订单新增长曲线！深挖国内外“光储一体化”市场需求
订单新增长曲线！深挖国内外“光储一体化”市场需求
栏光伏发电主要依靠太阳能量，有明显的周期性，白天发电晚上可能就发不了电，这时就需要配套储能设施来做调节作用，光储一体化因此应运而生。
中国光储累计装机规模同比实现3倍增长
通过光储一体化，可以克服光伏发电的间歇性和波动性，平滑光伏电站输出，白天储能系统将光伏发电的冗余电量储存到系统，到了夜晚可以通过储能系统放电，从而实现光伏电站的24小时全天候发电。
经过多年的发展，光储一体化已经开始逐渐向“光储充”一体化演变。
光储充一体化电站能够通过光伏发电后储存电能，光伏、储能和充电设施形成了一个微网，根据需求与公共电网智能互动，并可实现并网、离网两种不同运行模式。光储充一体化电站形成规模后，不仅能有力支撑城际充电网络布局，还可借助光储充的技术特性参与电网调峰调频、削峰填谷等辅助服务。
光储充一体化框架示意图
资料来源：网络
从全球来看，储能在各领域中的应用还不尽成熟，但美国、欧洲、澳大利亚等国家和地区将储能应用于分布式光伏的模式已经开始崭露头角。
尤其在美国、欧洲等电价较高、政策鼓励的国家与地区，“光伏+储能”系统已走进千家万户，成为用户侧降低电费支出、提高供电可靠性和减少环境污染的重要手段，同时也在悄无声息地改变着电力的交易规则。比如美国出现了以Solarcity为代表的在光储模式方面独具创新的服务型公司。此外，以色列SolarEdge、法国Groupe Solution Energie等也均推出了光储一体化综合解决方案，开启分布式光伏发展的新时代。
在“双碳”战略大背景下，我国也在大力推动“光储一体化”项目建设。据统计，2022 年 Q1 已明确的项目规模达69.29GW，央/国企项目规划达42.49GW，占总规模 61%，其中，中国能建、国家能源集团和山西国际能源位列前三，项目规模分别达到15.54/7.56/7.00GW。
从项目装机情况来看，2021年全球光储累计装机规模约11.5GW，同比增长56.65%；其中中国装机量约3.5GW，约占全球总装机量的30.43%，并且同比实现3倍的高速增长。
数据来源：CNESA
从以往光储充一体化项目落地的实际情况来看，一方面光储充一体化电站会吸纳电网的电，另一方面受安装面积所限，其储能装机功率通常是光伏装机功率的2.5倍。此外，储能装机时长通常为2-4小时，从各省份十四五期间储能发展规划看，大多数省份的装机时长都设置为2小时。
光储充一体化项目装机情况汇总
资料来源：北极星电力网
根据北极星电力网的统计，目前河北、云南、内蒙古等 22 个省市及地区公布了“十四五”能源规划，风光新增装机规划总规模已超过 550GW，其中文件中明确指出的光伏新增装机规模在288.6GW以上。
从配储比例来看，绝大部分省份划定的比例不低于10%，仅已公布配储比例的省份，储能装机规划已超过29GW，假设其他尚未公布的省份也采用10%的配储比例，预计十四五期间储能装机规模将超41GW，奠定了十四五期间光伏储能市场爆发的基础。
十四五期间光储市场规模预估
资料来源：北极星电力网
光伏储能双双迎来平价元年，这些公司有望持续受益
一、光伏领域
随着光伏整体成本下降，叠加电价涨价市场预期下，行业中长期增长空间进一步打开。从国内来看，全面平价时代kai启，逐步构建起以3060为中心的“1+N”政策体系，整县推进、风光大基地、碳减排支持工具等N项配套政策逐步落地，支持3060目标完成；海外市场方面，随着海外电价上涨，客户对光伏价格接受度较高，且欧盟2030年碳减排55%、2050年碳中和，美国2035年无碳电力、2050年碳中和，光伏新能源将呈现持续增长趋势。
从光伏的产业链来看，主要包括硅料、硅片、电池、组件、逆变器、支架、胶膜、玻璃等细分行业，其中组件价值量最高，成本占比超过50%。
（1）硅料
硅料方面，据硅业分会统计，2022年国内行业有效供应新增50万吨以上，有效产能超80万吨。未来，随着薄片化的推进，预计2022年硅料总供给在280GW以上。从竞争格局来看，随着上一轮周期小厂商亏损严重逐渐退出竞争，行业形成保利协鑫、通威、新特、大全新能源、东方希望五家寡头垄断格局。
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（2）硅片
硅片方面，受价格坚挺和成本下降的双重影响，硅片盈利性逐步攀升，推动行业大幅扩产。
从竞争格局来看，隆基股份和双环股份凭借多年来的深耕，合计市场占比达61%。不过，虽然龙头一家独大，但随着单晶拉晶技术逐渐成熟，晶科能源、晶澳科技、上机数控、双良节能、京运通等后起之秀也进入这个行业，加剧了硅片行业的竞争。
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（3）电池片
电池片方面，随着PERC产能迅速扩张，到2022年底产能将超390GW，其中182&210大尺寸产能为270GW，占比约70%，处于紧平衡状态。从需求来看，大尺寸电池需求提升，182&210出货高占比的电池厂受益明显。
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（4）组件
组件方面，由于组件兼具品牌、渠道及创新能力三大壁垒，从出货格局看集中度快速提升，隆基、晶科、晶澳、天合4家市场占比已经达到88%。
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（5）逆变器
逆变器领域，由于国内逆变器产品好、价格低，在建立起渠道品牌后，通过价格策略迅速抢占市场，2021年全球市场份额中国企业占比70%左右，预计未来3-5年或将提升至85%以上。
海外市场方面，由于海外光伏行业发展较为成熟，对产品可靠性、品质有要求，会看产品在全生命周期的价值，行业进入门槛也较高，所以2021年综合毛利率基本在36%左右，高于国内毛利接近20个百分点。
从竞争格局来看，2021年阳光电源占比为31.3%，位列光伏逆变器行业第一；华为占比为23.1%，位列行业第二，二者合计占比超过行业一半以上。而国内其他逆变器厂商，如锦浪、固德威、古瑞瓦特份额仍较小。
不过，随着海外市场需求的增长，锦浪科技、古瑞瓦特、固德威等国内企业加速出海，有望在海外市场中开疆拓土，进一步扩大市场份额。
2021年逆变器行业竞争格局（按出货，GW）
数据来源：Solarzoom
（6）玻璃
玻璃方面，2022年扩产产能60%为福莱特、信义两大龙头，二者合计产能市场占比将提升至51%。未来双寡头格局稳固。
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二、储能领域
储能领域，2021年储能系统成本已经降至1.5元/Wh左右，是储能经济性拐点。在双碳的背景下，随着强配储能政策的陆续实施，预计储能行业将迎来高速发展。
根据东吴证券的数据，预计到2025年国内新增储能装机达到34.4GW/86.2GWh，2021-2025年复合增速为84%；全球到2025年新增储能装机达到131GW/318GWh，2021-2025年复合增速为79%，其中中国美国欧洲将是储能最大的增量市场。
中美欧市场占全球储能市场的比重及预测
数据来源：BNEF
从储能产业链来看，上游锂电池是整个系统中的核心，成本占比约58.8%；其他如PCS（双向变流器）、BMS（电池管理系统）、和EMS（能量管理系统）等核心器件分别占12.1%、10.4%和2%。产业链中游包括新型储能系统集成及安装，下游以电力系统新型储能（发电侧、电网侧）及用户侧应用为主。
（一）电池
从储能电池市场格局来看，以宁德时代为代表的中国锂电厂商出货领先，三星SDI和LGES等韩系锂电大厂紧随其后，市场份额分别为27.9%、8.3%、14.2%及12.7%。从国内市场来看，宁德时代和比亚迪分别占比55%和21%，头部效应较为明显。?
2021年全球及中国储能电池市场竞争格局
资料来源：Wind、芯八哥整理
（二）BMS（电池管理系统）
从BMS的主要玩家来看，主要包括三类市场参与者。一是以比亚迪、特斯拉、吉利、北汽、小鹏为代表的整车厂；二是以宁德时代、欣旺达、德赛电池、中航锂电、国轩高科代表的电池厂商；三是以德州仪器、亚德诺、英飞凌、恩智浦、瑞萨电子、意法半导体、科列技术、超思维、协能科技、华泰半导体、矽力杰、圣邦股份、杰华特、赛微微、中颖电子等为代表的第三方厂商。
三类企业各具特色，从不同角度进军电池管理领域。虽然整车厂和电池厂目前仍占有较重要的地位，但是在行业技术提升和专业化分工带来的成本下降的共同驱动下，专业第三方未来优势有望更加突出。
2021年我国BMS装机量市场份额情况
资料来源：电动之家
（三）PCS（新型储能变流器）
PCS与光伏逆变器技术同源，行业内的供应商及竞争格局与光伏逆变器类似，国内外市场主要以阳光电源、科华数能、索英电气、比亚迪及古瑞瓦特等中国厂商为主。从近几年厂商数据统计来看，前十厂商变化不大，格局比较集中稳定。
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2021年全球及中国储能PCS市场竞争格局
资料来源：Wind、芯八哥整理
（四）EMS（能量管理系统）
相较于PCS、BMS等环节，EMS在新型储能系统中所占成本较低，价值量相对较小，一般由设备厂商或系统集成商提供。整体来看，国内外EMS玩家以电力装备提供商或系统集成商为主，独立EMS厂商稀少，行业格局相对分散。
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2021年储能EMS主要厂商市场份额
资料来源：Wind、芯八哥整理
（五）储能系统（系统集成）
从整体市场来看，国内外储能集成商市场竞争格局相对分散，国外主要以特斯拉、三星、LG、松下为代表。国内储能系统集成商包括三类参与者，分别为以比亚迪、南都电源为代表的锂电池生产商，以阳光电源、科陆电子为代表的PCS厂商，以及以海博思创为代表的独立系统集成商。
从出货量来看，根据CNESA的数据，海博思创、电工时代、新源智储为国内出货量前三大储能系统集成商，其2021年的出货量都超了600MWh；阳光电源、比亚迪、沃太能源为中国厂商在海外储能系统出货量的前三，在出货数量上阳光电源和比亚迪出货量都超过了1000MWh。
光储一体化加速发展，IGBT和BMS相关厂商有望迎来较好的发展机遇
事实上，光储一体化其实并不是什么新鲜概念，早在2016年比亚迪就在业内提出了“光储一体化”的商业模式，旨在突破传统光伏发电瓶颈，使其满足更加多样化的市场需求，创造全新行业的利润增长点。
比亚迪表示,公司在光储一体化上技术储备和产品规划上有着相当的积累。通过全球独创的“EVA FREE”组件技术，完美解决了长期困扰光伏产业的电势诱导衰减问题，让组件寿命延长至50年，领先业界平均寿命一倍以上，大大延长了光伏电站的发电周期，为投资商提供了更加丰厚的利润回报。
今年以来，作为新型储能产业的发展方向，光储一体化正迎来加速发展。
就在9月初，电池巨头宁德时代与光伏逆变器巨头阳光电源确定战略合作关系。根据协议，双方将充分发挥各自优势，携手开拓全球光储一体化市场，并且计划在储能系统产品创新及全球应用等方面扩大合作，共同推进产业协同，助力新能源行业可持续发展。
作为全球储能电池出货量当之无愧的一哥，宁德时代储能业务近年来迎来高速发展，销售额从2017年的1645万元增长到2021年的136.24亿元，实现了接近1000倍的增长。此外，随着储能销售金额的不断增长，储能业务占主营业务的比例也从不到1%逐渐上升到超过10%，成为继动力电池与电池材料之后公司最主要的业绩增长点。
光储充一体化快速发展，除了让电池厂商业绩大幅增长外，相关半导体器件厂商也迎来了较好的发展机遇。
（一）IGBT的机遇
其中，IGBT等功率器件作为光储充逆变器及储能变流器的核心半导体部件，约占逆变器整体成本的10%，对电能起到整流、逆变等作用，以实现新能源发电的交流并网、储能电池的充放电等功能，因此IGBT 等功率器件将充分受益储能及光储充一体化的高速发展。
市场规模方面，根据天风证券的测算，全球风电、光伏及储能对IGBT的需求价值量将由2021年的86.7亿元增长至2025年的182.50 亿元，CAGR高达20.45%。
2021年光伏储能用IGBT主要厂商市场份额
资料来源：Wind、芯八哥整理
竞争格局方面，由于IGBT器件性能的好坏直接影响光伏发电效率，故而对其性能和可靠性要求较高。目前IGBT的市场份额主要被英飞凌、安森美、意法半导体、瑞萨等国际大厂占据，尤其是英飞凌在IGBT模块和IGBT分立器件都以超过30%的市占比占据绝对优势。以英飞凌EconoDUAL 3 IGBT模块为例，其工作电流900A ，工作电压1200V，过载时最高工作温度可达175℃，并且在设计时电流留有10%以上的裕量，技术全球领先。
与国外大厂相比，国内光储IGBT在产品稳定性、技术指标上存在一定差距，未能完全符合产品技术要求，因此目前在这一块国内生产商较少，2020年国内光伏储能IGBT国产化率接近为零。
不过，好现象是以分布式光伏为基础的光储充一体化的推进望改变这一状况。2021年，斯达半导、士兰微、时代电气、扬杰科技、新洁能光伏 IGBT 收入均有突破。未来，随着光储充一体化的普及，相关公司有望迎来快速放量增长。
（二）BMS的机遇
除了IGBT外，BMS也迎来了较好的发展机遇。
BMS是指能对电池包进行实时监控和管理，防止电池出现过充、过放、过压、过流、过温的情况，从而延长电池使用寿命、保护其使用安全的系统。目前，基本上所有使用锂电池的终端，都需要安装BMS进行电池保护。储能电池也不例外，目前BMS约占整个储能电池成本的10%左右。
资料来源：Wind、芯八哥梳理
从上图可以看出，BMS中主要用到的芯片包括AFE、MCU、ADC等数字和模拟芯片，技术壁垒相对较高，需要大量专有技术（Know-how）经验的积累，目前市场主要供应商以TI、ADI、NXP及英飞凌等国外企业为主。
国内方面，目前在BMS这一块发展相对滞后。不过，在国产替代的浪潮下，近年来也涌现出一批优秀的BMS厂商，除了比亚迪、吉利、小鹏为代表的整车厂和以宁德时代、欣旺达、德赛电池为代表的电池厂商外，以科列技术、超思维、协能科技、华泰半导体、圣邦股份、赛微微、中颖电子等为代表的第三方厂商也逐渐开始在市场上崭露头角。
写在最后
在“光储一体化”中，光伏发电自发自用产生直接经济效益，富裕部分存入储能系统提高光伏自用率，节省电费支出；同时依据分时电价机制，储能系统通过能量转移，在低谷电价时间段充电，在高峰电价时间段放电，利用峰谷价差进行套利，实现利益最优化。
随着光储系统成本的降低、性能的优化以及合适的商业模式实践，光储一体化有望在未来广泛普及，并在我国实现碳中和碳达峰目标以及能源结构转型中发挥巨大的作用。
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