1、2022 年深度行業分析研究報告 證券研究報告目錄C O N T E N T S2儲能消防技術壁壘02消防產品市場空間測算03儲能消防產品市場驅動因素01消防產品商業模式04青鳥消防核心競爭力梳理05 證券研究報告證券研究報告* 儲能消防:政策推動+保障安全的必要配置01.3 證券研究報告01資料來源:北極星儲能網,民生證券研究院儲能電站火災事故頻發,生命財產損失巨大2017年至今全球至少發生39起儲能電站火災事故。據不完全統計,2017年至今全球儲能電站項目至少發生了39起火災事故,其中,韓國34起、中國2起、比利時/美國/澳大利亞各1起?;馂氖鹿手辽僭斐?2人傷亡,損失數億元。2019年美
2、國亞利桑那州(APS)儲能項目造成8位消防員受傷,2021年北京國軒福威斯光儲充項目造成2位消防員犧牲,1位值班員工遇難,1位消防員受傷。韓國34起事故中的前32起儲能電站火災共造成466億韓元(約合人民幣2.49億元)財產損失。時間時間地點地點建筑形態建筑形態儲能技術儲能技術用途用途事故類型事故類型2017.52017.5中國山西集裝箱三元鋰電池調頻充電后休止2017.112017.11比利時集裝箱鋰離子電池-2017.72017.7- -2022.12022.1韓國(34起)集裝箱/組件式面板/混凝土三元鋰電池太陽能/風電/調頻/需求響應主要是充電后等待中2019.42019.4美國亞利桑
3、那集裝箱三元鋰電池需求響應-2021.42021.4中國北京集裝箱磷酸鐵鋰光儲充充電中2021.72021.7澳大利亞集裝箱鋰電池需求響應安裝調試表1:2017-2022全球儲能電站火災情況(部分)4 證券研究報告02與電動汽車相比,儲能電站規模能夠達到100MWh以上,火災影響更大。新能源汽車動力電池容量在10100kWh之間,儲能電站規模則約100MWh級別,以寧德時代儲能用單個磷酸鐵鋰電池3.2V/271Ah測算,100MWh的儲能電站含有的電池數量約為11.5萬個,其中任何一個電池發生熱失控都可能引發火災。電動汽車火災影響最多到電池包級別,而儲能電站會到達電池簇級別,甚至導致整個電站起
4、火爆炸,火災影響更大。儲能電站缺少火災防控裝置性能檢驗、疏散、應急救援等消防安全標準體系,將會制約行業快速發展。我國先后發布了9項電動汽車消防安全系列團體標準,涵蓋了從動力電池系統火災防控裝置性能檢驗、火災報警、疏散、應急救援和滅火等領域,推動了電動汽車行業快速發展;但儲能方面,當前標準只涵蓋了火災報警及滅火領域,隨著電化學儲能裝機規模的不斷擴大,標準體系的缺失將會給儲能電站安全運行埋下隱患。資料來源:民生證券研究院圖1:電動汽車與儲能電站消防安全影響對比儲能消防安全標準體系尚未成型,制約行業快速發展規范類別火災防控裝置性能檢驗火災報警疏散應急救援滅火電動汽車儲能電站資料來源:民生證券研究院表
5、2:電動汽車與儲能電站消防安全標準對比5 證券研究報告03儲能電站消防安全標準體系不斷完善,行業標準趨嚴時間技術歸口規范名稱是否需要設置火災自動報警系統是否需要設置不同類型探測器是否需要配置視頻監控系統是否要求PACK級別探測是否要求PACK級別滅火自動滅火系統是否要求實現遠程控制滅火劑選擇是否要求防止火災復燃2014SAC/TC 550電化學儲能電站設計規范2021SAC/TC 550電化學儲能電站安全規程(完成征求意見工作待發布)資料來源:各類規范、民生證券研究院21年底電化學儲能電站安全規程征求意見完成,相對于14年電化學儲能電站設計規范在消防安全方面規定更加嚴格:(1)新增要求儲能電站
6、要實現PACK級別探測:規范規定儲能電站每個電池模塊宜單獨配置探測器。(2)新增要求儲能電站要安裝需具備火災識別功能的視頻監控系統,并與火災報警報警系統聯動。(3)新增對火災滅火劑性能提出要求: 規范要求儲能電站滅火要以電池模組為單位,滅火介質具有良好的絕緣性和降溫性能,能撲滅電池火災和電氣設備火災,且防止復燃。表3:儲能電站消防安全標準內容比較6 證券研究報告04“十四五” 儲能發展實施方案,重點強調儲能消防安全時間政策主要內容2021.07關于加快推動新型儲能發展的指導意見提出健全儲能技術標準及管理體系。按照儲能發展和安全運行需求,發揮儲能標準化信息平臺作用,統籌研究、完善儲能標準體系建設
7、的頂層設計,開展不同應用場景儲能標準制修訂,建立健全儲能全產業鏈技術標準體系,推動建立儲能設備制造、建設安裝、運行監測的安全管理體系。2021.12“十四五”國家應急體系規劃將電動汽車、電動自行車、電化學儲能設施等新產業新業態的消防安全列入安全生產治本攻堅重點2022.02“十四五”新型儲能發展實施方案(1 1)基本原則:基本原則:立足安全、規范管理。加強新型儲能安全風險防范。明確新型儲能產業鏈各環節安全責任主體,建立健全新型儲能技術標準、管理、監測、評估體系、保障新型儲能項目建設運行的全過程安全。(2 2)安全技術安全技術突破方向突破方向:突破電池本質安全控制、電化學儲能系統安全預警電化學儲
8、能系統安全預警、系統多級防護結構及關鍵材料系統多級防護結構及關鍵材料、高效滅火及防復燃高效滅火及防復燃、儲能電站整體安全性設計等關鍵技術,支撐大規模儲能電站安全運行。(3 3)相關重點標準相關重點標準:儲能電站安全設計、安全監測及管理安全監測及管理、消防處理消防處理、安全應急系統并網、設備試驗檢測、電化學儲能循環壽命評價、退役電池梯次利用等。(4 4)安安全標準全標準覆蓋內容覆蓋內容:針對不同技術路線的新型儲能設施,研究制定覆蓋電氣安全、組件安全、電磁兼容、功能安全、網絡安全、能量管理、運輸安全、安裝安全、運行安全、退役管理等全方位安全標準。加快制定電化學儲能模組加快制定電化學儲能模組/ /系
9、統安全設計和評測系統安全設計和評測、電站安全管理和消防滅火等相關標準電站安全管理和消防滅火等相關標準。資料來源:政府網站,民生證券研究院2021年12月30日國家將電化學儲能設施消防安全納入“十四五”國家應急體系規劃,作為安全生產攻堅重點。2022年2月10日國家發改委、能源局印發“十四五”新型儲能發展實施方案,相較于2021年7月發布的關于加快推動新型儲能發展的指導意見,新政策細化了儲能安全標準體系的具體覆蓋內容,如加快制定消防滅火標準,明確了儲能安全技術突破方向,如突破電化學系統安全預警、高效滅火技術等等,為儲能大規模裝機及穩定安全運行創造有利條件。表4:儲能安全政策7 證券研究報告證券研
10、究報告* 產品:預警+滅火,前者技術難度更高02.8 證券研究報告01熱失控反應特征-難控制,易引發多米諾骨牌效應鋰電池(三元、磷酸鐵鋰)熱失控由電濫用、熱濫用和機械濫用引起。電濫用包括過沖、過放、強制放電、高放電倍率;熱濫用包括外部加熱、過熱;機械濫用包括穿透、碰撞、拋下、震動、浸沒,外部濫用是導致電池熱失控的直接原因。鋰電池熱失控過程:在各種濫用作用下電池內部溫度升高出現SEI膜分解(80)陽極與電解質發生反應(100)電解質分解產生可燃氣體(110) 電池內部壓力增加(120) 隔膜融毀(135)陰極發生化學反應(200);鋰電池外部表現為氣體逸出安全閥破裂著火爆炸。整個過程發生一系列復
11、雜化學反應,溫度不斷升高,放熱速率越來越快,內部發生大規模短路,熱量快速集聚觸發熱失控。單個電池發生熱失控后容易導致多米諾骨牌效應。單個鋰電池著火后,在熱濫用的作用下電池模組內部相鄰電池也相繼發生熱失控,整個電池模組和電池簇會被點燃,最終導致儲能電站出現火災甚至爆炸。資料來源:Science direct, 民生證券研究院圖2:鋰電池熱失控原因及過程資料來源:ARIZONA PUBLIC SERVICE, 民生證券研究院圖3:鋰電池熱失控帶來多米諾骨牌效應9 證券研究報告02熱失控反應特征-溫度/阻抗/氣體等參數會出現規律性變化溫度會不斷升高:在熱失控反應過程中伴隨著溫度上升,單獨用溫度作為熱
12、失控早期探測參數不理想,原因是在鋰電池在過充試驗中電池表面溫度較低,而電池內部溫度更高,可能已經發生了熱失控。阻抗先降后升,電壓先升后降:濫用觸發時電池內部阻抗相移會下降,與電池表面溫度變化成反比,電壓會上升,發生熱失控前,電池內部阻抗相位會突然增加,電壓會緩慢增加,當發生熱失控時內部阻抗相移快速上升,電壓驟降。H2最先釋放出來:熱失控反應電池內部會產生大量氣體,隨著壓力增加,電池安全閥會打來,H2最早釋放出來,在990s后被探測到,早于CO被探測到時間75秒,早于鋰電池冒煙639秒,可以利用H2探測器或與CO探測器相結合進行熱失控早期探測,或者設置多級早期安全預警,在可燃氣體釋放前期采用阻抗
13、,溫度和壓力探測器,后期結合H2和CO探測器對熱失控多級預警。資料來源:Yang Jin*,Zhikun Zheng,et al. Detection of Micro-Scale Li Dendrite via H2Gas Capture for Early Safety Warning,Joule,2020 ,民生證券研究院圖5:熱失控早期氣體逸出順序圖4:鋰電池內部阻抗與電池溫度關系資料來源:鋰離子電池安全預警方法綜述,民生證券研究院10 證券研究報告03熱失控預警:儲能電站消防安全的前置防線資料來源:民生證券研究院公司名稱熱失控預警火災報警作用時間鋰電池火災發生前鋰電池火災發生后作用預
14、防和消除鋰電池火災發生火災時報警,確認和聯動自救原理探測電池模組內化學參數如阻抗的變化,可燃氣體的逸出順序和濃度;物理參數如溫度的變化等等,通過預警系統與BMS聯動,當這些參數達到設定的閾值時,在熱失控發生時第一時間切斷電源,探測工程內空氣溫度異常,煙氣,火,可燃氣體等濃度,達到限制值時發出報警,確認火災后啟動應急疏散和聯動滅火系統以實現火災初期的自救目的防止熱失控導致的火災控制早期火災,確保人身安全,最大限度的減少火災損失熱失控預警是儲能電站安全的前置防線。鋰離子電池材料易燃易爆,在各種濫用下容易發生熱失控,因此電池本體的材料安全性是儲能電站安全的第一道防線,第二道防線是過程安全,監控鋰電池
15、運行過程中的安全狀態,發生異常時進行預警,最后一道防線是消防安全,發生火災后阻隔其蔓延,滅火并防止復燃。熱失控預警作用在火災前,通過與BMS系統聯動在發生熱失控時切斷電源,如果模組內部發生火災會觸發滅火系統并進行pack級別滅火,阻止火災進一步蔓延。相較于火災報警系統,熱失控預警針對的是火災發生前,對鋰電池內部化學物理參數進行探測,判斷熱失控是否發生,一旦發生就可以立即采取措施,相較于火災報警,火災預警系統是阻止火災進一步蔓延的重要措施。表5:熱失控預警與火災報警的比較資料來源:民生證券研究院圖6:儲能電站安全三道防線11 證券研究報告04熱失控預警技術差異大,壁壘較高資料來源:各公司官網、公
16、告等,民生證券研究院公司名稱項目預警技術內容青鳥消防技術詳情公司將充分利用“朱鹮”芯片帶來的小型化及抗輻射能力強的優勢,打造出小型化集約探測器,前置或內置于電池模組內,實現熱失控早期預警。評價預警技術針對PACK級,搭載自主研發的“朱鹮”芯片,抗輻射能力為30V/m,遠超國家標準10V/m,且探測器為公司自主生產,算法為自主開發。國安達技術詳情公司采用非溫感探測技術,能夠實現較早期干預火災的發生。評價探測技術針對電池模組?;裟犴f爾技術詳情研發鋰離子電池安全檢測系統,包含逸出氣體探測器和控制器,逸出氣體傳感器內置探測算法,連接含專利算法的控制器,診斷電池在何時何處發生過逸出氣體事件,研發逸出氣體
17、(電解質溶劑蒸汽)傳感器,提前6分鐘探測熱失控。評價探測技術針對的是電池簇。逸出氣體傳感器是安裝在電池架上,由于體積較大,無法內置在電池模組內部,雖然熱失控探測技術先進,但是沒有針對電池模組級別,探測精度會受到影響。熱失控預警具有較高技術壁壘。熱失控探測需要借助傳感器,將探測到的物理信號轉變為電信號進行傳輸,傳感器屬于火災預警系統的前端觸發設備,是集成了物理傳感技術、自動控制、計算機技術、數據傳輸等技術的高附加值產品,在技術含量和生產工藝方面均存在較高的技術壁壘 。青鳥消防和國安達預警技術針對的是電池模組級別,滿足規程要求。不同企業熱失控探測技術差異較大,其中青鳥消防和國安達針對的是電池模組,
18、滿足最新規范要求,而霍尼韋爾針對的是電池簇,探測精度可能受影響。表6:部分企業鋰電池熱失控探測技術12 證券研究報告05滅火技術-水降溫效果最好,七氟丙烷滅火響應時間最短水、全氟已酮、七氟丙烷等介質可以撲滅火災并阻止復燃。在實驗中,5種滅火劑明火消失時間均小于2秒,只有CO2滅火劑出現了復燃情況,在降溫方面,水的降溫效果最好,電池表面溫度上升率最低。采用高壓細水霧滅火,壓強越大,溫度下降的速度越快,滅火時間越短。在高壓細水霧對電池模組滅火的實驗中,無滅火措施的情況下,火災繼續擴大,溫度不斷上升,在A處出現明火60秒后釋放不同壓強細水霧,火災溫度立馬下降,在2Mpa和6Mpa壓強下持續噴10分鐘
19、以上可以有效撲滅鋰電池火災并阻止復燃。圖7:不同細水霧壓強的滅火效果資料來源:不同壓強細水霧對磷酸鐵鋰電池模組的滅火效果,民生證券研究院滅火劑HFC(七氟丙烷)CO2ABC干粉水全氟已酮明火消失時間/S22222滅火劑響應時間/S11322滅火劑釋放時間/S131391310是否復燃否是否否否復燃時間-滅火劑停止釋放后1s內-復燃后燃燒時間/S-58-電池表面溫度上升率2.57/s6.14/s4.40/s2.11/s2.53/s資料來源:多種滅火劑撲救大容量鋰離子電池火災的試驗研究,民生證券研究院表7:不同滅火劑的滅火效果13 證券研究報告06滅火技術-主流企業均能實現PACK級滅火,技術壁壘
20、較預警技術低青鳥消防和國安達滅火技術均能實現PACK級滅火。根據電化學儲能電站安全規程要求儲能電站滅火要以電池模組為單位。青鳥消防和國安達目前均能實現電池模組級別滅火。(1)青鳥消防:采用七氟丙烷+細水霧系統相結合,可針對PACK級、艙級、簇級,能有效撲滅鋰電池火災并抑制復燃。(2)國安達:采用比全氟己酮、七氟丙烷滅火效能更高、環保性更強、性價比更高的多組份混合滅火劑,持續抑制,惰化抑爆。儲能電站滅火技術較成熟,通過混合氣體滅火劑或者氣體與水基滅火劑相組合可以撲滅鋰電池火災并防止復燃。公司名稱滅火技術內容青鳥消防第一種方案:采用七氟丙烷滅火系統(艙級)+細水霧滅火系統(艙級)。發生火災后,先噴
21、放七氟丙烷進行全淹沒滅火,再啟動細水霧滅火系統進行局部滅火、并冷卻降溫,細水霧噴放時每個電池模塊的細水霧噴頭均會同時噴霧,可有效撲滅明火和抑制復燃。第二種方案:柜式七氟丙烷滅火裝置+高壓細水霧滅火裝置(簇級)。發生火災后,先噴放七氟丙烷進行全淹沒滅火,再打開對應簇及其相鄰簇的細水霧分區控制閥,進行局部滅火、并冷卻降溫,細水霧噴放時相應電池簇的每個電池模塊細水霧噴頭均會噴霧,可有效撲滅明火和抑制復燃,同時簇級的高壓細水霧設置可降低火災損失。A公司公司采用比全氟己酮、七氟丙烷滅火效能更高、環保性更強、性價比更高的多組份混合滅火劑,持續抑制,惰化抑爆,滅火設備同樣可以內置在PACK箱內部。圖8:細水
22、霧電池模組滅火示意圖資料來源:不同壓強細水霧對磷酸鐵鋰電池模組的滅火效果,民生證券研究院資料來源:青鳥消防官方公眾號、國安達公告,民生證券研究院表8:部分企業儲能電站滅火技術情況14 證券研究報告證券研究報告* 市場:25年全球市場約260億元,CAGR約115%03.15 證券研究報告01民用消防:擴大使用范圍和限制使用年限,帶來增量+存量需求資料來源:政府網站,民生證券研究院時間時間部門部門行業政策行業政策重點內容重點內容20142014國家住建部建筑設計防火規范(GB50016-2014)規范要求100米以上的超高層建筑需要強制安裝報警設備20142014國家住建部火災探測報警器產品的維
23、修保養與報廢規定消防報警產品的壽命不超過12年,可燃氣體探測器中氣敏元件、光纖產品中激光器件的使用壽命不超過5年20152015公安部關于基金推動發揮獨立式火災探測報警器火災防控作用的指導意見充分認識獨立式火災探測報警器對火災防控的重要作用和引導擴大獨立式火災探測報警器的應用范圍20182018國家住建部消防應急照明和疏散指示系統技術標準強制要求小區的每棟住宅樓均應設置集中控制型應急照明和疏散指示系統20182018國家住建部建筑設計防火規范(GB50016-2014)(2018)新增老年人照料設施應設置自動滅火系統,老年人用房及其公共走道均應設置火災探測器和聲音報警裝置等內容20192019
24、部分省市應急救援能力提升行動計劃計劃要求增加大量城市消防站,同時專業救援隊伍需要配置先進救援設備20192019民政部等民辦養老機構消防安全達標提升工程實施方案從2020年起,在全國范圍內引導和幫助存量民辦養老機構按照國家工程建設消防技術標準配置消防設施、器材20212021國家住建部關于加快發展數字家庭提高居住品質的指導意見對新建全裝修住宅,明確戶內設置樓宇對講、入侵報警、火災自動報警燈等基本智能產品要求20212021中國電力聯合協會電化學儲能電站安全規程(已完成征求意見)要求儲能電站除了安裝傳統消防產品外,還要實現電池模組級別的探測和滅火20222022國務院“十四五”國家應急體系規劃要
25、求應道企業加大應急能力建設投入,如重大消防救援產品增量需求:國家政策不斷擴大消防產品的使用領域和范圍,如14年要求100米以上超高層強制安裝報警設備,18年強制要求每棟小區安裝應急照明及疏散設備,21年對全裝修住宅要求設置火災自動報警燈等等,不斷擴大消防產品使用范圍帶來增量需求。存量需求:14年政策規定消防報警產品的使用年限是12年,可燃氣體探測器中的氣敏元件使用年限為5年,保證了產品的更新換代,激發了市場的存量需求。表9:2014-2022年我國主要消防行業規范和政策16 證券研究報告02民用消防產品市場規模測算-核心假設項目內容GDP增速根據中國科學院預測中心數據,2022年GDP增速為5
26、.5%,假設“十四五”期間保持5.5%的增速住宅、辦公樓、商業營業用房開發投資增速22年2月房地產住投資增速3.7%,假設22年維持3.7%不變,23年下降到3%,辦公樓開發投資與商業營業用房22年2月份增速分別為 -1.5%和-0.7&,跌幅不斷收窄,假設辦公樓開發投資增速為-1%,商業營業用房開發投資增速為-0.5%。住宅消防投入占建安成本比例住宅建筑方面消防投入約占建安支出5%,隨著政策不斷擴大消防產品使用范圍,假定21年后住宅消防投入占建安支出的比例每年增加0.02%辦公與商業建筑消防投入占建安成本比例辦公與商業建筑方面消防投入約占建安支出5%-8%,取6%建安支出占房地產開發投資比例
27、根據國家統計局數據,21年建安支出占房地產開發投資比例為64.7%,假設22-23年建安支出占房地產開發投資65%公共設施消防領域占GDP比例根據論文公共設施領域消防投入占GDP比重為0.1%消防產品占消防市場規模比例根據慧聰網測算,消防產品占消防市場規模的比例為25%,消防工程占比為75%消防報警產品占民用消防投入比例根據慧聰網測算,消防報警產品占民用消防投入3%-10%,取5%表10:消防產品市場規模測算核心假設GDP增速預計為5.5%。根據中國科學院預測中心數據,2022年GDP增速為5.5%,假設“十四五”期間保持5.5%的增速。根據國家統計局數據,22年2月份住宅開發投資增速為3.7
28、%,假設22年全年增速為3.7%,隨著房地產市場的降溫,23年增速為3.0%,21建安支出占開發投資比例為64.7%,假設22-23年占比為65%。住宅消防投入占建安成本為5%,辦公和商業建筑占比為6%。消防投入與建安成本相關,根據建筑設計防火規范GB 50016-2014規定及其他相關設計規定與行業經驗,住宅消防投入占建安成本比例約為5%,隨著政策對住宅消防驅嚴,假設住宅消防投入22-23年增加0.02%,辦公與商業建筑消防投入占比約為6%。消防產品約占消防投入的25%。根據慧聰網消防網數據,消防產品占消防市場投入大約為25%,據此可測算出消防產品市場規模。資料來源:國家統計局,慧聰網,前瞻
29、研究院,民生證券研究院17 證券研究報告032023年民用消防產品規模有望達到1472億元,CAGR 3-4%項目(民用)202020212022E2023EGDP(萬億元)101.60 114.37120.66 127.29 住宅開發投資額(萬億元)10.44 11.12 11.5311.87辦公樓開發投資額(萬億元)0.650.60 0.590.59商業營業用房開發投資額(萬億元)1.31 1.24 1.241.23建安成本占地產開發投資的比例(%)64.7%65%65.2%65.4%住宅消防投入占建安成本比(%)5%5%5.02%5.04%辦公樓及商業營業用房消防投入占建安成本比例(%)
30、6%6%6%6%公共設施領域消防投入占GDP比例(%)0.1%0.1%0.1%0.1%民用消防總需求規模(億元)*5155 5475 5690 5888 消防產品占消防投入的比例25.0%25.0%25.0%25.0%民用消防產品規模(億元)*1289 1369 1423 1472 消防報警產品占民用消防投入比例(%)5.0%5.0%5.0%5.0%民用消防報警產品市場規模(億元)*258 274 285 294 表11:2020-2023年消防產品市場規模測算表資料來源:國家統計局,慧聰網,前瞻研究院,*代表民生證券研究院測算值2023年民用消防產品市場規模有望達到1472億元,21-23C
31、AGR為3.7%。其中民用消防報警產品市場規模為294億元,21-23年CAGR為3.6%。18 證券研究報告04疫情影響減弱,投資增速反彈至11.3%,20-21年平均增速為5.7%。工業方面由于疫情的影響,2020年第二產業固定資產投資增速為0.1%,2021疫情影響轉弱,生產逐漸恢復,第二產業固定資產投資增速反彈至11.3%,20-21年平均增速為5.7%,第二產業以工業為主,增速反彈對工業消防產品的需求形成有力支撐。工業消防:第二產業投資快速反彈對市場形成支撐圖9:2016-2021第二產業投資額及增速資料來源:國家統計局,民生證券研究院19 證券研究報告052023年工業消防產品規模
32、有望達302億元項目(工業)202020212022E2023E石化、冶金、電力和通信設備等行業建安投資支出(萬億元)3.41 3.60 3.81 4.03 消防支出占比(%)3%3%3%3%工業消防總需求規模(億元)*10231082 1143 1209 消防產品占消防投入的比例25.0%25.0%25.0%25.0%消防報警產品占工業消防投入比例(%)15.0%15.0%15.0%15.0%工業消防產品規模(億元)*256270 286 302 工業消防報警產品市場規模(億元)*154162 172 181 表12:2020-2023年消防產品市場規模測算表資料來源:國家統計局,慧聰網,前
33、瞻研究院,*代表民生證券研究院測算值核心假設:(1)隨著疫情影響逐漸減弱,假設工業建安支出增速為20-21年第二產業增速的平均值5.7%。(1)根據前瞻研究院數據,工業消防投入占建安支出的比例為3%。(2)根據慧聰網測算,消防產品占消防市場規模比例,消防產品占消防市場規模的比例為25%,消防工程占比為75%。(3)根據慧聰網測算,消防報警產品占工業消防投入10-20%,取15%。23年工業消防產品市場規模有望達到302億元,21-23CAGR為5.8%。其中23年工業消防報警產品市場規模有望達到181億元,21-23年CAGR為5.7%。20 證券研究報告062021年7月發改委、能源局發布關
34、于加快推動新型儲能發展的指導意見,指出到2025年,裝機規模達到30GW,新型儲能從商業化初期向規?;l展轉變。截至2021年底,全國已有21個省級行政區在全省或部分地區明確了新增新能源發電項目規制性配儲能比例以及配儲時長。3個省份出臺鼓勵配儲政策。綜合來看,平均配儲比例約為10%,配儲時長約為2h。其中,全省或部分地區要求配儲的省份2021年風電光伏裝機量達到全國風光裝機量的81%,為儲能裝機量增加的主要來源。強制配儲政策,驅動儲能市場規模不斷擴大省級行政區配置比例要求省級行政區配置比例要求省級行政區配置比例要求省級行政區配置比例要求河北10%湖南10-20%,2h安徽10%,1h青海10%
35、,2h山西5-20%海南10%福建10%內蒙古15%,2/4h遼寧10-15%貴州10%江西10%,1h廣西5-10%,2h吉林已有部分項目按10%云南鼓勵山東10%,2h寧夏10%,2h江蘇鼓勵陜西10-20%,2h河南10%,2h新疆10-15%,2h浙江鼓勵甘肅5-20%,2h湖北10%天津10-15%表13:截至2021年底我國各省市發電配儲政策資料來源:政府網站,民生證券研究院21 證券研究報告07儲能成本不斷下降, 20-25年系統成本有望下降1/3規模效應以及工藝技術提升帶來儲能系統成本不斷下降,20-25年每瓦時總成本有望下降1/3。儲能系統成本包括EPC(設計,采購,施工等)
36、,軟成本(客戶獲取和開發, 間接費用、稅收等),系統平衡硬件(控制器,逆變器等)和電池組(BMS,電池等),其中電池成本占比40%左右。后續隨著規模效應及工藝,技術的提升, 預計20-25年每瓦時總成本有望下降1/3 。資料來源:McKinsey&Company,GTM research,民生證券研究院資料來源:BloombergNEF,民生證券研究院圖10:1MW配儲時長1小時儲能系統成本結構,單位:美元/kWh圖11:2021年不同配儲時長不同地區交鑰匙儲能系統成本22 證券研究報告08新增裝機高增,21-25年電化學儲能裝機CAGR有望達到105%電化學儲能應用場景多元。在發電側主要作用
37、是調峰、調頻和提高新能源消納,在電網側緩解電網阻塞、延緩輸配電擴容升級,在工商業和用戶側主要用于削峰填谷,節約用電成本。2021-2025我國電化學儲能新增裝機規模(除5G以外)CAGR有望達到104.5%。根據我們前期在儲能深度1報告中測算,2021-2025年我國電化學儲能新增裝機規模分別為5.92Gwh,13.05Gwh,29.11Gwh,47.92Gwh和103.46Gwh,CAGR為104.5%,其中發電側新增裝機規模CAGR為110.8%,22-25年電網側CAGR為45.8%,工商業CAGR為68.8%。圖12:電化學儲能應用場景資料來源:派能科技招股書,民生證券研究院圖13:2
38、021-2025年我國電化學儲能新增裝機容量資料來源:儲能深度1:全球分區域市場空間、經濟性及商業模式探討,民生證券研究院測算23 證券研究報告092021-25年我國儲能消防產品市場CAGR有望達到156%資料來源:民生證券研究院測算圖14:2021-2025年我國儲能消防產品市場規模(億元)資料來源:*代表民生證券研究院測算值項目20212022E2023E2024E2025E我國新增裝機容量(GWh)5.9213.0529.1147.92103.46儲能中標平均價格(億元/GWh)14.7613.50 12.35 11.29 10.33 消防投入占總投資比例(%)2%4%6%7%7%我國
39、儲能消防產品規模(億元)*1.75 7.05 21.57 37.87 74.81 表14:2021-2025年我國儲能消防市場規模測算表核心假設:(1)沈陽消防研究所研究員張穎琮指出,國內儲能電站消防投入占總投資比例小于2%,國外為3%-5%;我們預計隨2022年國家標準電化學儲能電站安全規程征求意見完成待發布,消防投入占比有望不斷提高,假設2021年-2023年分別增加2%,2024年達到7%。(2)根據北極星儲能網數據,2021年典型項目中標平均價格為1.476元/Wh。根據“十四五”新型儲能發展實施方案,我們假設2021-2025年儲能系統成本下降30%。經測算,2025年儲能消防產品市
40、場規模有望達到75億元。2021-2025年儲能消防市場規模分別為1.75億元、7.05億元、21.57億元、37.87億元、74.81億元, 2021-2025CAGR為155.7%。各企業紛紛趕在國家標準電化學儲能電站安全規程實施之前加速布局,搶占市場份額,隨著電化學儲能裝機規模不斷擴大,儲能消防將成為新藍海。24 證券研究報告102021-25年全球儲能消防產品市場CAGR達115%資料來源:民生證券研究院測算圖15:2021-2025年全球儲能消防產品市場規模(億元)資料來源:*代表民生證券研究院測算值項目20212022E2023E2024E2025E全球新增裝機容量(GWh)23.
41、94 54.44 108.59 175.12 349.88 全球儲能系統成本(億元/GWh)17.03 15.74 14.55 13.45 12.44 消防投入占總投資比例(%)3%4%5%6%6%全球儲能消防產品規模(億元)*12.23 34.28 79.01 141.35 261.05 表15:2021-2025年全球儲能消防市場規模測算表核心假設:(1)假設2021年全球儲能消防投入占儲能系統總成本的比例為3%,每年增加1%,到2024年達到6%。(2)全球市場儲能電站配儲時長平均按照2小時左右,因此根據彭博新能源財經數據,2021年儲能系統成本為262美元/kWh,根據麥肯錫預測數據,
42、到20-25年儲能系統價格CAGR為-7.56%。2025年全球儲能消防產品市場規模有望達到261億元。根據我們前期在儲能深度1報告中測算,2025年全球電化學新增裝機容量有望達到349.88Gwh,2021-2025年儲能消防市場規模分別為12.23億元、34.28億元、79.01億元、141.35億元、261.05億元、2021-2025CAGR為114.9%。25 證券研究報告證券研究報告* 商業模式:民用看重性價比、工業&儲能技術要求高04.26 證券研究報告01經銷為主+直銷為輔是主流銷售模式。消防產品行業銷售模式根據產品是否通過經銷商銷售分為三種:第一種是通過經銷商銷售給客戶的經銷
43、模式,第二種是直接將產品銷售給客戶的直銷模式,第三種是兩種銷售模式的有機結合。目前,行業內規模較大的企業多數采用“經銷為主、直銷為輔”的第三種銷售模式。一般工程商或者建筑工程商負責消費產品的采購,安裝及驗收。由于消防產品的設計和施工需要相關資質,因此最終用戶的業主單位一般將消防工程承包給工程商或建筑工程總承包商,由其負責消防設計、消防產品的采購與安裝及消防驗收。銷售的價值鏈可表示為“生產廠商工程商最終用戶”,或者為“生產廠商經銷商工程商最終用戶”。儲能消防產品的下游客戶為儲能系統集成廠商。儲能消防產品下游對接的是儲能系統集成廠商,如陽光電源、海博思創等,給集成廠商做配套,再由集成廠商提供給終端
44、客戶如發電廠、五大發電集團、國網南網等。消防產品生產和銷售產業鏈圖16:傳統消防產品生產和銷售產業鏈資料來源:招股說明書,民生證券研究院資料來源:民生證券研究院圖17:儲能消防產品銷售鏈條27 證券研究報告02消防行業準入制度調整及市場化改革吸引大量企業涌入。2001年公安部取消消防產品備案制度,實行市場準入制度,消防產品的生產和流通更為規范,吸引了大量民營企業涌入。根據中國消防產業發展現狀數據,截至2016年年底,取得消防產品強制認證、自愿性認證及技術鑒定證書的國內生產企業共有 5,699家 ,2011年以來,國家發改委不斷將消防產品從產業結構調整指導目錄 中的“限制”類別剔除,進一步推動了
45、市場化進程,帶來消防企業數量迅速增長。強制性認證+技術壁壘提升有望助力消防報警龍頭21年市占率提升至7.46%。我國消防報警產品中的絕大多數產品需要進行強制性認證,是目前僅有的需要進行強制性認證的三大消防產品類別之一,同時技術壁壘較高,消防報警龍頭青鳥消防市占率有望從19年的6.68%提升21年的7.46%,在消防報警產品強制性認證+技術壁壘提升的趨勢下,行業集中度提升趨勢未變。圖19:國內企業民用消防報警產品市占率資料來源:慧聰網,民生證券研究院測算民用消防:市場化程度較高,集中度有望進一步提升資料來源:泛海三江招股書,前瞻研究院,民生證券研究院電子元器件塑膠制品消防配件民用消防產品房地產上
46、游原材料下游應用場景教育文旅公共設施五金制品等圖18:民用消防產品產業鏈28 證券研究報告03火災自動報警系統、電氣火災監控和電源監控系統技術壁壘較高,主要競爭力為技術。其設計與生產技術涉及多個學科,不僅需要企業的研發團隊具備電子、電氣控制、光電轉換、材料等多學科、多領域知識,也要求企業擁有長期的研發、設計經驗積累,如探測器需要先進合理的探測算法,提高設備抗干擾能力,門檻較高,消防報警和電氣火災監控系統20年毛利率達41.6%和44.8% ,技術為主要競爭力。滅火系統、疏散系統技術壁壘較低,主要競爭力為性價比。低技術壁壘產品如滅火系統和疏散系統,行業競爭充分,20年毛利率較僅為29.5%和35
47、.4%,產品的性價比更加重要。民用消防:技術+性價比成為企業主要競爭力資料來源:泰和安官網,民生證券研究院圖20:火災自動報警及聯動系統資料來源:青鳥消防年報,民生證券研究院圖21:青鳥消防各產品毛利率29 證券研究報告04高端消防產品市場被國外巨頭占據,國內企業市占率較低。工業消防產品下游應用領域包括冶金、石油石化、軌道交通、電力等領域,應用場景環境復雜,對產品的性能要求高。目前國外品牌如霍尼韋爾、泰科、西門子占據了我國工業消防產品高端市場,客戶粘性較強,而國內企業更多提供配套設施,僅供應單一或者少數產品,2019年國內工業消防企業前三市占率之和僅為4.76%。國內消防企業工業消防產品差異化
48、優勢逐漸顯現,有望實現國產替代。青鳥消防搭載“朱鹮”芯片的纜式線型感溫火災探測器單回路電纜長度可達1000米,超過霍尼韋爾產品的6倍,工作溫度區間-40+70,超過霍尼韋爾的-10+50 的溫度區間,環境適應能力更強, 隨著國內工業消防產品的不斷豐富以及性能差異化優勢的逐漸顯現,未來國產替代的進程有望加速。圖23:國內企業工業消防產品市占率資料來源:民生證券研究院工業消防:高端市場被國外巨頭壟斷,技術壁壘高,后續看國產替代進程加速資料來源:翼捷股份招股書,民生證券研究院電子元器件機箱結構件工業消防產品冶金上游原材料下游應用場景石油石化軌道交通機場等液晶屏圖22:工業消防產品產業鏈30 證券研究
49、報告05下游應用場景多元,22年儲能消防產品有望開始放量增長。儲能消防產品下游應用場景除了儲能電站外,還包括新能源汽車、電動自行車和家用儲能等領域。隨著儲能規模的擴大,消防安全標準也將愈發嚴格,產品需求前景廣闊。根據前文測算,2025年我國儲能電站消防產品市場規模將達到53億元,全球主要市場將達到261億元,21-25年CAGR為114.9%,22年有望開始放量高增 。25年我國儲能新增裝預計占全球新增裝機30%,消防企業將充分受益于與國內儲能系統集成廠商合作。如儲能深度1報告中測算,我國新增電化學儲能新增裝機占全球新增裝機比例將從21年的24.7%提升到25年的30%,國內儲能系統集成廠商紛
50、紛出海,不斷中標海外儲能電站項目,國內消防企業通過與集成廠商深度合作,獲得搶占國內外儲能消防市場先機。資料來源:民生證券研究院儲能消防:消防企業將充分受益于與國內儲能系統集成廠商深度合作,實現出口替代電子元器件機箱結構件儲能消防產品儲能電站上游原材料下游應用場景新能源汽車電動自行車家用儲能滅火劑圖24:儲能消防產品產業鏈資料來源:NESP,民生證券研究院圖25:儲能電站系統結構圖31 證券研究報告證券研究報告* 青鳥消防核心競爭力探討05.331、品牌力;2、研發;3、成本管控;4、營銷; 證券研究報告012020首選率2021首選率慧聰網2021十大報警品牌慧聰網2021十大智慧消費領軍品牌