
能源发展报告:转型、平衡与安全
18页1、电力行业深度研究报告目 录序言.6一、能源转型新能源运营商助力能源转型.7(一)双碳目标明确,电力减碳号角吹响 .7(二)风光发展明确,新能源运营商成长性凸显 .81、兼具成长与确定性.82、平价来临,行业归于内生性增长 .93、外部政策推动,风光运营商将是推动能源转型的主要生力军 .9二、能源平衡能源平衡为能源转型提供切实保障.10(一)时间和空间错配是能源难以实现平衡的主要原因 .10(二)解决时间不平衡.101、抽水蓄能、电化学和火电改造是解决能源时间不均衡的三条路径.102、三条路径的增长空间各有几何? . 113、增长动能来自哪里?.14(三)解决空间不平衡.151、电网是实现能源空间平衡的重要途径 .152、输配电是电网端投资的两大方向 .16三、能源安全能源安全的基石地位不可撼动.16(一)以欧洲为例:欧洲的能源怎么了?有哪些教训? .16(二)构筑能源安全,有什么样的途径? .181、我国电力结构多元,在保障能源安全方面有天然优势 .182、火电归位,后续将重申火电主体地位 .193、水、核助力能源多元发展,共筑能源安全的坚实防线 .19四、投资建议.20五、风险提示.
2、20证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号3-电力行业深度研究报告图表目录图表 1 未来能源发展的三条主线 .6图表 2 中国二氧化碳排放量按部门分解情况 .7图表 3 中国电力行业 CO 排放情况(单位:千吨/日).72图表 4 近三年中国电力行业 CO 排放情况(亿吨).72图表 5 2000-2020 年风电累计装机及其增速(GW).8图表 6 2020-2050E 风电新增装机增长预计(亿千瓦).8图表 7 2011-2020 年光伏累计装机及其增速(GW).8图表 8 “十四五”预计新增光伏装机(GW).8图表 9 2009-2025E 风电新增装机变动(GW).9图表 10 补贴拖欠对估值及业绩均有压制 .9图表 11 三家典型电力运营商应收账款占营收比重 .9图表 12 绿电在煤价上行和双控政策背景下优势凸显 .10图表 13 全球及中国纯抽水蓄能电站装机容量(GW). 11图表 14 中国抽水蓄能电站预测装机容量(GW). 11图表 15 全球电化学储能项目装机容量及增速(GW).12图表 16 中国电化学储能项目装机容量及增速(GW
3、).12图表 17 2000-2020 全球电化学储能市场累计装机规模 .12图表 18 2000-2020 中国电化学储能市场累计装机规模 .12图表 19 保守场景中国电化学储能装机预测(GW).13图表 20 理想场景中国电化学储能装机预测(GW).13图表 21 东北地区部分试点机组改造情况 .14图表 22 不同利用小时下各类储能技术度电成本(元/kWh).15图表 23 “十三五”期间国家电网投资情况(亿元).15图表 24 “十三五”期间南方电网投资情况(亿元).15图表 25 欧盟及世界能源结构.16图表 26 2005-2019 年欧洲各类资源进口依赖度 .16图表 27 欧洲 TTF 天然气期货价格走势(欧元/兆瓦时) .17图表 28 欧洲能源危机的原因、结果和启示 .18图表 29 各省火电占全部发电量的比例 .18图表 30 各省水电占全部发电量的比例 .18图表 31 各省风光占全部发电量的比例 .19图表 32 各省核电占全部发电量的比例 .19图表 33 中国/全球水电装机及中国装机占比(GW).20证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2
4、009)1210 号4-电力行业深度研究报告图表 34 核电后续发展规划(万千瓦) .20证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号5-电力行业深度研究报告序言碳中和大幕徐徐拉开,关于能源转型与升级的讨论不断升温。为实现双碳目标,电力减排重要性愈发凸显,对应的能源结构的转型升级也势在必行。基于我国当前以火电为主的能源结构,未来新能源(风、光)的发展将再次提档加速,新能源电力运营商将承担起能源转型的主力军,以确保碳中和目标的顺利实现。能源平衡为能源转型提供切实保障。能源转型意味着打破传统的以火电为枢纽的能源制度,并逐渐建立适应新能源发展的电力体系。由于新能源(风电、光伏)与传统煤电最大的不同在于资源的不可控,因此如何做到能源的发用平衡是新的能源制度背景下必须面对的课题。变革意味着机遇,但机遇之下暗潮同样汹涌,确保能源安全是实现能源转型与平衡的基石。今年欧洲能源危机不断发酵,“大跃进”式的新能源发展模式遭遇挑战,且欧盟自身能源对外的高依赖性更是导致能源安全问题雪上加霜。能源转型与升级绝非一蹴而就,虽然储能及电网能为新型电力系统的构建保驾护航,但过于激进的新能
5、源转型战略难以保障整体电力系统的稳定性。我们认为在能源转型、平衡的发展之路上要步步稳健,依托于多元的电力结构,在保证能源安全的前提下实现能源的“升级换挡”。基于上面的三种考量,我们将未来能源的发展归为三条主线,即能源转型、能源平衡和能源安全。以下游的风光运营为矛,推动碳中和背景下的能源转型与升级;同时以中游电网及储能为盾,为新能源的发展保驾护航,实现能源的发用平衡;并最终通过构建多元的能源体系保障能源安全。基于这三条主线,后文将对变革详细展开,并挖掘相应的投资机会。图表 1 未来能源发展的三条主线中游储储能+电电网为为盾: 对对能源形成有效保障储能电池/抽水蓄能产业链清洁改造时间平衡空间平衡灵活性改造电力排碳氢能氢能产业链能源转型能源平衡风光发展首当其冲新能源运营商成长性凸显x区域互联: 特高压内部互联: 交流传输未来能源发展的三条主线终端智能终端: 电表等以风风光为为矛: 电电力运营营商需要率先发发力能源安全是能源转转型的前提与基石可再生能源不稳定避免能源安全问题问题以欧洲为鉴能源卡脖子问题严重能源外部依赖性高能源安全火电: “ 压舱石”水电: “ 稳定器”核电: “ 重要补充”火电
6、运营商水电运营商核电运营商多元电力结构基于于地理优势的多元电力结构资料来源:华创证券证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号6-电力行业深度研究报告一、能源转型新能源运营商助力能源转型(一)双碳目标明确,电力减碳号角吹响2021 年是我国“双碳”政策元年,7 月全国碳排放权交易市场正式上线,10 月“双碳”1+N 体系的顶层设计文件出台,无一不体现了我国政府在推动碳中和事业上的信心与决心。按照具体行业将中国的碳排放总量分解后我们发现,2021 年 Q1-Q3 电力行业共排放二氧化碳 37.56 亿吨,占二氧化碳总排放量的 45%,是碳排放最多的部门。图表 2 中国二氧化碳排放量按部门分解情况资料来源:全球实时碳数据,华创证券由于疫情的影响,2020 年中国电力部门的二氧化碳排放量增长缓慢,仅由 2019 年的45.69 亿吨增至 46.24 亿吨(同比增长 1.2%)。2021 年,伴随着新冠疫苗接种率的不断提高,经济逐渐复苏,二氧化碳排放量也出现了明显的增长,根据我们的预测,2021年全年中国电力部门的温室气体排放量可能会突破 50 亿吨。图表 3
7、中国电力行业 CO 排放情况(单位:千吨/日)图表 4 近三年中国电力行业 CO 排放情况(亿吨)22资料来源:全球实时碳数据,华创证券资料来源:全球实时碳数据,华创证券电力部门的深度脱碳是我国实现双碳目标的重要手段。我国政府对电力部门的减碳十分重视,以 2005 年为基准年,从 2006 年到 2019 年,通过发展非化石能源、降低供电煤耗和线损率等措施,电力行业累计减少二氧化碳排放约 159.4 亿吨,有效减缓了我国二证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号7-电力行业深度研究报告氧化碳排放总量的增长;电力行业目前也是唯一被纳入全国碳交易市场的行业。为实现碳中和顶层设计文件中 2025 年非化石能源消费比重达 20%,2030 年达 25%,2060 年达80%的目标,传统化石能源结构向清洁低碳安全高效的能源体系转型趋势不断加强。(二)风光发展明确,新能源运营商成长性凸显1、兼具成长与确定性碳中和顶层政策落地,后续风光发展将兼具成长性与确定性。10 月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发布,从顶层设计上明确了做好碳达峰碳中和的
8、各项要求。碳中和政策落地叠加补贴时代落幕,未来行业会以更加稳健的方式增长,预计十四五期间风/光 CAGR 分别将达 13.8%/17.8%,成长性凸显。图表 5 2000-2020 年风电累计装机及其增速(GW)图表 6 2020-2050E 风电新增装机增长预计(亿千瓦)资料来源:中电联,华创证券资料来源:全球能源互联网发展合作组织中国“十四五”电力发展规划研究,华创证券图表 7 2011-2020 年光伏累计装机及其增速(GW)图表 8 “十四五”预计新增光伏装机(GW)资料来源:中电联,华创证券资料来源:CPIA,华创证券补贴落幕,行业后续发展稳定性提升。以风电发展为例,政府补贴政策出台后往往会迎来一波装机潮。受补贴影响 15 年行业新增装机快速增长,但由于盲目扩张导致弃风率高企,后续政府出台政策限制发展。虽然在装机潮过后可以忍受出现装机回调的情况,但 16、17 年的装机甚至低于装机潮前的 2014 年的装机规模。由于政策反复,装机增长难以确定,市场对于风光发展的预期较为悲观。虽然 21 年的新增装机较 20 年出现了较为明显的回落,但从整体趋势上看,剔除掉 2020 年装机数
9、据后,17-25 年装机呈现出稳定上升的趋势。随着“十四五”顶层政策的落地,风光装机将有政策兜底,未来装机的证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号8-电力行业深度研究报告确定性与稳定性将显著提升。图表 9 2009-2025E 风电新增装机变动(GW)资料来源:中电联,全球能源互联网发展合作组织中国“十四五”电力发展规划研究,华创证券2、平价来临,行业归于内生性增长平价来临,现金流有望加速理顺。新能源电价主要有标杆电价和上网电价两部分,补贴部分以国家信用为基础,不可收回风险小,但其回收周期通常要数年,补贴拖欠已成为新能源发电公司面临的常态化问题。行业本身现金流状况恶化的现象成为市场看弱行业的重要因素之一。补贴拖欠会形成大量应收帐款,导致现金流承压,影响行业成长与扩张;此外,因应收账款坏账准备而计提的减值损失也会影响净利润。从三家典型的电力运营商的应收账款占营收的比重来看,除福能股份火电业务的强现金流属性对冲了部分应收账款的影响外,新能源运营商龙源、三峡的应收账款对公司的拖累情况均不容乐观。平价后,盈利与成长性均将迎来改善,行业将迎来内生增长。图表 1
10、0 补贴拖欠对估值及业绩均有压制图表 11 三家典型电力运营商应收账款占营收比重资料来源:华创证券资料来源:Wind,华创证券3、外部政策推动,风光运营商将是推动能源转型的主要生力军外部环境持续催化,绿电或将成为最优解。2021 年下半年,限电、能耗双控等现象频证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号9-电力行业深度研究报告频出现:限电的产生的原因主要在于需求端的出口及制造业较为旺盛,用电需求高企;同时供给端受煤价不断上行的影响,发电企业发电意愿较低,由此导致整体供需偏紧、限电情况日益严重。能耗双控的本质也是控制不清洁的电力和能源的消耗。在煤价上行叠加低碳转型的外部环境的不断催化之下,作为无燃料成本且本身清洁的绿电或将成为最优解。综上,新能源运营行业的量价因素均迎来重要边际改善,同时叠加外部环境持续催化,后续风光运营商有望成为推动能源转型的主要生力军,新能源运营商未来将承担能源转型排头兵的角色。图表 12 绿电在煤价上行和双控政策背景下优势凸显资料来源:华创证券二、能源平衡能源平衡为能源转型提供切实保障风光快速发展背景下,高比例新能源并网对电力体系提出
11、了很大的挑战。电网及储能将作为主要支撑,为能源平衡保驾护航。(一)时间和空间错配是能源难以实现平衡的主要原因风光的大量并网对电力系统的调节能力提出了更高的挑战,主要体现在发电与用电在时间的错配和空间的错配上。时间错配:一方面体现在风光出力与用电负荷不匹配,另一方面体现在受制于资源禀赋的问题,风电在晴天等无风条件下出力将大大降低,而光伏在阴天及夜间出力也将出现骤降。不同于可控的火电机组,风光的不可控性成为对电网的巨大挑战之一。空间错配:风光装机主要集中于西北、华北地区,与用电负荷较高的中东部地区存在空间错位现象。(二)解决时间不平衡1、抽水蓄能、电化学和火电改造是解决能源时间不均衡的三条路径目前主要有三种手段可平抑风光发电的波动性,提高其可调度性,解决时间不平衡问题,证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号10-电力行业深度研究报告分别是:抽水蓄能、电化学储能和火电灵活性改造。抽水蓄能:抽水蓄能是以水为储能介质的储能技术,通过电能与势能的相互转化,实现电能的储存。该技术拥有技术成熟、使用时间长、规模大和启停迅速等优点,是中国乃至全球应用最为广泛的储能技术
12、。电化学储能:电化学储能是利用化学元素为介质,将电能转化成化学能储存起来,在需要的时候,再通过化学反应将化学能转换为电能使用。该技术具备发展速度快,反应灵活,可以在微网和分布式电网中发挥作用等优点,已进入商业化阶段。火电灵活性改造:火电灵活性改造是指提升火电机组的运营灵活性,增强其快速响应各类变化的能力。在双碳背景下,火电作为过去电力供应的基荷能源正转变其功能定位,承担更多新型电力系统中的调峰工作,逐渐扮演起“托底保供”的角色。2、三条路径的增长空间各有几何?1)抽水蓄能抽水蓄能电站装机开始提速。全球纯抽水蓄能电站装机增速缓慢,截止 2020 年底,全球纯抽水蓄能电站装机容量实现 121.2GW,相比 2011 年的 103GW,年复合增长率仅有1.8%。相较而言,中国纯抽水蓄能电站年复合增长率较快,为 5.7%,电站占比也由2011 年的 17.8%提升至 2020 年的 25%。随着 2021 年 8 月国家能源局抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035)出台,抽水蓄能电站的目标增量被再次明确。规划指出,到2025 年,抽水蓄能投产总规模 6200 万千瓦以上;到 2030 年,
13、投产总规模 1.2 亿千瓦左右。电站装机得以提速,预计未来五年年复合增长率将高达 14.3%。图表 13 全球及中国纯抽水蓄能电站装机容量(GW)图表 14 中国抽水蓄能电站预测装机容量(GW)资料来源:IRENA,华创证券资料来源:国家能源局,华创证券两部制电价引导抽水蓄能发挥功能。2021 年 4 月,国家发改委发布关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见,明确抽水蓄能电站执行两部制电价。电量电价体现抽水蓄能电站提供的调峰服务价值,容量电价体现抽水蓄能电站调频等辅助服务价值。两部制电价大大完善了抽水蓄能电站的收益机制,在一定程度上积极推进了抽水蓄能电站建设和发展。抽水蓄能持续布局,助益电力系统消纳。目前,我国装机规模逐步增长,已投产抽水蓄能总规模 32.5GW,主要分布在华东、华北、华中和广东;在建抽水蓄能电站总规模55.1GW,主要分布在华东和华北。已建和在建规模均位于世界首位。结合我国能源资源禀赋条件来看,抽水蓄能电站是当前及未来一段时期满足电力系统调节需求的关键方证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号11-电力行业深度研究报告式,对保障电力
14、系统安全、促进新能源大规模发展和消纳利用上具有重大意义。抽水蓄能中长期规划也明确了,国家拟围绕新能源基地及负荷中心合理布局,重点布局“三北”地区,实施 340 个,总装机容量约 4.21 亿的抽水蓄能电站项目,助力新能源发展需要。2)电化学储能电化学储能重启高速增长。据 CNESA 全球储能项目库不完全统计,截止 2020 年底,全球电化学储能累计装机规模为 14.2GW,同比增长 49.6%;我国电化学储能装机增速较快,2020 年累计装机规模为 3.27GW,同比增长 91.2%,2020 年新增装机首次突破1GW。图表 15 全球电化学储能项目装机容量及增速(GW)图表 16 中国电化学储能项目装机容量及增速(GW)资料来源:CNESA,华创证券资料来源:CNESA,华创证券锂离子电池占比近 9 成。截止 2020 年底,全球电化学储能累计装机规模为 14.2GW,其中锂离子电池累计装机规模最大为 13.1GW,占比高达 92.0%。中国电化学储能累计装机规模为 3.27GW,其中锂离子电池规模实现 2.90GW,占比达 88.8%,铅蓄电池规模紧随其后,占比约 10.2%。图表
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