《電力及公用事業行業深度研究報告:電改之路頂層篇“雙碳”下的電改前景展望-230831(30頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《電力及公用事業行業深度研究報告:電改之路頂層篇“雙碳”下的電改前景展望-230831(30頁).pdf(30頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、 證 券 研 究 報證 券 研 究 報 告告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 行業研究行業研究 電力及公用事業電力及公用事業 2023 年年 08 月月 31 日日 電力及公用事業行業深度研究報告 推薦推薦(維持)(維持)電改之路頂層篇:電改之路頂層篇:“雙碳”下的電改“雙碳”下的電改前景展望前景展望 源:新舊能源博弈之下,火電當前應“改造”而非“退出”源:新舊能源博弈之下,火電當前應“改造”而非“退出”。1)保供:)保供:“雙碳”主線之下,風光大規模裝機致火電投資收益減少,2022 年火電新增裝機在總裝機占比僅為 18.8%,同比增速低于全社會用電
2、量增速?;鸹痣娮鳛榉€定可控的基荷電源,近年來缺電限電事件或彰顯其維持系統充裕性電作為穩定可控的基荷電源,近年來缺電限電事件或彰顯其維持系統充裕性的重要作用,的重要作用,當前火電建設或仍需持續推進。當前火電建設或仍需持續推進。2)調峰:)調峰:火電容量較大,當前可作為風光消納調節的重要手段,然而我國火電機組調節范圍有限且啟動時間較長,對其進行靈活性改造并用于風光并網消納或為火電未來發展方向。對其進行靈活性改造并用于風光并網消納或為火電未來發展方向。網:時空錯配加大消納難題,特高壓及配電網建設或為電網投資主線網:時空錯配加大消納難題,特高壓及配電網建設或為電網投資主線。1)特高壓:)特高壓:風光大
3、基地項目多位于內蒙古、寧夏、青海等西部省份,并規劃近 315GW 外送規模。而西北地區風光消納率相對較低,本身存在一定棄風棄光現象,大基地投產或加大其電力外送壓力,從而帶動特高壓產業鏈投資需求。賽迪顧問預計“十四五”期間特高壓及相關產業投資規模賽迪顧問預計“十四五”期間特高壓及相關產業投資規模 CAGR 將達將達 13.2%。2)配電網:)配電網:風光并網或帶來配網擴容需求風光并網或帶來配網擴容需求,“十四五”期間我國對農村電網戶均配變容量的要求提升至東部為 3.5kVA,中西部及東北部為 2.3kVA(“十三五”期間為 2kVA)。此外,風光波動加大或導致電網潮流分布、電能質量等發生變化,配
4、網監測管理需求提升或催化電網智能化轉型需求。配網監測管理需求提升或催化電網智能化轉型需求。荷:用電需求波動加劇,需求響應發展有望提速。荷:用電需求波動加劇,需求響應發展有望提速。負荷側波動加大對電力系統靈活性要求不斷提高,需求響應作為負荷端可調用的資源,或可以相對較低成本提升電力系統靈活性。在傳統需求響應方式的基在傳統需求響應方式的基礎上,近些年來需求響應發展出虛擬電廠礎上,近些年來需求響應發展出虛擬電廠、微電網等多種創新微電網等多種創新。2023 年 5 月,國家發改委印發關于向社會公開征求電力需求側管理辦法(征求意見稿)提出,到到 2025 年各省需求響應能力達到最大用電負荷的年各省需求響
5、應能力達到最大用電負荷的 3%-5%,其中年度,其中年度最大用電峰谷差率超最大用電峰谷差率超 40%的省份達到的省份達到 5%及以上。及以上。儲:儲能調節手段多樣,長期發展前景廣闊儲:儲能調節手段多樣,長期發展前景廣闊。儲能種類豐富,包括機械儲能、電磁儲能、電化學儲能等。儲能依附電力系統,通過參與輔助服務或利用峰谷價差套利,當前其收入機制尚不明確,成本成為制約其大規模推廣的重要因素。目前抽水蓄能經濟性最好,在我國儲能市場目前抽水蓄能經濟性最好,在我國儲能市場累計裝機占比最高;鋰離子電池儲能是經濟性較好的新型儲能,在我國儲能累計裝機占比最高;鋰離子電池儲能是經濟性較好的新型儲能,在我國儲能市場累
6、計裝機占比約市場累計裝機占比約 21%。隨著技術發展推動成本下降,預計儲能發展前景。隨著技術發展推動成本下降,預計儲能發展前景廣闊。廣闊。電力系統遠景應如何描繪?電力系統遠景應如何描繪?關于電力系統的發展遠景,我們認為全國統一電力市場體系建設將持續深化,輔助服務在調頻、備用的基礎上,有望進一步發展出靈活爬坡和轉動慣量等品種,同時費用分攤機制亦有望理順。為維持系統裕度,容量電價機制或不斷完善以保障傳統機組預期收益。同時,當前現貨市場試點不斷增加,隨著現貨市場在全國范圍全面鋪開,對工商業電價的提升作用將進一步彰顯。投資策略。投資策略。我們認為新型電力系統建設下有以下投資主線:1)火電相關:)火電相
7、關:容量市場、輔助服務市場建設或推動火電盈利改善,推薦火電運營商華能國際、華能國際、福福能能股份股份;建議關注火電建設相關標的東方電氣、哈爾濱電氣東方電氣、哈爾濱電氣和上海電氣上海電氣;建議關注火電靈活性改造相關標的青達環保、西子潔能、清新環境青達環保、西子潔能、清新環境。2)電網電網相關:相關:建議關注 GIS 組合電氣設備龍頭平高股份平高股份,建議關注特高壓直流換流閥龍頭國電南瑞、許繼電氣國電南瑞、許繼電氣,建議關注換流變壓器、直流斷路器等其他特高壓設備提供商中國西電、四方股份中國西電、四方股份,建議關注配網擴容相關特變電工,特變電工,配網智能化轉型方面,建議關注國網信通、威勝信息、朗新科
8、技國網信通、威勝信息、朗新科技。3)負荷調節:)負荷調節:虛擬電廠方面,建議關注國能日新、東方電子、恒實科技國能日新、東方電子、恒實科技;微電網方面,建議關注微電網龍頭安科瑞安科瑞。4)儲能相關:儲能相關:建議關注抽水蓄能相關南網儲能,南網儲能,電化學儲能方面,建議關注儲能電池相關派能科技、科士達;派能科技、科士達;逆變器和系統集成相關陽光電源、固德威、錦浪科技、德業股份、昱能科技、禾邁股份。陽光電源、固德威、錦浪科技、德業股份、昱能科技、禾邁股份。風險提示:電改推進不及預期,電價波動風險,宏觀經濟波動風險等。風險提示:電改推進不及預期,電價波動風險,宏觀經濟波動風險等。證券分析師:龐天一證券
9、分析師:龐天一 電話:010-63214656 郵箱: 執業編號:S0360518070002 行業基本數據行業基本數據 占比%股票家數(只)225 0.03 總市值(億元)36,222.56 3.97 流通市值(億元)28,934.16 4.12 相對指數表現相對指數表現%1M 6M 12M 絕對表現-1.9%-0.4%-7.0%相對表現 3.2%6.5%0.3%相關研究報相關研究報告告 環保及公用事業行業周報(2023 年第 32 期):日本啟動核污水排海,A 股關聯細分梳理 2023-08-27 環保及公用事業行業周報(2023 年第 31 期):化債預期下環保公司獲益幾何?2023-0
10、8-21 環保及公用事業行業周報(2023 年第 30 期):火電有“8 月效應”嗎?2023-08-13 -14%-8%-3%3%22/0822/1123/0123/0423/0623/082022-08-302023-08-29電力及公用事業滬深300華創證券研究華創證券研究所所 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 投資投資主題主題 報告亮點報告亮點 我們再次審視“雙碳”,我們再次審視“雙碳”,針對新型電力系統建設時出現的問題,針對新型電力系統建設時出現的問題,從源網荷儲從源網荷儲及電力系
11、統角度勾勒電改遠景及電力系統角度勾勒電改遠景?!半p碳”目標提出以來,我國電力系統發生了巨大的變化,風光裝機迅猛發展,能源清潔化轉型對源、網、荷、儲及電力市場體系等各環節提出了新的要求。本篇報告我們重新審視“雙碳”,思考當前源網荷儲各環節及整體電力市場體系中出現的問題,研判各環節后續趨勢發展,試圖勾勒我國新型電力系統建設的遠景。投資邏輯投資邏輯 在新型電力系統構建過程中,我們認為有以下投資機會:在新型電力系統構建過程中,我們認為有以下投資機會:1)火電方面,容量市場及輔助服務市場建設或帶動火電運營商盈利改善,同時近年來限電事件使火電重要性進一步彰顯,火電投資建設力度加大;另一方面,火電具備容量優
12、勢有望成為風光調峰的重要手段,靈活性改造或為未來發展方向。2)電網方面,大基地項目投產或加劇風光出力在時空上供需錯配問題,電力外送需求提升或帶來特高壓產業鏈投資機會,同時風光大規模并網消納對配電網擴容和智能化轉型形成催化,或帶來相應投資機會。3)負荷方面,用電結構變化及電氣化發展致負荷端波動加大,需求響應作為成本較低的電力系統靈活性資源,傳統需求響應及電動汽車車網協同、微電網、虛擬電廠等新型需求響應方式或迎來廣闊的發展空間。4)儲能方面,當前抽水蓄能是最為經濟、應用最為廣泛的儲能手段,隨著技術進步推動成本下降,鋰離子電池、礬流電池等新型儲能手段或具備良好的發展前景。9WnMxOzQnOaV8O
13、8Q8OnPoOpNnOeRnNxOjMmMpOaQnMqQwMrRpOxNmOqM 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 3 目目 錄錄 引言引言.6 一、一、源:風光穩定不足問題漸顯,火電退出或不可操之過急源:風光穩定不足問題漸顯,火電退出或不可操之過急.6(一)火電投資增速放緩,基荷電源重要性彰顯.6(二)兼具保供及調峰雙重作用,靈活性改造或為火電當前發展方向.9 二、二、網:風光消納問題仍存,電網建設有待提速網:風光消納問題仍存,電網建設有待提速.10(一)風光并網規模較大,而電網投資相
14、對滯后.10(二)電網建設或將提速,特高壓及配電網投資有待加強.13 三、三、荷:用電需求波動加劇,需求側響應或待完善荷:用電需求波動加劇,需求側響應或待完善.16(一)用電側波動加大,系統靈活性需求提升.16(二)需求響應可調動荷端靈活性,響應策略日益豐富.17 四、四、儲:儲能調節手段多樣,長期發展前景廣闊儲:儲能調節手段多樣,長期發展前景廣闊.19 五、五、電力系電力系統遠景該如何描繪?統遠景該如何描繪?.22 1、深化建設全國統一電力市場體系.22 2、輔助服務及容量市場相關機制或進一步完善.23 3、電力系統參與主體或更加多元化.25 4、電力價格體制或進一步理順.26 六、六、投資
15、建議投資建議.28 七、七、風險提示風險提示.28 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 4 圖表目錄圖表目錄 圖表 1 2009-2022 年電源基本建設投資同比增速和電網基本建設投資同比增速.7 圖表 2 2006-2022 年各類電源新增裝機量.7 圖表 3 2006-2022 年電源裝機及電力消費量同比增速.7 圖表 4 2022 年以來統調電廠煤炭庫存量和可用天數.8 圖表 5 2010-2023 年各類電源基本建設投資額累計同比增速(%).8 圖表 6 2015-2023 年各月火電
16、累計裝機情況.9 圖表 7 2019-2023 年火電發電設備平均利用小時數.9 圖表 8 2023 年夏季厄爾尼諾現象發生概率.9 圖表 9 我國煤電機組調節能力和國際先進機組對比.10 圖表 10 東北地區部分試點機組改造情況.10 圖表 11 新能源出力波動特征.11 圖表 12 三北地區各月用電量、風光發電量在全年占比.11 圖表 13 2022 年我國分省份電力供需缺口.11 圖表 14 第一批風光大基地項目建設規模.11 圖表 15 以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地規劃布局方案項目規劃(“十四五”時期).12 圖表 16 2022 年我國各地風電利用率.12 圖表 1
17、7 2022 年我國各地光伏利用率.12 圖表 18 2009-2022 年電源基本建設投資同比增速和電網基本建設投資同比增速.13 圖表 19 高壓輸電與特高壓輸電優勢對比.13 圖表 20 “十三五”期間分電壓等級直流工程投資額.14 圖表 21 “十三五”期間分電壓等級交流工程投資額.14 圖表 22 中國特高壓輸電產業結構示意圖.14 圖表 23 特高壓直流輸電產業投資結構圖.15 圖表 24 特高壓交流輸電產業投資結構圖.15 圖表 25 “十四五”較“十三五”兩率一戶要求變化.15 圖表 26 2009-2020 國家電網智能化投資規劃.16 圖表 27 全社會用電結構及三產/城鄉
18、居民生活用電占比.16 圖表 28 某地不同電動汽車滲透率下系統總負荷曲線.17 圖表 29 某地不同電動汽車滲透率下系統負荷峰谷差.17 圖表 30 季節性尖峰電價實施情況.18 圖表 31 激勵型需求響應分類特征.19 圖表 32 典型儲能方式的功率、響應時間及應用方向.20 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 5 圖表 33 儲能電站度電成本公式.20 圖表 34 主要儲能電站的投資比較.21 圖表 35 2000-2022 中國電力儲能市場累計裝機規模.21 圖表 36 未來 5 年中
19、國新型儲能累計投運裝機規模預測(MW).22 圖表 37 深化建設全國統一電力體系相關文件.22 圖表 38 省間交易電量累計值/交易所總交易電量累計值.23 圖表 39 電量交易中心省間交易電量.23 圖表 40 輔助服務費用分攤機制變化.24 圖表 41 新能源出力與火電出清電量及價格的關系.24 圖表 42 2020、2040、2060 火電機組利用率演變.24 圖表 43 部分省份容量市場相關政策.24 圖表 44 國內部分地區虛擬電廠調峰市場機制.25 圖表 45 新一輪電改以來需求側響應相關部分政策梳理.26 圖表 46 上網電價機制改革.26 圖表 47 重點省份現貨市場建設回顧
20、.27 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 6 引言引言 雙碳的“彼時”與“此時”“彼時”初窺新世界時滿懷期待。20 年“雙碳”呼嘯而至,我們在舊世界中滿懷期待的勾勒能源轉型的全新圖景,由火電到風光,我們慶幸見證能源的變遷。從風電、光伏、核電到消納篇,彼時的我們也用四篇新能源運營商工具書試圖為大家呈現電源端的斗轉星移,在消納篇的最后用一幅未來電力系統的“終局之景”初窺能源變革的開篇,意在解構能源革命這一宏大的歷史敘事?!按藭r”轉身回頭也似有落寞。當我們再轉身回望兩年前所展望的遠景時,發現似乎有
21、些方向與我們最開始所料想的有所偏離,諸多問題也困擾著我們。例如各類型電源的投資如何平衡?困擾新能源的消納問題該如何解?電力體制如何構建才能更好的服務于新型電力體系?諸多問題仍然沒有明確的答案。兩年之后,如何再次審視“雙碳”成為了一個我們極力想去為市場解答的問題。雙碳的“問題”與“答案”一個困擾市場的問題:能源轉型的整體框架怎么構建?新型電力系統、能源革命、電改諸多宏大的概念或有所交叉而又或相對平行,而每個宏觀的概念背后又會延伸出無數的細分徑流。我們留意到市場有諸多在某一細分領域的精彩研究,但卻少有在全局視角上的體系構建。我們想為大家帶來什么:更全局的視角,更清晰的圖譜。本篇將是我們電改系列的第
22、一篇,從頂層框架開始,試圖去構建一張較為清晰的電改圖譜。本篇我們從“一度電的旅程”的視角,從發站(發電側)到旅程(電網側)到終點(用戶側),再結合服務于源網荷的“儲能”及“電力體系”,從五個維度描述未來新型電力系統的遠景。而在后續的系列報告中,我們會單獨從五個維度分別出發,在厘清“主干”的基礎上進一步為電改圖譜“添枝增葉”。同時,歷史的列車呼嘯而過,彼時我們是摸著別人的“石頭”過河,但此時我們或也要成為別人的“石頭”。在后續的系列報告中,我們也會穿插與歐美能源轉型的國際對比,一方面看有哪些石頭可以為我所用,另一方面也去發掘“中國特色”的新石頭、新方法。一、一、源:源:風光風光穩定穩定不足問題漸
23、顯,不足問題漸顯,火電退出火電退出或或不可操之過急不可操之過急(一)(一)火電投資增速放緩火電投資增速放緩,基荷電源,基荷電源重要性彰顯重要性彰顯 低碳轉型疊加產能過剩低碳轉型疊加產能過剩,“十三五“十三五”期間期間傳統火電傳統火電投資投資顯著下滑顯著下滑。2014-2015 年常規火電項目審批權逐步從國家能源局、國家發改委及國家環保部陸續下發至各省級機構,火電項目獲得批復數量大幅提升。隨著大批燃煤電廠獲準開工,“十三五”開局火電產能逐漸過剩。同時在能耗雙控、風光平價上網和雙碳目標等政策因素的影響下,“十三五”風光發展較快,火電建設的重要性似乎有所“淡化”,火電投資增速相對停滯。燃煤電廠的建設
24、周期一般為 2 年,“十三五”期間火電行業投資疲軟導致近年來火電裝機增速不斷下滑。2022 年,我國各類電源新增裝機量為 1.86 億千瓦,其中火電新增裝機僅占比 18.8%;2022年各類電源裝機同比增速為 8%,全社會電力消費量同比增速為 4%,而火電裝機同比增 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 7 速僅為 3%,火電在整體電源結構占比不斷下滑,對社會用電需求的支撐作用亦有所減弱。圖表圖表 1 2009-2022 年電源基本建設投資同比增速和電網基本建設投資同比增速年電源基本建設投資同比
25、增速和電網基本建設投資同比增速 資料來源:Wind,華創證券 圖表圖表 2 2006-2022 年各類電源新增裝機量年各類電源新增裝機量 圖表圖表 3 2006-2022 年電源裝機及電力消費量同比增速年電源裝機及電力消費量同比增速 資料來源:Wind,國家統計局,華創證券 資料來源:Wind,國家統計局,華創證券 然而,然而,近近年年迎峰度夏迎峰度夏限電事件或昭示火電在電力限電事件或昭示火電在電力系統的地位不可或缺系統的地位不可或缺?;痣娋哂蟹€定可靠的優勢,是電力保供的重要“壓艙石”。近些年來火電裝機增速低于全社會用電增速,風光在電源結構中占比不斷提升。然而風光出力波動性較大,難以提供足夠的
26、可控電量,在用電負荷大幅提升的情況下,火電投資乏力的問題逐步顯現。2021-2022 年迎峰度夏期間,受高溫、降水量不足等因素影響,我國多地出現了缺電現象。尤其在 2022 年,高溫疊加四川來水偏枯,迎峰度夏期間水電出力不足,火電需求大幅提升,多地啟動有序用電措施。值得一提的是,值得一提的是,2022 年迎峰度夏期間,統調電廠的煤炭庫存均年迎峰度夏期間,統調電廠的煤炭庫存均位于位于 20 天天以上以上,或或說明說明在用電負荷大幅提升、水風光等可控性在用電負荷大幅提升、水風光等可控性較差較差的電源出力不濟的的電源出力不濟的情況下,情況下,2022 年年限限電更多受火電電更多受火電出力出力能力的制
27、約能力的制約。限電事件頻發或彰顯火電在電力系統中的重要地位,能源結構轉型的同時,基荷電源的合理規劃仍不可忽視。-100-500501001502002502010-072010-112011-032011-072011-112012-032012-072012-112013-032013-072013-112014-032014-072014-112015-032015-072015-112016-032016-072016-112017-032017-072017-112018-032018-072018-112019-032019-072019-112020-032020-072020-1
28、12021-032021-072021-112022-032022-072022-112023-03%中國:電源基本建設投資完成額:累計同比中國:電源基本建設投資完成額:火電:累計同比中國:電源基本建設投資完成額:風電:累計同比2020.09雙碳目標提出2019.01國家發改委、能源局對風光平價上網作出部署2014.01-2015.03常規煤電項目的各項審批權下放至省級機構05,00010,00015,00020,00025,00020062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022萬千瓦火電水電核電風電太陽能
29、發電0%5%10%15%20%25%20062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022總裝機火電電力消費量 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 8 圖表圖表 4 2022 年以來年以來統調電廠煤炭庫存量和可用天數統調電廠煤炭庫存量和可用天數 資料來源:Wind,華創證券 火電保供火電保供角色被重新審視,建設投資再次升溫角色被重新審視,建設投資再次升溫。近兩年,火電在電力保供中的作用被重新加以重視。2021 下
30、半年以來,火電基本建設投資增速再次回升。同年 12 月,中央經濟工作會議指出,“實現碳達峰碳中和是推動高質量發展的內在要求,要堅定不移推進,但不可能畢其功于一役”,“傳統能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基礎上”。2022 年迎峰度夏期間再度上演限電事件后,9 月國家發改委提出 2022-2023 年火電將新開工 1.65 億千瓦,進一步凸顯了火電在電力體系的重要地位及國家保障電力安全穩定供應的決心。圖表圖表 5 2010-2023 年各類電源基本建設投資額累計同比增速(年各類電源基本建設投資額累計同比增速(%)資料來源:Wind,華創證券 火電火電機組有機組有一定建設周期一定建設周期,
31、當前利用小時數仍在,當前利用小時數仍在相對相對高位高位?;痣姍C組平均建設周期約為2 年,2021 年初火電建設投資增速回升帶來的裝機增量目前已有所兌現。然而,我們觀察到當前火電發電設備平均利用小時數仍位于相對高位。我們認為,火電利用小時數高企可能與上半年水電出力不濟有關,同時防疫政策優化帶動全社會用電需求提升(2023上半年全社會用電量同比增速達 5%)或亦有催化。0510152025303505,00010,00015,00020,00025,0002022-012022-022022-022022-032022-042022-042022-052022-062022-062022-0720
32、22-082022-082022-092022-102022-112022-112022-122023-012023-012023-022023-032023-032023-042023-052023-052023-06統調電廠煤炭庫存量(萬噸)統調電廠煤炭庫存可用天數(右,天)-100-500501001502002502010-072010-112011-032011-072011-112012-032012-072012-112013-032013-072013-112014-032014-072014-112015-032015-072015-112016-032016-072016-
33、112017-032017-072017-112018-032018-072018-112019-032019-072019-112020-032020-072020-112021-032021-072021-112022-032022-072022-112023-03%中國:電源基本建設投資完成額:累計同比中國:電源基本建設投資完成額:火電:累計同比中國:電源基本建設投資完成額:風電:累計同比2020.09雙碳目標提出2021.12中央經濟會議提出正確認識和把握雙碳,不可能畢其功于一役2019.01國家發改委、能源局對風光平價上網作出部署2014.01-2015.03常規煤電項目的各項審批權
34、下放至省級機構2022.09國家發改委提出今明兩年火電新開工1.65億千瓦 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 9 圖表圖表 6 2015-2023 年各月火電累計裝機情況年各月火電累計裝機情況 圖表圖表 7 2019-2023 年火電發電設備平均利用小時數年火電發電設備平均利用小時數 資料來源:同花順,中國電力企業聯合會,華創證券 資料來源:同花順,中國電力企業聯合會,華創證券 當前厄爾尼諾形成概率較大,或致未來幾年出現高溫風險當前厄爾尼諾形成概率較大,或致未來幾年出現高溫風險。據世界氣象組
35、織預測,今年5-7 月全球有 60%的概率出現厄爾尼諾現象,6-8 月這一比例將增加至 70%,7-9 月將增加至 80%。而厄爾尼諾現象是東太平洋海水每隔數年就會異常升溫的現象,或將會推動全球氣溫提升。此外,厄爾尼諾現象對全球氣溫的影響通常在其出現后一年內最為明顯,即未來一年氣溫或有較大概率高于往年。若若出現出現高溫高溫極端極端天氣天氣,考慮到考慮到水風光等新能源水風光等新能源出力可控性較差,電力供需或仍有偏緊風險出力可控性較差,電力供需或仍有偏緊風險。圖表圖表 8 2023 年夏季厄爾尼諾現象年夏季厄爾尼諾現象發生發生概率概率 資料來源:世界氣象組織,華創證券(二)(二)兼具保供及調峰雙重
36、作用,靈活性改造或為火電當前發展方向兼具保供及調峰雙重作用,靈活性改造或為火電當前發展方向 火電是當前電網調峰重要手段火電是當前電網調峰重要手段,靈活性較低,靈活性較低造成其調峰能力掣肘造成其調峰能力掣肘。由于“富煤貧油少氣”的資源特點,長期以來火電作為基荷電源支撐我國電力系統正常運轉。當前儲能技術尚未完善,儲能成本仍有較大下降空間,面對風光裝機的飛速發展,火電將是電力系統調節的主要手段。我國火電機組雖具有容量大的優勢,但調節范圍有限且啟動時間長,靈活性較低或形成新能源消納的掣肘。根據中國電力圓桌課題組研究數據,以深度調峰為例,我國純凝氣式機組最小穩定出力通常為額定功率的 50%,熱電聯產機組
37、供熱工況下僅為額定功率的 80%;而國際先進機組最小穩定出力可達到額定功率的 20%,熱電聯產機組供熱工況下可達到額定功率的 40%。01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,0002月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月萬千瓦2015201620172018201920202021202220232002503003504004505003月4月5月6月7月8月9月10月11月12月小時2019202020212022202360%70%80%5-7月月6-8月月7-9月月 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華
38、創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 10 圖表圖表 9 我國煤電機組調節能力和國際先進機組對比我國煤電機組調節能力和國際先進機組對比 靈活性參數靈活性參數 單位單位 我國煤電我國煤電已建機組已建機組 國際先進水平國際先進水平已建機組已建機組 最小出力%Pn 50(80)20(40)爬坡速率%Pn/min 1-2 4-5 熱態啟動時間 h 3-5 1.5-2.5 冷態啟動時間 h 10 0.1 資料來源:中國電力圓桌項目課題組電力系統靈活性提升:技術路徑、經濟性與政策建議,華創證券 注:括號外為常規機組參數,括號內為熱電聯產機組參數 火電靈活性改造技術較為成熟,火電靈
39、活性改造技術較為成熟,火電改造或為當前發展方向火電改造或為當前發展方向。根據中電聯發布的煤電機組靈活性運行政策研究數據顯示,截至 2019 年年底我國在運煤電機組一般最小出力為 50%60%,冬季供熱期僅能低至 75%85%,而經過靈活性改造的試點純凝機組最小技術出力可低至 30%35%額定容量,部分機組最低可至 20%25%,達到國際先進水平。熱電聯產機組靈活性改造手段較為豐富,主要通過改進熱水蓄熱調峰技術,固體電蓄熱鍋爐調峰技術,電極鍋爐調峰技術等,試點機組在靈活性改造后最小技術出力可達到 40%50%額定容量,且能夠達到環保要求。圖表圖表 10 東北地區部分試點機組改造情況東北地區部分試
40、點機組改造情況 電廠名稱電廠名稱 地區地區 裝機容量裝機容量(MW)改造后最低出力改造后最低出力/%改造方案改造方案 燕山湖發電廠 遼寧 1x600 50 增加換熱器 白城發電廠 吉林 2x600 45 直熱式電鍋爐 京科熱電廠 蒙東 1x330 36 蓄熱罐 丹東金山熱電廠 遼寧 2x300 30 蓄熱式電鍋爐 長春熱電廠 吉林 2x350 8.6 蓄熱式電鍋爐 大連莊河發電廠 遼寧 2x600 30 控制系統改造 資料來源:潘爾生等火電靈活性改造的現狀、關鍵問題與發展前景,華創證券 二、二、網:網:風光消納問題仍存風光消納問題仍存,電網建設有待提速電網建設有待提速(一)(一)風光風光并網規
41、模較大并網規模較大,而電網投資相對滯后,而電網投資相對滯后 風光的大量并網對電力系統的風光的大量并網對電力系統的消納消納能力提出了更高的挑戰,能力提出了更高的挑戰,一方面一方面源于源于發電與用電在發電與用電在時時間上間上的的錯配錯配。從日內電力平衡角度來看,光伏出力高峰時段在中午,夜間沒有出力,因此在早晚用電高峰期間,光伏發電支撐能力有限;而風電主要在傍晚及夜間出力,白天出力相對較少。從月度電力平衡角度來看,華北、東北及西北等地用電高峰為夏冬兩季,而春夏為風電出力高峰,夏秋為光伏出力高峰,風光出力的季節性雖在一定程度上有所互補,但月度電量分布和負荷需求仍存在不匹配的問題。電力及公用事業行業深度
42、研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 11 圖表圖表 11 新能源出力波動特征新能源出力波動特征 圖表圖表 12 三北地區各月三北地區各月用電量、風光發電量在全年占比用電量、風光發電量在全年占比 資料來源:李明節等新能源電力系統電力電量平衡問題研究 資料來源:李明節等新能源電力系統電力電量平衡問題研究 另一方面另一方面消納問題來自我國產用電的反地域特征消納問題來自我國產用電的反地域特征。我國發電端和負荷端在地域分布上亦具有不均衡的特點。西北及西南地區風光和水電資源豐富,電力需求相對較小,具有一定的用電裕度;而華北、華
43、東及華南地區用電需求較大,是用電缺口的主要集中地,因此我國的電力流轉總體呈西電東送的特點。為利用好我國的風光清潔資源,推進能源低碳環保轉型,2021 年起,我國政府提出并積極推進風光大基地建設,以沙漠、戈壁和荒漠地區為重點,先后出臺了多批風電、光伏基地建設項目清單,其中第 1 批風光大基地項目總體建設規模為 97.05GW,截至 2023 年 1 季度已全部開工,部分建成投產。2022年初國家發展改革委、國家能源局發布以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地規劃布局方案。該方案以庫布齊、烏蘭布和、騰格里、巴丹吉林等沙漠及戈壁地區為重點,綜合考慮采煤沉陷區,規劃建設總規模約 455GW 的
44、大型風電光伏基地,其中十四五時期規劃總裝機約 200GW,包括外送 150GW、自用 50GW;“十五五時期規劃總裝機約 255GW,包括外送 165GW、本地自用 90GW。風光大基地風光大基地項目多位于用電項目多位于用電裕裕度度較大的西部地區,對電力系統的消納能力提出更高的要求,尤其是第較大的西部地區,對電力系統的消納能力提出更高的要求,尤其是第 2 批風光大基地批風光大基地項目規劃了項目規劃了 315GW 的外送規模的外送規模,加大了電網的,加大了電網的外送外送壓力。壓力。圖表圖表 13 2022 年年我國分省份電力供需缺口我國分省份電力供需缺口 圖表圖表 14 第一批風光大基地項目建設
45、規模第一批風光大基地項目建設規模 資料來源:同花順,國家統計局,華創證券 資料來源:國家發改委、國家能源局第一批以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電、光伏基地建設項目清單的通知,轉引自北極星太陽能光伏網,華創證券 -2,000-1,500-1,000-50005001,0001,5002,0002,5003,000廣東浙江山東江蘇北京上海河北河南湖南重慶遼寧江西天津廣西海南西藏青海黑龍江福建吉林安徽甘肅湖北陜西貴州寧夏新疆四川山西云南內蒙古億千瓦時20.212.510.98.557.365.44.13332.8 2.7221.4 1.210510152025內蒙古陜西青海甘肅吉林廣西新疆遼寧
46、寧夏河北貴州黑龍江云南山西山東四川安徽湖南GW 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 12 圖表圖表 15 以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地規劃布局方案以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地規劃布局方案項目規劃(“十四五”時期)項目規劃(“十四五”時期)地區地區 規劃建設規模(規劃建設規模(GW)規劃輸電規劃輸電通道通道 庫布奇 本地 15 新建省內通道 外送 24 存量蒙西至天津南外送通道、新建蒙西至京津冀外送通道、新建蒙西外送通道新建蒙西至京津冀外送通道、新建蒙西外送通
47、道 烏蘭布和 本地 10 新建省內通道 外送 11 新建蒙西外送通道新建蒙西外送通道 騰格里 本地 12 新建省內通道 外送 33 新建寧夏至湖南外送通道、新建賀蘭山至中東部外送通道、新建河西至浙江外送通道新建寧夏至湖南外送通道、新建賀蘭山至中東部外送通道、新建河西至浙江外送通道 巴丹吉林 本地 12 新建省內通道 外送 11 新建酒泉至中東部外送通道新建酒泉至中東部外送通道 采煤淪陷區 外送 37 存量陜北至湖北外送通道、存量寧夏至浙江外送通道、存量上海廟至山東外送通道、存量府谷、錦界電廠點對網外送通道、新建陜北至安徽外送通道、新建陜西至河南外送通新建陜北至安徽外送通道、新建陜西至河南外送通
48、道、新建大同道、新建大同-懷素懷素-天津北天津北-天津南外送通道天津南外送通道 其他 35 資料來源:國家發改委、國家能源局以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地規劃布局方案,轉引自每日風電,華創證券 當前我國總體風光利用率尚可,當前我國總體風光利用率尚可,但但部分省份存在明顯棄風部分省份存在明顯棄風或棄光或棄光問題。問題。根據全國新能源消納檢測預警中心數據,2022 年我國風電利用率為 96.8%,光伏利用率為 98.3%,整體的風光利用率雖保持在較高的水平,但諸如內蒙古、青海、甘肅等風電大省仍存在明顯的棄風及棄光問題,部分地區風電/光伏利用率僅有 90%的水平。隨著風光大基地項目的
49、隨著風光大基地項目的新增裝機在未來幾年逐漸兌現,上述地區新增裝機在未來幾年逐漸兌現,上述地區棄風棄光問題棄風棄光問題或或將日益凸顯。將日益凸顯。圖表圖表 16 2022 年我國各地風電利用率年我國各地風電利用率 圖表圖表 17 2022 年我國各地光伏利用率年我國各地光伏利用率 資料來源:全國新能源消納檢測預警中心,華創證券 資料來源:全國新能源消納檢測預警中心,華創證券 近些年來電網建設滯后于電源建設近些年來電網建設滯后于電源建設,或對風光消納能力形成制約,或對風光消納能力形成制約。2019 年以來,風光裝機需求加大帶動電源基本建設投資額快速增長,而與新能源消納相關的電網基建投資卻有所停滯。
50、“十四五”期間,國家電網規劃投資 2.4 萬億元,南方電網規劃投資 0.67 萬億元,相較于“十三五”期間電網建設投資同比增速約為 19%,而“十三五”電網建設投資額相較于“十二五”期間同比增速接近 30%。相較于風光投資的高增速,電網建設投資節奏相對緩慢。84%86%88%90%92%94%96%98%100%北京天津上海江蘇浙江安徽福建湖北重慶四川西藏廣西海南江西廣東云南貴州遼寧寧夏山西黑龍江河南山東湖南陜西河北新疆吉林甘肅蒙西青海蒙東60%65%70%75%80%85%90%95%100%北京天津上海江蘇浙江安徽福建江西湖北湖南重慶四川廣東廣西海南山西河南云南貴州遼寧黑龍江蒙東山東吉林甘
51、肅河北陜西蒙西寧夏新疆青海西藏 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 13 圖表圖表 18 2009-2022 年電源基本建設投資同比增速和電網基本建設投資同比增速年電源基本建設投資同比增速和電網基本建設投資同比增速 資料來源:Wind,華創證券(二)(二)電網建設電網建設或將或將提速提速,特高壓及,特高壓及配電網配電網投資有待加強投資有待加強 新型電力系統之下,電網建設有待提速。我們認為我們認為當前當前電網投資有以下電網投資有以下 2 條主線:條主線:1)加)加強特高壓投資以強特高壓投資以提高
52、提高西西部部地區風光地區風光發電外送能力發電外送能力;2)加強)加強配電網配電網(尤其是農網尤其是農網)投資改投資改善風光并網善風光并網消納消納問題問題。投資主線投資主線 1:特高壓建設或是解決西北風光消納問題的重要途徑特高壓建設或是解決西北風光消納問題的重要途徑。特高壓輸電是指交流1000 千伏、直流800 千伏及以上的輸電技術。相較于傳統高壓傳輸,特高壓輸電具有相較于傳統高壓傳輸,特高壓輸電具有輸送容量大、覆蓋范圍廣、輸送距離遠、線路損耗低等特性,更能支撐跨區輸電需求加輸送容量大、覆蓋范圍廣、輸送距離遠、線路損耗低等特性,更能支撐跨區輸電需求加大下的供電壓力。大下的供電壓力?!笆濉逼陂g
53、我國特高壓直流投資額達到 2463 億元,特高壓交流投資額接近 1000 億元。據國家電網公司規劃,“十四五”期間特高壓交直流總投資預計達3002 億元,新增特高壓直流線路 1.72 萬公里,新增特高壓交流線路 1.26 萬公里。伴隨伴隨風光基地建成后清潔能源消納需求大幅提升風光基地建成后清潔能源消納需求大幅提升,預計十四五期間我國特高壓建設投資,預計十四五期間我國特高壓建設投資將保將保持穩健持穩健。圖表圖表 19 高壓輸電與特高壓輸電優勢對比高壓輸電與特高壓輸電優勢對比 技術指標技術指標 高壓直流高壓直流 特高壓直流特高壓直流 對比優勢對比優勢 電壓等級 300kV、500kV、600kV
54、800kV 輸電容量 300-400 萬 kw 800 萬 kw 特高壓直流輸電采用 4000 安培晶閘管閥,輸電容量是傳統高壓直流輸電的 2-2.6 倍 輸電距離 1000km 2500km 傳統高壓輸電線路距離小于 1000 公里,特高壓經濟輸電距離可以達到 2500 公里甚至更遠 輸電損耗 4.7%-6.9%/km 2.8%/km 在導線總截面、輸送容量均相同的情況下,土 800kV 直流線路的電阻損耗是 500kV 直流線路的 40%,是士 600kV 級直流線路的 60%,提高輸電效率 單位造價 2.16 元/km.w 1.56 元/km.w 對于傳輸距離超過 2000 公里的超大容
55、量輸電需求士 800kV 直流輸電方案的單位輸送容量綜合造價約為土 500kV 直流輸電方案的 72%,節省工程投資效益顯著 單位走廊寬度傳輸容量 6.5 萬 kw/m 8.4 萬 kw/m+800kV 直流線路單位走廊寬度輸送容量是士 500kV 方案的 1.3 倍,提高輸電走廊利用效率,節省寶貴的土地資源 資料來源:賽迪顧問,華創證券-30%-20%-10%0%10%20%30%40%20092010201120122013201420152016201720182019202020212022中國:電源基本建設投資完成額:同比增速中國:電網基本建設投資完成額:同比增速 電力及公用事業行業
56、深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 14 圖表圖表 20 “十三五”期間分電壓等級直流工程投資額“十三五”期間分電壓等級直流工程投資額 圖表圖表 21 “十三五”期間分電壓等級“十三五”期間分電壓等級交流交流工程投資額工程投資額 資料來源:中國電力企業聯合會中國電力統計年鑒,華創證券 資料來源:中國電力企業聯合會中國電力統計年鑒,華創證券 穩健的穩健的特高壓建設有望帶動配套產業投資機會特高壓建設有望帶動配套產業投資機會。據賽迪顧問整理,特高壓直流線路一般由“點對點”單向傳輸的換流站構成,通過特高壓線纜和鐵塔完成
57、換流站間輸送線路建設,發電側產生的交流電會通過換流閥形成直流電輸送,而接收端直流電經逆變器變為交流電。除特高壓線纜和鐵塔外,特高壓工程涉及的核心設備基本已實現自主生產,其其中換流變壓器、換流閥、中換流變壓器、換流閥、GIS 組合電器設備等在特高壓直流組合電器設備等在特高壓直流核心設備中核心設備中投資占比較高。投資占比較高。特高壓交流是由多個變電站點構成,輸送線路多為雙回路雙向傳輸,和直流線路相同,也是通過特高壓架空線路及鐵塔完成變電站點間線路架設。但特高壓交流不涉及環流,僅需變壓器升壓,特高壓特高壓交流交流核心設備中投資占比較高的部分為核心設備中投資占比較高的部分為 GIS 組合電器設備、變組
58、合電器設備、變壓器和電抗器。壓器和電抗器。在新型電力系統建設過程中,隨著西電東送需求的提升,特高壓配套設施市場需求或將保持顯著。賽迪顧問預測,賽迪顧問預測,2025 年,年,中國中國特高壓產業與其帶動產業整體特高壓產業與其帶動產業整體投資規模將達投資規模將達 5870 億元,相較于億元,相較于 2020 年復合增速將達年復合增速將達 13.2%。圖表圖表 22 中國特高壓輸電產業結構示意圖中國特高壓輸電產業結構示意圖 資料來源:賽迪顧問 02004006008001,00020162017201820192020億元特高壓660千伏 500千伏400千伏05001000150020002500
59、300020162017201820192020億元特高壓750千伏500千伏330千伏220千伏110千伏(含66千伏)電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 15 圖表圖表 23 特高壓直流輸電產業投資結構圖特高壓直流輸電產業投資結構圖 圖表圖表 24 特高壓交流輸電產業投資結構圖特高壓交流輸電產業投資結構圖 資料來源:賽迪顧問,華創證券 資料來源:賽迪顧問,華創證券 投資主線投資主線 2:加強:加強配電網配電網(尤其是農網)建設改善風光并網消納問題(尤其是農網)建設改善風光并網消納問題。配電
60、網指從輸電網或地區發電廠接受電能,通過配電設施就地分配或按電壓逐級分配給各類用戶的電力網,由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關、無功補償器等設施組成,在電網中起到電能的分配作用。隨著風光分布式電源大量接入配電網絡,系統波動性及不穩定性加大,節點電壓、電能質量等物理特性將發生一定程度的改變。尤其是農村配電網絡,由原有放射狀無源網變為具有大量分布式電源的有源網,一方面區域負荷和風光出力特性不匹配造成消納困難,導致農村電網需提升或新增變電容量;另一方面分布式電源的大量接入可能導致電能質量下降、諧波污染加劇等問題,并影響配電自動化和繼電保護動作可能造成電網事故風險?!笆奈濉逼陂g,“十四五”期
61、間,我國對農村電網戶均我國對農村電網戶均配變配變容量容量、供電、供電可靠率等指標提出了更高的要求,變壓器的擴容或為可靠率等指標提出了更高的要求,變壓器的擴容或為當前當前配電網配電網投資的方向之一投資的方向之一。圖表圖表 25 “十四五”較“十三五”兩率一戶要求變化“十四五”較“十三五”兩率一戶要求變化 農村電網供電可靠率農村電網供電可靠率 綜合電壓合格率綜合電壓合格率 戶均配變容量(千伏安)戶均配變容量(千伏安)十三五十三五 99.80%97.90%2 十四五十四五 東部 99.94%99.90%3.5 中西部、東北部 99.85%99.20%2.3 資料來源:國家發改委關于“十三五”期間實施
62、新一輪農村電網改造升級工程的意見,國家發改委、國家能源局、國家鄉村振興局關于實施農村電網鞏固提升工程的指導意見,華創證券 另一方面,另一方面,風光并網消納致電網承載壓力加大,或對電網智能化轉型形成催化風光并網消納致電網承載壓力加大,或對電網智能化轉型形成催化。分布式電源大量接入配電網絡后,電力系統波動及不穩定性加大,節點電壓、電能質量及潮流分布的變化帶動配電網監測控制需求提升,從而對電網智能化轉型形成催化。配電網智能化即對配電網進行各種狀態下的監測控制,利用電力生產及服務過程中產生的大量信息,對電網實施智能化管理,維系電力系統的安全穩定。在配電網智能化建設的過程中,一二次融合裝備將改變傳統配電
63、網 DTU、FTU、TTU 等設備的形態和功能。根據國家電網發布的國家電網智能化規劃總報告,“十三五”末我國電網投資中配電智能化投資占智能化投資比重達 26%,占電網總投資比重占 3.3%,且總體呈上升趨勢?!笆奈濉逼陂g,在電網投資力度加大及風光并網對電網智能化轉型催化因素的影響下,配電網智能化轉型空間廣闊。特高壓鐵塔,26.30%特高壓線纜,2.20%基礎土建,46.90%換流閥,27.10%換流變壓器,50.00%直流控制保護系統,4.80%GIS組合電器設備,11.70%直流斷路器,1.60%直流電抗器,2.40%直流電容器,0.80%直流避雷器,1.60%特高壓直流核心設備,24.6
64、0%特高壓鐵塔,31.80%特高壓電纜,3%基礎土建,43.10%GIS組合電器設備,57.90%變壓器,21.30%電抗器,14.90%電容器,1.80%斷路器,1.80%互感器,0.50%避雷器,1.80%特高壓交流核心設備,22.1%電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 16 圖表圖表 26 2009-2020 國家電網智能化投資規劃國家電網智能化投資規劃 資料來源:國家電網,華創證券 三、三、荷:用電需求波動加劇,需求側響應或待完善荷:用電需求波動加劇,需求側響應或待完善(一)(一)用電
65、側波動用電側波動加大加大,系統靈活性需求提升系統靈活性需求提升 三產三產/城鄉居民生活用電占比城鄉居民生活用電占比持續提升持續提升,負荷負荷在時間尺度的波動性或不斷擴大在時間尺度的波動性或不斷擴大。隨著經濟社會的不斷發展,消費及服務業在社會生活中扮演的角色愈加重要,第三產業和城鄉居民生活用電在全社會用電結構的占比逐年提升。相較于工業用電,第三產業及城鄉居民生活用電在時間尺度上具有更強的波動性,一方面夜間用電需求較低、早晚高峰用電需求明顯,這導致日內尺度峰谷差擴大;另一方面夏季制冷和冬季取暖需求明顯,這導致用電負荷在季節尺度波動性加大。圖表圖表 27 全社會用電結構及三產全社會用電結構及三產/城
66、鄉居民生活用電占比城鄉居民生活用電占比 資料來源:Wind,華創證券 電氣化的發展電氣化的發展亦可能造成負荷“峰值更高”的問題亦可能造成負荷“峰值更高”的問題。在碳達峰碳中和的推進過程中,我國電氣化發展水平不斷提高,電能在終端能源消費占比持續擴大。電氣化的發展在推動能源清潔低碳轉型的同時,也可能導致用戶側負荷波動加劇這一問題。以電動汽車為例,作為交通部門重要的電氣化手段,電動汽車集中充電時刻為 19:00-21:00,這也是電力系統用電的晚高峰時期,電動汽車滲透率的提升可能進一步拉高電力系統用電需求的峰值,導致電網負荷波動加劇。0%5%10%15%20%25%30%02,0004,0006,0
67、008,00010,00012,00014,00016,0002009-20102011-20152016-2020億元總投資智能化投資配電智能化投資智能化投資/總投資(右)配電智能化投資/智能化投資(右)20%22%24%26%28%30%32%34%020,00040,00060,00080,000100,0002010201120122013201420152016201720182019202020212022億千瓦時第一產業用電量第二產業用電量第三產業用電量城鄉居民生活用電量第三產業及城鄉居民生活用電占比(右)電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華
68、創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 17 圖表圖表 28 某地不同電動汽車滲透率下系統總負荷曲線某地不同電動汽車滲透率下系統總負荷曲線 圖表圖表 29 某地不同電動汽車滲透率下系統負荷峰谷差某地不同電動汽車滲透率下系統負荷峰谷差 資料來源:田愛娜電動汽車和空調負荷對電網電壓穩定的影響及調控方法研究 資料來源:田愛娜電動汽車和空調負荷對電網電壓穩定的影響及調控方法研究,華創證券 負荷波動加劇對電力系統靈活性要求提升,而負荷波動加劇對電力系統靈活性要求提升,而當前當前靈活性靈活性提升或提升或面臨機制面臨機制和和資源資源的的雙重雙重問題問題。在機制方面在機制方面,我國現貨
69、市場和輔助服務市場尚未全面鋪開,且相關制度及定價機制不夠成熟,電力終端用戶無法及時根據價格信號調節需求,負荷側的靈活性無法充分發揮作用。在資源方面在資源方面,我國現有煤電機組調節范圍有限、啟動時間長且速率較慢,大規模靈活性改造尚需時間,而其他儲能技術規模較小或仍處于發展的早期階段,尚無法滿足大范圍調峰調頻的需求。(二)(二)需求需求響應響應可調動荷端靈活性,響應策略日益豐富可調動荷端靈活性,響應策略日益豐富 電網電網靈活性提升靈活性提升需要挖掘需求側廣闊的負荷資源。需要挖掘需求側廣闊的負荷資源。需求側管理將用電負荷作為一種可調節資源,通過負荷的轉移或節約,幫助電力系統消納。需求側工業負荷工業負
70、荷基數較大,緩解電網與工業企業的用電矛盾,將大幅度降低電力系統的調峰壓力。而居民負荷居民負荷由于隨機性較強且空間分布過于分散,且缺少完整的實時電價清算機制,可實現的需求側響應負載相對有限。需求響應利用價格或補貼手段引導用電端參與電力調節。需求響應利用價格或補貼手段引導用電端參與電力調節。隨著電力系統的改革和電力市場化的不斷推進,對需求側資源的調度也從以有序用電為主的行政管理模式,轉變為以需求響應為特征的市場調節機制。依靠經濟機制而非強制性手段,需求響應通過分時電價等價格信號或激勵補貼,改變用戶固有的習慣用電模式,用戶主動完成錯峰、避峰,實現電力系統從“源隨荷變”到“源荷互動”轉變。簡單來說,就
71、是用戶通過主動減少或增加用電負荷,既能獲得經濟效益,又能提升電網可再生能源消納水平和電力系統平衡能力。依照用戶不同響應方式可將需求響應分為價格型需求響應和激勵型需求響應。依照用戶不同響應方式可將需求響應分為價格型需求響應和激勵型需求響應。價格型需求響應主要基于用戶的自主選擇。價格型需求響應主要基于用戶的自主選擇。行政部門通過合理制定電價,引導用電端根據動態電價水平調整不同時段電力需求,從而實現電力系統的供需平衡。根據電力市場不同發展階段,價格型需求響應可分為尖峰電價、分時電價和實時電價三價格型需求響應可分為尖峰電價、分時電價和實時電價三類。實時電價類。實時電價建立在高度發展的電力現貨市場的基礎
72、上,每小時或更短時間內就會更新一次電價,用戶通過安裝電價監測與反應設備,對電價調整做出實時反應。由于人工監測的成本過高,實時電價模式的推進還依賴于人工智能、智能儀表的發展,目前難以充分發揮價格信號的調節作用。分時電價基礎上附加尖峰電價是目前我國應用最廣的機制。分時電價基礎上附加尖峰電價是目前我國應用最廣的機制。我國電力市場建設正處于從初級到過渡階段轉變的時期,電價機制需要考慮現實技術可行性和經濟合理性。尖峰電價根據各地前兩年電力系統最高負荷 95%及以上用電負荷出現的時段,選01002003004005006007008009001,0007,6007,8008,0008,2008,4008,
73、6008,8009,0009,2009,400EV滲透率10%EV滲透率20%初始負荷峰谷差(MW)EV接入后峰谷差(MW)峰谷差差值(MW)電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 18 取一天內幾小時或一個月內幾天的用電高峰期設置高額電價,指導用戶在高峰期減少用電需求。分時電價變動的頻率低于實時電價,通過將一天 24 小時按照負荷曲線的高峰低谷分為峰、平、谷三種時段,鼓勵用戶多用低價谷電、避免高峰高價用電,以達到削峰填谷的目的。圖表圖表 30 季節性尖峰電價實施情況季節性尖峰電價實施情況 省份省
74、份 用電分類用電分類 尖峰電價尖峰電價/高峰電價高峰電價(元元/kWh)尖峰電價比高峰電價尖峰電價比高峰電價增幅(分增幅(分/kWh)執行時段執行時段 廣東(珠三角五市)單一制 1.2 34.5 7-9 月,以及其他月份廣州日最高氣溫達到35及以上的高溫天,執行時段為每天11:00-12:00、15:00-17:00。兩部制 1.2 30.3 廣東(惠州市)單一制 1.2 32.3 兩部制 1.2 29.2 山東省 單一制 1.1 14.3 冬季 16:00-19:00;春季 18:00-20:00;夏季18:00-22:00;秋季 17:00-19:00 兩部制 1.1 14.3 山西省 兩
75、部制 1.1 11.4 7-8、12-次年 1 月 18:00-20:00 北京市 單一制 1.1 7.3 7-8 月 11:00-13:00,16:00-17:00 兩部制 1.1 6.4 浙江省 單一制 1.3 47.3 兩部制 1.3 43.5 上海市 兩部制 1.2 31.8 7-8 月 12:00-14:00;12-次年 1 月 19:00-21:00 重慶市 單一制 1.2 23.7 7-8 月 12:00-14:00 兩部制 1.2 21.9 四川省 兩部制 1.2 16.9 7-8 月 15:00-17:00 黑龍江省 單一制 1.2 21.6 7-9 月、11-次年 1 月
76、16:30-18:30 兩部制 1.2 17.5 遼寧省 單一制 1.2 24.0 17:00-19:00 兩部制 1.2 20.1 吉林省 單一制 1.2 22.0 1-2 月、7-8 月、11-12 月 16:00-18:00 兩部制 1.2 18.8 內蒙古 單一制 1.1 8.6 6-8 月 18:00-21:00 兩部制 1.2 8.6 江西省 單一制 1.2 19.8 1、12 月 17:00-19:00,7、9 月 20:00-22:00,其他季節 16:00-22:00 兩部制 1.2 19.4 湖南省 單一制 1.2 25.8 1、7、8、9、12 月 18:00-22:00
77、 兩部制 1.2 23.7 資料來源:各地電網,轉引自北極星售電網,華創證券 注:選取2023年7月各省工商業1-10kv電價情況 激勵型需求響應種類豐富,用戶可獲得直接經濟效益。激勵型需求響應種類豐富,用戶可獲得直接經濟效益。激勵型需求響應是指為避免電力系統發生緊急狀況,電力部門對電力用戶負荷進行直接或間接的控制,并對參與響應的用戶給予可觀的補償,主要包括直接負荷控制、可中斷負荷控制、緊急需求響應、需求主要包括直接負荷控制、可中斷負荷控制、緊急需求響應、需求側競價等。側競價等。參與激勵型需求響應的用戶需要同電力部門簽訂系統高峰時期配合調整負荷 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業
78、深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 19 的合同,并在其中明確參與響應的用戶降低的負荷與經濟激勵之間的量化公式,以及用戶沒有承擔合同中相應調峰義務對項目實施的賠償等。圖表圖表 31 激勵型需求響應分類特征激勵型需求響應分類特征 直接負荷控制直接負荷控制 可中斷負荷控制可中斷負荷控制 緊急需求響應緊急需求響應 需求側競價需求側競價 方案特點 供電公司遠程操作,但操作的電器和次數有限制 需要經用戶同意方可控制設備開關,簽訂合同規定相應獎勵和懲罰。電力系統穩定性受到威脅時,供電方為用戶減少負荷而提供補償,用戶則自愿選擇參與或放棄。用戶側改變用電模
79、式,通過投標競價來從實際調用量中獲利。資料來源:劉夢晨考慮新能源消納對峰谷分時電價的影響,華創證券 在傳統需求側管理的基礎上,在傳統需求側管理的基礎上,虛擬電廠虛擬電廠及微電網及微電網的發展的發展或可實現需求側靈活性的有效挖或可實現需求側靈活性的有效挖掘掘。虛擬電廠虛擬電廠可以整合不同空間的分布式電源、儲能電池和電動汽車等資源,進行統一管理和調度,為系統提供調峰及消納等功能。以電動汽車車網協同技術為例,電動汽車兼具充放電特性,具有調節負荷及儲能的潛能。電動汽車車網協同發展包括有序充電和車網互動兩種模式。在有序充電時,電動汽車在負荷低谷時段充電,起到平滑負荷波動的作用;在車網互動時,電動汽車可以
80、在峰時放電、谷時充電,起到儲能的作用。微電微電網網是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監控、保護裝置匯集而成的小型發配電系統。在正常運行時,微電網可提高系統靈活性;在出現問題時,微電網能以供電的方式提升系統的抗風險能力。并網后,微電網可作為小型智能電荷快速響應,為電力系統提供短時間內的靈活性。四、四、儲:儲:儲能調節手段多樣儲能調節手段多樣,長期發展前景廣闊長期發展前景廣闊 儲能即能量的存儲,按照能量的轉化機制不同,可分為機械儲能(抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能)、電化學儲能(鋰離子電池、鉛蓄電池、鈉硫電池和液流電池等)和電磁儲能(超級電容器、超導儲能)。各類儲能技術具有不同
81、的性能特點。綜合來看,抽水蓄能抽水蓄能是目前應用最為成熟的儲能技術,具有規模大、壽命長、安全性高、經濟性明顯的優勢;電化學儲能電化學儲能已進入商業化階段,發展速度快,反應靈活;壓縮空氣雖然技術成熟,但轉換效率低;電磁儲能仍處于開發階段,具有一定的發展潛力?,F階段來看,抽水蓄能和現階段來看,抽水蓄能和電化學儲能是電源側儲能的主要路徑。電化學儲能是電源側儲能的主要路徑。抽水蓄能是以水為儲能介質的儲能技術,通過電能與勢能的相互轉化,實現電能的儲存。抽水蓄能是以水為儲能介質的儲能技術,通過電能與勢能的相互轉化,實現電能的儲存。抽水蓄能電站主要是利用電力系統過剩的電力將水從地勢低的下水庫抽到地勢高的上水
82、庫儲存,在電力系統電力不足時放水回流到下水庫推動水輪機發電機發電。抽水蓄能電抽水蓄能電站具有技術成熟、壽命長、規模大、啟停迅速的優勢站具有技術成熟、壽命長、規模大、啟停迅速的優勢,是當前應用最為廣泛的儲能技術。同時,抽水蓄能也有一定不足:1)電站選址難,抽水蓄能電站要求上下水庫的距離較近,且有一定的高度差,十分依賴地理條件。2)建設周期長,初期投資大,投資回報周期通常 30 年以上。電化學儲能以化學元素為介質,將電能轉化成化學能儲存起來,在需要的時候,再通過化學反應將化學能轉換為電能使用。當前比較常見的電化學儲能技術有鋰離子電池、當前比較常見的電化學儲能技術有鋰離子電池、鈉鈉硫電池、硫電池、鉛
83、蓄電池和液流電池鉛蓄電池和液流電池,鋰離子電池是目前電化學儲能最可行的技術路線。,鋰離子電池是目前電化學儲能最可行的技術路線。鋰離子電池能量密度相對較高、續航能力強,尤其是磷酸鐵鋰離子電池表現更為突出,相較于效率低的液流電池,優勢明顯;鋰離子電池循環壽命長,是鉛酸電池平均使用壽命的三倍以上;鋰離子電池工作溫度范圍寬,較環境溫度要求高的液流電池更適宜不同環境 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 20 的儲能場景。此外,鋰離子電池清潔無污染,不含鉛、汞等有毒物質,不會造成環境污染。綜合來看,鋰離子
84、電池相比其他電化學儲能技術表現更好,更適合在不同儲能場景的大規模應用。圖表圖表 32 典型儲能方式的功率、響應時間及應用方向典型儲能方式的功率、響應時間及應用方向 儲能類型儲能類型 額定功率額定功率 響應時間響應時間 應用方向應用方向 機械儲能 抽水蓄能電站 10-500 萬千瓦 10-40 分鐘 日負荷調節、頻率控制和系統備用 壓縮空氣儲能 10-30 萬千瓦 6-20 小時 調峰發電廠、系統備用 飛輪儲能 5-1500 千瓦 15 秒-1 分鐘 調峰、頻率控制、UPS、電能質量調節、輸配電系統穩定性 微壓縮空氣儲能 1-5 萬千瓦 1-4 小時 調峰 電磁儲能 超導儲能 10-1000 千
85、瓦 1-5 分鐘 UPS、電能質量調節、輸配電系統穩定性 超級電容器 1-10 千瓦 1 分鐘 電能質量調節、與柔性輸配電技術相結合 電化學儲能 鉛酸電池 1-50000 千瓦 1 分鐘 電能質量控制、系統備用電源、黑啟動、UPS/EPS 先進電池(如鋰)1-10000 千瓦 1 分鐘 平滑負荷、備用電源 液流電池(如 ZnBr)10-100 千瓦 1-2 分鐘 分布式新能源系統穩定性、用戶側平滑負荷,備用電源 資料來源:中國電力圓桌項目課題組電力系統靈活性提升:技術路徑、經濟性與政策建議,華創證券 從收入端來看,儲能的盈利模式尚不成熟。從收入端來看,儲能的盈利模式尚不成熟。在現有商業模式背景
86、下,儲能主要依附于電力系統間接獲得盈利,如減少風光棄電量、參與調峰調頻等電力輔助服務、利用峰谷電價差套利等。在收入不明確的背景下,成本成為促進儲能產業發展的最重要參數。儲能成本也成為了儲能技術經濟性研究的重要一環。從成本端來看,我們可以利用平準化度電成本(從成本端來看,我們可以利用平準化度電成本(L LCOECOE)來衡量儲能電站的經濟成本。)來衡量儲能電站的經濟成本。儲能電站的度電成本由全壽命周期成本(投資成本和運維成本)和電站年發電量共同決定。而電站發電量為儲能電站裝機容量、利用小時數、轉換效率的乘積。圖表圖表 33 儲能電站度電成本公式儲能電站度電成本公式 資料來源:華創證券 依據基于全
87、壽命周期成本的儲能成本分析中的測算,假定以目前較為成熟的抽水蓄能電站為基準,儲能裝機按 1200MW,儲能時長按 6 小時;計算中電池使用壽命按儲能放電深度 80%情況下,一年循環 300 次,液流電池循環次數 12000 次,以 20 年計算。我們 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 21 可以利用各種儲能電站參數和成本數據測算得到抽水蓄能及電化學儲能電站在不同利用小時數下的年發電量和度電成本。圖表圖表 34 主要儲能電站的投資比較主要儲能電站的投資比較 項目項目 抽水蓄能抽水蓄能 鉛酸電池
88、鉛酸電池 鈉硫電池鈉硫電池 液流電池液流電池 鋰離子電池鋰離子電池 投資等年值(億元)投資等年值(億元)6.71 98.00 88.16 55.67 21.33 運維成本(億元)運維成本(億元)1.65 0.43 2.52 2.88 0.72 綜合成本(億元)綜合成本(億元)8.36 98.43 90.68 58.55 22.05 轉換效率(轉換效率(%)75 80 85 70 90 資料來源:傅旭等基于全壽命周期成本的儲能成本分析,華創證券 抽水蓄能經濟性最優,其次是鋰電子電池。抽水蓄能經濟性最優,其次是鋰電子電池。抽水蓄能度電成本顯著低于電化學儲能度電成本,其中電化學儲能技術中,鋰離子電池
89、、液流電池、鈉硫電池、鉛酸電池度電成本依次增長。若電站儲能利用小時數實現 1000h,抽水蓄能電站度電成本僅需 0.93 元/kWh,不足鋰離子電池度電成本的一半。隨著利用小時數的提高,電化學儲能降本空間巨大??傮w來看,抽水蓄能電站的經濟性優勢突出,當前在儲能市場裝機占比最高。技術和利用小時數的改善有望推進電化學儲能實現經濟效益,鋰電子電池將是接棒抽水蓄能電站的有力候補。圖表圖表 35 2000-2022 中國電力儲能市場累計裝機規模中國電力儲能市場累計裝機規模 資料來源:CNESA全球儲能項目庫,華創證券 政策政策疊加疊加技術驅動,技術驅動,電化學電化學儲能有望儲能有望迎來快速增長迎來快速增
90、長。2021 年 7 月,國家發改委和國家能源局發布關于加快推動新型儲能發展的指導意見,意見明確指出到 2025 年國內新型儲能裝機總規模達 30GW 以上。據 CNESA 數據,截至 2022 年底,全國已有 24 個省市明確了“十四五”新型儲能建設目標,規??傆?64.85GW;10 個省市先后發布了新型儲能示范項目清單,規??傆?22.2GW,大部分項目將在 1-2 年內完工并網。此外,2021 年 10月,國家能源局發布電化學儲能電站并網調度協議(示范文本)(征求意見稿),電化學儲能或將納入輸配電價,價格機制的理順將為電化學儲能的發展提供有力支撐。與此同時,電化學儲能的內生技術驅動將打
91、通電池的降本增效空間,進而推動電化學儲能裝機的規模性增長。據 CNESA 全球儲能項目庫的不完全統計,截至 2022 年底,中國已投運電力儲能項目累計裝機規模達 59.8GW,其中新型儲能累計裝機規模達到 13.1GW,功率規模年增長率達 128%。此外,此外,C CNESANESA 預測即使在保守情況下,未來預測即使在保守情況下,未來 5 5 年我國新型儲能累計年我國新型儲能累計投運裝機規模投運裝機規模復合增速可達復合增速可達 4 49.30%9.30%,在理想情況下增速可達到,在理想情況下增速可達到 6 60.29%0.29%。抽水蓄能,77.10%熔融鹽儲熱,1.00%鋰離子電池,94.
92、00%鉛蓄電池,3.10%液流電池,1.20%超級電容,0.10%壓縮空氣,1.50%飛輪儲能,0.10%其它,0.00%新型儲能,21.90%電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 22 圖表圖表 36 未來未來 5 年年中國新型儲能累計投運裝機規模預測(中國新型儲能累計投運裝機規模預測(MW)資料來源:CNESA全球儲能項目庫 五、五、電力系統電力系統遠景該如何描繪?遠景該如何描繪?關于電力系統未來發展遠景,我國將持續深化全國統一電力市場體系建設,提升電力系統穩定性和調節互濟能力。同時,風光的
93、大規模并網將導致消納問題和系統裕度問題更加凸顯,現貨市場及輔助服務市場需持續完善以提高系統靈活性,容量市場亦有待加強以保障系統充裕度。隨著越來越多的手段被應用在系統靈活性的調節過程中,電力系統的參與主體將更加豐富,我國應建立合理的市場機制推動多市場主體的協調互補、緊密銜接。此外,電力價格機制有待理順,綠電、綠證等清潔能源市場化機制有待完善,以更好支撐電力系統綠色、低碳轉型發展。1、深化建設全國統一電力市場體系深化建設全國統一電力市場體系 2021 年,中央全面深化改革委員會第二十二次會議審議通過了關于加快建設全國統一電力市場體系的指導意見。此后,國家能源局多次提及建設全國統一電力市場體系的目標
94、。全國統一電力市場體系全國統一電力市場體系是指在時間和空間層面,建立全周期覆蓋、多時序運營的跨是指在時間和空間層面,建立全周期覆蓋、多時序運營的跨省跨區、?。ㄊ?、區)和區域緊密配合、有序銜接、規范運行、協調發展、高效運作的省跨區、?。ㄊ?、區)和區域緊密配合、有序銜接、規范運行、協調發展、高效運作的市場體系,實現統一市場框架、統一核心規則、統一運營平臺、統一服務標準。市場體系,實現統一市場框架、統一核心規則、統一運營平臺、統一服務標準。圖表圖表 37 深化建設全國統一電力體系相關文件深化建設全國統一電力體系相關文件 時間時間 機構機構 文件文件/會議會議 2021 年 11 月 中央全面深化改革
95、委員會第二十二次會議 審議通過了關于加快建設全國統一電力市場體關于加快建設全國統一電力市場體系的指導意見系的指導意見 2022 年 1 月 國家發展改革委、國家能源局 發布國家發展改革委發布國家發展改革委 國家能源局關于加快建設國家能源局關于加快建設全國統一電力市場體系的指導意見全國統一電力市場體系的指導意見 2023 年 4 月 國家能源局“權威部門話開局”系列主題新聞發布會上,國家能源局綜合司司長、新聞發言人梁昌新表示,下一步,以適應新型能源體系、加快新型電力系統建設為導向,加快建設全國統一電力市場體系加快建設全國統一電力市場體系。2023 年 7 月 國家能源局 2023 年電力調度交易
96、與市場秩序廠網聯席會議上,提出國家能源局將全面加快建設全國統一電提出國家能源局將全面加快建設全國統一電 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 23 力市場體系力市場體系,研究制定電力市場“1+N”基礎規則制度,深化輔助服務市場機制。資料來源:國家發改委,國家能源局,華創證券 全國統一電力市場全國統一電力市場體系或需完善體系或需完善省省/區域電力市場建設區域電力市場建設并加大并加大跨省跨區電力市場建設跨省跨區電力市場建設。當前省/區域電力市場相關體系制度仍有完善空間,跨省跨區電力市場交易規模占比較
97、小,相關市場壁壘一定程度阻礙新能源發電的消納。在省在省/區域電力市場建設層面,區域電力市場建設層面,一方面要充分發揮中長期“壓艙石”作用,積極引導市場主體足額、高比例簽訂中長期合同,另一方面要擴大現貨市場范圍,將需求側響應、虛擬電廠等納入電力市場主體。同時要推動能量市場和輔助服務市場、容量市場等銜接,省/區域市場和跨省區市場銜接等。在跨在跨省跨區電力市場建設層面省跨區電力市場建設層面,一方面需建立清潔能源跨省區優先消納機制,擴大市場化交易規模,另一方面要完善跨省跨區電力市場相關機制,如開展中長期交易分時段電力曲線交易,縮短交易周期,增加交易頻次,優化分配輸電通道資源,建立跨省區輔助服務共享機制
98、或交易機制等。圖表圖表 38 省間交易電量累計值省間交易電量累計值/交易所總交易電量累計交易所總交易電量累計值值 圖表圖表 39 電量交易中心省間交易電量電量交易中心省間交易電量 資料來源:同花順,華創證券 資料來源:同花順,中國電力企業聯合會,華創證券 2、輔助服務及容量市場相關機制輔助服務及容量市場相關機制或進一步完善或進一步完善 風光的大規模裝機帶來的消納問題要求電力系統具備更高的靈活性,輔助服務市場是提風光的大規模裝機帶來的消納問題要求電力系統具備更高的靈活性,輔助服務市場是提高系統靈活性的重要手段,容量市場是在高系統靈活性的重要手段,容量市場是在風光風光不穩定性的背景下供電不穩定性的
99、背景下供電裕度裕度的重要保障的重要保障。輔助服務本質是為電力系統提供靈活性,輔助服務本質是為電力系統提供靈活性,當前發展方向是品種創新和當前發展方向是品種創新和費用分攤費用分攤機制理順機制理順。當前我國主要輔助服務品種包括調頻和備用,調頻指電力系統頻率偏離目標頻率時,并網主體通過調速系統、自動功率控制等方式調整有功出力減少頻率偏差提供的服務;備用則是針對系統出力的波動性,利用備用的可控機組保障系統短期供電充裕性。我們認為隨著新能源裝機的提升,系統轉動慣量水平或有下降的趨勢,我國可以探索轉動慣量、靈活爬坡等新型輔助服務交易品種。其次,我們認為輔助服務費用分攤機制有待進一步完善,理想的機制或需引導
100、輔助服務費用向用戶側疏導。當前部分地區輔助服務市場仍是發電側的零和博弈,賣方通過競價提供服務,部分機組得到補償,部分機組分攤成本。輔助服務本質是調節負荷波動性對系統造成的干擾,理應向用戶側疏導。6%7%8%9%10%11%12%15%17%19%21%23%25%2022-012022-022022-032022-042022-052022-062022-072022-082022-092022-102022-112022-122023-012023-022023-032023-042023-05北京電力交易中心廣州電力交易中心(右)02004006008001,0001,2001月2月3月4
101、月5月6月7月8月9月 10月 11月 12月億千瓦時202120222023 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 24 圖表圖表 40 輔助服務費用分攤機制變化輔助服務費用分攤機制變化 資料來源:華創證券 容量市場的本質是保障電力系統的長期充裕性容量市場的本質是保障電力系統的長期充裕性,有效的機制應有效的機制應滿足滿足傳統機組傳統機組對收益的合對收益的合理預期理預期。長期來看,新能源裝機的大幅提升或對傳統機組形成量及收益率上的雙重沖擊。一方面,用電需求或被占比越來越高的新能源機組滿足;另一方
102、面,新能源發電的邊際成本較低,能量市場價格存下降趨勢,傳統機組邊際成本相對較高,新能源大量裝機可能導致傳統機組收益率下滑。而諸如火電之類傳統機組可控性較高,當前階段對維持系統裕度必不可少,因此有效的容量補償及容量市場機制是促進傳統機組投資,維持系統裕度的有效手段。當前我國容量當前我國容量補償補償機制尚未完全鋪開,僅在山東、云南等少數機制尚未完全鋪開,僅在山東、云南等少數省份運省份運行行,運行方式一般為自用戶側收取一定容量電費,運行方式一般為自用戶側收取一定容量電費,按月綜合考慮發電機組類型、投產年按月綜合考慮發電機組類型、投產年限、可用狀態等因素,給予各類機組容量補償限、可用狀態等因素,給予各
103、類機組容量補償。未來容量補償機制或全面推開,以使傳統機組在容量市場獲得相應的公允收益,同時應以市場化機制評估負荷側有效容量,調節容量價格,引導發電企業投資及運營。圖表圖表 41 新能源出力與火電出清電量及價格的關系新能源出力與火電出清電量及價格的關系 圖表圖表 42 2020、2040、2060 火電機組利用率演變火電機組利用率演變 資料來源:劉碩等面向高比例可再生能源電力系統的容量補償機制研究,華創證券 資料來源:劉碩等面向高比例可再生能源電力系統的容量補償機制研究 圖表圖表 43 部分省份容量市場相關政策部分省份容量市場相關政策 地區地區 政策文件政策文件 出臺時間出臺時間 政策內容政策內
104、容 山東省 山東省發展和改革委員會關于電力現貨市場容量補償電價有關事項的通知 2020/4/29 山東容量市場運行前,參與電力現貨市場的發電機組容量補償費用從用戶側收取,收取標準暫定為每千瓦時收取標準暫定為每千瓦時 0.0991 元(含稅)。元(含稅)。云南省 云南省燃煤發電市場化改革實施方案(試行)2022/12/10 按照各類電源、用戶對調節能力和系統容量的不同需求差異化分攤調節容量成本,逐步建立與系統負荷曲線一致性相掛鉤的調節容量市場交易機制。燃煤發電調節容量價格由買賣雙方在。燃煤發電調節容量價格由買賣雙方在 220 元元/千千瓦瓦 年上下浮動年上下浮動 30%區間范圍內自主協商形成區間
105、范圍內自主協商形成。資料來源:山東省發改委,云南省發改委,華創證券 發電廠發電廠1發電廠發電廠2發電廠發電廠3資金在發電廠內部流轉內部流轉發電廠發電廠1發電廠發電廠2發電廠發電廠3電力電力交易交易中心中心用戶用戶1用戶用戶2用戶用戶3支付費用支付費用合理分攤合理分攤 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 25 3、電力系統參與主體或更加多元化電力系統參與主體或更加多元化 儲能、虛擬電廠等儲能、虛擬電廠等靈活性資源靈活性資源或更多參與電力市場交易或更多參與電力市場交易。風光裝機的增長將導致系統波動
106、性加大,電力系統對儲能、虛擬電廠等靈活性資源的要求也將隨之提升。同時,隨著成本的不斷下降和市場機制逐漸完善,靈活性資源亦逐漸具備參與電力系統的條件。以虛擬電廠為例,當前我國多地試點已實施虛擬電廠機制,建立報價與出清規則,虛擬電廠亦參與至日前、日內市場的交易中。圖表圖表 44 國內部分地區虛擬電廠調峰市場機制國內部分地區虛擬電廠調峰市場機制 地區地區 政策文件政策文件 準入條件準入條件 報價與出清報價與出清 結算結算 華北 第三方獨立主體參與華北電力調峰輔助服務市場規則 不少于10 MW的穩定調節電力、30(MWh)的穩定調節電量 報量報價報量報價:華北地區申報價格上限 600元/(MWh);可
107、參與省網市場或華北市場,具有日前、日內和實時市場具有日前、日內和實時市場 華北商場:服務費用=調峰電量 x出清市場 x 出清價格;省網市場有30%偏差電量懲罰 華中 新型市場主體參與華中電力峰輔服務市場規則 單節容大于 25(MWh),最大調節功率大于 5MW 報量報價報量報價;最大峰能力低于 20 MW 不報價;分低谷和腰荷報,市場申報最低限價0.12 元/(kw.h);可參與省間和省內市可參與省間和省內市場,具有日前和日內市場場,具有日前和日內市場 服務賣出省的服務費用=調峰電量 x(電網代理購電價格-日前調峰輸電價格 1-輸電價格 2)上海 上海電力調峰輔助服務市場運營規則(試行)可調容
108、量 1 MW 及以上;參與實時調峰虛擬電廠信息采集時間周期小于 15 min,響應時間小于 15 min,持續時間小于 30 min 報量報價報量報價;報價上限:上海市場日前市場價 100 元/(MW.h),而實時市場價 400 元/(MW.h);具有日前、日內和實時市場具有日前、日內和實時市場 補償費=實際執行量 x 報價;實際執行量=實際發用電曲線與基準曲線積分差值 山東 山東電力輔助服務市場運營規則(試行)(2021 修訂版)實時采集周期小于 60s,可調節電力大于 10 MW,連續調節時間大于 4 h 報量報價報量報價;報價上限為 400 元/(MW.h);可參與日前、日內和實時市場可
109、參與日前、日內和實時市場 日前費用=50%日前價格和日內實時價格的較大值 x 實際調用量;實時費用=實時價格 x 實際調用量 浙江 浙江省第三方獨立主體參與電力輔助服務市場交易規則 調節容量大于 2.5(MW*h)、調節功率大于 5 MW,持續響應時間大于 1 h 報量報價報量報價;可參與中長期、日前和日內市可參與中長期、日前和日內市場場;低谷和尖峰時段填谷出清電價.上限分別為 400 元/(MW.h)和 500 元/(MW.h),削峰電價上限 500 元/(MW.h)實際調峰量大于中標量 120%,小于70%部分不補償;中長期按合同結算;參考華東“兩個細則”,日前和日內按填谷收益和調峰收益分
110、別結算 甘肅 甘肅省電力輔助服務市場運營暫行規則 允許用戶側電儲能與新能源電廠簽訂協議形成虛擬電廠,在新能源棄風棄光時使用電儲能,或參與電網調頻調峰 報量報價報量報價;日前申報、日內調用日前申報、日內調用,申報交易時段、15 min 充放電力、交易價格等,非現貨時期報價上限 0.5 元/(kW.h),現貨時期價格上限 0.3 元/(kW.h)調峰補償費用為調峰電量與出清價格乘積,由傳統機組和新能源分攤 資料來源:馮家賢等國內虛擬電廠市場機制與應用綜述,華創證券 另一方面,另一方面,需求側響應資源需求側響應資源參與電力市場規模有望進一步擴大參與電力市場規模有望進一步擴大。需求側響應通過市場化手段
111、引導用戶避峰、錯峰,是較為理想的負荷管理手段,我國需求側響應的政策力度近年來也在不斷擴大。2023 年 5 月,國家發改委印發關于向社會公開征求電力需求側管理辦法(征求意見稿)提出,到 2025 年各省需求響應能力達到最大用電負荷的 3%-5%,其中年度最大用電峰谷差率超 40%的省份達到 5%及以上。電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 26 圖表圖表 45 新一輪電改以來需求側響應相關部分政策梳理新一輪電改以來需求側響應相關部分政策梳理 日期日期 文件文件 相關表述相關表述 2015 年 1
112、1 月 關于有序放開發用電計劃的實施意見 逐步形成占最大用電負荷 3%左右左右的需求側機動調峰能力。2022 年 3 月“十四五”現代能源體系規劃 大力提升電力負荷彈性,加強電力需求側響應能力建設,力爭到力爭到 2025 年,電力需求側響年,電力需求側響應能力達到最大負荷的應能力達到最大負荷的 3%至至 5%。2023 年 5 月 電力需求側管理辦法(征求意見稿)到 2025 年各省需求響應能力達到最大用電負荷的 3%-5%,其中年度最大用電峰谷差,其中年度最大用電峰谷差率超率超 40%的省份達到的省份達到 5%及以上。及以上。資料來源:國家發改委,國家能源局,華創證券 4、電力價格體制或進一
113、步理順電力價格體制或進一步理順 上網電價經歷過四次變革,核心目標為建立高效市場化的清潔電力體系。上網電價經歷過四次變革,核心目標為建立高效市場化的清潔電力體系。1)我國在 1978年之后曾實行與用電量掛鉤的“兩段制”電價,目的在于提高發用電效率。2)進入 1980年后電力供應無法滿足社會發展需求,政府為發展電力行業放松電價管控,在 1985 年轉為采用覆蓋融資成本并保證利潤的“還本付息”電價。3)第三次改革的起點是 2002 年電力體制改革方案的出臺,標志著“上網、輸配、銷售”三環節電價結構和“廠網分開”體系的建立。在經歷了短暫的競價上網期后,燃煤機組上網電價改為事前核定標桿電價,并推廣到全電
114、力行業。這一階段出臺了眾多可再生能源電價補貼政策,新能源電力裝機迅速上行。4)2021 年后,為進一步向市場化轉型,上網電價變為“基準價+上下浮動”模式,同時風光發電正式進入平價上網時代。圖表圖表 46 上網電價機制上網電價機制改革改革 資料來源:國家發改委,華創證券 具體來看,當前交易電價確定方式主要包括中長期合約和現貨交易具體來看,當前交易電價確定方式主要包括中長期合約和現貨交易。當前我國發電方與售電公司間交易電價的確定方式主要包括中長期合約和現貨交易,其中中長期合約占比約 90%,通過中長期合約確定的電價浮動范圍不得超過基準電價的 20%;現貨的價格帽更高,通常為 1.5 元/kWh(大
115、致為基準電價的 3 倍)。當前現貨交易占比較低,且僅處于 電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 27 試點省份試運行階段,因此對電價的影響有限。隨著隨著現貨交易試點省份數量不斷增加,現貨交易試點省份數量不斷增加,在全國范圍內在全國范圍內持續持續鋪開,對電價的影響或將進一步顯現。鋪開,對電價的影響或將進一步顯現。圖表圖表 47 重點省份現貨市場建設回顧重點省份現貨市場建設回顧 資料來源:韓彬等福建電力現貨市場初期模式探析,人民咨詢,內蒙古電力現貨市場建設專班蒙西“單軌制”電力現貨先試先行,周子青等
116、新能源參與浙江電力現貨市場的交易機制與效益分析,鄒鵬等山西省融合調峰輔助服務的電力現貨市場建設路徑演化探析,李健華等基于國外現貨市場與四川實際的現貨市場建設分析,甘肅電力交易中心甘肅電力現貨市場建設方案等,華創證券整理 輸配電價方面,第三輪監管周期已實現機制輸配電價方面,第三輪監管周期已實現機制進一步完善進一步完善。2017-2020 年國家發改委先后完成了兩輪監管周期的價格核定。2023 年 5 月,發改委正式印發了關于第三監管周期省級電網輸配電價及有關事項的通知,相較于第二輪監管周期,本輪監管周期實現了輸配電價的“三改一順”,即推動分電壓等級分用戶改為分電壓等級不分用戶核定輸配電價、改不分
117、電壓等級為不分用戶分電壓等級核定容需量電價、改單列輸配電價中的網損、抽蓄容量電價等,并按照“準許成本+合理收益”直接(順價)核定省級電網輸配電價。本輪監管周期后,輸配電價中各項目分類單列,不分用戶核定輸配電價亦改善了工商業用戶的交叉補貼問題,輸配電價在第三輪監管周期已實現機制的理順。電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 28 六、六、投資建議投資建議 1.火電投資火電投資相關相關 隨著容量市場、輔助服務市場機制不斷完善,火電的盈利模式或發生較大改變,由獲得能量市場的售電收益變為獲取容量補償及調頻
118、備用收益。我們認為容量市場及輔助服務市場的建立將保障火電機組的合理收益,火電運營商的利潤亦有望增厚,推薦華能國際、華能國際、福能股份福能股份;2022 年以來,國家加大火電建設投資力度,今明兩年大批煤電項目核準預計帶動火電建設相關標的業績迅速增長,建議關注東方電氣、哈爾濱電氣東方電氣、哈爾濱電氣和上海電氣上海電氣;當前抽蓄及儲能成本仍相對偏高,火電靈活性改造是提供系統靈活性的重要手段,隨著風光裝機占比提升,我們看好火電靈活性改造相關標的的業績成長空間,建議關注青達環青達環保、西子潔能、清新環境保、西子潔能、清新環境。2.電網電網投資投資相關相關 風光裝機提升或帶動電網投資兩條主線,一是為解決風
119、光外送問題特高壓產業鏈投資力度有望加大,特高壓設備發展前景廣闊,建議關注 GIS 組合電氣設備龍頭平高股份平高股份,建議關注特高壓直流換流閥龍頭國電南瑞、許繼電氣國電南瑞、許繼電氣,建議關注換流變壓器、直流斷路器等其他特高壓設備提供商中國西電、四方股份中國西電、四方股份;二是為解決風光并網消納問題而帶來配網變壓器擴容需求,建議關注特變電工特變電工,電網承載壓力加大或對智能化轉型帶來催化,建議關注國網信通、威勝信息國網信通、威勝信息、朗新科技、朗新科技。3.負荷調節相關負荷調節相關 隨著用電結構變化及電氣化發展導致負荷側波動加劇,需求側響應作為幫助電力系統削峰填谷的靈活性資源,未來發展前景廣闊,
120、除傳統基于價格和激勵的需求側響應方式外,虛擬電廠和微電網是具備發展潛力的創新型需求側響應方式。虛擬電廠方面,建議關注國能日新國能日新、東方電子、東方電子、恒實科技、恒實科技。微電網方面,建議關注微電網龍頭安科瑞安科瑞。4.儲能相關儲能相關 儲能是解決風光消納問題的重要途徑,當前受成本限制尚未大量推廣,隨著技術的進步及成本的降低,儲能未來發展前景廣闊,建議關注抽水蓄能相關標的南網儲能南網儲能,電化學儲能方面,建議關注儲能電池相關標的派能科技、科士達派能科技、科士達;逆變器和系統集成相關標的陽光電源、固德威、錦浪科技、德業股份、昱能科技、禾邁股份陽光電源、固德威、錦浪科技、德業股份、昱能科技、禾邁
121、股份。七、七、風險提示風險提示 電改推進不及預期。電改推進不及預期。電力體制改革的節奏和力度受多方博弈影響,不同地區電力市場機制設計亦存差異。風光大規模裝機需要建立與之適配的電力市場機制,若電改推進力度不及預期,則傳統機組收益缺乏保障、儲能推廣問題、風光消納問題等或將凸顯。電價波動風險電價波動風險。電價機制對各類發電及儲能項目的盈利性具有較大影響,若出現電價大幅波動的現象,電力運營商的收益或受到影響。宏觀經濟波動風險。宏觀經濟波動風險。宏觀經濟直接影響用電需求,并可能間接對電價產生影響。宏觀經濟波動可從量、價等方面影響發電、儲能項目的收益性,從而影響運營商的利潤。電力及公用事業行業深度研究報告
122、電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 29 環保與公用事業組團隊介紹環保與公用事業組團隊介紹 組長、首席分析師:龐天一組長、首席分析師:龐天一 吉林大學工學碩士。2017 年加入華創證券研究所。2019 年新浪金麒麟環保行業新銳分析師第一名。研究員:霍鵬浩研究員:霍鵬浩 阿姆斯特丹大學量化金融碩士。2022 年加入華創證券研究所。研究員:劉漢軒研究員:劉漢軒 英國帝國理工學院理學碩士。2022 年加入華創證券研究所。電力及公用事業行業深度研究報告電力及公用事業行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許
123、可(2009)1210 號 31 華創行業公司投資評級體系華創行業公司投資評級體系 基準指數說明:基準指數說明:A 股市場基準為滬深 300 指數,香港市場基準為恒生指數,美國市場基準為標普 500/納斯達克指數。公司投資評級說明:公司投資評級說明:強推:預期未來 6 個月內超越基準指數 20%以上;推薦:預期未來 6 個月內超越基準指數 10%20%;中性:預期未來 6 個月內相對基準指數變動幅度在-10%10%之間;回避:預期未來 6 個月內相對基準指數跌幅在 10%20%之間。行業投資評級說明:行業投資評級說明:推薦:預期未來 3-6 個月內該行業指數漲幅超過基準指數 5%以上;中性:預
124、期未來 3-6 個月內該行業指數變動幅度相對基準指數-5%5%;回避:預期未來 3-6 個月內該行業指數跌幅超過基準指數 5%以上。分析師聲分析師聲明明 每位負責撰寫本研究報告全部或部分內容的分析師在此作以下聲明:分析師在本報告中對所提及的證券或發行人發表的任何建議和觀點均準確地反映了其個人對該證券或發行人的看法和判斷;分析師對任何其他券商發布的所有可能存在雷同的研究報告不負有任何直接或者間接的可能責任。免責聲明免責聲明 本報告僅供華創證券有限責任公司(以下簡稱“本公司”)的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告所載資料的來源被認為是可靠的,但本公司不保證其準確性或完整性。
125、本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。本公司在知曉范圍內履行披露義務。報告中的內容和意見僅供參考,并不構成本公司對具體證券買賣的出價或詢價。本報告所載信息不構成對所涉及證券的個人投資建議,也未考慮到個別客戶特殊的投資目標、財務狀況或需求??蛻魬紤]本報告中的任何意見或建議是否符合其特定狀況,自主作出投資決策并自行承擔投資風險,任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。本報告中提及的投資價格和價值以及這些投資帶來的預期收入可能會波動。本報告版權僅為本公司所有,本公司對本報告保
126、留一切權利。未經本公司事先書面許可,任何機構和個人不得以任何形式翻版、復制、發表、轉發或引用本報告的任何部分。如征得本公司許可進行引用、刊發的,需在允許的范圍內使用,并注明出處為“華創證券研究”,且不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。證券市場是一個風險無時不在的市場,請您務必對盈虧風險有清醒的認識,認真考慮是否進行證券交易。市場有風險,投資需謹慎。華創證券研究所華創證券研究所 北京總部北京總部 廣深分部廣深分部 上海分部上海分部 地址:北京市西城區錦什坊街 26 號 恒奧中心 C 座 3A 地址:深圳市福田區香梅路 1061 號 中投國際商務中心 A 座 19 樓 地址:上海市浦東新區花園石橋路 33 號 花旗大廈 12 層 郵編:100033 郵編:518034 郵編:200120 傳真:010-66500801 傳真:0755-82027731 傳真:021-20572500 會議室:010-66500900 會議室:0755-82828562 會議室:021-20572522