真知灼见！抽水蓄能与压缩空气储能行业专题分析
发布日期：2023/3/9
储能行业：电力转型带动储能需求高速增长，政策刺激下储能装机有望迎来快速放量
储能需求——电力转型带动储能需求高速增长
在政策持续刺激下，新能源发电增长势头强劲。根据《“十四五”可再 生能源发展规划》，十四五期间可再生能源发电量增量在全社会用电量 增量中的占比超过 50%，风电和太阳能发电量实现翻番。①存量市场中， 2022Q1风电和光伏在社会总用电量中的占比分别为 8.99%、 4.55%， 合计仅有 13.54%，仍有较大的提升空间；②增量市场中，2021 年国内 新增风电、光伏发电量在全国新增发电量中占比分别为 23.58%、 7.92%，合计为 31.50%，距离 50%的政策目标仍有较大的差距。因此， 未来几年新能源发电大概率将维持强劲的增长势头。
随机性+间歇性+波动性，新能源发电需搭配储能投入使用。风电、光伏 等可再生能源无法像传统化石能源发电随时间稳定输出，而是具有随机 性、间歇性与波动性，这意味着需要储能系统介入调节，起到电力调峰、 平滑发电出力、系统调频、备用容量等作用，以缓解电力需求供给不匹 配所导致的种种问题。因此，新能源发电有望带动储能产业同步实现快 速增长。
政策力度——鼓励政策频出，配储比例约10%-15%
短期内政策刺激力度较大，有望加速推动储能产业由政策导向切换为市场导向。据北极星储能网统计，截至2022年5月30日已有23省区发布新能源配储政策。其中多地市对分布式光伏提出配套建设 储能的要求，且以山东枣庄配储规模要求最高，为装机容量15%～30%建设储能，且时长2～4小时。此前，仅有内蒙 古2021年保障性并网集中式风电、光伏发电项目优选结果中提出按15%～30%配储，储能时长2小时。通过对已出台 政策文件的观察分析，一般情况下，储能的配置比例在10%-15%之间。
技术路径——新型储能技术逐渐成熟，渗透率迅速提升
机械储能与电化学储能的技术特点、适用 场景各有不同。机械储能：以抽水蓄能和压缩空气储能为 代表，特点为大规模能量吞吐，功率大、 建设周期长，适用于削峰填谷与负荷调节。电化学储能：以锂离子电池为代表，功率 小于机械储能、建设周期短、效率较高， 适用于平滑发电与二次调频等场景。
装机容量预测——国内储能2025年达109.15GW，2030年达270.90GW
国内发电侧储能需求测算：预计2022年上半年国内储能总需图：风电、光伏及其他发电方式的装机量预测（单位：GW） 求为141.02GW；2025年、2030年储能总需求分别有望达到 198.46、301.00GW。测算主要基于以下假设：据《新能源场站配置储能收益测算与经济性分析》一文分析，风电、光伏最佳储能配比为11%、15%。3）火储调频项目通常按照机组额定出力的3%配置储能，考虑 到除风电光伏以外的其他发电方式仍以火电为主，我们假设其他发电方式的储能配比为3%。
抽水蓄能：两部制电价改革推进市场化，利润空间有望迎来提升
抽水蓄能——大规模调节能源的首选储能方式
抽水蓄能电站主要利用高低水位势能差实现电网负荷的调节。抽水蓄能电站主要由处于高、低海拔位置的上、下水库，以及 发电装置和厂房、控制中心组成，是利用电力负荷低谷时的电能自下水库抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库 发电的水电站。抽水蓄能电站可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能，是技术成熟、使用经济、 运行环保的大规模优质储能装置。
抽水蓄能技术较为成熟，是大规模调节能源的首选储能方式。抽水蓄能具有技术成熟、反应快速灵活、单机容量大、经济性 较好等优点，是缓解系统调峰压力的最有效手段之一，可以快速稳定系统频率，可以调相运行，可以稳定系统电压，是电力 系统事故备用电源，能作为电网黑启动电源，是大规模调节能源的首选。
产业链——抽水蓄能技术成熟，已形成较完善的产业链
国内抽水蓄能发展较为成熟，已形成较为完善的产业链。我国抽水蓄能电站的发展始于20世纪60年代后期，目前已积累 了丰富的的抽水蓄能电站建设经验，掌握了较先进的机组制造技术，抽水蓄能机组设备的国产化进程正在加快，设备安 装水平也在继续提高。通过一批大型抽水蓄能电站建设实践，基本形成涵盖标准制定、规划设计、工程建设、装备制造、 运营维护的全产业链发展体系和专业化发展模式。1）上游——机电设备：主要包括水轮机、发电机、水泵、变压器以及监控系统、调速系统等，其中核心设备为水轮发电 机组，国内主要生产企业为哈尔滨电气、东方电气，两家市占率合计达95%以上。2）中游——建设工程：分为电站规划设计+建设与电站运营两部分，中国电建在国内抽水蓄能规划设计市场的份额约占 90%，承担建设项目市场的份额约占80%，是国内抽水蓄能规划设计+建设的龙头；3）下游——电网系统：抽水蓄能电站接入电网系统，服务于工业用电、商业用电、居民用电等部门，起到调峰、填谷、 调频、调相、储能、事故备用等关键作用。
市场空间测算——有望拉动投资638亿元/年
十四五期间，各省拟建设的抽水蓄能电站项目共有110个，总装机容量 136.48GW，总投资6474.31亿元，计算得出单位容量的投资额为51.26 亿元/GW（仅计算已公布投资额的项目）。2025年之前预计建成的项目共有18个，总装机容量27.3GW，总投资 1583.09亿元，计算得出单位容量的投资额为57.99亿元/GW。全部项目 如期建成的情况下，2025年国内抽水蓄能装机量将达到64.87GW，将 超额完成政策文件指引62GW的装机量目标。
计价机制的变革——抽水蓄能两部制电价逐步向市场化迈进
目前国内抽水蓄能计价机制主要采用单一容量电价和两部制电价。2021年4月发改委发布了《进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》，明确了未来 抽水蓄能电站的计价方式将以两部制电价为主，并积极推动两部制电价的市场化。
两部制计价的收益测算——以华东天荒坪项目为例
国网新源是国家电网公司直属单位，2005年3月正式表示：国网新源的抽水蓄能运营数据与财务数据 成立，主要负责开发建设和经营管理国家电网公司经 营区域内的抽水蓄能电站和常规水电站，公司收入基 本都来源于抽水蓄能业务。2021年国网新源抽水蓄能 装机容量23.72GW，国内市占率达到63.14%。
截至 2022 年 3 月末，国网新源已投产 22 个抽水蓄 能电站，总容量24.32GW。两部制电价：华东天荒坪、北京十三陵等9家电站实 行两部制电价，装机容量10.82GW；单一容量电价：其余13个项目执行单一容量电价制度， 装机容量13.50GW。
压缩空气储能：效率提升+成本下降，商业化推广蓄势待发
压缩空气储能——新技术推广使效率显著提升，商业化前景美好
压缩空气储能系统：压缩空气储能系统是以高压空气压力能作为能量储存形式，并在需要时通过高压空气膨胀做功 来发电的系统。该系统的工作过程可分为储能和释能两个环节。CCTC®1）储能环节：压缩空气储能系统利用风/光电或低谷电能带动压缩机，将电能转化为空气压力能，随后高压空气被 密封存储于报废的矿井、岩洞、废弃的油井或者人造的储气罐中；2）释能环节：通过放出高压空气推动膨胀机，将存储的空气压力能再次转化为机械能或者电能，传统的压缩空气储 能系统在释能阶段需要在燃烧室内燃烧化石燃料来加热空气，以实现利用空气发电的功能。传统空气储能技术发展受限，效率提升空间有限。传统压缩空气储能系统依赖于化石燃料和大型储气室，且系统效 率较低，例如德国Huntorf压缩空气储能电站效率仅为42%，美国Mcintosh电站能量效率约为54%，其发展和应用受到限制。
产业链——国内技术领先全球，国产设备制造商有望从中受益
压缩空气储能的产业链。1）上游——设备、资源供应：核心设备包括空气压缩机、透平膨胀机、蓄热换热系统等，此外还需要储气盐穴资源等。设备制造 的主要参与企业包括陕鼓动力、金通灵、沈鼓集团、杭氧股份、川空等；拥有盐穴资源的主要企业包括苏盐井神、中盐化工、雪 天盐业等。2）中游——技术提供与项目建设：目前国内压缩空气储能的技术积累与项目建设已做到全球领先。主要的技术提供方是中科院热 物理研究所下属的中储国能，以及清华大学等高校；项目建设的参与企业则包括中国能建、中国电建等施工单位。3）下游——电网系统：压缩空气储能电站接入电网系统，服务于工业用电、商业用电、居民用电等部门，起到调峰、填谷、调频、 调相、储能、事故备用等关键作用。
商业化进展——效率提升+成本下降，规划总装机量达5.38GW
据我们的不完全统计，目前国内已建成/已开工的项目共有9个，总装机容量为 682.5MW。已建成/已开工的九个项目分别是：安徽芜湖500kW压缩空气储能示范项目、贵 州毕节10MW压缩空气储能示范项目、同里综合能源服务中心内500kW液态空 气储能示范项目、山东肥城10MW压缩空气储能调峰电站项目（一期）、金坛 盐穴60MW压缩空气储能项目、张家口100MW压缩空气储能示范项目、湖北 应城世界首台300MW压缩空气储能示范工程、河南平顶山200MW先进压缩空 气储电站项目、廊坊1.5MW超临界压缩空气储能示范项目。可以看出随着技术的发展，压缩空气储能的效率在不断地提升，装机容量也在 不断提升，规模效应使得单位成本出现明显下降。
装机量预测——累计装机：2025年达6.75GW，2030年达43.14GW
压缩空气储能有望形成对抽水蓄能的补充+替代：1）功能相似度较高，存在替代关系：压缩空气储能与同属机械储能的抽水蓄能 一样，二者应用场景都是大规模能量吞吐，都主要用于削峰填谷、负荷调节，功能上重合度较高；2）成本和效率已具备商业化条 件：目前压缩空气储能成本和效率已经与抽水蓄能相当，考虑到目前仅处于商业推广初期，未来成本仍有下降空间；3）建设周期 较短：相比于抽水蓄能，新型压缩空气储能在建设周期和投资成本上更具优势，抽水蓄能建设周期为6—8年，新型压缩空气建设 周期仅为1.5—2年，且不涉及移民搬迁问题。
重点公司分析
东方电气：水轮发电机组市占率近半，受益抽水蓄能放量的核心标的
东方电气：国内发电设备制造领先企业。东方电气作为国家重大技术装备国产化 基地、国家级企业技术中心，拥有中国发电设备制造行业中一流的综合技术开发 能力，具备了大型水电、火电、核电、气电、风电及太阳能发电设备的开发、设 计、制造、销售、设备供应及电站工程总承包能力。
归母净利润稳健增长，归母净利率持续提升。2021年，实现收入467.56亿元， 同比+29.02%；实现净利润22.89亿元，同比+22.93%；毛利率、净利率分别 为17.29%、4.90%。2022H1，实现收入273.23亿元，同比+23.00%；实现 净利润17.74亿元，同比+31.59%；毛利率、净利率分别为16.42%、6.49%。归母净利率呈现持续提升态势，归母净利润稳健增长，2017-2021年CAGR为 35.80%。
陕鼓动力：国产大型透平设备龙头，压缩空气储能领域业务静待花开
陕鼓动力：国内公司是我国重大装备制造企业，是为石油、化工、冶金、空分、电 力、城建、环保、制药和国防等国民经济支柱产业提供透平机械系统问题解决方案 及系统服务的制造商、集成商和服务商。目前公司形成了“能量转换设备制造、工 业服务、能源基础设施运营”三大业务板块。
金通灵：与中科院热物理研究所合作紧密，客户资源得天独厚
金通灵：公司一直专注于离心风机领域，以“服务+制造+服务”的业务模式 向用户提供风系统需求分析、风系统研发设计、离心风机产品制造、风系统 节能改造等端到端完整的全生命周期的风系统解决方案。公司主要产品有大 型工业鼓风机、通风机、煤气鼓风机、焦炉鼓风机、多级高压离心鼓风机、 单级高速离心鼓风机等五十多个系列，四百多种规格的节能离心风机产品， 广泛应用于钢铁冶炼、火力发电、新型干法水泥、石油化工、污水处理、余 热回收、煤气回收及核电等领域。
来源：天风证券 3060
