实际装机仅为593MW。展望2024年，基于EIA装机规划14.3GW，我们认为随着并网改善、后续利率下行以及IRA等法案的推进，美国大储装机需求释放有望边际向好。 根 据WoodMac数 据，2023Q1-Q2，美 国 户 储 装 机293.2MW/769.4MWh，同 比-1.9%/+8.5%； 美 国 工 商 业 储 能 装 机101.6MW/310.3MWh，同比+14.3%/+53.7%。我们认为相较于大储，户储和工商储对利率的敏感度可能更高，同时户储装机由于NEM2.0向NEM3.0的切换中出现项目延期，期待2024年户储和工商储市场高增。 资料来源：EIA、太平洋研究院整理 2.2长期驱动：RPS和CES对储能增长提供确定性保障 RPS和CES将对储能增长提供长期确定性保障。可再生能源组合标准（RPS Renewables Portfolio Standard）：是对可再生能源市场最低份额做出的强制规定。美国提出了全国范围的RPS及其他清洁能源政策，同时大多数州通过立法设立了自身的RPS计划。目前，美国29个州和华盛顿特区均有RPS配额目标。清洁电力标准（CES Clean Electricity Standard）：类似于RPS，但其目标基于零碳排的清洁能源技术。目前，美国15个州已确立了100%的CES目标。 针对RPS各州达成时间差异，可以将这些州分为三组：遵从传统RPS计划的州的最终目标是在2015-2025年达到15-25%；大部分州在2030年左右达到≥50%；还有部分州在2040-2050年达到≥50%。图：美国29个州和华盛顿特区均有RPS配额目标图：美国各州RPS和CES的达成的规划时间 资料来源：LBNL、太平洋研究院整理 资料来源：LBNL、太平洋研究院整理 2.2长期驱动：长期碳中和目标下装机空间大，各州出台储能目标规划加速储能装机 长期碳中和目标下装机空间大。根据EIA测算，假设美国电网二氧化碳排放量2025年减少95%，2050年减少100%，则风/光/储2035年累计装机容量将达570/990/370GW。对应2020-2035年均储能装机量约为25GW。 各州出台储能目标规划，储能装机加速。加州、内华达、纽约等州相继出台储能装机规划。其中加州储能目标计划最高，在2030、2045年分别实现9.8GW、54.2GW的储能装机。 资料来源：EIA、太平洋研究院整理 2.3长期驱动：ITC政策驱动未来十年表前表后市场 美国表前市场占据主导地位，表前表后市场受益ITC补贴政策，独立储能受益最大。根据WoodMackenzie预测，2023-2027年美国储能市场将新增装机75GW，其中公共事业储能（大储）占比达81%。IRA发布前，户储由太阳能充电比例达100%才能获得补贴，而表前与工商业储能由太阳能充电比例达75%以上才能依比例获得ITC补贴：若搭配100%太阳能可获得最高26%的ITC，若是搭配75%太阳能，则仅能获得19.5%的ITC。IRA法案发布后，不仅将ITC补贴以30%费率延长