储能行业之抽水蓄能专题研究报告 行业红利，规划加速 中信证券研究部 新能源汽车组 袁健聪/汪浩 2022年6月30日 请务必阅读末页的免责条款和声明 核心观点  抽水蓄能：目前最成熟且装机量最大的储能技术  未来空间：“十四五”装机目标翻倍增长   截至2021年底，我国抽水累计装机36.39GW。2025/2030年装机目标62/120GW，累计装机量提升3倍。  此前政策协调性和价格激励不足为主要影响因素，当前政策面改善推动抽水蓄能加速发展。 产业链：机电设备价值量最大，整体格局集中  上游：机电设备占电站总投资的26%，市场集中度高。  中游：中国电建为行业龙头。  下游：国网新源、南网双调为电网主要运营商。  风险因素：规划投资规模落实不及预期；储能配套需求不及预期；电价机制执行不及预期；其他储能技术路径发展超预期。  投资建议：建议关注重点环节：抽水蓄能电站设计龙头中国电建等，水轮发电机组供应商东方电气、哈尔 滨电气、浙富控股等。 2 CONTENTS 目录 抽水蓄能：目前最成熟且装机量最大的储能技术 未来空间：预计“十四五”装机目标翻倍增长 产业链：机电设备价值量最大，整体格局集中 3 抽水蓄能：目前最成熟且装机量最大的储能技术 原理：电能与水的重力势能之间的相互转换 规模：2021年全球新增装机1300MW，占储能装机规模的86.2% 对比：优在安全+低成本，劣在地理受限+建设周期长 4 抽水蓄能：电能与水的重力势能之间的相互转换  抽水蓄能工作原理 • 抽水蓄能电站由上下水库、引水系统、电厂和机组等构成。 • 在电力负荷低谷时，利用多余电能将下水库中的水抽到上水库储存起来，将电能转化为水的重力势能；在电力负荷高 峰时放水发电，将势能转化为电能。 抽水蓄能电站示意图 资料来源：Hydro Tasmania 宁海抽水蓄能电站三维示意图 资料来源：广东省水力发电工程学会 5 规模：2021年全球新增装机1300MW，占储能装机规模的86.2%  国内外抽水蓄能电站发展现状 • 2021年，我国已有在运抽水蓄能电站项目40座，装机容量达36.39GW；在建项目48座，装机容量达61.53GW，已建和 在建装机规模均为世界第一。从装机区域分布看，目前我国抽水蓄能电站主要分布在华东、南方、华北地区，未来建设 重点将在华东、华北和华南地区。 • 2021年，抽水蓄能新增装机占储能装机规模的86.2%，仍然占据主导地位。另外储能装机规模的12.2%由新型储能贡献， 主要包括电池、飞轮、压缩空气等。 我国已建/在建抽水蓄能区域情况（万 KW） 抽水蓄能电站装机容量（MW） 中国 全球 抽水蓄能 占比 1400 30% 1200 25% 1000 抽水蓄能装机规模占比 12.2% 新型储能 熔融盐储热 1.6% 20% 800 15% 600 400 10% 200 5% 0 0% 86.2% 资料来源：IRENA（左图），《2021年中国抽水蓄能发展现状与展望》（韩冬，2022；中图），CNESA（右图），中信证券研究部 6 对比：优在安全+低成本，劣在地理受限+建设周期长  抽水蓄能容量大、安全性高、度电成本低 • 相对于其他储能技术而言，抽水蓄能的单体项目容量最大，能够担任大规模储能主力，应用于削峰填谷、黑启动等。同 时抽水蓄能的单体项目寿命最长，一般在50年以上，较长的寿命摊薄了项目的度电成本。 • 根据我们模型测算，在初始投资6000元/kW、运营年限50年的基本假设下，辅以折现率7.3%的假设，抽水蓄能的度电成 本为0.27元/kWh，是现阶段度电成本最低的储能解决方案。 抽水蓄能与其他储能技术特点对比 不同储能技术度电成本对比 机械储能 电化学储能 电磁储能 抽水蓄能 压缩空气 飞轮储能 超级电容 超导储能 >50年 >25年 20年左右 10年左右 循环数百 万次 功率密度大、 功 率 密 度 寿命长 大 响应速度 快 寿命 5-20年 优点 容量大、技 能量密度大、 术成熟、性 应用灵活 价比高、寿 命长 缺点 成本高、安 全性问题 应用 分布式、削 峰填谷、调 频 容量大、寿 命长 转换效率低、 响应速度慢、 响应速度慢、 容量小、放 建设周期长、 选址十分有 电时间短 选址要求高 限 削峰填谷、 UPS、调频 调频、黑启 削峰填谷 动 资料来源：风电头条，中信证券研究部 容量小、 自放电损 耗 容量小、 技术不成 熟、成本 高 调频 试验性阶 段 资料来源：何颖源等《储能的度电成本和里程成本分析》（2019），中信证券研究部 7 未来空间：预计“十四五”装机目标翻倍增长 规模：我国抽水累计装机36.39GW 空间：2025/2030年装机目标62/120GW，累计装机量提升3倍 复盘：此前政策协调性和价格激励不足为主要制约 催化：政策面改善推动抽水蓄能加速发展 8 规模：我国抽水累计装机36.39GW  截至2021年底，我国抽水蓄能装机容量达36.39GW。 • 根据中电联《中国电力行业年度发展报告》，截至2021年底，我国抽水蓄能装机容量达36.39GW，未达到“十三五” 规划的40GW目标。  理论上，远期装机规模可达1600GW，实际是否可行尚待观察。 • 在2020年12月启动的新一轮抽水蓄能中长期规划资源站点普查中，综合考虑地理位置、地形地质、水源条件、水库淹 没、环境影响、工程技术条件等因素，共普查筛选出资源站点1500余个，总装机规模达1600GW，目前装机仅为 36GW，纳入规划的站点资源总量814GW，未来空间充足。 中国与全球新增抽水蓄能装机量(GW) 中国抽水蓄能装机容量与增速 中国 中国装机量（GW） YoY 40 全球 2020年我国储能累计装机量分类占比 占比 7 140% 6 120% 5 100% 4 80% 3 60% 抽水储能 其他 锂离子电池 铅酸电池 液流电池 其他 25% 35 20% 30 25 15% 1.2% 20 10% 15 10 11.2% 86.3% 2 40% 1 20% 12.5% 0.7% 0.1% 0.4% 5% 5 0 0% 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 资料来源： CNESA（左图、右图） ， IRENA（中图），中信证券研究部 0 0% 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 9 空间：2025/2030年装机目标62/120GW，累计装机量提升3倍  2025/2030年装机目标62/120GW，“十四五”规模将达亿千瓦级，装机规模加快。 • 根据国家能源局发布的《抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）》，到2025年投产总规模达62GW+，2030年达～ 120GW，对应2020-2025年5年CAGR15.4%，料抽水蓄能将迎来快速发展阶段。根据目前选址，“十四五”项目基本已开 工，目标完成确定性较强。 • 按照水电总院、中国水力发电工程学会抽水蓄能行业分会发布的《抽水蓄能产业发展报告2021》报告，预计2022年投产 9GW，至2022年底，总装机容量达到45GW。“十四五”期间建设数量超过200个，规模跃升至亿千瓦级。 • 根据每千瓦造价6000元计算，“十四五”“十五五”投资额分别为1900亿、3480亿元，合2021-2025年平均每年380亿元。 • 国家电网、南方电网规划2025年投产25GW，2030年投产128GW，高于国家目标。 抽水蓄能“十四五”“十五五”装机目标 《抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）》 发展现状 • 装机规模显著增长：投产 32.49GW • 技术水平显著提高：机组制造 自主化水平明显提高 • 全产业链体系基本完备 资料来源：国家能源局，中信证券研究部 存在问题 • • • • 发展规模滞后于电力系统需求 是资源储备与发展需求不匹配 开发与保护协调有待加强 市场化程度不高 发展目标 规划保证 • 2025年：投产62GW以上 • 2030年：投产20GW左右 • 2035年：形成抽水蓄能现代化 产业，培育形成一批抽水蓄能 大型骨干企业 • 储备项目247个，总装机规模约 3.05亿千瓦。 • 中长期规划布局重点实施项目 340个，总装机容量约 4.21亿 千瓦。 10 复盘：此前政策协调性和价格激励不足为主要影响因素  历史上，抽水蓄能装机规模不及规划，政策协调性不足和价格激励不足是主要制约因素。 • 根据“十三五”规划，到2020年抽水蓄能装机目标40GW，但截至2020年实际装机量32.49GW，“十二五”规划2015年 装机30GW，实际装机量为23.05GW，未完成装机目标。  政策协调性：抽水蓄能电站建设周期为6-8年，刚性建设周期下，5年一次的大型规划灵活性不足，抽水蓄能建设与电力系 统规划缺乏协调，部分项目等待核准时间拖长，导致实际难以符合规划。  价格激励：2014年发改委提出两部制电价，但由于电力辅助服务市场并不完善，受制于抽水效率，电量电价激励不足， 实际中两部制电价难以落实，2016和2019年发改委两次发文规定抽水蓄能电站成本不纳入输配电成本，抽蓄成本疏导不 畅、利润空间不足，建设速度大幅减慢。 发改委633号文《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》 • • 体现提供调频、调压、系统备用和黑启动等辅助服务 的价值 回收其他成本并获得合理收益 • • 容量电价 • • 完善容量电价核定机制 电站经营期按40年核定，经营期内资本金内部收益率按6.5%核定。 建立容量电费纳入输配电价回收的机制。政府核定的抽水蓄能容量 电价对应的容量电费由电网企业支付，纳入省级电网输配电价回 收。 资料来源：国家发改委，国家能源局，中信证券研究部 体现提供调峰服务的价值 回收抽水、发电的运行成本 电量电价 • • 以竞争性方式形成电量电价 在电力现货市场运行的地方，抽水电价、上网电价按现货市场价格及 规则结算。 在电力现货市场尚未运行的地方，抽水蓄能电站抽水电量可由电网企 业提供，抽水电价按燃煤发电基准价的75%执行。鼓励委托电网企业通 过竞争性招标方式采购，抽水电价按中标电价执行。 11 催