全球規模最大的儲能市場,大儲(表前)占主導
美國是全球規模最大的大儲市場。根據BNEF,2021年美國電化學儲能新增裝機3.97GW/10.88GWh,分別同比+262%/+341%,從功率看,占全球新增的40%。
從結構上看,表前市場(大儲)在美國儲能中占據主導。儲能根據所處節點不同,可分為表前市場(主要是大儲)、表后市場(包括工商業儲能、戶用儲能),2021年美國公用事業儲能(大儲)/戶用儲能/工商業儲能新增儲能裝機分別為3.50/0.34/0.13GW,分別占當年新增總裝機功率的88.2%/8.6%/3.2%,大儲在裝機中占據主導地位。
2022年光伏降速,儲能仍保持高速增長
2022Q1~Q3美國儲能新增裝機達3.57GW/10.67GWh,同增102%/93%。在美國2022年光伏新增裝機反規避調查影響有所滑落的背景下,大儲及戶儲新增裝機仍保持高速增長。從滲透率來看,2022Q3新增裝機光儲滲透率已達31.5%(其中地面51.1%,分布式27.2%),去年同期2021Q3光儲滲透率21.2%(地面26.3%,分布式9%)。根據BerkeleyLab,美國儲能項目備案正在不斷加速,截至2022年11月底總備案為22.53GW,去年同期水平為13.13GW,同比增長71.6%。
電網復雜分散+設備老舊,儲能具有調節實用價值
美國進行電力市場改革后,全國范圍內協調能力較差。美國進行電力市場改革后,ISO/RTO成為區域市場主體負責調度運行,美國供電能源分布不均,全美各地電力能源企業多元化,導致用電供給不穩定,且電價存在時空差異。由此在分布式光伏、套利、備電等多種需求衍生下,儲能得到發展。
電網投資意愿較低,輸配電設備老舊,停電事故頻發。在現有電力體系改革下,ISO/RTO擁有輸配電環節調度權,而不具備輸配電資產所有權,而輸配電資產所有者不具備使用權,只能獲得利潤來分攤設備折舊。在這種體系下,美國電網投資意愿較低,導致電網設備老舊嚴重。根據美國能源部(DOE),美國70%的輸電線路和變壓器運行年限超過25年,60%的斷路器運行年限超過30年,陳舊的電網設施面臨著供電可靠性的挑戰。在搶修電網并恢復運行方面,儲能應用有助于盡快恢復重要輸變電設備、電力主干網架運行。
多地出臺儲能政策,強化監管并提升支持力度
多地出臺儲能政策,強化監管并提升支持力度。無論是在聯邦層面還是在州監管程序中,美國的儲能政策格局都在不斷發展。根據PNNL,美國目前有19個州發布儲能行業的監管要求,17個州出臺儲能相關的扶持政策,有9個州出臺儲能裝機目標,5個州出臺儲能相關的電網政策,在強化監管、完善市場機制的同時提升支持力度,美國儲能迎來黃金發展時期。
州補貼政策:以加州、內華達州、弗羅里達州為首的17州出臺了明晰的儲能補貼制度,其中加州的SGIP政策補貼力度大,持續時間長,助力非戶用和戶用儲能均蓬勃發展,迅速成長為美國儲能裝機增長的核心引擎。2020年,內華達州發布了NV儲能激勵政策,此政策提出了最高每瓦時0.5美元的非戶用儲能補貼,扶持力度較大,對非戶用儲能經濟性有較大提升,助力內華達州迅速成長為2021年美國分州儲能裝機前5。
ITC延期10年,提升基礎抵免比例
2022年8月,美國《通脹削減法案》發布ITC新政,在儲能方面的主要政策為延長ITC十年和提升基礎抵免比例。核心區別1:過去儲能只能跟著光伏配套享受,新政中獨立大儲或戶儲均可享受;核心區別2:過去最高抵稅比例為26%,無額外補償條款,新政中最高比例提高到70%。
光伏和儲能均可享受ITC至少延長十年:在2032年或美國達成溫室氣體目標的時間(年度溫室氣體排放≤2022年的25%)中取后達成者,達成后1年抵免比例分別降為22.5%/4.5%,達成后2年為15%/3%,達成后3年為0%。
戶用:抵免比例提至30%。非戶用:1MWac以內的基礎抵免比例提至30%;1MWac以上的新增附加條款,若滿足則基礎地面比例提至30%,不滿足則為6%。
美國ITC新政:附加條款
1)現行工資要求(Prevailing Wage Requirement):要求項目公司及其承包商和分包商雇傭的用于建設、改造或修理合格項目的勞工和機械師的工資不低于設施所在地類似工作的現行工資。
2)學徒要求(Apprenticeship Requirement):要求擁有≥4名員工的項目,承包商和分包商的總工時“比例”的工作必須由合格學徒完成。合格學徒是指根據美國《國家學徒法》參加學徒計劃的員工。“比例”要求:2022年起施工10%,2023年起施工12.5%,之后為15%。
時間限制:1)以上二項條款只適用于2022/12/31后開始施工項目,并且須在建設期間與投運后5年持續符合要求。2)符合以上2項附加要求的項目,或在財政部長發布有關現行工資和學徒標準的指導意見后60天內投建的項目(還未發布),ITC基礎抵免比例將由6%升至30%。
美國ITC新政:額外抵免條款
1)本土制造(Domestic Content):項目所用鋼鐵100%出自美國+總成本金額的40%在美國開采、生產或制造,獲得ITC額外加10%資格需符合以上要求。此條款只適用于2022/12/31后投運項目。
2)能源社區(Energy Community):要求項目安裝在:1)可能存在污染和地下有害物質污染,并有重新開發計劃的不動產;2)擁有或曾經有大量與煤炭、石油或天然氣行業相關的就業機會,并且失業率達到或高于全國平均水平的地區;3)1999年12月31日后關閉的煤礦或2009年12月31日后退役的人口普查區或毗鄰區。獲得ITC額外加10%資格需符合以上3項中至少1項要求。此條款只適用于2023/1/1后投運項目。
獲得以上ITC額外+10%,須在符合以上條款的同時符合附加條款;若不符合附加條款,ITC僅額外+2%。
3)環境正義(Environmental Justice):要求項目位于或服務于低收入社區的≤5MWac的光伏、風電和與其連接的儲能項目(≥5kWh):1)若項目位于低收入社區或美洲原住民土地:ITC額外加10%。2)若項目屬于低收入住宅建筑或合格低收入經濟效益項目:ITC額外加20%。獲準項目須在獲準后4年內投運,2023-2024年配額為1.8GWdc/年。
ITC新政下IRR測算顯著提升
非戶用儲能IRR小幅提升,2024年后開建項目提升較大。以加州大儲為例,假設項目規模1MW/2MWh,充放電2次/天,項目享受SGIP補貼及ITC補貼。相較于舊政,此次新政下符合ITC附加條款的加州大儲IRR有小幅提升,同時獨立大儲將首次具備經濟性。
戶用儲能IRR提升顯著,延長10年保障戶儲增長。以加州光伏配儲為例,假設項目規模5kW/10kWh,充放電1次/天,項目享受SGIP補貼及ITC補貼。經測算得出,加州戶用光儲經濟性優于大型地面光儲,同時新政延長ITC10年,戶儲收益率增幅有長期保障。
大儲:收益來源多元、市場化程度高
美國大儲具有獨立市場地位,可參與多種交易。美國大儲市場機制主要從以下幾方面完善:1)確立儲能電站市場主體地位,允許其參與調頻等輔助服務,并逐步拓展其可提供的服務種類;2)降低門檻,允許更多小容量的儲能系統參與市場;3)明確回報機制,完善電力市場交易體系,明確儲能參與各類輔助服務的收益結算方式。目前,美國大儲獲取收益來源渠道包括:現貨電力市場套利、輔助服務市場等。
對比歐洲,儲能獨立主體地位不明、輔助服務市場化更低共同阻礙儲能發展。1)以德國為例,儲能獨立市場地位至今仍未明確,雙重身份導致其在項目審批效率較低,且雙重征稅影響項目經濟性,削弱了表前發展積極性。2)在輔助服務市場中,相較于英國,美國對儲能電站容量門檻要求更低;同時美國儲能參與調頻輔助服務可以以較低的報價中標,但因為是以出清價格而非報價進行結算,因此將獲得不錯的收益,而英國儲能參與固定頻率響應月度招標獲得輔助服務合同后,按投標價格進行結算,收益更低。
電力批發市場全面競爭,輔助服務全面開放
FERC841明確大儲可與其他表前市場主體共同參與電力批發市場競爭。一般能源場景:獨儲可以參與峰谷套利。可再生能源場景:“光儲一體”場景下,配儲幫助光伏實現能源的時間轉移,在價高時賣出,以獲得更高收入。根據EIA,到2021年,近60%的已安裝公用事業規模儲能用于峰谷套利,高于2019年的17%。在儲能裝機最多的加州,低買高賣策略發揮著主導作用,2021年加州獨立系統運營商服務領域新增的電池儲能中,有超80%用于峰谷套利。
FERC841首次允許儲能公平參與各類輔助服務市場投標競爭。FERC841允許了儲能項目公平參與輔助服務市場投標競爭,給儲能帶來了更廣闊的市場空間。2021年9月FERC888明確了6種基本的電力輔助服務品種,進一步規范市場,品種包括:系統運行調度;無功和電壓支撐;系統調頻;電量平衡;運行備用-旋轉備用;運行備用-補充備用。執行層面各州電網差異較大,因此各州輔助服務品種及規定差異均較大。各州電網供電來源、電網功率、電網老舊程度、配電資源等均有差別,輔助服務發展現狀不同,決定了各州輔助服務品種及規定差異均較大。
PPA電價:高配儲比溢價明顯
PPA電價:PPA由發電企業與輸電企業之間約定買方在一定期限內以約定的固定價格,購買一定數量的電力。PPA電價主要由供需關系決定,若風光資源豐富,則地區PPA較低;若投資成本趨高,則PPA較。
美國PPA定價高度市場化,高配儲比獲更高PPA溢價。根據BerkeleyLab的統計數據:新能源項目配儲比與PPA溢價呈正向線性關系,更高的配儲比將獲更高的PPA溢價,同時溢價占PPA總價的比例也會更高。配儲(50%+4h)項目平均PPA溢價為$10/MWh,配儲溢價占PPA總價的30-50%,其中可再生能源滲透率高的區域溢價更高,目前已具備經濟性(例:加州2022年以來,新建光伏項目配儲比為30%左右,PPA電價溢價超20%)。2020年以來,隨著電價的上漲,PPA配儲溢價也呈現出上漲趨勢。
2023年美國儲能裝機達36GWh,22-25年裝機CAGR=88.5%
美國大儲市場機制日益健全,我們認為美國大儲市場2023年繼續高增,達到28GWh以上,同比增長124%;ITC新政下戶儲收益率顯著提升,2023年新增裝機達3.9GWh,同比增長146%!隨著多地儲能政策不斷出臺及市場機制日益完善,我們預計美國工商業儲能市場將逐步增長。綜上,東吳證券預計2023年美國儲能市場總需求為36GWh,對應出貨量為83GWh,裝機/出貨同增117%/104%,到2025年裝機/出貨需求為111GWh/223GWh,2022-2025年裝機/出貨CAGR分別為88.5%/76.4%。
大儲集成商以本土為主,電池廠商中國占比高
美國大儲集成商新進入者眾多,以本土廠商為主。目前市場對于單項目定制化的需求越來越高,擁有提供定制化解決方案能力的集成商在逐漸崛起。根據IHS Markit,2021年美國大儲集成商CR5達55%,其中Fluence占18%,居第一。
美國戶儲以本土品牌為主,中國供應商占比逐步提升。2021年美國戶用市場中,Tesla、BYD、Enphase分列前三,國內產業鏈占比提升。特斯拉采用寧德100ah的方形電池;Enphase采用新能安52ah的軟包電池;Generac從松下的三元電池模組轉向國內企業代工;韓國Q-cell品牌找杭州艾羅(Solax)代工;SolarEdge與時代科士達以ODM模式合作,德業給Sol-Ark做代工,科華數據為Juniper做代工。
供應鏈:大儲國內廠商彈性明顯
美國儲能高速發展,帶來產業鏈盈利彈性。1)儲能系統,陽光電源、阿特斯、科陸電子、比亞迪均以自主品牌出貨,其中阿特斯依靠集團旗下EPC部門在美國多年的項目資源積累,美國出貨占比高,我們預計阿特斯2022-23年美國出貨1.4-1.5/3.2GWh,2023年同增121%,2022-23年分別占總出貨約78%/80%。2)電池端,美國能源機構對于儲能電芯品質要求高,偏好一線品牌,寧德時代、億緯鋰能電芯優勢顯著,科士達憑借進入Solaredge供應鏈,快速上量,我們預計2022-23年美國出貨0.5/2.0GWh,2023年同增300%;3)PCS端,大儲PCS盛弘股份規模逐漸提升,我們預計2022-23年美國分別出貨0.2/0.6GW,2023年同增150%,2022-23年分別占總出貨約20%/25%,高溢價的美國市場出貨占比提升,小儲PCS德業股份、科華數據等加速滲透,增量亮眼。