三风能变流器:政策目标明确,但预测增速并不喜人
风能变流器与光伏逆变器在技术一脉相承,产业链也协同。
风电变流器的作用本质,是在风机转速变化下的情况下解决发电恒频的问题。风力发电的一大问题在于,风资源的不稳定性决定了风机的转速是变化的,而并网则需要50Hz的恒频交流电。因此,需要一定频率变化手段去配合转速变化,才能实现风电频率变频为电网交流频率。而电力电子技术中的变频器技术(交流-直流-交流)为解决这一问题提供了可能,风电变流器属于变频器的一个分支。
总结来讲,在风电发电系统中,发电机实现了机械能到电能的转化,变流器实现了电能形式向50Hz电网交流电的稳定转化。
风电变流器的行业规模一般用风电机组装机容量来衡量,核心关注海风占比提升的结构性机会,主要是大型的海上风电设备对于单价更高的风电变流器要求更高。
风电相比光伏,虽然存在灵活部署、运维难度、降本空间等方面存在劣势,但在政策加持和海风平价时代到来的推动下,风电装机有望实现快速发展。风电基数不大,发展空间大:2020年全国风电新增并网装机71.67GW,同比增长179%,截至2020年底,全国风电累计装机281GW,同比增长34.6%,占电网发电装机容量的12.8%;海风装机占比低,但发展势头惊人:2020年陆上风电新增68.61GW、海上风电新增3.06GW,海风新增装机约4%;截止2020年底陆上风电累计装机271GW、海上风电累计装机9GW,海风累计装机占比约3%。但2021年风电新增装机达到17GW,在经历2020年风电抢装透支2021年需求的情况下,海风新增装机实现了同比400%+的增长,占比达到36%,预示海风平价时代的到来,海风新增装机讲成为风电新增装机的重要增量。政策目标明确,但增速似乎并不喜人:除了新能源发电整体支持政策之外,2020年10月《风能北京宣言》提出,在“十四五”规划中,须为风电设定与碳中和国家战略相适应的发展空间,保证2021-2025年年均新增装机50GW以上;2025年后中国风电年均新增装机容量应不低于60GW,到2030年至少达到800GW,到2060年至少达到3000GW。根据彭博新能源的预测,2021-2025年风电新增装机的预测增速也并不高,因此核心海风占比提升的结构性机会。
数据来源:国家能源局,长桥海豚投研整理
数据来源:彭博新能源,长桥海豚投研
风电变流器市场格局:风电变流器市场呈现第三方供应商与风机厂自供的“二元”竞争格局,金风科技、远景能源、明阳智能等风电整机龙头均设有自己的变流器子公司。第三方供应商主要为阳光电源、禾望电气,外资的ABB、阿尔斯通、爱默生等。
不过由于风电变流器并不属于技术壁垒高的行业,因此国内变流器企业也基本实现了国产替代。在行业增速受限、国产替代进程基本走完的背景下,风电变流器的赛道并不算性感。
阳光电源是从光伏逆变器做起,2019年及之前风能变流器并非公司主流产品,2020年公司风能变流器业务起量,实现营收14亿元,实现了382%的增长。为此公司微调了财报中的业务结构,将风能变流器做了单独披露。虽然营收占比仍不及10%,但考虑到公司电站投资开发等薄利业务做大整体收入,预计风能变流器对公司利润的贡献在10%左右。
四储能系统:低技术、大空间、高增速
阳光电源所做的储能系统均属于电化学储能,当前抽水储能等机械储能占据主流,2020年全球抽水储能在储能市场中占比90%,电化学储能因为随地安装的便捷性、储能电池经济性的逐步凸显,必将成为未来储能的主流方式。从新增储能项目装机规模来看,电化学储能占比已经快速拉升。
电化学储能系统包括储能电池、光伏逆变器、储能变流器、储能充电器、EMS系统、监控平台等部分,公司该业务采取的是“无电芯战略”,除了储能电池之外,其他软硬设备都可以做,而储能变流器是公司在储能系统的核心。储能电池是储能系统成本的大头,占比超50%,公司与电池供应商保持良好的供应关系;储能变流器与光伏逆变器技术同源,但储能变流器需要实现电池和电网之间的双边变流,因此功能更加复杂。储能变流器在储能系统成本中占比约10-20%。
全球双碳目标下,光伏、风电等新能源的大幅介入对电力系统运行提出了更高的要求,“新能源发电+电力系统优化+储能”成为实现双碳目标的三板大斧子。
储能系统主要分发电侧、电网侧、用户侧三个应用场景,不同应用场景下,储能系统基本上都是扮演峰谷调节的作用。阳光电源目前主要的市场份额在电源侧市场,正在挖掘利润更厚的用户侧市场。
电化学储能是一个成长潜力大、天花板高、增速快的赛道过去十年,电化学储能年化复合增速超50%,呈现规模化发展的趋势,不过2020年全球电化学储能累计装机14.2GW,首次突破10GW大关,但在整体储能市场中占比仅7%,不足10%,成长空间广阔;
政策支持:2021年中国市场开始将储能列入新能源领域的重点扶持方向,首次明确2025年实现装机30GW(60GWh)以上的装机规模。同时明确规定发电侧15%的配套储能挂钩比例、20%以上挂钩比例的项目可以优先并网;用户侧则扩大峰谷电价价差,利好储能项目收益;
行业增速:国内2025年累计装机规模目标为30GW,2020年仅3.3GW,5年10倍,对应年化复合增速55%,以此类推,未来5年全球电化学储能行业的增速将维持高速增长的态势。
数据来源:中关村储能产业技术联盟,长桥海豚投研
竞争格局尚未稳定,阳光电源处龙头地位
阳光电源是最早进入储能行业的企业之一,凭借先发优势已经在全球储能行业取得领先市场地位,公司在北美和澳洲的市场份额均超过20%,也是国内市场储能变流器和储能系统领域的国内第一企业。
不过储能市场刚刚兴起,竞争格局并不稳定,新进入者层出不穷,而目前方式下的储能市场壁垒并不高,依靠领先优势建立起来的市场领先地位也不稳固。
数据来源:中关村储能产业技术联盟,长桥海豚投研