未来的能源领域新星?微电网:能源变革中的潜力与市场趋势分析
近年来,微电网因被视为可再生能源的有效解决方案、能源互联网不可或缺的重要组成,在提高供电可靠性、经济性及消纳可再生能源等方面扮演着越来越重要的角色。
微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。微电网是大电网的有力补充,也是智能电网领域的重要组成部分,在工商业区域、城市片区及偏远地区有广泛的应用前景。
2027年微电网市场将翻三番达到600亿美元
根据GlobalData的最新研究,预计2023年至2027年间,全球微电网市场的复合年增长率(CAGR)将达到16%。
根据Energy Monitor母公司GlobalData的研究,2022年全球微电网市场价值增长至289亿美元,预计到2027年将达到607亿美元。预计2023年至2027年间,该市场的复合年增长率将达到16%。
受对环境日益担忧、燃料供应限制、对恢复能力的需求日益增长和成本上升的影响,世界能源市场正在经历结构转型。这导致了分布式能源技术的广泛应用,使最终用户能够将发电模式从集中式矩阵改变为能够独立于主电网运行的微电网。
网络停机时间和自然灾害的增加,以及电网扩展的高成本和外部攻击的日益严重的威胁,都在加强微电网的应用。长期停电的负面影响——首先是由极端天气条件造成的;2022年,飓风伊恩(Ian)使260万美国佛罗里达人蒙在鼓里,而飓风Fiona(Fiona)摧毁了波多黎各70%的电力,预计微电网的使用将有所缓解。
报告称,2022年,在美国大规模部署的支持下,美洲地区占据了微电网市场的最大份额。美国微电网市场今年的价值为83亿美元,预计2023年至2027年间将以15.75%的复合年增长率增长。
然而,增长最快的地区预计将是亚太地区,预计将在中国、印度和东南亚进行大规模部署。到2027年,中国和印度的复合年增长率预计分别为19.50%和17.50%。
发展意义:助力分布式新能源末端消纳,保障国家能源安全
在制度标准完善和成本趋于下行基础上,近年来微电网成为国内构建新型电力系统的重 要实施抓手。2021 年 9 月国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和 工作的意见》指出要推进电网体制改革,明确以消纳可再生能源为主体的增量配电网、 微电网和分布式电源的市场主体地位。2021 年 9 月能源局《关于能源领域深化“放管服” 改革优化营商环境的实施意见(征求意见稿)》指出电网企业要做好新能源、分布式能源、 新型储能、微电网和增量配电网等项目接入电网服务。2022 年 3 月发改委与能源局印发 《“十四五”现代能源体系规划》指出要创新电网结构形态和运行模式,积极发展以消纳 新能源为主的智能微电网,实现与大电网兼容互补。2022 年 7 月住建部和发改委印发的 《“十四五”全国城市基础设施建设规划》指出,要积极推动配电网扩容和升级,有序推 进主动配电网、微电网、交直流混合电网应用,推动供电服务向“供电+能效服务”延 伸拓展。 分布式光伏快速装机,新能源末端消纳能力亟待提升。在分布式新能源中,以分布式光 伏为代表,装机体量快速提升,据国家能源局数据,2021 年分布式光伏新增装机 29GW, 同增89%;2022年前三季度国内分布式光伏新增装机规模达35.33GW,同比增长115%, 占比约 67%,延续较快增长趋势,及较高的装机占比。在分布式光伏大量接入电网后,由于分布式光伏发电具有发电频率和发电量的较大不确定性,对主干网容易形成较大冲 击,分布式新能源发电的末端消纳能力亟待配套同步大幅提升,驱动微电网建设或改造 需求持续增多。
微电网是主干网有效补充,保障国家能源安全。电力主干网具备明显规模效应,但如果 未来国内主要能源基地或主干高压特高压输电线路因极端地质灾害、极端天气、战争等 因素而受到破坏,那么电力主干网可能面临瘫痪风险,此时可脱离主干网独立运行的微 电网则仍然可正常运行,在当前国家安全基建需求提升背景下,基于国家能源安全考虑, 微电网作为电力主干网的有效补充,后续建设有望持续加码。
市场格局:行业分散,多方角逐
需求端看:企业微电网的需求端是各工商企业主,其中也有较多工商业主委托供电公司 代建,这类项目经供电公司转包后在市场上放出,但最终的需求方均是各工商业主。 供给端看:参与企业微电网的市场主体大致可以分为以下三类: 1)电网公司旗下软硬件开发及集成服务企业,由于较多业主微电网需求会直接委托供电 公司代建,因此有较多项目被电网公司旗下的软硬件开发及集成服务企业所消化,其中 较大的包括国电南瑞、国电南自、许继电器等。 2)基于低压电器生产能力向企业微电网延伸的企业,代表性企业包括正泰电器、良信电 器,以及海外龙头施耐德、ABB 等。 3)基于细分领域集成能力向企业微电网延伸的企业,如在电力能效管理领域的安科瑞, 配网 EPCO 领域的苏文电能,电力通信领域的泽宇智能、威胜信息,能源物联网领域的 炬华科技等。
1. 电网公司旗下软硬件开发及集成服务企业
该领域以国网四大家为代表,同时各地电力三产公司持续服务长尾市场。由于较多业主 微电网需求会直接委托供电公司代建,因此有较多项目被电网公司旗下的软硬件开发及 集成服务企业所消化,其中较大的包括国电南瑞、国电南自、许继电气、四方股份、国 网信通等。此外,中小型项目还会被各地广泛存在的电力三产公司所消化。根据国家能 源局《电力业务资质管理年度分析报告(2022)》,截至 2021 年,我国共有持证承装(修、 试)电力设施企业共 3.16 万个(该许可证主要用于承接相应电压等级电力设施的安装、 维修或者试验业务),其中山东、江苏、河南、四川、广东等省市均拥有超过 2000 个, 具备相关资质的企业众多且非常分散,持续服务长尾市场。
2. 基于低压电器生产能力向企业微电网延伸
国内外龙头共同角逐低压设备,通过打包软硬件解决方案销售方式积极开发微电网产品。 由于企业微电网铺设过程中需用到大量低压电器,因此低压电器生产商可通过打包解决 方案的形式为工商业主提供微电网产品。如国内的正泰电器、德力西、良信股份等,以 及在国内开展相关领域业务的海外企业施耐德、西门子、ABB 等。从我国低压电器份额 分布上看,2021 年施耐德占比 14.7%,其次为正泰电器/德力西,分别占 14%/7%。这 些低压设备生产企业为促进设备的销售,也开发出较多的系统解决方案来实现软硬件打 包销售,其中也包括微电网应用领域。
3. 基于细分领域集成能力向企业微电网延伸
企业微电网是贴近用户侧的电力网络,具有需求分散、个性化需求多、市场化程度高等 基本特征,部分民营企业依托较为灵活高效的管理体制、激励机制、创新能力,在企业 微电网细分领域已积累较强的集成交付实力。同时伴随分布式光伏及储能快速发展,这 些民营企业将自身产品与光伏、储能相互融合,很容易打造出各具特色的企业微电网产 品。 这类基于细分领域集成能力,向企业微电网领域延伸业务的企业包括:电力能效管理领 域的安科瑞,配网 EPCO 领域的苏文电能,电力通信领域的泽宇智能、威胜信息,能源 物联网领域的炬华科技等。
微电网行业未来发展机遇
随着世界各国用电需求的快速增长,发电模式也日趋多样化,微电网作为新兴的发电模式之一,具有成本低、发电效率高、灵活、可靠性高等优点,目前国内外对微电网技术的研究已经取得不少进展,行业普及率逐步提高,同时新能源应用的高速发展,也拉动了微电网行业的发展速度。
在制度标准完善和成本趋于下行基础上,近年来微电网成为国内构建新型电力系统的重 要实施抓手。
2022 年 7 月住建部和发改委印发的 《“十四五”全国城市基础设施建设规划》指出,要积极推动配电网扩容和升级,有序推 进主动配电网、微电网、交直流混合电网应用,推动供电服务向“供电+能效服务”延 伸拓展。 分布式光伏快速装机,新能源末端消纳能力亟待提升。
在分布式新能源中,以分布式光 伏为代表,装机体量快速提升,据国家能源局数据,2022年前三季度国内分布式光伏新增装机规模达35.33GW,同比增长115%, 占比约 67%,延续较快增长趋势及较高的装机占比。在分布式光伏大量接入电网后,由于分布式光伏发电具有发电频率和发电量的较大不确定性,对主干网容易形成较大冲 击,分布式新能源发电的末端消纳能力亟待配套同步大幅提升,驱动微电网建设或改造 需求持续增多。
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