乘政策之风升腾而起，望浩瀚空间大有可为—美国储能市场巨大，机会在哪里？中信建投(朱玥)-韭研公社

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乘政策之风升腾而起，望浩瀚空间大有可为—美国储能市场巨大，机会在哪里？中信建投(朱玥)

基本面基本吃面

关灯吃面的半棵韭菜

2022-07-31 21:04:28

摘要

美国是全球最大、增速最快的储能市场

根据Wood Mackenzie统计，2021年美国电化学储能新增装机达到3.58GW/10.5GWh，占全球新增装机约38%，增速连续两年超过200%。2022Q1美国新增装机955MW/2875MWh，同比增速达209%。根据我们的测算，2021-2025年美国储能新增装机年化增速有望达到60.2%，其中户用增速达112%。预测2025年新增装机69GWh，其中表前、工商业、户用各42.6GWh、7.8GWh、18.6GWh。

表前储能装机量大增速快、户用储能持续性强潜力高

从占比角度，2021年美国储能装机中表前（即电源侧、电网侧大型储能）占88%；工商业约占3%；户用约占9%。从增速角度，2018-2021美国表前储能新增装机年化增速达到177%、工商业约18.5%、户用约69%。2022Q1美国表前装机2.4GWh，环比-45%、同比+282%，主要因21Q4表前抢装所致。同期美国户用装机334MWh，环比+25%，同比+36%，户储需求持续性良好。

政策完善、能源飞涨、电网陈旧共同促进储能高速增长

政策方面，美国提出ITC政策，对光储系统实施退税；FERC841为储能打开了参与辅助服务的大门；加州SGIP政策对用户侧分布式发电实施补贴；RPS配额制则类似于国内的风光强制配储政策。能源价格方面，美国气价、电价2021年以来均较快上涨，目前电价已创下近10年最高值。美国电网陈旧，停电次数和波及人数较多。上述因素均成为促进新型储能发展的动力。

市场进入壁垒高，本土品牌Tesla、Fluence等较为强势

美国市场保护主义甚于欧洲，进入壁垒较高，本土品牌较为强势。户储产品进入美国需至少通过UL9540、IEEE1547等标准，要求较为严苛。2020年美国户储市场特斯拉市占率达73%排名第一，LG市占率12%排名第二，其次为SolarEdge、Enphase、Generac等本土品牌。大型储能方面，Fluence等本土集成商除外采电芯外，在建设运营方面较为强势。

推荐标的

宁德时代为Tesla、Fluence主要供应商之一，中美市场均受益；科士达为SolarEdge主要电池代工供应商；德业股份绑定美国经销商Sol-Ark；禾迈股份、昱能科技（微逆）、科陆电子（电池、PCS）等均在美国有出货。

一、美国是全球最大、增速最快的储能市场

1.1 表前增速最快，户用持续性好

近两年全球电化学新增储能装机中，美国、中国、欧洲稳居前三。在2021年全球电化学储能装机总量高增72%的基础上，美国占比从30%提升至34%，高踞首位，美国是全球储能最重要的增长极。

2021年美国新增储能装机达到3.58GW/10.5GWh，新增容量同比增长达到204%，连续两年200%以上，长期保持超高增速。表前（grid-scale）、户用（residential）和非户用（non-residential）三个场景中，表前是最大也是增速最快的市场，2021年美国表前装机9.23GWh，同比增长253%；其次是户用装机920MWh，同比增长71%；工商业新增314MWh，同比增长5%。

2022年美国储能继续保持旺盛增长，Q1表前储能装机达到747MW/2399MWh，容量同比增长283%，但由于ITC政策退坡导致21Q4抢装，表前环比出现下降。而户用储能22Q1装机达到145MW/334MWh，同比增长36%，环比增长25%。

1.2 加州——美国储能发展引领者

加利福尼亚州是美国最大的储能市场。2020年加州表前、户用、工商业储能的装机量均为全美第一。加州表前储能装机量达309MWh，占2020年全美储能装机量（458.9MWh）的67.33%。户用方面，2022Q1加州户用储能装机达149.4MWh，并且其市场份额不断增加，波多黎各州、德克萨斯州紧随其后。

2019年全美83%的小型储能集中于加利福尼亚州，其中加州的户用储能装机占全美70%以上。夏威夷州、德克萨斯州分别位居2019年美国第二三大户用储能市场。

2010-2020 年，全美储能累计装机加州占比超半数，高达 54%。宾州、德州占比也在 10%以上。加州电化学储能装机以表前储能、工商业、户用储能为主导，其中户用储能占比 17%。

二、政策全面、能源高涨和电网老旧驱动美国储能高速发展

2.1 政策助力储能发展，联邦各州全面覆盖

2018年3月，美国发布《住宅侧储能系统税收抵免新规则》（ITC），针对住宅侧光储系统，如果用户在安装光伏系统一年后再安装电池储能系统，且满足存储的电能100%来自光伏发电的条件，则这套储能设备也可以获得26%的税收抵免。

美国联邦政府出台一系列政策支持储能发展。2018年通过FERC第841号法案，电池储能可作为独立的主体参与到电力辅助服务和电力批发市场，消除储能进入容量、能源和辅助服务市场的障碍。2019提出BEST法案，未来五年内在储能技术研究、开发和示范方面的创新投资上提供10亿美元资金支持。2020年提出“储能大挑战路线图“草案，提出到2030年建立并维持美国在储能利用和出口方面的全球领导地位，建立弹性、灵活、经济、安全的能源系统。2021年出台“2万亿美元基础建设计划”、“长时储能攻关”计划、重建美好法案等政策，提供补贴、退税、税收抵免等措施，强力支持储能行业发展。

加州在储能领域占据全美超高的市场份额，归因于自我发电激励计划（SGIP）。2001年加州启动SGIP，用于鼓励用户侧分布式发电，包括风电、燃料电池、内燃机、光伏等多个技术类型。2011年起储能被纳入SGIP的支持范围。2017年5月1日，新推出的SGIP将激励资金的75%提供给储能，这其中15%的储能预留基金保留给住宅储能项目。新版SGIP将进行五轮（大型储能）或七轮（小型户用储能）的补贴资金发放。补贴标准除了随着时间的推移而降低补贴标准，还随着储能系统的时长和能量规模的增加而减少。

自2018年起，在联邦政府利好政策频出的环境下，美国其他各州也积极出台相应的激励政策促进储能发展，积极规划可再生能源发电目标。

可再生能源配额标准（Renewables Portfolio Standard，RPS）指的是要求太阳能、风能、生物能、地热能等可再生能源发电的市场份额做出的强制性规定。美国各州纷纷采用RPS标准，制定了中长期规划，各州储能行业增长的确定性得到保障。

根据各州对可再生能源发电的规划，可以大致分为三类：（1）截至2020-2025年，最终RPS目标占比约为15-25%；（2）多数州截至2030年制定了50-100%占比的规划（3）少部分州截至2045-2050制定50-100%占比的规划。加利福尼亚州、纽约州和弗吉尼亚州制定了激进的新能源发电规划，可再生能源占比和容量方面十分突出。

2.2 天然气价格高涨导致电价随之飞涨

根据EIA统计数据，2021年美国住宅电力用户支付的平均名义零售电价以自2008年以来最快的速度上涨，达到13.72美分/kWh，较2020年上涨4.3%，增长率与同期美国CPI变化类似，2021年为4.7%。主要归因于一次能源价格上涨，尤其是天然气，2021年美国天然气电厂的气价平均为4.98美元/MMBtu（百万英国热量单位），相比2020年的2.32美元/MMBtu上涨1倍多。2021年得州冬季暴风雪导致电力中断、天然气阻塞，也提高了终端电力零售价格。

2.3 电网可靠性不足，极端天气频发

从电网侧看，由于海外欧美国家等电力系统多为小电网私营性质，除大城市外，主网架结构较弱、老化严重，且电网投资不足，区域性停电事故频发。全美70%的电力变压器和输电线路的使用年限超过25年以上，60%的断路器使用年限超过30年以上。电网设施的老化可能导致更高的故障率，电力系统的可靠性受到巨大挑战。

根据EIA统计，2020年美国用户的平均电力中断时间比2017年多了近20分钟，这是自2013年有记录以来，中断持续时间第二长的一年。从2013年到2020年，如果排除极端事件，美国用户每年经历的由小故障引起的停电，平均中断持续时间始终在两个小时左右。

美国各州停电时间差异较大，2020年阿拉巴马州、爱荷华州、康涅狄格州、俄克拉荷马州和路易斯安那州的用户经历了最长的断电时间，从阿拉巴马州的近29小时到路易斯安那州的60小时不等。极端天气事件是导致大规模停电的重要原因。美国在2020年经历了14次飓风和11次大风暴。

综合来看，美国电网基础设施老化，电网投资不足，叠加不可抗的极端天气的影响，美国住宅消费者对购买储能实现能源自给自足的渴望日益高涨。

三、美国储能增速尤以户储突出，品牌多为美欧占据，中国尚处起步

3.1 美国户用储能空间测算

根据LBNL统计，截至2020年底，美国储能装机量为3200MW，其中表后储能装机为1000MW，约占30%，其中约有550MW与光伏共建。在ITC政策驱动下，大多数（80%）户用储能装机均与光伏共建。美国光伏+储能共建比例最高的是夏威夷州（80%的户用储能），其次是加州（8%的户用储能）。总体来说，户用住宅储能共建率保持增长趋势，2020年全美光伏+户用储能共建率达到6%。结合LBNL统计数据，2020年户用储能成本上升至1000$/kWh左右。

根据我们测算，美国户用储能将保持不断增长，预计2022年户用储能新增装机为1.62GW/3.72GWh，表前储能7.33W/18.06GWh，工商业0.48W/1.2GWh，总装机可达22.98GWh。2025年新增装机达到69GWh，2021-2025CAGR达到60.2%，其中户用储能新增装机将达到7.44GW/18.61GWh，同期CAGR达112%；预计2025年工商业储能新增装机达2.80GW/7.83GWh；表前储能新增装机达19.35GW/42.55GWh。

3.2 美国储能市场认证标准严苛，进入壁垒较高

户用储能产品顺利进入美国市场需至少通过UL9540、IEEE1547等认证，要求严苛。

UL9540标准由UL公司（Underwriter Laboratories）发布，是一种涵盖电化学储能系统、机械储能系统和储热系统，用以评估电池储能系统大规模热失控火蔓延情况的测试方法。UL 9540在2015年获准为美国国家标准，2016年被认证为加拿大国家标准。

UL9450A测试得到美国储能系统和设备标准、美国-加拿大国家储能系统和设备安全标准、国际规范委员会（ICC）、国际消防规范（IFC）、美国国家消防协会（NFPA）NFPA 855，以及各种地方、州以及建筑和消防规范的一致认可。美国众多权威的行业规范，如《美国电工法案》（706章节）、《美国住宅规范》（R327章节）、《美国国际防火规范》（储能部分）和美国国家消防局等，都对储能系统提出了UL9540A列名的要求。

出口美国的储能逆变器和光伏逆变器均需满足IEEE 1547和IEEE 1547.1的并网标准。IEEE 1547标准由美国电气与电子工程师协会（Institute of Electricaland Electronics Engineers IEEE）制定。2020年5月21日，IEEE正式发布《IEEE 1547.1-2020互联分布式能源与电力系统相关接口的设备一致性测试规程》标准。夏威夷州在2021年7月后只接受通过IEEE 1547.1-2020和SRD 2.0测试，同时满足IEEE 1547-2018标准的逆变器，并且在2022年1月后，只保留通过IEEE 1547.1-2020和SRD 2.0测试或更高标准的产品。

3.3 美国户储市场特斯拉占绝对优势，其次为LG和本土品牌

2020年美国储能市场，特斯拉市占率达73%排名第一，LG市占率12%排名第二，其次为SolarEdge、Enphase、Generac等本土品牌。大型储能方面，Fluence等本土集成商采购宁德、LG等电芯，在建设运营方面较为强势。

美国户用储能市场由Tesla与LG主导，其产品分别为Tesla Powerwall（5 kW/13.5 kWh）；LG Chem RESU 10H（5 kW/9.3 kWh）。2021年在美国户用市场中，Tesla、BYD、Enphase分列前三。Tesla依旧以55%的高市占率位列首位。而LG由于多起火安全事故，极大打击了消费者对品牌的信心，大规模的产品召回严重影响了LG产品在美国市场的市占率。

美国消费者对品牌力较为认可，除比亚迪、浙江艾罗（Solax）外，在美国某代表性光储安装商货品清单中几乎看不到国产品牌。而头部品牌包括SolarEdge（以色列）、Enphase（美国）、SMA（德国）、GENERAC（美国）、Fronius（奥地利）、Sol-Ark（美国）等。

美国光+储系统安装商市场高度集中。2020年，前10家安装商占据全美超过60%的市场。Tesla与SunRun占比远高于其他厂商，各占约20%的市场份额。其他前10名的安装商大多是加州和夏威夷州当地公司。

特斯拉：品牌力最强，单体容量大

特斯拉仅有一款户储产品即Powerwall。2015年4月，特斯拉发布第一代Powerwall户用储能产品，当时价格为3000美元，带电量为6.4kWh，此后于2016年升级为Powerwall 2，带电量大幅增加为13.5kWh，但重量仅从97kg增长到114kg。2021年5月，产品进一步升级为Powerwall +，相比Powerwall 2增加了逆变器模块，可直接连接光伏组件（逆变器模块可选配）。整套系统拥有10年质保。

综合来看，凭借其强大的品牌力和优秀的工程设计，Powerwall仍是市面上最优秀的储能产品之一，尤其是13.5kWh的大容量和水冷系统是独一份，特别适合大型房屋和炎热地区。然而，在目前供应紧张的局势下，往往需要等待3-6个月才能提货。

LG：产线丰富，选择众多

LG依托强大的锂电产能开发了RESU（Residential Energy Storage Unit）系列户储产品，电池电压从48V到400V均有涉及。48V（低压）系列容量包括6.5kWh、9.8kWh和13kWh。400V（高压）系列包括6.5kWh和9.8kWh两种容量，最近又开发了第三代“Prime”系列高压产品，拥有10kWh、16kWh两种容量。LG户用储能产品拥有10年质保期，最低60%剩余容量，且可以与市面上绝大多数品牌的逆变器适配，品牌包括华为、阳光电源、固德威、Solis（锦浪）、Solax、SMA、Solaredge、古瑞瓦特等。

SolarEdge：海外光伏龙头，切入储能电池领域

公司总部于以色列，Solaredge提供StorEdge系列、Genisis系列、Energy Hub系列光储逆变器。而公司最新的产品是Energy Bank系列储能电池。电池采用高压直流耦合（DC-coupled）方案，仅能配合SolarEdge Energy Hub系列逆变器使用。高压方案使得电池循环效率可达94.5%。电池可用容量为9.7kWh，输出功率5kW（持续）/7.5kW（峰值），提供10年质保，剩余容量大于70%。

Enphase：海外微逆龙头，延伸光储一体化解决方案

作为全球微逆出货量第一的龙头，Enphase在美国市场市占率极高。微型逆变器的组件级优化及关断能力不但能提高组件被部分遮挡时的发电效率，还有效避免了直流拉弧导致火灾的发生，是较优化器方案更为彻底的解决方案。公司推出了Enphase Ensemble系列储能产品，由Enphase Encharge IQ电池和新一代IQ8微逆组成。电池模组容量为3.4kWh、10.1kWh两种，输出功率可达3.8kW（持续）/5.7kW（峰值）。在IQ8系列微逆加持下，该系统具备并离网快速切换功能，成为合格的后备电源。

四、中国企业多以上游供应链参与美国市场，品牌建设尚属薄弱

4.1 美国户储产品的典型特征：单体容量较大

美国户用储能市场最主流的两款产品为Tesla Powerwall（5 kW/13.5 kWh）；LG Chem RESU 10H（5 kW/9.3 kWh），均为5 kW功率。美国大多数户用储能系统包含一个Powerwall或RESU 10H产品，大容量仍然是主流产品（2020年约40%占比）。

4.2 中国企业参与特斯拉储能产品供应链

特斯拉Powerwall产品上游产业链与多家中国公司关系密切。值得注意的是，Elon Musk声称，计划将储能系统的电池逐渐替换为磷酸铁锂电池（Powerpack等产品已开始逐步替换）。宁德时代是特斯拉磷酸铁锂电池的核心供应商之一。

Solaredge公司储能产品已大量出口欧洲，其电池pack来自科士达等第三方厂家，SE计划结合其户用光伏逆变器渠道开发美国户储市场。固德威已取得美国GE品牌使用权，在美销售逆变器、储能等产品。美国Fluence公司的Fluence Cube储能模块主要采用宁德时代LFP-280LC磷酸铁锂电芯，也有部分电芯来自LG和三星SDI公司。