2022年中国天楹研究报告 中国天楹布局重力储能创造新增长机会

  • 来源:西部证券
  • 发布时间:2022/07/14
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中国天楹(000035)研究报告:环保提供安全边际,储能创新增长迅速。深耕环保多年,布局重力储能创新增长机会:公司起步于环保业务,目前业务已经遍布国内外多个国家,并布局垃圾焚烧发电、城市环境治理、装备制造和等离子体等多个业务板块。21年完成剥离Urbaser,资产负债率下降到54%,为后边布局重力储能创造良好现金基础。垃圾焚烧及环境治理业务规模不断做大,奠定稳定基础。截止21年垃圾焚烧发电境内在运行项目12项,日处理规模达到1.16吨,在建及筹建规模达到2万吨/日,未来产能释放空间较大。城市环境治理项目由2016年底的2个快速增长到2019年底的317个,且中标项目规模仍在快速增长中,22年前...

一、中国天楹深耕垃圾焚烧,重力储能成新亮点

1.1深耕垃圾焚烧十余年,打造“环保+新能源”双引擎驱动

公司前身为成立于2006年的启东市天楹环保有限责任公司,主营城市生活垃圾焚烧发电项目和环保设备生产制造。2014年,天楹环保借壳中科健上市并更名为中国天楹,上市后公司立足于垃圾焚烧业务,在全国范围内以并购和新建产能的方式进行全产业链布局。2015年,公司成功收购深圳平湖垃圾发电项目,同年买断比利时WATERLEAU公司Energize垃圾转化能源技术,并参与了垃圾焚烧行业最大的德国EEW并购项目,积极布局海外市场。2018年,公司收购全球环境保护及固废治理龙头Urbaser,完成覆盖垃圾分类、环卫服务、资源回收利用、末端处置及环保装备制造等固废全产业链全球化布局,业绩迎来大幅上涨。2020年,为了进一步扩大城市环境服务业务,公司筹划全资子公司江苏天楹城市环境服务有限公司拆分上市,借助资本市场进一步扩大智慧环卫、分类业务平台。2021年10月,以116.7亿元价格出售Urbaser,剥离了海外资产,公司主业重回国内市场,同时为后续公司向新能源运营商转型蓄力。2022年2月,公司控股子公司与重力储能技术开发商EnergyVault,Inc.签署协议,授权中国天楹在中国大陆范围内独家使用许可技术建造和运营重力储能系统设施。

公司发展历程可划分为五个阶段。①2006年-2014年:公司前身为2006年成立的启东市天楹环保有限责任公司,成立初期主营垃圾焚烧发电运营及相关设备研发、生产、销售。②2014年:公司借壳中科健上市,更名为“中国天楹”,主营业务变更为BOO、BOT方式投资、建设和运营城市生活垃圾焚烧发电项目、研发、生产、销售垃圾焚烧发电及环保成套设备。③2015年-2020年:2015年公司参与垃圾焚烧行业最大的德国EEW并购项目,买断比利时WATERLEAU公司Energize垃圾转化能源技术,提升了公司在国际市场的知名度。2016年,公司明确以打造垃圾处理全产业链平台为目标,为大力推广海外市场业务,公司分别在加拿大首都渥太华和欧洲布鲁塞尔设立两家全资子公司;2017年,公司向着国际化产业发展,着力收购西班牙Urbaser。2018年,公司完成Urbaser收购,完成覆盖智慧分类、环卫、分拣以及资源化利用和末端处置城市环境服务全产业链布局。④2021年:公司出售Urbaser,为后续公司全面进军新能源运营商领域提供后备支持。这次出售将公司资产负债率由75.2%显著降低至54.5%;商誉由56亿元降至0.66亿元,并获得超60亿元的现金净流入。⑤2022年-未来:公司主业重回国内市场,顺应全球绿色低碳发展趋势,打造“环保+新能源”双引擎驱动发展新格局,布局重力储能,迎来新的增长机会。

1.2公司业务覆盖面广,搭建智慧城市环境综合服务平台

公司业务覆盖面广,应用场景不断拓展。公司业务涵盖综合城市环境服务、废弃物处置与利用、环保装备制造、新能源业务等四大类。并就以上领域形成了以投资建设、设计咨询、技术研发、设备制造和运营维护为一体的全方位服务体系及解决方案。

1.3公司股权结构清晰,计划股权激励彰显发展信心

公司股权结构明晰。截止2022年Q1,公司实际控制人为严圣军、茅洪菊夫妇,合计持股22.91%。公司第一大股东为持股16.20%的南通乾创投资有限公司,第二大股东为持股8.37%的中节能华禹(镇江)绿色产业并购投资基金(有限合伙)。严圣军持南通乾创投资有限公司90%的股份、南通坤德投资有限公司90%的股份以及直接持有3.72%股份,持股比例总计20.99%;茅洪菊持南通乾创投资有限公司10%的股份、南通坤德投资有限公司10%的股份,持股比例总计1.91%。2021年11月,公司回购股份拟用于员工激励,彰显了公司对于未来发展前景的信心。

二、中国天楹业绩稳健增长,资本结构重回健康

2.1近年业绩稳健增长,净利润迎来进一步上涨空间

公司成长能力优秀,海外业务占比高。公司在全球新冠疫情多次反复的情况下,各项业务保持相对稳定。2017年至2021年,公司营业收入由16.11亿元增长至205.9亿元。归母净利润从2.22亿元增长至7.29亿元,2019年在收购Urbaser后,公司业务迎来高速增长。2021年在剥离Urbaser业务后,公司营收205.93亿元,同比减少5.83%,归母净利润为7.29亿元,同比增长11.54%。2021年年报显示,得益于公司积极开展海外公司并购及海外市场拓展,欧洲以及美洲的业务占比已经达到了78.40%,成为公司营收的主要来源。2021年营收减少主要是因为剥离Urbaser的原因,预计Urbaser剥离后公司营业收入短期会减少,但未来随着公司产业链进一步优化和资产结构的改善,公司净利润将会进一步提升。

从业务领域上看,城市环境服务占比从2017年的5.99%增长至2021年的44.11%,19年以来一直保持公司第一大收入来源,2021年该业务营收90.84亿,占营业收入的44.11%,同比减少13.28%。2021年公司在环保设备板块大放异彩,根据公司2021年年报显示,公司环保设备业务实现营业收入42.15亿元,占营业收入的20.48%,同比增长38.83%。公司近年来在垃圾处理领域不断拓宽业务,2021年垃圾处理业务营收57.13亿,占营业收入的27.75%,同比减少14.16%。水处理业务2021年实现营业收入3.4亿元,占营业收入的1.65%,同比下降18.43%。工业废弃物处理业务2021年实现营业收入12.38亿,占营业收入的6.01%,同比下降3.32%。工业废弃物和水处理业务的减少主要是由于剥离Urbaser所致。

2.2公司毛利率水平较为稳定,期间费用控制稳中有降

公司近年毛利率、净利率水平较为稳定,剥离Urbaser后毛利率呈回升趋势。公司最近几年的毛利率、净利率和净资产收益率较为稳定。2021年的毛利率为14.13%,同比下降0.6pct;净利率为4.22%,同比提升0.43pct;净资产收益率为6.44%,同比提升0.63pct,公司在2019年利润率出现较大幅度下降,系公司完成Urbaser收购,将其并入报表,Urbaser业务利润率较低,拉低整体利润率所致。2022年Q1,在剥离Urbaser后,公司毛利率呈现回升趋势。从公司近年的费用率来看,总体呈现稳中下降趋势。2019年公司费用率出现较大优化,主要系公司完成重大资产重组,将子公司江苏德展纳入报表。2022年Q1各项费用率呈现上升趋势,系公司加大产品研发,积极推进新能源布局所致。

2.3公司现金流保持良好,保障正常经营

公司经营性现金流良好,保障正常经营。从现金流量情况看,公司近年来的经营性现金流量保持得较好。在收购Urbaser后,经营性现金流出现较大提升,2021年经营性现金流净额25.25亿元,同比下降16%,系2021年10月剥离Urbaser后,不再将其并入报表。收现比来看,近两年来的收现比均保持在1左右,公司的经营现金回笼状态稳定。2021年收现比为98.17%,同比下降5.44pct。从净利润现金比来看,2021净利润现金比为346.34%,同比下降113.68pct。从收现比和净现比整体来看,2021年和2022年一季度出现下降趋势,系公司拓展新能源业务,加大投入所致。2021年10月21日,公司出售其所持Urbaser,S.A.U.100%股权,交易价格约为15亿欧元,此次出售Urbaser约有3.5亿欧元的溢价,溢价率30.43%,公司获得超过60亿元的现金流入,除偿还银行借款外,充足现金将支持公司布局新业务、加快项目投资及战略转型,推动公司更高效、更高速地发展。

2.4公司偿债能力稳健,资本结构重归行业正常水平

剥离Urbaser后,资本结构明显优化。公司2021年资产负债率为54.48%,同比下降20.72pct,资本结构出现了明显优化。在2019年将Urbaser纳入合并报表后,公司资产负债率达到75.26%,同比上升12.66pct,使得公司保持着高杠杆,压缩了利润空间,在2021年剥离了Urbaser后,资产负债率出现大幅下降。从同行业其他公司情况,在剥离Urbaser后,公司资产负债率达到行业内较低的水平。公司2021年流动比率为1.20,同比上升了37pct,短期偿债能力得到了较大提升,从同行业其他公司情况来看,公司流动比率水平处于中间的位置。整体来看,在剥离Urbaser后,公司资本结构优化明显,提升了融资空间,提高了公司的抗风险能力和偿债能力。

三、环保业务是强大现金流

3.1垃圾焚烧发电业务稳定推进

垃圾焚烧行业政策支持力度大,市场前景广阔。生活垃圾处理方式一般为填埋和焚烧两种,随着经济社会的发展和适应绿色低碳的要求,焚烧逐渐成为了我国最主要的垃圾处理方式。垃圾焚烧发电是一种实现生活垃圾无害化处置的方法,即将生活垃圾投入高温焚烧炉内充分燃烧,并将释放的热量转化为电能,是垃圾“减量化、无害化、资源化”处置的最佳方式之一。垃圾焚烧发电属于生物质发电,是可再生能源发电的一种,有望成为实现双碳目标的强大助力之一。垃圾发电被视为可再生能源发电享受新能源补贴电价。2020年9月发布的《城镇生活垃圾分类和处理设施补短板强弱项实施方案》明确指出,要加快发展以焚烧为主的垃圾处理方式,适度超前建设与生活垃圾清运量相适应的焚烧处理设施,到2023年基本实现原生生活垃圾零填埋;2020年9月起,补贴由中央和地方共同承担,中央分担部分将在后续有序退出。2021年25亿资金中5亿将以竞争配置的方式开展补贴,后续竞争配置的资金比例将逐年增加。2021年5月,发改委发布《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》,要求各地加大财政资金投入力度,到2025年底,全国城镇生活垃圾焚烧处理能力达到80万吨/日左右,城市生活垃圾焚烧处理能力占比65%左右。政策目标不断引导各地增加生活垃圾焚烧项目,拉动垃圾焚烧需求,垃圾焚烧发电行业前景广阔。

近年来我国城市生活垃圾产量在不断地增长,2020年产量达到25489万吨,同比增加8%,我国垃圾焚烧厂的数量也在不断地上涨,2020年垃圾焚烧处理厂数量达到了463座,相比于2015年增长了110%,5年复合增速16%。伴随着生活垃圾产量的不断增长,我国的垃圾焚烧行业市场规模和无害化处理量也水涨船高。2020年市场规模达到300亿元,相比于2015年增长了130%,五年复合增速18.2%。2020年无害化处理量达到了23452万吨,其中焚烧占比达到了60%左右。随着未来国家对于垃圾焚烧处理占比的要求进一步的提高,公司在垃圾焚烧领域的收入还将会继续保持强劲势头。

垃圾焚烧发电项目运营高效稳定,国际化发展成效显著。2021年年报显示,公司运营分别位于江苏如东、江苏启东、江苏海安、山东莒南、安徽太和以及江苏扬州等全国各地的高效运营的垃圾焚烧发电项目已达12项,境内运营的垃圾焚烧发电项目日处理规模达1.16万吨/日,全年合计实现生活垃圾入库量409万吨,实现上网电量10.7亿度。此外公司在境外也积极拓展垃圾焚烧发电业务,2017年拿下越南富寿垃圾焚烧发电项目,2019年拿下越南河内垃圾焚烧项目的超级大单,预计该项目年化收益将达到2.1亿元,2021年拿下马尔代夫和印尼雅加达垃圾焚烧项目,目前境外垃圾焚烧在建及筹建项目的日处理规模达到将近8000吨/日。此外,公司境内位于江苏南通的通州湾项目及陕西的蒲城县项目预计也将于2022年完成项目建设投产,实现并网发电,日处理规模将分别达到1200吨/天和500吨/天。2021年公司垃圾处理营收57.13亿元,同比下降14.16%,系出售Urbaser后使得统计口径出现调整所致,相信随着新项目的取得和在建项目陆续投入运营,公司固废处置能力将得到进一步提升,盈利能力也将在未来得到持续释放。(报告来源:未来智库)

3.2装备制造业务竞争力强,增长显著

环保装备需求旺盛,近年来保持稳定增长。伴随着我国垃圾焚烧厂数量的不断增加,垃圾焚烧发电设备的数量也在不断地扩大,其中最为关键的设备就是焚烧炉。焚烧炉的型式可分为机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、旋转窑焚烧炉和热解气化焚烧炉。其中,机械炉排炉焚烧炉发展历史最长且技术成熟,适合高水分、低热值、大容量的垃圾焚烧,从而成为目前市场最受青睐的样式。2020年我国垃圾焚烧的焚烧炉数量达到了1202个,同比上升了25.73%,其中炉排炉的比例达到了80%左右。2020年我国的垃圾焚烧设备的市场规模达到了168亿元,同比下降了23%,主要系疫情影响。

中国天楹拥有先进的环保装备制造技术。在垃圾焚烧装备领域,公司拥有目前最先进的比利时Energize往复式机械炉排炉技术,通过创新升级、开发出全规格、系列化的新型高效垃圾焚烧发电成套设备,该设备配合烟气处理组合工艺技术,排放指标满足欧盟的2010标准。除去垃圾焚烧设备,公司的设备制造还覆盖了建筑垃圾综合处置、餐厨垃圾处理、污泥处理、危废处理、垃圾分类、转运系统、车辆装备等领域。相关产品已荣获16项“高新技术产品”认证,其中单元模块化焚烧炉荣获“江苏省首台套重大装备产品”的称号和江苏省科学技术奖。车间创新性引进了MES生产信息化管理系统、全自动化加工中心、工业机器人焊接系统等,保障高品质、高智能化的装备制造。除满足自有项目所需设备外,公司还通过参与政府、同行业环卫企业的各种环保装备采购的招标和询价进行环保装备销售。

3.3城市环境服务业务增长稳定

环卫市场化改革不断深入,未来环卫市场前景广阔。城市环境服务行业是对城市环境卫生和市容进行维护和管理的行业,是城市公用事业的重要组成部分。随着我国经济的不断发展,城市环卫的问题也变得突出起来,引得治理标准也在提高,其中最为明显的即为垃圾分类,相关的政策不断地出台。

近年来,随着中国城市化进程不断加快,环卫市场化改革不断深入,我国环卫市场的服务需求不断释放。2021年我国共2851个区县,已经完成市场化改革的有2010个,环卫市场化率已经达到了70%,接近发达国家水平,未来市场化率将保持稳定。2020年的环卫服务化空间为1868亿元,预计2025年将达到3748亿元。

智慧城市环境综合服务平台搭建成功,城市环境服务业务猛增。公司城市环境服务包含垃圾智慧分类和城市智慧环卫业务。在垃圾智慧分类业务领域,公司提供的高品质、全过程垃圾分类运营服务可覆盖城市和农村区域的居住区、公共场所、学校、商业区等多个场景,通过“线上+现场”的模式为客户提供方案设计、硬件布设、操作运营(含宣传)等组合式服务。此外,公司采用的垃圾分类运营体系具有灵活性和适应性,包括“互联网+”智能垃圾分类、移动式回收站、分类回收站、定时定点回收、现场回收活动等模式,在全球不同城市开展了垃圾分类项目的运营,在“两网融合”、厨余垃圾回收、居民宣教、有害垃圾管理等方面经验丰富。在城乡智慧环卫业务领域,公司利用全球运营管理经验和先进的智慧环境管理云平台,为城镇、农村的道路、桥梁、地下通道、公共广场、公共水域等区域提供高品质、高效率的综合清洁服务及应急保障方案。同时为学校、商业区、工业园区等提供专项环境清洁服务。天楹关注服务区域清洁度、作业模式高效性、清洁方式集约度,可以做到服务区域内所有城市建设元件的同步一体化综合清洁。近年来,随着公司智慧城市环境综合服务平台搭建成功,公司环卫业务增速惊人,公司环卫一体及垃圾分类项目由2016年底的2个快速增长到2019年底的317个。2021年公司在境内中标了如皋市长江镇道路、河道保洁、垃圾清运及农村环境整治服务外包项目、乌海市河滨新区环卫作业市场化运营项目、张北县草原天路环境卫生服务政府采购项目等多个城市环境服务项目。公司城市环境业务在国内多点拓展部署,已覆盖境内18个省市自治区和35个城市。

公司2021年国内环卫一体化项目中标金额为2.35亿元,同比下降了81%,出现了较大幅度的下滑,但是2021年公司在城市环境服务板块业务营收并没有出现较大下滑,原因在于环卫一体化项目周期较长,短期内的中标金额下滑并不会使得营收大幅下滑。2022年公司在环卫项目方面迎来喜讯,公司仅在前四个月拿到的环卫项目订单总计金额就达到4.24亿元,已经超过了2021年全年,其中包括了邯郸市城区环卫市场化服务项目、延吉市美丽乡村环卫一体化项目以及西安市阎良区城区环卫项目三笔金额均在亿元上下的项目,城市环境服务盈利能力将进一步提升。

3.4等离子体业务迎来高速增长期

等离子体技术是创新性的高新技术,能处理不同种类的废弃物,环保效果接近零排放,处于新一代先进环保技术的领先位置。等离子体技术通过高达10000K的热平衡等离子体将废物分解,同时产生的玻璃体物质和可燃性气体也可资源化利用。在处理医疗废弃物时,等离子体技术利用电弧炉产生的高温杀死医废中的微生物,摧毁毒性药物和化学试剂,医疗废物最终变成玻璃状固体或炉渣,产物可直接进行最终填埋处置。

等离子体处理优势明显。医疗废物目前分为五类,分别为感染性废物、病理性废物、损伤性废物、药物性废物和化学性废物。常见的固废处置方法有焚烧、高温蒸煮、微波法、化学法和等离子体法。目前,传统的医废处置方法由于存在污染排放问题,面临着技术淘汰,而等离子体处理技术凭借低渗出、高减容、高强度,高处置效率、无环境污染等特点正好能够满足日渐趋严的环保标准,成为医废处置的最佳选择。

医疗废弃物处置需求激增,等离子体固废处置前景广阔。近年来,新冠疫情不断地侵袭着全国各地,导致全国医疗废弃物激增,暴露出了目前我国在医疗废物废弃物处置方面仍有不足。不断落地的政策要求进一步补齐医疗处置设施短板,每个地级以上城市至少建成1个符合运行要求的医疗废物集中处置设施。政策要求大城市、特大城市要具备充足应急处理能力,并引进新技术、更新设备设施,优化处置方式。根据生态环境部的统计,2020年医疗废弃物处理行业市场规模为66.8亿元,同比上升15%,预计在2021年和2022年分别达到75.5和85亿元的规模。2019年中国重点城市医疗废弃物产生量为64.6万吨,同比上涨0.31%,相比于2014年上涨40%,5年复合增速达6.9%。2019年医疗废弃物许可证达到442个,同比上涨8.6%,从整体趋势来看,目前我国医疗废弃物处置行业正处于高速发展阶段,未来市场前景广阔,上涨空间大。

公司拥有强大的等离子体废物处理技术团队,深耕下一代绿色先进环保的等离子体技术。近年来,为了保持在固废处置领域的技术优势,公司不断加大自身的研发投入,致力于等离子体处理焚烧飞灰和医疗废弃物的研发,针对低放射性核废物、医疗废物、危险废物以及持久性有机污染物等领域,自主研发包括等离子体熔融、热解、气化和增强焚烧等处理技术;通过典型项目的实施,突破核心技术与产品,并享有完全自主知识产权。公司的等离子体技术走在国际前列,具备等离子体处置医废产业化推广的技术条件。2021年公司研发人员为278人,研发投入金额为10799万元,同比有较大增幅,整体来看呈现上升趋势,显示了公司对于研发创新的决心。2021年公司授权专利为560项,发明专利为62项,实审发明专利为125项,显示了公司近年来创新科研成果显著。

根据公司年报显示,2021年公司已建成了全球最大的等离子飞灰处置项目和全球第一个等离子医疗废弃物处置项目;开发出的300千瓦大功率等离子炬,打破了国外垄断局面;自主研发的世界首套飞灰等离子体熔融系统,成为突破新一代固体废物末端处置工艺与成套装备“卡脖子”的关键技术。业务布局方面,公司目前已有7个医疗废弃物处置在建和筹建的项目和3个飞灰处置项目,同时在医疗废弃物处置政策出台后,公司积极同持有医疗废弃物处置牌照的公司合作,预估今年能够拿下40个牌照左右的业务。

四、中国天楹布局重力储能,创造新增长机会

4.1储能市场空间广阔

新能源发展成为共识,储能迎长期快速增长机会。新能源发电是中国实现能源转型从而达到碳中和的重要手段。大力发展非化石能源、推动绿色用能模式等措施,是实现中国“双碳”目标的关键。中国能源革命中长期战略目标明确指出,到2030年,非化石能源发电量占全部发电量的比重力争达到50%,到2050年实现非化石能源消费超过一半。现阶段,具备规模化开发的可再生清洁能源主要有水能、风能和太阳能,其中风能,太阳能发展空间巨大,增速较快。2021年我国风电累计装机规模达到323GW,同比增长16.51%,我国光伏累计装机规模达到307GW,同比增长20.74%。根据保守预测,我国风电装机在22-25年新增装机分别为58/72/88/100GW,那么未来2025年底风电总装机规模达到641GW,光伏装机在22-25年新增装机分别为80/100/110/120GW,到2025年底光伏总装机规模达到717GW。2021年全球风电累计装机规模达到837.45GW,同比增长12.41%,全球光伏累计装机规模达到943GW,同比增长24.07%。按照目前的政策趋势,未来风电光伏装机规模还将继续保持高增长。

2020-2060年,全球光伏/风电年均新增装机需求有望达1189.13/299.43GW。过去几年,中国和国外很多政府陆续提出碳中和目标,如果全球都能达到像中国一样,2060年实现碳中和。假设2020-2060年全球GDP年均增速1.5%,预计2060年单位GDP碳排放量较2019年减少50%,计算可得2060年碳排放总量将达544亿吨。假设2020-2060年全球人口增长率0.2%,单位人口碳排放量增速1%,计算可得2060年化石燃料碳排放量为180亿吨。假设2060年煤、石油、天然气碳排放量占比分别为42%/18%/40%,计算可得2060年化石能源消耗量为61.22亿吨标准油。假设2060年非化石能源消耗量占一次能源比重60%,非化石能源消费总量中用于发电的比例为90%,计算可得2060年非化石能源发电需求为961195亿千瓦时。假设2060年非化石能源中光伏、风电、水电、其他能源发电占比分别为60%/28%7%/5%,则2020-2060年全球光伏年均新增装机规模将达1189GW,预计2060年全球光伏累计装机量达到49334GW;同样我们计算得出2020-2060年全球风电年均新增装机规模将达299.43GW,预计2060年全球风电累计装机量达到12927GW。(报告来源:未来智库)

4.2新能源的发展带来储能的巨大需求

储能技术是指通过某种介质或者装置,把以电能、机械能、热能、化学能为代表的某种能源形式用同一种或者转换成另一种能量形式储存,并基于未来应用需要以特定的能量形式释放出来的一系列技术和措施。随着新能源发电的不断发展,对储能技术也提出了要求。风能和太阳能受自然因素的影响很大,突出问题是发电的随机性和间歇性,大规模接入电网后将在电力平衡、电量消纳、稳定控制等方面带来诸多问题,特别是在比重提升后,将对电力系统提出高要求和新挑战。在能源转型的大背景下,发展储能等新兴产业是解决供需匹配问题、减少风光波动性对电网冲击的关键一步。

储能装机近年来增长迅速。截至2021年底,全球已投运储能项目累计装机规模达到213.6GW,同比增长11.8%,中国已投运储能项目累计装机规模达到45.7GW,同比增长28.4%,占全球累计装机容量的21.4%。预计我国在2060年风光装机大幅提升的假设下,储能装机约占发电侧总装机的19.9%,其中新型储能装机容量达420GW。未来四十年,电力系统储能有望从当前的百万千瓦级成长为电力系统中不可或缺的组成部分。

储能应用领域的界限有模糊化的趋势:按照储能在电力系统中所处的位置,可以分为发电侧、电网侧和用户侧储能。但随着商业模式的变化,这个区分有模糊化的趋势。且随着共享储能等商业模式的出现,存在于发电侧的储能形式会越来越多用于新能源发电侧并网。相比较而言,用于新能源并网的储能形式要求最高:与用户侧及仅用于电网侧调频并获取补偿等储能类型比,用于新能源并网的储能有容量大、功率高、成本敏感的特性,是对供应商要求最高的储能形式。

4.2抽水蓄能最常见的储能方式,锂电储能增长最快

储能技术主要可以分为机械储能、化学储能、电磁储能和储热等,其中机械储能中的抽水蓄能是目前最常见的储能形式、电化学储能近年来借助其灵活性特点成为增长最快的储能形式。

4.3重力储能尚处于发展前期,具备较强发展潜力

重力储能种类较多,商业化项目尚少:重力储能是一种机械式储能,储能介质分为水和固体物质,基于高度落差对储能介质进行升降来实现储能系统的充放电过程。水介质型重力储能系统可以借助密封良好的管道、竖井等结构,其选址的灵活性和储能容量受到地形和水源限制。固体重物型重力储能主要借助山体、地下竖井、人工结构物等结构,重物一般选择密度较高的物质,如金属、水泥、砂石等以实现较高的能量密度。目前已有的重力储能发电技术设想分为活塞式重力储能、悬挂式重力储能、混凝土砌块重力储能和山地重力储能这四种,其中美国EV公司在瑞士建造的规模5MW的混凝土块重力储能项目,已经实现并网发电,该公司所采用的重力储能技术是基于可扩展的模块化架构,能够以10MWh为单元进行扩充叠加,可使整套系统的最终存储容量扩展至亿瓦时级别,是目前重力储能领域技术发展最为成熟、最具有前景的。

重力储能相对抽水储能灵活,成本有望低于电化学储能。对于风光大规模并网,抽水蓄能具备成本低、技术成熟且高安全性的优点,但受限于地理条件,灵活性欠缺。电化学储能灵活性强但成本偏高,且如果处置不当有一定的安全隐患。重力储能是两者折中的方案。

重力储能LCOE成本介于抽水蓄能和电化学之间:为了对三种储能方式的度电成本进行测算,我们设定了一些通用假设,贷款利率为4.9%,贷款比例为80%,贷款年限为10年,资本金回报率为8%,加权平均回报率为5.5%,年通胀率为2%。最终测算出抽蓄储能的LCOE成本为0.55元,重力储能为0.70元,锂电池储能为0.82元。因LCOE成本测算与贷款利率、贷款比例及资本家内部收益率要求相关,所以如果利率水平下降,LCOE成本有望同步下降。

4.4公司已经布局重力储能业务

公司在如东布局区域能源中心。2021年,公司与如东县政策签署《新能源产业投资协议》,共同打造长三角区域零碳能源示范中心。《协议》显示,如东政府优先将如东县十四五规划新增的20%滩涂光伏发电资源配置给公司,并优先同意公司以不超过20%的参股比例参与开发如东海上风电项目。除此之外如东县优先考虑公司参与如东县整县分布式光伏项目和农村生物质沼气项目,这部分项目包含在配套20%增量新能源项目内。公司可以联合如东国有企业在如东县投资建设区域能源中心、零碳能源互联网中心、零碳供热基础设施平台公司、智能网联中心。

联手EnergyVault打造中国首个重力储能项目。2021年12月13日,中国天楹与中国投资协会能源投资专业委员会、美国STERA能源公司(美国EnergyVault中国授权方)、天空塔(北京)储能科技有限公司在能投委主席石定寰、STERA能源董事长尼尔·布什、中国天楹董事长严圣军、能投委会长孙耀唯、天空塔储能董事袁胜军等领导的共同见证下正式签订中国境内首个100兆瓦时重力储能项目战略合作协议。2022年1月30日上午,中国天楹控股子公司AtlasRenewableLLC与瑞士重力储能技术开发商EnergyVault公司正式签署5000万美元的技术授权许可协议,并与NovusCapitalCorporationII(纽约证券交易所上市企业)签署了股东认购协议,以PIPE(私募股权投资已上市公司股份)的形式向其投资5000万美元。公司战略合作将着眼于共同推动江苏如东县100兆瓦时重力储能项目的落地,并在设计规划、技术方案、建设运营、投融资等方面进行资源整合,为项目的顺利实施提供坚实的支持系统。

重力储能布局在区域能源中心,有望实现示范向商业化发展的转换。目前,公司在江苏如东的重力储能示范项目已经开工建设。项目所使用的重力块主要由天楹废弃物处理中心的可用废弃材料制成。该重力储能项目建设规模为100MWh,发电功率为25MW,预计将于2022年四季度建成。此外在如东县的重力储能项目电源一方面来自于公司自身的一个风电厂,另一方面可以选择与华能集团和三峡电源进行合作,用来进一步推进重力储能项目的进一步建设。2022年以来,公司不断地与外界达成关于重力储能项目的协议,4月16日,中国天楹与中国投资协会能源投资专业委员会、中国三峡建工(集团)有限公司、中建七局新能(上海)建设有限公司签署了《战略合作协议》,就能源市场开发相关事宜达成战略合作。公告披露,四方合作范围聚焦新能源领域,包括但不限于水电、风电、光伏、储能技术(重力储能)等新能源项目等等;5月15日,中国天楹与国网江苏综合能源服务有限公司签署了《战略合作协议》,就重力储能技术研究与项目开发相关事宜达成战略合作。合作内容包括,共同推进建设如东100MWh用户侧重力储能示范项目;中国天楹向国网江苏综能提供重力储能项目与技术支持,国网江苏综能向中国天楹提供接入系统设计规划审查、并网准入、涉网试验等方面的咨询与协调服务;5月31日,中国天楹与中电建签署《战略合作协议》,双方围绕重力储能+光伏、风电、水电、核电、生态修复、尾矿治理、建筑垃圾等零碳能源+资源综合利用的解决方案,全面开展合作,力争在“十四五”期间在全国共同开发投资不少于2GW+的重力储能电站。随着未来如东示范项目的建成投产,其有望成为推动中国天楹业绩快速增长的新引擎,预计2023年重力储能项目能够给公司带来大约3.5亿的利润。(报告来源:未来智库)

4.5EV深耕重力储能技术多年,拥有强大技术团队和示范项目

EnergyVault是一家成立于瑞士,在美国借壳上市的公司。EV公司于2018年在瑞士成立,是一家可再生能源存储技术和产品研发商,2019年,获得日本软银愿景基金一亿欧元投资;2020年获得Helena投资基金投资;2021年,获得沙特阿美集团投资;2022年2月14号,EV公司完成与NovusCapitalCorporationII的合并,在纽约证券交易所开始交易上市。公司管理团队都是在能源技术及管理领域方面非常有经验的人员。公司创始人为RobertPiconi,目前担任EV公司CEO,曾经在多家上市公司担任执行领导职务。

公司早在成立之初就开始研究重力储能技术,经过五年的技术验证与测试,目前已经于瑞士建立了一个5MW的重力储能项目,成功实现并网发电。自从2020年EV公司在瑞士建立成功的原型以来,因收到潜在客户的反馈认为塔楼“太高”可能不符合国际建筑规范,该公司已经从高度可达200米的塔式模型设计转向20层的模块化建筑,并将其称为“EnergyVaultResiliency中心”。EV公司的专有重力储能技术的核心在储能控制软件及算法上的优势,重力储能在充放电时都是依靠重力块的升降来实现的,为了应对不同程度的充放电,所涉及的计算非常复杂,EV公司在经过无数次的演算和验证之后,目前已经能够实现稳定自动化操控储能过程中重力块起落,转换效率达到85%,成为全球独家重力储能专利技术商。截至目前,EV公司的业绩包含8项已执行的协议和1.2GWh储能容量的意向书。

EV公司重力储能技术凭借着低成本、高可扩展性、灵活性、安全寿命长等特点完全匹配了目前公共事业公司的需求。该项技术综合了四个成熟的产业,起重机工业、航运业、电机/发电机行业和材料科学,在这四个基础上进一步加入先进的计算机控制,创造了一个储能经济新的突破口。目前公司该项技术已经拿到了4项专利以及20项正在申请的专利,这些专利集中于技术和流程的四个主要方面:1.通过提升配重来存储能量;2.通过降低配重来发电;3.提升和降低配重的抓取机制与方法;4.阻尼自定心机制。这些专利提供了相对于竞争对手的竞争优势,维护了EV公司目前在世界上重力储能的独一地位。

编辑:123木头人
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