可再生能源的发展需要大规模储能支撑（附2022-2070全球储能路线规划）

　　2011年以来，随着全球能源结构快速向低碳形式转型，可再生能源装机加快发展，尤其是风电、光伏等间歇性可再生能源在最近几年成为全球新增装机的主力。

　　电力系统的波动性将随着可再生能源渗透率的提高而日渐提升，同时用电侧的电气化率提升也进一步增加了电力系统调度的挑战，因此电网需要大幅提高灵活性，各类储能技术将扮演重要的角色。本文探讨的储能需求主要以提升电网灵活性的电力储能装机为主。

　　光伏风电度电成本持续下降

　　可再生能源装机与日俱增

　　2010-2020年，公用事业光伏平均度电成本(LCOE)下降了85%，集中式光伏LCOE下降了68%，陆上风电LCOE下降了56%，海上风电LOCE下降了48%，光伏和风电技术发电成本已经达到或低于化石燃料发电成本。2011-2021年，全球可再生能源新增装机容量增长超过130%，而不可再生能源仅增长了24%。

　　图：2010-2023年全球光伏、集中式光伏、陆上风电、海上风电平均度电成本和PPA/现货竞拍电价

　　图片资料来源：IRENA，国信证券

　　自2014年以来，以光伏、陆上风电为主的可再生能源新增装机已经开始超过非可再生能源。2021年，可再生能源累计装机容量达到3064GW(不含抽蓄)，发电量约为8000TWh。为了实现全球升温1.5°C的情景，到2030年，可再生能源装机容量仍将相比于2020年增加2倍以上。

　　图：2001-2021年A全球可再生能源新增新增装机(GW)及占比(%)

　　图片资料来源：IRENA，国信证券

　　可再生能源发展刚需下

　　储能大有可为

　　2011年以来，随着全球能源结构快速向低碳形式发展，可再生能源装机加快发展速度，尤其是风电、光伏等间歇性可再生能源在最近几年成为全球新增装机的主力。

　　2021年，全球可再生能源总装机量达到3064GW(不含抽蓄)，其中风电为825GW，光伏849GW。过去10年，全球可再生能源装机容量始终保持8-10%附近的年化增速。

　　图:2011-2021年全球可再生能源累计装机量(GW)及同比增速

　　图片资料来源：IRENA，国信证券

　　随着可再生能源的发展，以光伏和风电为代表的间歇性电源占发电量的比例逐步提高，截至到2020年，德国、英国已经突破或者接近30%，欧盟地区整体也已经突破20%。美国和中国分别达到12和10%，并且中国未来5年将快速提升占比。

　　全球可再生能源发电量和装机容量预测

　　在比较了国内的权威能源研究机构全球能源互联网研究中心，以及国际可再生能源署的研究预测，两家机构虽然对于全球发电量的预测存在15%的差距，但对于全球可再生能源容量占比，以及发电量占比较为趋同，可以借鉴两家机构对于以风电、光伏为代表的间歇性电源的消纳占比，用于预测储能市场的发展依据。

　　两家机构均认为，在2030-2035年全球风电光伏消纳占比将达到40%以上，2050年达到60%以上。

　　图：两家能源研究机构的预测对比

　　图片资料来源：全球能源互联网发展合作组织，IEA，IRENA，国信证券

　　中远期全球储能路线规划

　　随着新能源渗透率提高，能源系统对储能的需求越强。

　　北美地区、欧洲净负荷长期波动较大，需要更多的长期储能，因此储电量占年用电量比例明显高于其他洲，分别达到1.8%和1.6%;而且北美光伏装机容量较多，净负荷短时尺度波动较大，因此对短时储能的需求也较大，储能装机需求达到最大负荷的39%，是长时和短时最大的市场之一。

　　亚洲地区幅员辽阔，内部各区域特点各异，东亚、南亚季风型气候明显，风电出力的季节性波动较大，因此需要配置较多长期储能。西亚、中亚光伏装机占比高，且外送电力流较大，对短期储能需求较高;东南亚水电资源丰富，调节能力充足，对储能需求较少。

　　非洲和中南美新能源渗透率相对较低，净负荷波动主要体现在短时尺度，特别是非洲光伏装机占比大，需要大量短时储能减少弃光，储能装机需求约为最大负荷的30%;中南美洲水电资源丰富，为系统提供充足的调节能力，因此储能装机需求最小，仅占最大负荷的12%。

　　综上，全球能源互联网发展合作组织预计2050年前，清洁能源的大规模开发利用将为全球带来约4.1TW、500TWh的储能需求。

　　图:2050年全球各区域储能装机容量预测(考虑地区差异)

　　资料来源：全球能源互联网发展合作组织，国信证券

　　在全球碳中和目标下，清洁能源将逐步替代化石能源，风电、光伏发电将成为清洁能源的绝对主力。而在新型电力系统中，储能将成为至关重要的一环，是新能源消纳以及电网安全保障必要保障，在发电侧、电网侧、用电侧都会得到广泛的应用，需求空间广阔，储能产业，未来可期!