浸沒式液冷電池儲能系統(tǒng)研制成功
動態(tài)2023-03-31
(報告出品方/作者：國聯(lián)證券，賀朝暉、梁豐鑠)
1 儲能安全性能亟待升級
1.1 儲能安全事故頻發(fā)造成嚴重損失
全球范圍內(nèi)儲能火災事故頻發(fā)。據(jù)我們不完全統(tǒng)計，2017 年以來，全球范圍內(nèi) 共發(fā)生 59 起以上儲能火災事故。其中 2021 年以前事故主要集中在韓國，多數(shù)由三 元鋰電池引發(fā)，因此減緩了后續(xù)韓國儲能裝機進程，并使得三元電池逐漸退出了儲能 市場。2021 年以后，中國、美國、歐洲、澳洲等儲能發(fā)展迅速的地區(qū)均發(fā)生了多起 嚴重事故，造成大量損失。
儲能系統(tǒng)火災造成的損失重大。2022 年 10 月 15 日，韓國重要數(shù)據(jù)中心鋰電池 起火斷電，導致韓國兩大互聯(lián)網(wǎng)巨頭 Naver 和 Kakao 中斷服務(wù)，韓國金融交通運輸 等幾乎所有部門受到嚴重影響。這場火災直接令 Kakao 集團股價下跌 4%~5%，市值 蒸發(fā)約 101 億元人民幣。儲能安全事故還可能造成人員傷亡，2021 年 4 月，北京市 豐臺區(qū)福威斯油氣技術(shù)有限公司一儲能項目發(fā)生火災爆炸，造成 1 人遇難，2 名消防 員犧牲，1 名消防員受傷。
儲能系統(tǒng)火災往往會出現(xiàn)復燃，較一般火災控制難度大。在上述北京市豐臺區(qū)儲 能系統(tǒng)火災事故中，先有人員發(fā)現(xiàn)電池柜起火冒煙，但是明火被撲滅后不斷復燃，并不時出現(xiàn)爆燃，直到發(fā)生爆炸，造成人員傷亡。從發(fā)現(xiàn)起火到明火徹底被撲滅耗時近 12 小時。究其原因，鋰電池作為一個能量體，火災時會引發(fā)外短路，而外短路又會 促進電池的熱失控，形成循環(huán)直至能量耗盡，導致儲能系統(tǒng)火災控制難度較一般火災 大。
鋰電池儲能系統(tǒng)火災的嚴重性遠遠大于電動汽車電池火災。鋰電池儲能系統(tǒng)由 大量的電氣系統(tǒng)構(gòu)成，電氣火災則可能誘發(fā)更嚴重的鋰電池火災。因此，消防安全必 須同時考慮電氣設(shè)備和電池系統(tǒng)的雙重安全，才能有效保障儲能系統(tǒng)的安全性。而且， 儲能裝置能量比動力電池系統(tǒng)高 1-2 個數(shù)量級，火災事故影響范圍和程度更加嚴重， 安全防控更加復雜，并且缺乏安全標準。
1.2 鋰電池熱管理難度較大
溫度是影響鋰電池穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。溫度對鋰電池穩(wěn)定性影響主要表現(xiàn)在高溫 會使電池的內(nèi)部材料會發(fā)生分解反應(yīng)，導致鋰離子通道發(fā)生閉塞，引起正負極直接接 觸、短路，放出大量氣體和熱量，電池內(nèi)部壓力迅速增加，從而發(fā)生如電池鼓包、破 裂、泄壓閥破裂、鋁箔熔化等熱失控現(xiàn)象。電池過熱是事故演化的核心階段，電池本 體、外部激源、運行環(huán)境及管理系統(tǒng)這四類誘發(fā)因素都會導致電池過熱，從而誘發(fā)安 全事故。
溫度對鋰離子電池的影響主要表現(xiàn)為三個方面： 1)容量衰減：溫度越高，鋰電容量衰減速度越快; 2)熱失控：充放電過程中熱量無法散去則會導致熱失控，帶來連鎖反應(yīng)，造成 儲能系統(tǒng)熱失控，降低電池安全性; 3)低溫特性：低溫環(huán)境下，鋰電容量也會隨著溫度下降而下降。
鋰離子電池有最佳溫度、工作溫度和可承受溫度三類溫度區(qū)間。可承受溫度區(qū)間 (-40℃-60℃)是鋰電電化學性能相對穩(wěn)定的區(qū)間。在此區(qū)間內(nèi)，-20℃-45℃是工作 溫度區(qū)間，會出現(xiàn)電池壽命衰減、抗阻增加、容量下降等問題，但仍能正常工作;10℃ -35℃是最佳溫度區(qū)間，鋰電電化學特性表現(xiàn)最佳。
復雜的電池材料和密集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)加大儲能熱管理難度。由于商業(yè)化儲能鋰離子 電池采用的是沸點低、易燃有機電解液，其電解質(zhì)材料熱值較高，當電池本體或相關(guān) 電氣設(shè)備運行發(fā)生故障時，容易引發(fā)電池材料熱副反應(yīng)，誘發(fā)電池熱失控。而且儲能 系統(tǒng)中大量電池緊密排列在一個空間內(nèi)，高低倍率交錯運行，容易造成熱量聚集、溫 度分布不均勻、電池間溫差較大等問題，導致電池的性能、容量和壽命下降，發(fā)生連 鎖反應(yīng)，甚至引發(fā)熱失控，誘發(fā)安全事故。
隨著工作時間越長、放電倍率增大，鋰電池放熱速率增加。不同放電倍率下鋰電 表面的溫度變化在充電階段、靜置階段基本一致，而放電階段，鋰電表面溫升隨著放 電倍率的增大而顯著增大，放熱速率加快。當放電倍率增加至 1.5C 時，放電階段鋰 電溫度高達 40℃，超出最佳溫度區(qū)間，可能會誘發(fā)熱失控。
大容量和高倍率的儲能系統(tǒng)成為發(fā)展趨勢，驅(qū)動儲能溫控和消防需求提升。2021 年以來，多項國家、地方政策均鼓勵探索建設(shè)共享儲能，建立“新能源+儲能”機制， 推動新型儲能市場化發(fā)展。為應(yīng)對大規(guī)模儲能進入市場，多省發(fā)布了儲能參與的調(diào)峰 調(diào)頻輔助服務(wù)政策。調(diào)頻要求儲能系統(tǒng)具有高倍率，調(diào)峰要求儲能系統(tǒng)具有大容量， 隨著調(diào)峰調(diào)頻需求增長，儲能系統(tǒng)產(chǎn)熱量將不斷上升，儲能溫控和消防行業(yè)有望迎來 重要的發(fā)展機遇。
1.3 新國標提高儲能安全要求
儲能電站裝機容量快速增長，儲能安全政策趨嚴。隨著大容量、高倍率的儲能系 統(tǒng)成為趨勢，儲能安全問題逐漸被重視。2014 年版國標《電化學儲能電站設(shè)計規(guī)范》 已很難滿足快速發(fā)展的儲能安全需求，國家標準之外僅有部分企標、團標、地方標準、 美標 NFPA855、UL9540 等作為參考，國內(nèi)儲能安全標準仍需進一步規(guī)范。
新標準對儲能安全標準提出更高要求。國家標準 GB/T 42288-2022《電化學儲 能電站安全規(guī)程》已正式發(fā)布，將于 2023 年 7 月 1 日起正式實施。此前儲能安全領(lǐng) 域的老國標系 2014 年發(fā)布，在消防領(lǐng)域主要規(guī)范了建筑物和設(shè)備防火等級、消防水 池和砂池的配置，探測和預警方面提出“應(yīng)設(shè)置火災自動報警系統(tǒng)”和“宜配置感煙 探測器和可燃氣體報警裝置”。2021 年出臺的新國標征求意見稿，開始引入“自動滅 火系統(tǒng)”、“電池模塊級消防”、“多系統(tǒng)聯(lián)動”、“抑制復燃”等概念。此次新國標正式 發(fā)布，相較征求意見稿進一步趨嚴，新增了“每個電池模塊可單獨配置探測器”的表 述;“且防止復燃”的表述升級為“持續(xù)抑制復燃”。
我國電化學儲能電站安全政策不斷趨嚴。2022 年，多項政策陸續(xù)出臺，根據(jù)國 內(nèi)外電化學儲能電站火災事故的案例，對儲能電池的性能、儲能系統(tǒng)安全、運行維護 安全管理等提出更加詳細的規(guī)范與標準。
隨著儲能安全標準趨嚴，儲能消防和溫控系統(tǒng)的重要程度有望顯著增強。相比于 國外，雖然我國電化學儲能電站事故發(fā)生較少，但是儲能安全標準體系不夠健全，缺乏國外政策提到的一些重要規(guī)范，比如 AS/NZS 5139 要求電池系統(tǒng)安裝在特定位置; UL9540A 強調(diào)了單個電池儲能系統(tǒng)單元火災緩解方法;NFPA 855 對于儲能系統(tǒng)單 元間以及與墻壁的安全距離進行了規(guī)定等。由于國內(nèi)外儲能電站事故頻發(fā)，我國儲能 安全標準向全球標準靠攏，不斷完善趨嚴，儲能消防和溫控系統(tǒng)的重要程度有望顯著 增強。
2 儲能消防重要程度有望增強
2.1 消防設(shè)計策略需要升級
當前儲能系統(tǒng)火災探測及消防設(shè)計存在不足。目前預置艙儲能電站火災探測報 警系統(tǒng)參照 GB 50116《火災自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》，配置使用點型感溫和感煙探 測器，消防預警系統(tǒng)采用獨立的通訊方式，主要存在三點不足： 1)探測部分：配置的點型感溫和點型感煙探測器，只有在煙氣和溫度已經(jīng)蔓延 到艙室后才能起到報警作用，不適用于鋰離子電池熱失控早期預警，屬于電池熱擴散 事故發(fā)生后的火災報警。 2)火災抑制部分：在整個預制艙內(nèi)做淹沒式的滅火藥劑噴放，滅火藥劑無法作 用于發(fā)生熱失控的電池箱內(nèi)部，不能起到定向撲滅火災的作用。 3)聯(lián)動部分：傳統(tǒng)消防作為獨立運行的系統(tǒng)，無法與 BMS 或 EMS 系統(tǒng)通訊形 成有效聯(lián)動。
新型儲能消防系統(tǒng)設(shè)計主要包括三個方面：主動預警、通訊聯(lián)動和多級防控。主 動預警需要通過 BMS 系統(tǒng)對電池日常運行數(shù)據(jù)進行測量，監(jiān)控異常電氣參數(shù)，提前 識別出異常電芯或 PACK 進行更換。通訊聯(lián)動需要實現(xiàn) BMS、EMS 等管控系統(tǒng)，各 類傳感器組成的探測系統(tǒng)，滅火介質(zhì)釋放、繼電器、斷路器等執(zhí)行系統(tǒng)之間的聯(lián)動控 制。
多級防控大體將儲能電站火災防控設(shè)計分為三個層級： 1)PACK 級消防：在每個電池箱體內(nèi)配備滅火系統(tǒng)，發(fā)生電池熱失控甚至出現(xiàn) 初期火星時，可將滅火劑精確作用于異常電池箱體內(nèi)，將火災控制在萌芽狀態(tài)，實現(xiàn) 損失和影響的最小化。 2)艙級消防：當電池箱體內(nèi)部的火災沒有得到有效撲滅，或者出現(xiàn)預制艙內(nèi)的 附屬電器、電路、控制器等短路引發(fā)的電氣火災時，需要啟動艙內(nèi)消防裝置釋放滅火 劑，進行空間淹沒式的消防。 3)電站級消防：當火災蔓延至儲能預制艙外部，通過防火墻設(shè)計、預制艙間距 提升、站內(nèi)大型消防設(shè)施配備等方式防止事故擴大化，為火災救援爭取時間。
2.2 消防裝備數(shù)量和質(zhì)量有提升空間
探測端的多層級要求將提升微型探測器的需求。多級防控設(shè)計落實到探測端，體 現(xiàn)在不僅在儲能預制艙中布設(shè)探測設(shè)備，更需要在每組電池簇，乃至每個電池模塊上， 布設(shè)氣體、溫度探測設(shè)備，以獲得對于隱患位置和發(fā)生時間更清晰的認識，從而進行 更及時精準的反應(yīng)。
探測端還需要多類探測器結(jié)合，對火災隱患的各類表征進行全方位偵測。由于鋰 電池材料成分復雜，火災反應(yīng)特殊，而各類傳感器都有其特定的應(yīng)用場景，面對鋰電 儲能火災的多種氣體探測、長壽命、高響應(yīng)速度、高穩(wěn)定性等嚴格要求，需要一氧化 碳、氫氣、VOC 類、煙霧、溫度和火焰等多種探測結(jié)果復合作為預警和滅火噴射啟 動信號會更科學可靠。
氣體滅火劑快速降溫性能更好，水基滅火劑持續(xù)冷卻性能更佳。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)， 幾類氣體滅火劑中，當前配置最廣泛的七氟丙烷冷卻降溫的效果最差;六氟丙烷和全 氟己酮冷卻降溫效果好，但氣體滅火劑持續(xù)冷卻降溫的效果均較差。水基滅火劑的快 速降溫效果不及全氟己酮等氣體滅火劑，但是細水霧具備較好的持續(xù)冷卻性能。
撲滅只是基礎(chǔ)，防止復燃是消防難點;氣體滅火劑和細水霧結(jié)合的方式具備更好 的鋰電池滅火性能。氣體滅火系統(tǒng)因不能持續(xù)冷卻降溫以抑制鋰電池熱失控的持續(xù)發(fā) 生，即使前期實現(xiàn)快速滅火，但后期易復燃，從而無法有效撲滅鋰電池火災。同時配 置氣體滅火系統(tǒng)和細水霧滅火系統(tǒng)，在火災發(fā)生時，氣體滅火系統(tǒng)采用全艙淹沒的方 式快速降溫，模組級分布式細水霧系統(tǒng)針對特定電池組持續(xù)冷卻，可以起到理想的滅 火效果。
儲能消防系統(tǒng)價值占比有望提升。據(jù)青鳥消防公告，目前儲能消防領(lǐng)域仍主要采 用艙級方案，在整個儲能系統(tǒng)中的價值占比為 1%-3%左右;隨著儲能安全領(lǐng)域相關(guān) 政策、標準的逐漸落地，艙級方案配置的探測器種類和數(shù)量提升，氣體消防和細水霧 消防協(xié)同配置，價值占比有望向 3%-4%拓展;而隨著 PACK 級方案滲透率逐漸提升， 預計價值占比 5%-7%是有望落地的方案。
2.3 預計儲能消防市場空間增長迅速
預計 2026 年儲能消防行業(yè)市場空間達到 119.8 億元，2022-2026 年 CAGR 為 129.8%。我們認為，隨著全球范圍內(nèi)儲能裝機高速增長(儲能裝機詳細測算過程見 國聯(lián)證券電新組外發(fā)報告《儲能系列報告一：海內(nèi)外需求共振造就優(yōu)質(zhì)賽道》)，中國 系統(tǒng)集成商在海外市場市占率不斷提升，儲能消防供應(yīng)商有望通過對集成商的深入綁 定進入海外市場，并有望通過拓展海外集成商客戶加快出海進程。 另外，隨著儲能預制艙內(nèi)配備的消防探測器種類提升，滅火介質(zhì)種類由七氟丙烷 升級至全氟己酮和細水霧相配合，PACK 級消防方案滲透率逐漸提升，儲能消防單位 價值量可進一步提高，使得儲能消防行業(yè)獲得高于儲能行業(yè)本身的市場空間增速。
3 儲能溫控價值量有望提升
儲能安全是系統(tǒng)性工程，更先進的消防設(shè)計往往與液冷系統(tǒng)相結(jié)合。液冷電池 PACK 普遍具備 IP67 等高防護等級，得以滿足簇級或者 PACK 級消防對于電池結(jié)構(gòu) 密封要求的提升;液冷儲能系統(tǒng)普遍具備更高的集成度，采用非步入式結(jié)構(gòu)，電池機 柜間可采用防火隔板進行隔離，減少相互影響;更重要的在于，液冷系統(tǒng)可降低電芯 之間的溫差，使整個系統(tǒng)在適宜的溫度工作，從源頭上減少儲能系統(tǒng)發(fā)生熱失控的概 率。
3.1 液冷系統(tǒng)更安全且度電成本更低
儲能熱管理主要分為風冷和液冷兩條路徑，液冷系統(tǒng)的綜合性能更強。風冷即利 用空氣作為冷卻介質(zhì)對電池系統(tǒng)進行冷卻，空氣從電池一側(cè)流入，流經(jīng)電池內(nèi)部后， 由另一側(cè)流出。由于流經(jīng)前部電池組的空氣積累了部分熱量，會導致后部電池組的冷卻效果變差。這一問題可通過改變空氣流道的設(shè)計改善，但可能導致降低儲能系統(tǒng)的 能量密度。
液冷系統(tǒng)一般采用乙二醇水溶液作為冷卻劑，冷卻液流經(jīng)集成在電池系統(tǒng)內(nèi)部的 液冷板，以降低電池溫度。液冷系統(tǒng)可使電池之間的堆疊更加緊密以提高能量密度; 并且具備更強的散熱性能，降低電池溫差，提升一致性水平，降低熱失控風險。液冷 技術(shù)此前在 SVG、數(shù)據(jù)中心、直流設(shè)備、電動汽車等領(lǐng)域已廣泛使用，在儲能領(lǐng)域 的新應(yīng)用也逐步成為市場的主流選擇。
液冷系統(tǒng)具備更強的溫度控制精度，進而延長電池壽命。綜合各廠商的宣傳口徑， 風冷機組可將儲能系統(tǒng)內(nèi)的溫差控制在 5-10℃左右，而采用液冷機組可將溫差降低 至 2-3℃的水平，顯著提高電池充放電過程中的均一性，并有望較風冷系統(tǒng)延長 2 年 以上的電池使用壽命。
液冷系統(tǒng)具備更高的單艙能量密度，減少儲能建設(shè)用地。我們統(tǒng)計了陽光電源和 科華數(shù)能分別采用風冷和液冷方案的儲能系統(tǒng)集成產(chǎn)品的參數(shù)，計算得到風冷產(chǎn)品的 能量密度約為 0.13-0.15MWh/m2，而液冷集成方案可提升能量密度 50%以上至 0.2- 0.23 MWh/m2。同樣電池能量條件下，液冷方案可較風冷減少約 30%的占地面積。
在一個 4MWh 的集裝箱儲能系統(tǒng)中，當 COP 提升至 2.5 時，溫控系統(tǒng)耗電可大 幅降低，相較風冷系統(tǒng)節(jié)省 1.45 萬元/年，約占年運營成本的 1.45%(包括電池及其 他設(shè)備折舊、人工以及財務(wù)費用等全部成本)。同時，液冷系統(tǒng)中的運動部件較風冷系統(tǒng)減少 90%以上，可減少故障點，降低設(shè)備維護費用。
液冷系統(tǒng)的優(yōu)勢最終體現(xiàn)在降低全生命周期的度電成本。由于儲能溫控設(shè)備在 整個儲能系統(tǒng)中的價值量占比較低，由風冷升級至液冷系統(tǒng)之后，建設(shè)成本的增加幅 度小于系統(tǒng)循環(huán)壽命的提升幅度，根據(jù)科華數(shù)據(jù)、南都電源、天合儲能等公司對于液 冷新品的宣傳，全生命周期的 LCOS 可降低 15%-32%。
3.2 預計國內(nèi)市場液冷滲透率快速提升
當前國內(nèi)儲能液冷滲透率較低，海外市場對液冷接受度較高。據(jù) GGII，2021 年 國內(nèi)儲能領(lǐng)域液冷溫控滲透率僅為 12%，預計 2025 年有望迅速提升至 45%。海外 市場缺乏統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但從全球系統(tǒng)集成龍頭 Fluence 的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化可以看出液冷 滲透率快速提升的趨勢。Fluence 在 2020 年以前的集成產(chǎn)品均為風冷方案，2020 年 后推出的新一代產(chǎn)品中，光伏配儲和工商業(yè)儲能產(chǎn)品提供風冷和液冷兩種選擇，電網(wǎng) 級儲能產(chǎn)品僅提供液冷配置。
液冷系統(tǒng)單位價值量顯著高于風冷，不過在總成本中占比較低。整套液冷系統(tǒng)單 位價值量約 0.6 億元/GWh，風冷系統(tǒng)單位價值量約 0.3 億元/GWh。據(jù)我們不完全統(tǒng) 計，2022 年國內(nèi)儲能系統(tǒng)采購中標均價為 1.54 元/Wh，因此儲能液冷系統(tǒng)成本僅占系統(tǒng)采購成本的 3.9%左右;風冷系統(tǒng)成本僅占系統(tǒng)采購成本的 1.9%左右。下游對于 溫控系統(tǒng)的價格敏感度相對較低。
近年國內(nèi)廠商紛紛推出液冷產(chǎn)品，滲透率有望快速提升。國內(nèi)廠商中，寧德時代 和比亞迪率先針對海外市場需求，于 2020 年推出了液冷集成產(chǎn)品;2021-2022 年， 各主流系統(tǒng)集成商紛紛跟進，推出了凝聚最新設(shè)計理念和技術(shù)實力的液冷方案產(chǎn)品， 強調(diào)新品的高安全、高能量密度、長壽命、低度電成本的特性。我們認為隨著國內(nèi)集 成商在液冷領(lǐng)域的布局持續(xù)推進，重點示范項目開始采用液冷系統(tǒng)，國內(nèi)儲能項目商 業(yè)模式逐漸跑通，性能更優(yōu)異的液冷方案滲透率有望快速提升。
預計 2026 年儲能溫控行業(yè)市場空間達到 167.1 億元，2022-2026 年 CAGR 為 89.2%。我們認為，隨著全球范圍內(nèi)儲能裝機高速增長，中國系統(tǒng)集成商在海外市場 市占率不斷提升，儲能溫控供應(yīng)商有望通過對集成商的深入綁定進入海外市場，并有 望通過拓展海外集成商客戶加快出海進程。另外，由于液冷滲透率提升已基本成為行 業(yè)共識性趨勢，儲能溫控單位價值量可進一步提高，使得儲能溫控行業(yè)獲得高于儲能 行業(yè)本身的市場空間增速。
3.3 供應(yīng)鏈垂直整合構(gòu)成核心競爭力
儲能溫控廠商多為相近賽道跨界而來，行業(yè)格局尚不穩(wěn)定。當前儲能溫控廠商主 要來自數(shù)據(jù)中心溫控、工業(yè)冷卻設(shè)備和車用熱管理領(lǐng)域，各自的先天優(yōu)勢有部分差異。 一般而言，數(shù)據(jù)中心溫控設(shè)備企業(yè)此前在風冷領(lǐng)域技術(shù)積累更多;工業(yè)冷卻設(shè)備企業(yè) 此前對于液冷技術(shù)的應(yīng)用更多;而動力電池熱管理企業(yè)此前與電池廠商的綁定相對更 深入。目前儲能溫控市場空間相對較小，液冷方案在國內(nèi)剛剛起步，且行業(yè)具備較強 的定制化屬性，競爭格局尚不明確，需關(guān)注溫控廠商與頭部系統(tǒng)集成商的配套關(guān)系。
液冷系統(tǒng)中價值量最高的環(huán)節(jié)為液冷主機和液冷板。從液冷系統(tǒng)的成本結(jié)構(gòu)來 看，液冷主機約占 57%，液冷板約占 16%，分配管路約占 10%，干冷器/蒸發(fā)冷卻器 等冷源約占 8%，輸入電源約占 2%，其他成本約占 7%。
對于供應(yīng)鏈的垂直整合能力構(gòu)成溫控企業(yè)核心競爭力。由于液冷技術(shù)此前在其 他領(lǐng)域的發(fā)展相對成熟，我們認為儲能溫控企業(yè)的主要競爭優(yōu)勢將體現(xiàn)在產(chǎn)品定制能 力、成本控制能力以及對大客戶的綁定;而以上優(yōu)勢的核心來源是企業(yè)對于自身供應(yīng) 鏈的垂直整合能力。
以液冷板為例，部分溫控企業(yè)自身并不具備液冷板生產(chǎn)能力，并且由于液冷板與 電池包的集成度較高，電池廠商也不會輕易將電池設(shè)計參數(shù)提供給新接觸的溫控廠商， 而與已經(jīng)展開合作的供應(yīng)商之間黏性更大。
4 系統(tǒng)集成商競爭壁壘逐漸提高
4.1 集成商是儲能安全第一責任人
儲能系統(tǒng)的構(gòu)成相對復雜，集成商扮演安全第一責任人的身份。儲能電站系統(tǒng)是 由儲能電池、儲能變流器(PCS)、溫控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、升壓系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng) (BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)和其他諸多設(shè)備集成的復雜系統(tǒng)。儲能系統(tǒng)集成商 向上游對接大量設(shè)備供應(yīng)商，將各子系統(tǒng)高效、安全地集成為儲能系統(tǒng)產(chǎn)品，向下游 業(yè)主或 EPC 承包商交付并提供后續(xù)的質(zhì)保服務(wù)，是儲能項目安全的第一責任人。
集成商通過對管理系統(tǒng)的搭建體現(xiàn)儲能的安全價值。集成商的價值不僅是對各 類設(shè)備采購后的簡單拼湊，而是需要搭建整套儲能設(shè)備的管理系統(tǒng)，真正實現(xiàn)新國標 中要求的各類安全設(shè)備的聯(lián)動控制，以在對成本進行有效控制的前提下，充分發(fā)揮整 套系統(tǒng)的安全價值。
低價競爭及較長的供應(yīng)鏈易滋生安全隱患。2022 年 10 月，海南某平價光伏項 目配備的 25MW/50MWh 儲能電站中 1 個電池艙，在調(diào)試階段發(fā)生起火事故。據(jù)索 比儲能網(wǎng)報道，該項目系統(tǒng)采購中標單價約為 1.304 元/Wh，低于我們統(tǒng)計的 2022 年均價 1.5 元/Wh;另外，該項目系統(tǒng)集成商、電池直流側(cè)集成商和電芯供應(yīng)商分別 為三家企業(yè)，供應(yīng)鏈條相對較長。
4.2 技術(shù)、渠道、資金構(gòu)筑行業(yè)壁壘
對于電池運行狀態(tài)的主動預警將提高儲能系統(tǒng)集成商的行業(yè)壁壘。對于電池狀 態(tài)的監(jiān)測難以由消防設(shè)備供應(yīng)商完成，而是電池廠商或系統(tǒng)集成商提升自身產(chǎn)品競爭 力的手段。功能的實現(xiàn)依賴于根據(jù)大量實際運行數(shù)據(jù)建立的模型，在設(shè)備運行過程中 實時檢測和評估電池性能;龐大的運算可能出現(xiàn) BMS 算力不足的情況，還需要在云 端增加計算設(shè)備。因此對于系統(tǒng)集成商的過往項目經(jīng)驗，以及基于大數(shù)據(jù)及人工智能 算法實現(xiàn)電站智能運維的能力提出了更高的要求。
各廠商產(chǎn)品的最終性能存在差距。理論上，集成商可在全市場采購優(yōu)質(zhì)的設(shè)備進 行集成，不過系統(tǒng)的整體設(shè)計、各類設(shè)備的配合、電芯一致性的控制仍考驗集成商的 技術(shù)實力，最終體現(xiàn)在各廠商的集成產(chǎn)品的性能上存在差距。
強大的供應(yīng)鏈管理和多環(huán)節(jié)自研自制構(gòu)成競爭要素。安全、長壽命、智能高效和 易安裝維護是當前各集成商在產(chǎn)品設(shè)計上的共同追求，并需要在保障高性能的同時合 理管控成本。因此，憑借自身較強大的市場地位提高對供應(yīng)鏈的管理能力，以及通過 對電芯、PCS、BMS、EMS 等關(guān)鍵構(gòu)成中的一個或多個環(huán)節(jié)的自研自制，并不斷迭 代升級，是系統(tǒng)集成商的重要競爭要素。
下游客戶多為大型電力集團，形成較高渠道壁壘。據(jù)儲能與電力市場統(tǒng)計，2022 年全年，國內(nèi)儲能項目完成招標 44GWh 以上，項目業(yè)主主要為大型電力央國企，多 數(shù)儲能項目招標要求參與方具備豐富項目經(jīng)驗，具備項目資源獲取能力的企業(yè)有望占 據(jù)優(yōu)勢，并通過規(guī)模擴張和品牌口碑的建立構(gòu)筑后續(xù)更高的競爭壁壘。
單個項目投資大、周期長，對資金實力要求高。當前 100MW/200MWh 大型儲 能項目的建設(shè)逐漸成為主流，單個項目對應(yīng)設(shè)備投資約 3 億元，總初始投資約 4 億 元;并且項目從招標、設(shè)備采購、安裝調(diào)試、性能測試的全流程周期較長;下游業(yè)主 議價能力強，因此儲能集成商的資產(chǎn)負債率及應(yīng)收賬款周轉(zhuǎn)天數(shù)普遍較高，對企業(yè)的 資金實力要求較高。
4.3 集成商集中度有望提升
儲能作為新型電力系統(tǒng)補短板的剛需，裝機高速增長。據(jù) CNESA，2022 年國 內(nèi)新增投運新型儲能項目裝機規(guī)模達 6.9GW/15.3GWh，功率及能量規(guī)模同比增長率 均超過 180%。截至目前，全國已有 26 個省市規(guī)劃了“十四五”時期新型儲能的裝 機目標，總規(guī)模接近 67GW;此外，國內(nèi) 2022 單年新增規(guī)劃在建的新型儲能項目規(guī) 模達到 101.8GW/259.2GWh，預計大部分項目或?qū)⒃诮?1-2 年內(nèi)完工并網(wǎng)，項目規(guī) 模已遠超國家發(fā)改委《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》中設(shè)置的 2025 年實 現(xiàn) 30GW 裝機的目標。
獨立儲能已構(gòu)成儲能項目開發(fā)的主流形式。據(jù)我們不完全統(tǒng)計，2022 年國內(nèi)儲 能中標項目中，新能源配儲約占 46%，獨立及共享儲能項目約占 44%;2023 年初至 今，我們共統(tǒng)計到 7.6GWh 的儲能中標項目，其中 66%均為獨立及共享儲能項目， 已構(gòu)成儲能項目開發(fā)的主要形式。
獨立儲能電站盈利模式逐漸明晰。2022 年以來，各地方政策紛紛落地，逐漸確 定了現(xiàn)貨市場套利、容量租賃、容量補償和輔助服務(wù)收益為獨立儲能主要收益來源。 山西省在國內(nèi)首次針對獨立儲能設(shè)立一次調(diào)頻輔助服務(wù)市場;甘肅省在全國范圍內(nèi)首 次為儲能電站開放了調(diào)峰容量市場;青海省首次提出，儲能電站可同時參與調(diào)頻、調(diào) 峰市場，或同時參與調(diào)頻、現(xiàn)貨電能量市場;山東省獨立儲能參與現(xiàn)貨市場已運行一 年時間。
保障輔助服務(wù)調(diào)用次數(shù)增強業(yè)主信心。儲能項目經(jīng)濟性此前最大痛點在于利用率 過低，當前多地輔助服務(wù)政策中規(guī)定了儲能項目最低調(diào)用次數(shù)，強力保障了項目整體 收益率;青海儲能調(diào)峰補償標準 0.5 元/千瓦時，年利用小時數(shù)不少于 540 小時;寧 夏 2022、2023 年度儲能試點項目的調(diào)峰服務(wù)補償價格為 0.8 元/千瓦時，年調(diào)用次 數(shù)不低于 300 次。
現(xiàn)貨市場前景廣闊，考驗電價預測及運營管理能力。據(jù)儲能與電力市場模擬測算， 2022 年山東 2 小時儲能系統(tǒng)參與現(xiàn)貨市場，全年理想情況下可獲得價差水平為 0.57119 元/kWh。雖然低電價在中午時段，高電價在傍晚時段均有相當?shù)募卸?，?整體仍較為分散，需要運營方具備更精細的電價預測及運營管理能力以獲得較高的套 利空間。 智慧運營和交易輔助或?qū)⒊蔀榧缮檀蛟觳町惢闹匾緩?。當前已?14 個省 市推進全國電力現(xiàn)貨市場試點，預計 2023 年內(nèi)現(xiàn)貨市場在全國的推進會更加迅速。22 年 10 月，融和元儲中標全國首個獨立儲能現(xiàn)貨交易輔助決策項目，我們認為相關(guān) 的儲能系統(tǒng)運營、數(shù)字化和智能化應(yīng)用有望構(gòu)成未來系統(tǒng)集成商打造差異化的新壁壘。
鋰價下行，獨立儲能項目供應(yīng)商的盈利空間相對較好。通過梳理 2022 全年的儲 能項目中標價格，獨立儲能項目的 EPC 中標均價為 2.08 元/Wh，顯著高于新能源配 儲項目 EPC 中標均價 1.64 元/Wh;獨立儲能與新能源配儲的系統(tǒng)采購均價接近，分 別為 1.48 元/Wh 和 1.50 元/Wh，不過獨立儲能的報價區(qū)間相對集中，最低報價為 1.41 元/Wh，而新能源配儲最低報價為 1.29 元/Wh，反應(yīng)出部分項目存在低價競爭 的情況。隨著 23 年以來碳酸鋰價格迅速回落，儲能供應(yīng)商成本壓力預計將有所減弱， 盈利空間逐漸打開。
高利用率儲能項目對于供應(yīng)商的選擇相對集中。2022 年開始，多個大型開發(fā)商 開始以框架采購的方式為即將開展的儲能項目預定供貨商。6 個框架采購項目合計超 10GWh，對于供應(yīng)商的選擇相對集中;據(jù)我們不完全統(tǒng)計，相較于主要作為并網(wǎng)路 條的新能源配儲項目，利用率預期較高的獨立儲能項目由于對設(shè)備性能的要求更高， 對于供應(yīng)商的選擇也相對更加集中。我們認為，隨著儲能商業(yè)模式的日趨完善，下游 業(yè)主對于產(chǎn)品性能的更加重視，儲能系統(tǒng)集成商的集中度有望提升。
5 投資分析
5.1 青鳥消防：儲能消防先發(fā)優(yōu)勢明顯
國內(nèi)外消防領(lǐng)域業(yè)務(wù)發(fā)展迅速較快。公司是國內(nèi)消防電子領(lǐng)域龍頭，能夠提供全 線產(chǎn)品及服務(wù)，競爭優(yōu)勢明顯;公司重視技術(shù)研發(fā)，自研朱鹮芯片應(yīng)用于公司絕大部 分產(chǎn)品，降本優(yōu)勢明顯;公司渠道積累深厚，國內(nèi)外布局廣闊，品牌影響力強，并獲 得國內(nèi)外雙認證，擁有國內(nèi)四大生產(chǎn)基地和國外三大基地。 前瞻布局儲能消防市場。公司產(chǎn)品品類不斷豐富，能滿足客戶多個消防系統(tǒng)同時 建立的整體化布局要求，搶占已清出中小型企業(yè)的空缺市場，獲得更大市占率;儲能 消防新國標發(fā)布，公司儲能消防產(chǎn)品 2022 年累計發(fā)貨 4000 萬以上，同比大幅提升; PACK 級設(shè)備門檻較高，公司已建立完備探測及滅火技術(shù)儲備，產(chǎn)品優(yōu)勢明顯;存量 市場增長規(guī)模較大，公司提早進行渠道布局，獲單機會較多。
5.2 英維克：充分受益于儲能及數(shù)據(jù)基建高景氣
公司 2022 年前三季度實現(xiàn)營業(yè)收入 14.9 億元，同比下降 1%，歸母凈利潤 1.17 億元，同比下降 23%。公司 2021 年實現(xiàn)營收 22.28 億元，同比增長 30.82%;實現(xiàn) 營業(yè)利潤 2.18 億元，同比增長 7.95%;實現(xiàn)歸母凈利 2.05 億元，同比增長 12.86%。 儲能溫控業(yè)務(wù)高速增長。液冷快速連接器產(chǎn)品已經(jīng)形成系列化，包括自鎖和盲插等 11 個系列，近期發(fā)布了儲能溫控新產(chǎn)品——BattCool 儲能全鏈條液冷解決方案 2.0。公司產(chǎn)品已成熟應(yīng)用于眾多國內(nèi)外儲能項目。22 年半年報顯示公司來自儲能應(yīng) 用的營業(yè)收入約 2.5 億元，較去年同期相比增長約 68%。 數(shù)據(jù)基建景氣度提升，公司有望充分受益。公司深耕精密溫控領(lǐng)域，涵蓋機房溫 控節(jié)能調(diào)節(jié)產(chǎn)品、機柜溫控節(jié)能產(chǎn)品、客車空調(diào)和軌道交通列車空調(diào)四大業(yè)務(wù)模塊， 具備豐富的產(chǎn)品供應(yīng)和業(yè)務(wù)經(jīng)驗;公司是間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)專家，針對大型數(shù)據(jù)中心 的散熱問題，推出蒸發(fā)冷卻多技術(shù)融合的產(chǎn)品，已為騰訊、字節(jié)等主流廠商建設(shè)數(shù)據(jù) 中心冷卻項目，未來有望隨數(shù)據(jù)基建景氣度提升，持續(xù)快速增長。
5.3 同飛股份：工業(yè)溫控領(lǐng)先企業(yè)積極拓展儲能業(yè)務(wù)
傳統(tǒng)業(yè)務(wù)穩(wěn)步增長。公司傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的主要下游行業(yè)為數(shù)控裝備(包括數(shù)控機床、 激光設(shè)備)和電力電子裝置行業(yè)。數(shù)控機床方面，下游應(yīng)用廣泛，不但可以應(yīng)用于國 防軍工、石油化工、船舶等領(lǐng)域，還可以應(yīng)用于新能源、紡織、電子、汽車等行業(yè)的 自動化設(shè)備;激光設(shè)備方面，中國激光設(shè)備市場規(guī)模正逐步擴大;電力電子裝置方面， 隨著能源結(jié)構(gòu)的切換，將迎來較大發(fā)展機遇。綜合來看，公司傳統(tǒng)業(yè)務(wù)有望維持穩(wěn)定 增長。 溫控產(chǎn)品應(yīng)用場景再擴大，有望進一步打開儲能溫控市場。公司所處的工業(yè)溫控 設(shè)備行業(yè)與儲能溫控行業(yè)在技術(shù)要求上具有高相似性，而公司在工業(yè)溫控設(shè)備行業(yè)深 耕多年，產(chǎn)品具有嚴苛環(huán)境下的高可靠性、高精度溫度控制、高能效的特點，公司具 備生產(chǎn)及供應(yīng)鏈的規(guī)模化優(yōu)勢以深厚的客戶基礎(chǔ)。因此，儲能溫控業(yè)務(wù)有望成為公司 第二增長曲線。公司與主流儲能系統(tǒng)集成商、主流電池廠商具備共同研發(fā)經(jīng)驗，具備 良好合作基礎(chǔ)，目前公司在儲能領(lǐng)域已與陽光電源、科陸電子、南都電源、江蘇天合儲能有限公司、天津瑞源電氣有限公司等公司展開了合作。 抓住時機拓展海外市場，半導體業(yè)務(wù)已拓展至業(yè)內(nèi)多家知名客戶。通過德國全資 子公司 ATF，打開通往國際的技術(shù)窗口，獲取國際前沿的市場信息，抓住與行業(yè)知名 跨國公司達成在歐洲的合作契機，促進產(chǎn)品出海。
5.4 奧特佳：寧德時代儲能溫控重要供貨商
公司系寧德時代儲能溫控重要供應(yīng)商。公司 2017 年起開始研發(fā)新能源車動力電 池領(lǐng)域的液冷溫控技術(shù)，并逐漸與寧德時代建立緊密合作。公司通過技術(shù)遷移，發(fā)力 儲能液冷溫控系統(tǒng)，已成為寧德時代儲能溫控領(lǐng)域的重要供應(yīng)商。專注儲能熱管理的 孫公司埃泰斯新能源營收高速增長，其收入已相當于奧特佳整體收入水平的約 10%。 儲能熱管理技術(shù)領(lǐng)先。公司儲能熱管理產(chǎn)品核心部件均自研或自產(chǎn)，液冷技術(shù)的 性能優(yōu)越性明顯，在大型儲能、車用電池控制器等領(lǐng)域均實現(xiàn)較深的技術(shù)積累;公司 海外布局較早，已啟動拓展海外電池終端客戶的儲能熱管理業(yè)務(wù)，取得了明顯成效。 積極拓展新能源汽車壓縮機業(yè)務(wù)。公司大力開拓新能源汽車的電動壓縮機市場， 主要客戶覆蓋長安、吉利、比亞迪等知名廠商。公司電動壓縮機訂單飽滿，預計 23 年 3 月份具備 180 萬臺產(chǎn)能，6 月份接近 200 萬臺產(chǎn)能。公司電動壓縮機產(chǎn)品已出 口到印度，供應(yīng)塔塔汽車。23 年計劃向大眾汽車的德國工廠 MEB 電動車平臺供貨， 并以此為基礎(chǔ)向大眾汽車在其他國家的工廠供貨。
5.5 科華數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)中心+儲能業(yè)務(wù)雙輪驅(qū)動
公司 2022 年前三季度實現(xiàn)營業(yè)收入 36.43 億元，同比增長 5.97%，歸母凈利潤 2.88 億元，同比增長 1.4%。公司 2021 年實現(xiàn)營收 48.66 億元，同比增長 16.75%; 實現(xiàn)歸母凈利 4.39 億元，同比增長 14.87%。其中，公司新能源業(yè)務(wù) 2022H1 實現(xiàn)營 收 4.14 億元，同比增長 40.42%。新能源業(yè)務(wù)毛利率達 27%，同比提升 3.51pct。 PCS 技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢明顯。公司依托成熟的電力電子技術(shù)持續(xù)發(fā)力光儲賽道，新 能源業(yè)務(wù)作為公司重要戰(zhàn)略業(yè)務(wù)取得了快速增長。公司 PCS 產(chǎn)品獲海外多國認證， 根據(jù) IHS Markit 數(shù)據(jù)，2021 年全球儲能中大型 PCS 全球出貨量排名第二，系統(tǒng)出 貨量排名第五，行業(yè)龍頭地位凸顯。 海外儲能持續(xù)發(fā)力。2022 年三季度以來，公司海外儲能業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)力。iStoragE 系列戶用光儲一體機新品斬獲超過 400MWh 訂單，公司與美國當?shù)睾献骰锇?Juniper 簽訂了年供貨 10000 套 iStoragE 系列戶用儲能系統(tǒng)戰(zhàn)略合作協(xié)議。此外，公司連續(xù) 簽訂 3 個美國公用事業(yè)級大型儲能電站項目。
UPS 和數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)有望穩(wěn)健成長。公司在 UPS 領(lǐng)域的深厚技術(shù)積淀是其他業(yè) 務(wù)開展的基石，公司可供應(yīng)核電級 UPS 產(chǎn)品彰顯技術(shù)實力;智慧電源業(yè)務(wù)在金融、 通信、軌道交通、工業(yè)和核電領(lǐng)域均有望穩(wěn)健增長。公司數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)主要客戶涵蓋 三大運營商、騰訊等大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、各大金融機構(gòu)和政府機關(guān)等;在信創(chuàng)政策、“東 數(shù)西算”和 AI 云計算需求推動下，我們預計公司 UPS 和數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)有望保持穩(wěn)健 成長。
5.6 金冠股份：優(yōu)質(zhì)電網(wǎng)供應(yīng)商轉(zhuǎn)型儲能
聚焦于電力服務(wù)賽道，業(yè)務(wù)前景廣闊。金冠股份開展“智能電網(wǎng)”、“充電樁”、 “儲能”三大業(yè)務(wù)體系，智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)緊跟“十四五”規(guī)劃新型電力系統(tǒng)建設(shè)浪潮， 是國家電網(wǎng) A 類供應(yīng)商，具備自主核心技術(shù)的電器設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)。 2023 年電網(wǎng)投資大年，公司傳統(tǒng)業(yè)務(wù)有望充分受益。國家電網(wǎng)董事長辛保安在 接受央視新聞采訪時表示，2023 年將加大投資，其中電網(wǎng)投資將超過 5200 億元，再 創(chuàng)歷史新高，同比增長約 4%。“十四五”期間電網(wǎng)投資高景氣有望延續(xù)，智能電網(wǎng)建 設(shè)是投資重點，公司作為國網(wǎng) A 類供應(yīng)商，有望充分受益。
儲能產(chǎn)品豐富，客戶資源和渠道積淀深厚。公司儲能產(chǎn)品線全面，依托電網(wǎng)設(shè)備 領(lǐng)域的技術(shù)積淀，除電芯以外儲能設(shè)備基本完全自研自制。公司與國網(wǎng)總部及其下屬 十幾個省市的國網(wǎng)公司有良好的溝通渠道，與地方大型的央企國企、地方的市政單位、 新能源企業(yè)保持非常融洽的合作關(guān)系。公司新能源業(yè)務(wù)在手訂單豐厚，渠道優(yōu)勢有望 助力后續(xù)大儲項目開發(fā)。
5.7 科陸電子：美的賦能，儲能業(yè)務(wù)高速發(fā)展
美的加速入主，有望賦能銷售渠道及運營效率。2023 年 3 月 22 日，科陸電子 收到了深交所上市審核中心出具的《關(guān)于深圳市科陸電子科技股份有限公司申請向特 定對象發(fā)行股票的審核中心意見告知函》，本次定增后美的集團持有的上市公司股份 預計由 8.95%增加至 22.79%，成為上市公司控股股東。我們預計美的入主進程的快 速推進，有望對公司在成本管控、經(jīng)營效率提升、銷售渠道拓展等領(lǐng)域賦能，以提升 公司盈利能力。 業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)逐漸清晰，聚焦三大業(yè)務(wù)領(lǐng)域。公司業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)聚焦在智能電網(wǎng)、新能源、 綜合能源及服務(wù)三大方面。公司短期內(nèi)以優(yōu)化調(diào)整財務(wù)結(jié)構(gòu)和資產(chǎn)業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)、促進重 大戰(zhàn)略攻堅項目落地為主要目標，盡快改善公司基本面;中長期將以形成新一輪增長 內(nèi)生動力為目標，實現(xiàn)公司業(yè)務(wù)的高質(zhì)量發(fā)展。
智能電網(wǎng)營收穩(wěn)定，中標質(zhì)量高。公司致力于“聚焦核心主業(yè)，剝離非核心業(yè)務(wù) 資產(chǎn)”的發(fā)展戰(zhàn)略，深耕智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。近年來年公司積極參加國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng) 相關(guān)項目招標，中標數(shù)量及金額均排名靠前，智能電表業(yè)務(wù)將穩(wěn)定成為公司的優(yōu)勢領(lǐng) 域。 海外訂單增長，儲能業(yè)務(wù)放量有望助力整體業(yè)績增長。公司自 2009 年開始涉足 儲能領(lǐng)域，已布局和運營多個標桿項目。除電芯外，多個儲能核心部件產(chǎn)品自主研發(fā) 生產(chǎn)，在全球大規(guī)模儲能項目上大批量應(yīng)用。預計公司儲能海外業(yè)務(wù)的持續(xù)放量將為 公司營收帶來較大增長空間。
(本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關(guān)信息，請參閱報告原文。)
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