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2019年及未来中国通讯基站储能发展趋势:两轮锂电替代加速,5G启用基站储能市场空间大[图]

2019年12月12日 13:38:41字号:T|T

    一、储能及小动力:直供铁塔储能体系,两轮锂电替代加速

    1、通讯基站锂电替代增量可观

    受益于存量基站更新换代、5G基站大规模普及带来的通信储能广阔市场空间以及电力储能在发电侧、电网侧、用户侧的快速商业化,储能市场发展迅速。相对于传统铅酸储能电池而言,锂离子电池具有低污染、长循环寿命等优良性能、随着其成本不断下降,锂离子电池经济性开始凸显。新增电池储能越来越多采用锂离电池,并逐步替代铅酸蓄电池,在储能市场运用越来越广泛。储能电池对能量密度要求不高,更关注对电池成本、循环性能、生命周期成本等,磷酸铁锂电池具备的低生产成本、高循环次数。

    过去磷酸铁锂相对价格较高,做储能电池经济性并不突出,价格下跌推动替代可能性的逐步实现。过去铁锂电池价格较高,循环寿命与铅酸电池差别不大,目前磷酸铁锂电池价格下降较多,循环寿命增加,且铅酸价格有所上升,环保要求进一步趋严,磷酸铁锂电池替代趋势明显。

    储能型锂电池铅酸电池对比

数据来源:公开资料整理

    相关报告:智研咨询发布的《2020-2026年中国5G基站行业市场竞争状况及投资机遇分析报告

    铁塔系统铅酸换锂电过程已经开始启动。截至2019年6月底,中国铁塔接到的5G基站建设需求为6.5万个,预计今年全年会接到10万个5G基站的建设需求。5G基站主要分为宏基站和微基站,微基站细分可分为:微基站、皮基站、飞基站。其中需要储能电池设备的是宏基站,而微基站一般采用市电直接供电,不设臵电力储能设备。

    根据种类划分,通讯市场锂电池需求可以分为:原来4G基站锂电替代铅酸,新建的5G基站以及机房备用电源,通讯市场锂电应用核心场景是基站备用电源。中国铁塔2018年铅酸换锂电共计12万个塔,使用锂电池约1.5GWh,2019年换30万个塔,使用锂电池4-5GWh,2020年预计替换60-70万个塔,预计8GWh,铁塔全部替换约有25GWh,空间巨大。

    国内三大运营商4G基站数量及中国铁塔数量(万)

数据来源:公开资料整理

    2、两轮车锂电替代空间巨大

    两轮车锂电化趋势明确:首先是两轮电动车对能量密度的要求,“新国标”对轻量化的要求(55kg)使得同样续航里程要求下,锂电池的自重及占车身重量占比更小;其次是节能与环保要求,锂电池几乎环保无污染,而铅酸电池污染较大,各地方均有相关限制政策;另外还有经济性要求,从电动自行车全生命周期成本来看,锂电使用寿命是铅酸2-3倍,而目前锂电池价格已经在铅酸电池3倍以内,且锂电池价格在持续降低,而铅酸电池价格则由于环保限制等原因其使用成本不降反升。目前国内每年电动自行车产量约为3000-3500万辆左右,锂电渗透率约10%,随着政策、厂商、消费端对锂电电动车的推动,预计2022年锂电渗透率超过80%,按照电动自行车单车48V/12AH的带电量需求,预计2022年锂电池需求将超过17GWh,按照电动自行车全国2.5亿保有量70%锂电渗透率测算,全市场预计需求100GWh.目前鹏辉能源小动力主要供给超威、小牛电动、Hellobike、五羊本田等,今年将逐步导入台铃等客户。预计随着客户导入顺利进行,小动力收入增长30%,但竞争加剧导致毛利率将依旧维持在低于20%的水平。

    国内电动两轮车及锂电替代进度

数据来源:公开资料整理

    国内电动两轮车保有量

数据来源:公开资料整理

    二、5G启用基站储能风至

    10月31日,工业和信息化部副部长陈肇雄与中国电信、中国移动、中国联通(5.660,0.00,0.00%)、中国铁塔董事长共同宣布5G商用正式启动。除了中国铁塔,电网公司、电气设备、电池储能等相关企业也投身5G建设大军。5G意味着频率更高、要求基站站址更密集,直接导致包括选址占地与建设维护成本,供用电设施改造费用,高功耗带来的高额电费,以及电源系统升级改造等投资成本巨大,其中基站建设选址成本和耗电电费更是成为限制5G基站建设速度的最大难题。5G基站的建设与推广其实面临多重压力。

    迫于投资运营压力,中国联通与中国电信提出合作共建5G网络。而中国铁塔、电网公司、电气设备、电池储能等相关企业也提出各种解决方案投身应对成本难题,并有望成为5G推广应用中的受益方。

    1、建设成本租金高:4G升级、5G+电塔数据:5G基站的建设密度至少为4G基站的3倍——即5G所需基站数量为4G的3倍,基站单站存量基站升级改造3万元,而新建的所有投入成本约60万元。

    5G基站建设要求密度大,而建设用地租金非常昂贵,尤其一线城市老城区为例年租费用可达10万元。11月31日,陈肇雄在5G商用启动仪式上建议加快5G在工业、交通、能源等垂直行业的应用创新。从目前建设模式也可看到,未来5G基站将作为共享的“智慧能源(4.860,-0.08,-1.62%)”载体,从“通信塔”向“社会塔”“智能塔”转变。

    作为在国内拥有97%的通信铁塔市场份额的通信基础建设运营商,中国铁塔成为影响5G建设进度的关键。早在去年4月,中国铁塔先后与国家电网公司、南方电网公司签署战略合作协议开启“共享铁塔”的全新合作模式。这也就是今年年初国家电网的“泛在电力物联网”中多站融合的建设理念,同时也是近日南方电网发布的“数字电网”建设中“通信基站闲散储能示范项目”的应用模式。

    中国铁塔表示,在目前5G基站建设过程中97%通过已有站址共享改造,此举可将基础设施建设成本降低42%,直接为电信企业节约25%的年运营成本;而新建铁塔也将共享率从14%提升到80%,相当于少建铁塔70万座,节约行业投资1300亿元,节省土地3.7万亩,整体降本增效明显。

    国家电网、南方电网已陆续在多地建成“电力杆塔+5G”基站,借助电塔搭建5G基站,大幅度缩短建设周期,节省5G建设投资成本,还提升了5G覆盖质量和进度。同时供电公司向5G运营商开放变电站资源,也降低运营商的运维成本。

4月3日
国内首次在500千伏级以上高压/特高压变电站使用5G技术,河南郑州官渡变电站5G测试站建成投入使用。
6月22日
国内首座“特高压+5G”基站在±1100千伏安徽古泉换流站建成。
7月16日
东莞首批两基110千伏“共享铁塔”塔上通信基站安装施工完成。
8月11日
陕西750千伏南山变首次实现5G覆盖。
8月15日
全国首例5G共享电力塔南京市三桥工业园试点站顺利完工。
今年8月
5G基站、边缘计算站入驻国网厦门供电公司天湖开关站,成为全国首个“多站融合”配电站房项目。
8月20日
国内首个在变电站内建设的5G基站在南京成功开通。“共享电力基础设施部署5G基站,把5G基站的建设周期从30天提速至1天,建设资金从36万元节约至1万元”
8月25日,
新疆联通携手国网新疆成功在世界电压等级最高的±1100千伏昌吉换流站电力铁塔部署5G基站。

数据来源:公开资料整理

    此外,5G网络切片还契合了国网泛在电力物联网的需求,可在分布式可再生能源控制、电力大数据平台等领域实现应用。

    2、能耗电费高:转改直、5G+能源数据:能耗形成的电费成本,占运营商网络维护成本的20%。5G基站功耗带来的电费是4G的3~4倍。即使三大运营商共享基站,单站每月电费也要5000元。目前5G运营电价采用相对较高的商业电价,部分站址不得不使用转供电,比直供电电价高30%-40%。

    据悉目前三大运营商联合中国铁塔拟向国家发改委、国家能源局提出电价优惠申请,同时进行“转供电”改“直供电”,预计可年省电费7-8亿元。目前已有多个省份发布相关政策指导意见,呼吁国企事业单位等免费开放公共物业区域建设5G基站、将转供电改直供电,以给予建设、电费补贴的方式减少基站建设运营成本。

    2019年7月5日,上海市政府印发《关于加快推进本市5G网络建设和应用的实施意见》,推进公共设施开放共享。

    2019年9月11日,深圳市政府《深圳市关于率先实现5G基础设施全覆盖及促进5G产业高质量发展的若干措施》,提出率先免费开放公共场所资源,基站的管理费用原则上不超过500元/月。对按时完成5G基站建设目标的电信运营企业单站奖励1万元,单个电信运营企业最高奖励1.5亿元。

    2019年9月29日,福建省发改委印发《福建省加快5G产业发展实施意见》,要求各地组织推进具备条件的5G基站转供电改直供电工程,鼓励推广储能技术在5G基站中的应用,降低电力设施改造、使用费用。

    2019年9月20日,山西省政府出台《山西省加快5G产业发展的实施意见和若干措施》,加强公共区域向5G基站建设开放,推动存量转供电基站改为直供电,2020-2022年实缴电费超出目标电价0.35元/千瓦时部分,由省、市、县(区)按照5:2:3的比例给予相应补贴。

    2019年8月6日,江西省政府印发《加快推进5G发展若干措施》,推进公共资源共建共享,对具备条件的5G基站及机房等配套设施由转供电改直供电。

    从2019年到2021年,每个基站给予8000元、5000元、3000元的用电补贴,每家电信运营商每年省市不超过1000万元。应对5G耗电量、进行电费管理的解决方案,不得不提储能系统的削峰填谷,以杭州奥体区域附近的5G基站为例,通过控制基站在用电低谷期给储能电池充电、用电高峰期间放电,削峰填谷降低了对其他城市正常用电的影响,同时也利用峰谷电价差节约了部分电费。

    中国铁塔也看中这一广阔储能应用市场,于今年6月成立了全资控股的铁塔能源,主营电池、充电桩、储能系统的技术开发等业务。而同期成立的铁塔智联技术有限公司还开展社会信息化和万物互联业务,以实现共享铁塔的物联网功能。

    3、电源扩容采购成本高:电池迭代与梯次利用数据:4G基站改5G功率大增,需同步增加备用电池容量,一般备用电源需储备3-4小时电量。据测算2019-2025年期间5G建设将带来155.4GWh的锂电池需求增量。

    据分析报道称,作为保证基站连续供电的核心设备,蓄电池等电源设备成本占基站设备成本40%以上。当市电正常供电时,蓄电池可协助平滑滤波改善供电质量,当供电异常故障时,蓄电池可作备用电源供电。此前4G基站用蓄电池普遍都采用铅酸电池,但5G基站功耗较4G翻倍式增长,对电源系统也提出扩容升级要求,而磷酸铁锂电池在电池放电效率、安装空间和建设成本上较铅酸电池都有优势,中国铁塔此前已表示不再采购铅酸电池、改用梯次利用锂电池。

    5G基站建设加速也将提升锂电池应用市场空间。

数据来源:公开资料整理

    铅酸电池和磷酸铁锂电池性能对比)相对铅酸电池来说,目前磷酸铁锂电池成本仍然相对较高,这也将成为5G基站推广的。

    另一高额成本支出,因而梯次利用电池成为中国铁塔为基站备用电源的首选。与此同时动力电池退役规模形成期与5G推广时间轴互相吻合,据估算到2020年,退役动力电池将累积达到24GWh,除了拆解回收、梯次利用成为其重要市场。尤其是区别于其他的储能应用场景,通信基站电源系统对电池性能要求相对不高,成为退役电池梯次利用的相对最佳场景。

    据报道,截止今年9月中国铁塔已在30万基站的备电领域共使用梯次电池约4GWh,目前已充分验证了梯次电池在通信基站应用的技术经济可行性。而中国铁塔目前所有基站约197万个,预计未来对梯次锂电池的采购非常可观。5G基站的电源系统改造可直接拉动动力电池梯次利用储能的应用市场。

    就连正在破产悬崖苦苦挣扎、多举措寻破局的坚瑞沃能(1.590,-0.02,-1.24%),也看中了基站电源这一市场。9月23日,坚瑞沃能发布公告表示与航天柏克签署5年合作协议、拟联合打造中国铁塔优质供应服务商,坚瑞沃能将向中国铁塔供货沃特玛牌电池。资料显示2018年,中国铁塔曾向航天柏克采购价值2.05亿元的梯次锂电池,另外还向山木新能源子公司新木电子采购了价值1.37亿元的梯次锂电池。除了对外采购外,中国铁塔自己也成立了动力电池回收体系,日前于河南新乡试制的首批梯次电池,已全部投放至5G基站建设中。

    这只是个开始据报道截至9月底,三家电信企业已在全国开通8万余个5G基站,而计划目标是在今年年底达到13万个。不过,根据三大运营商对5G的长期规划可以看出,2019只是5G基站建设的起点,预计明年起才是5G基站大规模建设期。中银国际证券认为2019-2025年期间,基站储能电池对锂电池的需求量分别为3.9GWh、23.1GWh、28.9GWh、31.4GWh、21.0GWh、23.9GWh、23.1GWh,合计将带来155.4GWh的锂电池需求增量。

    未来,5G基站对电池储能来说还有很大的想象空间。

数据来源:公开资料整理

    5G时代到来意味着运营商将对全国通信基站进行升级改造,在基站系统中配套锂电池已是近年大势所趋,通信基站储能市场将再次点燃锂电池之火。

    从多家锂电池企业处了解到,大部分电池企业因价格战早已退出通信基站市场。尽管据保守估计,今年推广普及5G通信、基站升级改造将给锂电池带来10亿元市场规模,但电池企业依然存观望态度。

    可见,如何摆脱价格战束缚,引领通信基站锂电走向健康未来是锂电池企业需要思考的重点。未来,尤其在升级5G后,锂电池企业的关注点不再单纯瞄准通信基站,而是通信网络如何演变、客户对象是否会变化,这两大核心才是决定锂电池在通信领域命运的关键。

    总体而言,随着5G通信基站的需求增长,未来锂电池储能市场空间将非常可观。但由于通信基站市场竞争非常激烈,价格战愈演愈烈,导致企业利润微薄,能够吃上这块蛋糕的电源和磁件企业并不会太多。相关企业仍需不断加强技术研发水平,在市场中大幅提高竞争力。

    伴随着5G技术的逐渐落地应用,未来将会深刻影响着经济社会的发展。5G是新一代信息通信技术的主要发展方向,将带给锂电储能通信基站巨大市场,酸铁锂电池将会获得极大的发展,只要有勇气把握机遇,迎接挑战,明天将会更加美好。 

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